Etude et dimensionnement d’une éolien à vitesse variable basée sur une machine synchrone à aimant permanemment MSAP

Abstract

La consommation mondiale en énergie électrique devient plus en plus très importantes dans ces années. Mais la consommation de cette matière essentielle à la vie moderne pose des contraintes environnementales. Pour réduire cette consommation le plus tôt possible, la politique mondiale se penche vers les énergies renouvelables tel que l’énergie éolienne. Néanmoins, le critère aléatoire de cette dernière nous oblige à maîtriser ce système et imposer des lois de commande afin de bien profiter de sa puissance et de satisfaire les besoins des charges. L’objectif exposé dans ce travail consiste à la recherche d'améliorer la qualité de l'énergie électrique extraite des systèmes de conversion de l'énergie éolienne et le dimensionnement de ce système d’éolien à vitesse variable, afin de produire une attaque directe à base d’une génératrice synchrone à aimant permanent en appliquant une stratégie de commande. Les résultats obtenus fondent l’évidence de l’efficacité de cette stratégie de contrôle proposée en termes de robustesse pour différentes vitesses du vent. L’étude démontre l’objectif de contrôle pour arrive à extraire l’énergie maximale de système, l’objectif formulé comme un problème d'optimisation afin de trouver les paramètres du contrôleur. Pour atteindre cet objectif, l’utilisation de deux techniques était nécessaire ; les algorithmes PSO (Particle Swarm Optimization) et GWO (Grey wolf Optimization) pour obtenir les paramètres de gains du contrôleur. Les tests des résultats de simulation sont vérifiés sous l'outil MATLAB/Simulink ces tests ont démontré l'efficacité et la fiabilité de la stratégie de contrôle proposée dans cette thèse.

The world consumption of electric energy becomes more and more important in these years. But the consumption of this material essential to modern life poses environmental constraints. To reduce this consumption as soon as possible, the global policy focuses on renewable energies such as wind energy. Nevertheless, the random criterion of the latter forces us to master this system and impose control laws in order to take full advantage of its power and satisfy the needs of the loads. The aim of this work is to improve the quality of the electrical energy extracted from wind energy conversion systems and the design of this variable speed wind system, to produce a direct attack based on a synchronous permanent magnet generator by applying a control strategy. The results obtained demonstrate the effectiveness of this proposed control strategy in terms of robustness for different wind speeds. The study demonstrates the control objective to extract the maximum system energy, the objective formulated as an optimization problem in order to find the controller parameters. To achieve this goal, the use of two techniques was necessary; the PSO (Particle Swarm Optimization) and GWO (Grey wolf Optimization) algorithms to obtain the gain parameters of the controller. The tests of the simulation results are verified under the MATLAB/Simulink tool these tests have demonstrated the effectiveness and reliability of the control strategy proposed in this thesis.

أصبح الاستهلاك العالمي للطاقة الكهربائية أكثر أهمية في هذه السنوات. لكن استهلاك هذه المادة الضرورية للحياة الحديثة يفرض قيودًا بيئية. لتقليل هذا الاستهلاك في أسرع وقت ممكن، تميل السياسة العالمية نحو الطاقات المتجددة مثل طاقة الرياح. ومع ذلك، فإن المعيار العشوائي لهذا الأخير يتطلب منا إتقان هذا النظام وفرض قوانين التحكم من أجل الاستفادة الكاملة من قوته وتلبية احتياجات الأحمال. يتمثل الهدف المعروض في هذا العمل في البحث لتحسين جودة الطاقة الكهربائية المستخرجة من أنظمة تحويل طاقة الرياح وأبعاد هذا النظام لطاقة الرياح بسرعة متغيرة، من أجل إنتاج هجوم مباشر يعتمد على مولد متزامن مغناطيسي دائم من خلال تطبيق استراتيجية تحكم. تقدم النتائج التي تم الحصول عليها دليلًا على فعالية استراتيجية التحكم المقترحة هذه من حيث المتانة لسرعات الرياح المختلفة. توضح الدراسة هدف التحكم لاستخراج الطاقة القصوى من النظام، والهدف الذي تمت صياغته كمشكلة تحسين من أجل العثور على معلمات وحدة التحكم. لتحقيق هذا الهدف، كان من الضروري استخدام تقنيتين؛ خوارزميات PSO )تحسين سرب الجسيمات( و GWO )تحسين الذئب الرمادي( للحصول على معلمات الكسب لوحدة التحكم. تم التحقق من اختبارات نتائج المحاكاة باستخدام أداة MATLAB / Simulink ، وقد أظهرت هذه الاختبارات فعالية وموثوقية استراتيجية التحكم المقترحة في هذه الأطروحة.