Modélisation d'un filtre actif parallèle triphasé pour la dépollution harmonique et synthèse d'une commande basée sur le rejet de perturbations

Three-phase shunt active power filter modeling and control law synthesis based on perturbations rejection

• Auteur / Autrice : Claude Dewez
• Direction : Gérard Champenois, Jean-Paul Gaubert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées - École nationale supérieure d'ingénieurs (Poitiers ; 1984-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Signal, Théorie du (télécommunications)

Résumé

Le travail de recherche relaté dans ce mémoire réside dans une nouvelle modélisation d’un réseau triphasé associé à un filtre actif parallèle. Cette modélisation aboutit à une représentation d’état linéaire qui permet d’appliquer les outils de l’automatique linéaire. Dans cette approche, la dépollution harmonique des réseaux électriques consiste à contrôler directement le courant de source. Dans ce cadre, la description du système correspond à une représentation de celui-ci en boucle fermée où l’atténuation des composantes harmoniques du courant de source est traitée comme un problème de rejet de perturbations. Cette démarche diffère des approches usuellement adoptées qui sont basées sur le principe du suivi de consigne. La validité de l’approche proposée est vérifiée premièrement en simulation à partir de l’outil logiciel Matlab/Simulinkr, puis par la mise en oeuvre d’un banc expérimental constitué d’un filtre actif parallèle raccordé au réseau de distribution triphasé. L’ensemble du banc, comprenant un onduleur de tension à base d’IGBT avec l’ensemble des ses commandes, un filtre haute fréquence et une charge polluante du type PD3 à diodes, est instrumenté pour la mesure des courants et protégé contres les surcharges et les surtensions. La loi de commande est implémentée en temps réel grˆace au système xPC Target de prototypage et de supervision.

This thesis deals with a new modelling of a three-phase network in association with a parallel active filter. This modelling results in a state representation which permits to apply the tools of linear control theory. Using this approach the harmonics compensation of electrical networks consists in the direct control of the source current. Thus the description of the system corresponds to its representation in closed loop where the reduction of source current harmonics is treated like a matter of disturbances rejection. This approach is different from common approaches which are usually based on reference tracking control. The proposed approach is validated firstly using simulation with the technical computing software Matlab/Simulinkr, then using a test bench fitted with a shunt active filter linked to the three-phase AC source. The bench, consisting of an IGBT voltage source inverter with associate control, a high-frequency filter and a polluting load which is a three-phase rectifier, is instrumented to measure currents and protected from overloading and overvoltage. The control law is implemented in real time thanks to xPC Target prototyping system.