Commande d'un système de conversion type VSC-HVDC : stabilité-contrôle des perturbations

Control design for a VSC - HVDC transmission system : stability -disturbances control

• Auteur / Autrice : Laurent Teppoz
• Direction : Guy Bornard, Gildas Besançon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique et productique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Grenoble INPG
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'automatique de Grenoble (1957-2006)

Résumé

De nos jours, les systèmes de transport haute tension continue (HVDC) sont de plus en plus considérés dans une transmission de puissance et les convertisseurs fonctionnant en source de tension (VSC) peuvent offrir des degrés de liberté supplémentaires, d'un intérêt particulier dans la conception d'une commande. Dans notre étude, les lois de commande sont synthétisées en temps discret et en appliquant le principe de linéarisation entrée-sortie. Elles ont principalement pour objectifs de stabiliser la puissance qui transite, d'assurer la régulation de la tension du bus continu et d'obtenir des facteurs de puissance qui soient, au niveau de la source et de la charge, les plus élevés possible. Pour pouvoir exploiter en pratique les commandes, il est nécessaire de les associer avec des observateurs. Du fait que géographiquement la source de puissance et la charge sont situées de part et d'autre d'une ligne de transmission, l'enjeu ultime del'observation est la possibilité de décentraliser les lois de commande. Cette décentralisation implique d'émettre des hypothèses sur le comportement de ces deux éléments. Celles-ci font l'objet d'une étude approfondie. Ainsi, dans cette thèse, nous développons une méthodologie de commande qui est systématique pour les systèmes HVDC intégrant des convertisseurs VSC.

Nowadays, High Voltage Direct Current (HVDC) systems are increasingly considered for power transmission and Voltage Source Converters (VSC) can offer additional degrees of freedom, of particular interest in the control design. In our study, the control laws are achieved in discrete-time and input-output linearisation principle is applied. They aim at stabilizing the transmitted power, regulating the DC bus voltage, and achieving the highest source and load power factors. In order to implement the control laws, we develop an observer-based control approach. As geographically the power source and the load are located at each end of a transmission line, the observation ultimate goal is to decentralize control laws. This decentralization implies some assumptions on these two elements behavior. They are an object of a detailed study. Thus,in this thesis, we develop a control methodology which is systematic for all VSC - HVDC systems.