Optimisation du contrôle commande d'un système hydraulique réversible à vitesse variable

Control optimization of variable speed reversible hydraulic system

• Auteur / Autrice : Lakhdar Belhadji
• Direction : Seddik Bacha, Daniel Roye
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologie industrielles
• Date : Soutenance le 08/07/2013
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie électrique (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Cristian Nichita
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Toufik Rekioua, Nicolas Perrissin-Fabert, Iulian Munteanu
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mohamed el hachemi Benbouzid, Benoit Robyns

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux électriques (énergie)

Mots clés libres

Réseaux électriques

Hydraulique

Vitesse variable

Génération de l'électricité

Hydrolienne

Contrôle

Grid

Hydraulic

Variable speed

Electricity generation

Water flow turbine

Control

Résumé

Le but de cette thèse est l'optimisation du contrôle commande d'un système hydraulique réversible à vitesse variable. L'approche est d'abord traitée par simulation dynamique pour finir ensuite par validation expérimentale sur maquette physique temps réel hybride basée sur l'émulation (PHIL). La partie simulation concerne la modélisation des différents éléments de la microcentrale hydraulique tel que la turbine, la génératrice et l'interface d'électronique de puissance ainsi que le développement des lois de commande et la synthèse des différents régulateurs. Deux stratégie de contrôle ont été étudié, la première dite commande en vitesse associé à un algorithme MPPT adaptatif développé au cours de la thèse et la deuxième dite en puissance. Le management des contrôles commandes pour assurer la fonction de secours (backup) de la microcentrale hydraulique a été simulé et validé expérimentalement. Et enfin la transition rapide entre les deux modes de fonctionnement d'une petite station de transfert d'énergie par pompage a été proposé et validé par émulation sur la maquette physique.

The purpose of this thesis is to optimize the control command of a reversible variable speed hydraulic system. The approach is first treated by dynamic simulation and then finish by experimental validation on hybrid physical model based on real-time emulation (PHIL). The simulation part concerns the modeling of different elements such as micro-hydro turbine, generator and the power electronics interface and the development of control laws and synthesis of different regulators. Two control strategies were studied, the first so-called speed control associated with an adaptive MPPT algorithm developed during the thesis and the second strategy is based on power control. Management controls to ensure failover (backup) of the micro-hydro has been simulated and validated experimentally. And finally the rapid transition between the two modes of operation of a small variable speed pumped storage was proposed and validated by emulation on the physical model.