Contribution à la supervision des fermes éoliennes

Abstract

Le développement rapide de la technologie éolienne et l’augmentation du taux de pénétration des fermes éoliennes dans le réseau électrique ont conduit à l’optimisation du contrôle et de la configuration de nouvelles fermes éoliennes afin de répondre à la demande du gestionnaire de réseau. L’objectif de cette thèse est la supervision de fermes éoliennes en vue d’une meilleure intégration future dans le réseau électrique. La modélisation et la simulation d’un système de conversion éolien basé sur une Génératrice Asynchrone à Double Alimentation (GADA) et utilise une cascade de convertisseurs (back-to-back) NPC à cinq niveaux est détaillée. Le contrôle de la turbine nous permet d’avoir la référence de la puissance active par l’utilisation d’un algorithme MPPT (Maximum Power Point Tracking). Le convertisseur côté rotor (RSC) permet le contrôle de la GADA en appliquant la commande vectorielle. Par contre le convertisseur côté réseau (GSC) permet le contrôle de la valeur moyenne de la tension du bus continu où l’équilibrage est assuré par l’insertion d’un pont de clamping. Dans cette thèse, une nouvelle structure optimisée de ferme éolienne est proposée. Dans la structure proposée, quatre turbines éoliennes sont utilisées où les stators sont connectés en parallèle et chaque rotor est connecté à un onduleur à deux niveaux. Les quatre tensions continues son fournies par un seul convertisseur NPC à cinq niveaux qui assure aussi le contrôle de la connexion au réseau en éliminant le transformateur. Quatre algorithmes de supervision sont synthétisés, le plus avantageux est celui basé sur la distribution proportionnelle. Cet algorithme est utilisé pour superviser les puissances actives et réactives de la nouvelle structure de ferme éolienne. Les résultats obtenus confirment l’avantage de l’algorithme utilisé. Les puissances de référence sont proportionnellement reparties sur les différentes turbines et chacune d’elle contribue avec un pourcentage loin de la saturation pour satisfaire la demande du gestionnaire de réseau.