Elaboration de différentes techniques intelligentes pour le contrôle de convertisseurs statiques dédiés à la compensation active des harmoniques dans les réseaux électriques

Abstract

الملخص (بالعربية) : أدى الاستخدام المتزايد لأجهزة إلكترونيات الطاقة في الأنظمة الكهربائية إلى المزيد والمزيد من المشكلات المتعلقة بالاضطرابات التوافقية أو تشوهات الشبكات الكهربائية. من بين الحلول الواعدة الرئيسية: مقومات PWM، لهذا النوع من المحولات مزايا عديدة مثل التحكم في القدرة التفاعلية الممتصة وامتصاص تيار قريب من الجيوب الأنفية وأيضاً لتجنب أن النظام ضخم. حيث يتم استخدام أجهزة التحكم في التلوث التوافقي. وبالتالي، فإن المرشحات النشطة، تعوض الاضطرابات الناجمة عن الحمل غير الخطي عن طريق حقن التوافقيات وكاشف التيار الذي يستهلكه الحمل على الشبكة بحيث تكون الشبكة فقط لتوفير تيار الجيبية وفي المرحلة مع الضغط. تم اقتراح العديد من استراتيجيات التحكم في الأدبيات الخاصة بالمحول الثابت. على الرغم من مبادئها المختلفة، فإن الغرض الرئيسي من هذه التقنيات هو عامل قوة أحادي تقريبًا وشكل حالي قريب من الجيوب الأنفية. نوقشت أربع تقنيات تحكم في هذه الدراسة. هذا هو التحكم المتتالي الخطي، والتحكم المباشر في الطاقة، وتطوير جدول التبديل لتقنية DPC على أساس الخصومات الغامضة، وأخيرا التحسين بواسطة الخوارزميات الجينية. توضح نتائج المحاكاة المقدمة في نهاية كل فصل فوائد وقيود كل استراتيجية تحكم على الأخرى. ---------------------------------------------- Résumé (en Français) : L’utilisation croissante des dispositifs d’électronique de puissance dans les systèmes électriques a entraîné de plus en plus de problèmes liés aux perturbations ou distorsions harmoniques des réseaux électriques. Parmi les principales solutions prometteuses on trouve : Les redresseurs à MLI, ce type de convertisseur présente plusieurs avantages tels que le contrôle de la puissance réactive absorbée et l’absorption d'un courant proche d'une sinusoïde et aussi éviter que le système soit volumineux dans le cas où des dispositifs de dépollution harmonique seront utilisés. Ainsi les filtres actifs, Ils compensent les perturbations dues à une charge non linéaire en injectant sur le réseau les harmoniques et le réactif du courant consommé par la charge afin que le réseau n’est plus qu’à fournir un courant sinusoïdal et en phase avec la tension. Plusieurs stratégies de contrôle ont été proposées dans la littérature pour le convertisseur statique. Malgré que leurs principes différent, l’objectif principal de ces techniques est un facteur de puissance presque unitaire et un courant de forme proche de celle sinusoïdale. Quatre techniques de commande ont été abordées dans cette étude. Il s’agit de la commande linéaire cascade, le contrôle direct de puissance, l’élaboration de la table de commutation de la technique DPC sur la base de déductions floues et enfin l’optimisation par les algorithmes génétiques. Les résultats de simulation présentés à la fin de chaque chapitre illustrent les avantages ainsi que les limites de chaque stratégie de commande par rapport à l’autre. ---------------------------------------------- Abstract (en Anglais) : The increasing use of power electronics devices in electrical systems has led more and more problems related to harmonic disturbances or distortions in the power grid. Among the main promising solutions are: The PWM rectifiers, this type of converter has several advantages such as the control of the reactive power absorbed and the absorption of a current close to a sinusoid and also avoid that the system is bulky in the event that harmonic pollution control devices will be used. Thus, the active power filters compensate disturbances caused by nonlinear load by injecting harmonics and reactive current consumed by the load so that the network can provide a sinusoidal line current and in phase with the grid voltage. Several strategies of control were proposed in the literature for this type of converter. Despite their different principles, the main objective of these techniques is an almost unitary power factor and a current close to sinusoidal form. Four control techniques were proposed in this study. These are linear cascade control, direct power control, the elaboration of the switching table of DPC technique based on fuzzy inferences and finally the optimization by genetic algorithms. Simulation results illustrate advantages and limits of each control strategy.