Bien que la structure du hacheur classique paraisse simple,
son utilisation dans ce système de conversion d'énergie
électrique ne se fait pas sans problème : elle présente
des inconvénients non négligeables tenant compte des contraintes
des composants semiconducteurs dont la limitation en tension et en courant.
En effet, le hacheur survolteur classique doit combiner une
tension élevée de bus continu au-delà de la
capacité que peut supporter une cellule élémentaire de
commutation.
Ainsi l'idée de pallier ce genre de problème a
donné naissance à une nouvelle structure de hacheur qui contourne
cette limitation en tension de blocage des principaux semiconducteurs de
puissance en mettant en oeuvre des associations de composants, voire de
convertisseurs élémentaires.
Il s'agit précisément du hacheur à
niveau multiple ou hacheur multiniveau. L'utilisation de la topologie
multiniveau devient actuellement une application de grand intérêt
pour alimenter des systèmes en moyenne et haute tension à
fréquence de pulsation élevée.
Elle présente d'énormes avantages :
· D'une part, elle permet de limiter les contraintes en
tension ou en courant subies par les interrupteurs de puissance (une
augmentation de la puissance contrôlable grâce à une
augmentation du calibre global en tension ou en courant) : chaque composant,
lorsqu'il est à l'état bloqué, supporte une fraction
d'autant plus faible de la pleine tension de bus continu que le nombre de
niveaux est élevé (réduction de la tension à
commuter en des valeurs plus petites et directement commutables par les semi-
conducteurs actuels),
· D'autre part, la tension de sortie délivrée
par ce convertisseur multiniveau présente d'intéressantes
qualités spectrales : le fait de multiplier le nombre de niveaux
intermédiaires permet de réduire l'amplitude de chaque front
montant ou descendant de la tension de sortie. L'amplitude des raies
harmoniques est par conséquent d'autant moins élevée.
Notre objectif étant de trouver la stratégie le
mieux adaptée pour le réglage et la commande de bus continu afin
d'optimiser le rendement du système, il s'avère cependant
indispensable d'étendre notre étude sur une seconde technologie
qui repose sur l'utilisation du hacheur à 3 niveaux en vue de comparer
l'utilisation de celui-ci en remplacement du hacheur classique.
Fig.6.1 Centrale à tension de bus continu
contrôlée par un hacheur multiniveau
70
Stratégie de commande et réglage du bus continu
dédiée aux systèmes de production d'énergie
éolienne et solaire
Ainsi la solution compensatrice de déséquilibre de
puissances au niveau du bus continu a été réalisée
grâce à une batterie en association d'un hacheur multiniveau.
Cette alternative permet de résoudre les problèmes
de tension vis à vis du réseau tout en augmentant la « plage
» de puissance fournie à l'onduleur de tension.
