Commandes non linéaires robustes de systèmes éoliens

par Ibrahim Guenoune

Thèse de doctorat en Automatique, productique et robotique

Sous la direction de Franck Plestan et de Ali Chermitti.

Soutenue le 08-02-2018

à l'Ecole centrale de Nantes en cotutelle avec l'Université Abou Bekr Belkaid (Tlemcen, Algérie) , dans le cadre de École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes) , en partenariat avec Laboratoire des sciences du numérique de Nantes (laboratoire) et de Laboratoire d'automatique de Tlemcen (laboratoire) .

Le président du jury était Brahim Cherki.

Le jury était composé de Franck Plestan, Ali Chermitti, Brahim Cherki, Mohamed Djemai, Salim Labiod, Rachid Outbib.

Les rapporteurs étaient Mohamed Djemai, Salim Labiod.


  • Résumé

    Le travail de cette thèse s’inscrit dans la commande non linéaire des structures éoliennes. Le premier objectif de cette thèse est la commande d’une éolienne standard fonctionnant à vitesse et angle de calage variables. Les stratégies de commande proposées permettant de commander l’éolienne dans des zones de fonctionnement différentes (optimisation et limitation de la puissance produite). Le deuxième objectif consiste en la conception de commande d’une nouvelle structure d’éolienne à double rotor. L’originalité de cette structure réside dans le fait qu’elle peut pivoter face au vent sans actionneur dédié, et ce grâce à la rotation libre du bras portant les deux éoliennes. Deux architectures de commande sont proposées afin d’orienter la structure face au vent : l’une crée un différentiel des angles de calage des pales des deux éoliennes, l’autre agissant via la différence de puissance produite par les deux génératrices. Étant donné que l’environnement est incertain et fortement perturbé (variations du vent, erreurs de modélisation, bruits de mesure), des lois de commande non linéaires robustes sont proposées. L’efficacité des stratégies de commande a été vérifiée selon différents scénarios.

  • Titre traduit

    Nonlinear robust control of wind turbines systems


  • Résumé

    This work deals the nonlinear control of wind turbine structures. The first objective is the design of control laws of a standard wind turbine with variable speed-variable pitch angle. The proposed control strategies allow controlling the wind turbine indifferent operating areas (optimization and powerlimitation).The second objective consists in controlling a new structure of twin wind turbines. The originality of this structure lies in the fact that it can rotate face the wind without using a dedicated actuator, thanks to the free rotation of the arm carrying the wind turbines. Two control architectures are proposed in order to ensure the structure face the wind : pitch angles differential and the produced power difference. Given that the environment is uncertain (windvariations, modeling errors, noise), robust nonlinear control laws are proposed for a multiple objectives. The efficiency of the control strategies have been carried out according to several scenarios.


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