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Stratégies de commande et réglage des bus continus dédiés aux systèmes de production d'énergies éolienne et solaire

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par Abdoulhalim Hassani ZAIDOU
Ecole supérieure polytechnique d'Antsiranana Madagascar - ingénieur de conception en électronique et informatique industrielles 2007
  

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Stratégie de commande et réglage du bus continu dédiée aux systèmes de production d'énergie éolienne et solaire

1

RÉSUMÉ 7

1 INTRODUCTION 8

2 CHAIPITRE : GENERALITE SUR LES SYSTEMES EOLIEN ET SOLAIRE 10

2.1 CHOIX DE L'ARCHITECTURE 10

2.1.2 TOPOLOGIE AVEC BUS CONTINU INTERMEDIAIRE 11

2.2 ARCHITECTURE RETENUE POUR L'ETUDE 13

2.3 DESCRIPTION DU SYSTEME A ETUDIER 13

2.4 DESCRIPTION DES DIFFERENTES PARTIES DU SYSTEME 14

2.4.1 LES SOURCES D'ENERGIE DU SYSTEME 14

2.4.1.1 LES AEROGENERATEURS 14

2.4.1.2 LES CELLULES PHOTOVOLTAÏQUES 16

2.4.2 LES CONVERTISSEURS STATIQUES DU SYSTEME 18

2.4.2.1 ALIMENTATION DU BUS CONTINU 18

2.4.2.1.1 LE CONVERTISSEUR AC-DC (Redresseur) 18

2.4.2.1.2 LE CONVERTISSEUR DC-DC (Hacheur) 20

2.4.2.2 ALIMENTATION DU RESEAU ELECTRIQUE 21

2.4.2.2.1 LE CONVERTISSEUR DC- AC 21

2.4.3.1 LE BUS CONTINU 24

3 CHAPITRE : SYNTHESE DE LA PROBLEMATIQUE ET PROPOSITION DE

SOLUTIONS 25

3.1 SYNTHESE DE LA PROBLEMATIQUE 25

3.2 PROPOSITION DE SOLUTIONS 27

4 CHAPITRE : ETUDE DU HACHEUR 30

4.1 HACHEUR SURVOLTEUR 30

4.1.1 STRUCTURE DU HACHEUR SURVOLTEUR 30

4.1.1.1 COMMANDE DES INTERRUPTEURS ET FORMES D'ONDE 31

4.1.1.2 EXPRESSION DE LA TENSION DE SORTIE UBUS 32

4.1.1.2.1 EXPRESSION DE Is PAR RAPPORT à IL 36

4.1.1.3 DETERMINATION DES COMPOSANTS REACTIFS 36

4.1.1.3.1 L'INDUCTANCE L 36

4.1.1.3.2 LE CONDENSATEUR C 38

4.1.1.4 LIMITATION DE COURANT ET TENSION DANS LES

SEMICONDUCTEURS 39

4.1.1.5 DIMENSIONNEMENT DES COMPOSANTS 40

4.1.1.5.1 DIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS REACTIFS L ET C DU

HACHEUR 40

4.1.1.5.1.1 VALEUR DE L'INDUCTANCE L 41

Stratégie de commande et réglage du bus continu dédiée aux systèmes de production d'énergie éolienne et solaire

2

4.1.1.5.1.2 VALEUR DU CONDENSATEUR C 42

4.1.1.5.2 CHOIX DES SEMI-CONDUCTEURS 42

4.1.2 MODELISATION DU HACHEUR SURVOLTEUR 42

4.1.2.1 MODELISATION SOUS FORME DE SCHEMA BLOC 42

4.1.2.1.1 PRINCIPE DE REGULATION LINEAIRE EN CASCADE 44

4.1.2.1.2 EQUATION BILAN ENERGETIQUE DU SYSTEME 45

4.1.2.1.3 FONCTION DE TRANSFERT DU SYSTEME 46

4.1.2.1.4 CHOIX DU REGULATEUR DU SYSTEME 47

4.1.2.1.5 LIMITEUR DE LA TENSION ET DU COURANT 48

4.1.2.1.6 CHAINE DE COMMANDE 50

4.1.2.1.6.1 MISE EN PLACE DE LA BOUCLE DE COURANT 50

4.1.2.1.6.2 MISE EN PLACE DE LA BOUCLE DE TENSION 51

4.1.2.1.7 DETERMINATION DES PARAMETRES DU REGULATEUR 52

4.1.2.1.7.1 REGULATEUR DE COURANT 52

4.1.2.1.7.2 REGULATEUR DE TENSION 54

4.1.2.1.7.3 CALCUL DES COMPOSANTS DU REGULATEUR 55

4.1.3 MODELISATION GRAPHIQUE DU HACHEUR 58

4.1.3.1 LA REPRESENTATION MACROSCOPIQUE ENERGETIQUE 58

4.1.3.1.1 OBJECTIFS 58

4.1.3.1.2 REGLES DE BASE 58

4.1.3.1.3 ELEMENTS CONSTITUTIFS 58

4.1.3.1.3.1 LES ELEMENTS SOURCES 58

4.1.3.1.3.2 LES ELEMENTS D'ACCUMULATION 59

4.1.3.1.3.3 LES ELEMENTS DE CONVERSION 59

4.1.3.1.4 STRUCTURE GENERIQUE ELEMENTAIRE 60

4.1.3.1.5 REGLES D'ASSOCIATION 60

4.1.3.1.5.1 ASSOCIATIONS DIRECTES 60

4.1.3.1.5.2 REGLE DE CONCATENATION 61

4.1.3.1.5.3 REGLE DE PERMUTATION 61

4.1.3.1.6 COUPLAGE ELECTRIQUE 61

4.1.3.1.7 STRUCTURE DE COMMANDE MAXIMALE DEDUITE DE LA REM 61

4.1.3.1.8 APPLICATION DE LA REM A LA MODELISATION DU HACHEUR

SURVOLTEUR 62

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