Modélisation dynamique et commande des alternateurs couplés dans un réseau électrique embarqué

• Auteur / Autrice : Lamya Abdeljalil
• Direction : Mohamed Fouad Benkhoris
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique et génie électronique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alternateurs

Modèles mathématiques

Réseaux électriques (énergie)

Résumé

Ces travaux concernent la modélisation dynamique et la commande des alternateurs couplés dans les réseaux électriques embarqués. Ces réseaux de puissance finie sont des systèmes multi-alternateurs multi-charges en forte interaction. Deux approches de modélisation ont été élaborées. La première, en vue de la simulation, consiste à établir une méthodologie de modélisation des systèmes multi-alternateurs multi-charges. Le système est subdivisé en deux sous systèmes découplés, l’un de nature électrique et l’autre de nature mécanique. L’établissement du modèle d’état électrique global repose d’une part sur l’écriture des constituants du réseau dans un même référentiel, et d’autre part sur l’application des lois reliant les circuits électriques. Afin d’optimiser le temps de calcul, les règles d’établissement du modèle global sont enrichies et une méthode d’inversion de la matrice inductance est proposée. La deuxième, en vue de la commande, explore et compare deux modèles, l’un de type comportemental et l’autre basé sur la théorie des perturbations singulières. Les régulateurs synthétisés ont été comparés sur un simulateur élémentaire. Une ébauche sur l’apport des régulateurs à paramètres variables a été présentée. Deux bancs d’essais ont été réalisés. Le premier est de type logiciel. Il reproduit le comportement temporel du réseau à topologie variable pour divers régimes, ainsi que des phénomènes comme le couplage, le découplage et la désynchronisation. Il permet aussi de tester les algorithmes de commande et les régulateurs : tension, répartition de puissance…. Le deuxième, de type expérimental, valide les approches de modélisation, de simulation et de commande proposées.

This study deals with dynamic modelling and control of embarked electrical networks which are multi-alternators multi-loads systems with strong interactions between the components. Two modelling approaches had been studied. The first one is in view of simulation. It consists of building a modelling methodology for multi-alternators multi-loads systems. The system is subdivided into two decoupled subsystems: electrical and mechanical. The global electrical state space model is built using the equalities between the various electrical circuits in one common frame. In order to optimize the computing time, the modelling rules are expanded and an inversion method is proposed for the inductance matrix. The second one, in view of control, treats and compares two models, one is a behavioural model, and the other is based on the singular perturbation theory. The synthesized regulators had been compared using an elementary simulator. The study of variable parameters regulators contribution had been started. Network temporal behaviour for transient and steady states, as well as phenomena like, coupling, decoupling and desynchronisation. It allows testing the regulators: voltage, frequency…. The other benchmark is experimental. It allows validating the proposed approaches for modelling, simulation and control.