Identification et réduction de la pollution harmonique dans les réseaux électriques. Cas particulier des réseaux comportant des liaisons HVDC

Abstract

الملخص (بالعربية) :

إنٌ مشکلة التلوث بالتوافقيات في شبکات التوزيع الكهربائية هي في تفاقم مقلق خاصة مع تزايد استعمال الحمولات غير الخطية. التصفية الفعالة هي واحدة من بين أنجع الحلول المقترحة للتصدي لهذه المشكلة. و من أجل إثبات ذلك أجرينا مقارنة وصفية بين المرشح الغير الفعال و المرشح الفعال. أما المرحلة الثانية فقد شملت تطبيق من جهة المرشح الهجين لأجل التخلص من العيوب التقنية للمرشح الغير الفعال و كذا التكلفة الباهظة الخاصة بالمرشح الفعال المستعمل؛ وقد قمنا بدراسة طريقة التحكم في المصفاة الفعالة الموازية المتكونة على أساس عاكس ذات المستويين ثم ثلاثة مستويات بالنسبة إلى مختلف التقنيات التعرف على التيارات التوافقية المتمثلة في : نظرية اللحظية (pq)، نظرية المرجع المتزامن (dq).ومن اجل تحسين أداء المرشح الفعال تم اقتراح عاكس ذو ثلاثة مستويات و التحكم به عن طريق النمط الانزلاقي. و من جهة أخرى قمنا بتحليل النتائج من أجل السماح بتوقع التفاعلات DC/AC . هذه النتائج المحصل عليها تبرهن على كفاءة المرشح الهجين المتكون أساسا من عاكس ذو ثلاثة مستويات المطبق على الحمولات الغير خطية في نظام الجهد العالي ذو التيار المستمر من الجهتين.

كلمات مفتاحيــــة: أنظمة التيار المستمر عالية الجهد (HVDC)، المرشح الفعال، المرشح الغير الفعال، المرشح الهجين، نظرية اللحظية (pq)، نظرية المرجع المتزامن (dq). النمط الإنزلاقي. ---------------------------------------------- Résumé (Français) :

Le problème de la pollution harmonique dans les réseaux électriques incluant des liaisons en Courant Continu Haute Tension (CCHT, ou HVDC pour High Voltage Direct Current) devient de plus en plus préoccupant avec l’accroissement de l’usage des charges non linéaires. Le filtrage actif de puissance est l’une des solutions les plus efficaces face à ce problème. En première étape, une étude descriptive et comparative entre le filtre passif et le filtre actif a permis de justifier le choix de ce dernier. En seconde étape, le filtre hybride a été appliqué pour éliminer les inconvénients techniques de la solution filtrage passif, et réduire l’aspect économique du filtrage actif. La commande du filtre actif utilisé dans ce travail est basée sur les onduleurs deux et trois niveaux. Elle a été, ensuite, étudiée pour différentes techniques d’identification des harmoniques à savoir: la méthode des puissances instantanées (pq) et la méthode de référentiel synchrone (dq). La commande par mode glissant a été proposée pour améliorer les performances du filtre actif et de sa commande. D’autre part, les résultats ont été analysés afin d’anticiper les interactions CA/CC en réponse aux perturbations. Ces résultats de simulation obtenus montrent clairement que de bonnes performances sont obtenues avec le filtre hybride d’un onduleur à trois niveaux, commandé par mode glissant, lorsqu’il est branché en parallèle avec la charge non-linéaire côté redresseur et côté onduleur dans le système CCHT.

----------------------------------------------

Abstract (English) :

The problem of harmonic pollution in electrical networks including High Voltage Direct Current (HVDC) links is becoming more and more worrying with the increasing use of non-linear loads. Active power filtering is one of the most effective solutions to this problem. As a first step, a descriptive and comparative study between the passive and the active filter allowed to justify the choice of the latter. In the second step, the hybrid filter was applied to eliminate the technical disadvantages of the passive filtering solution, and reduce the economic aspect of active filtering. The control of the active filter used in this work is based on two and three level inverters. It has been, then, studied for different techniques of harmonic identification namely: the method of instantaneous powers (pq) and the method of synchronous reference frame (dq). The sliding mode control has been proposed to improve the performance of the active filter and its control. These obtained simulation results clearly show that good performance is achieved with the hybrid filter of a three-level sliding mode controlled inverter when connected in parallel with the non-linear load at the rectifier side and the inverter side in the HVDC system.