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Asservissement d'une éolienne à vitesse variable et à pas fixe dans le cadre d'un système de jumelage éolien-diesel à haute pénétration

Guérette, Dominique (2010). Asservissement d'une éolienne à vitesse variable et à pas fixe dans le cadre d'un système de jumelage éolien-diesel à haute pénétration. Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Département de mathématiques, informatique et génie, 212 p.

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Résumé

Le Jumelage Éolien-Diesel (JED) est prometteur pour des réseaux isolés habituellement desservis par des groupes électrogènes diesel. Ces groupes diesel sont peu efficaces, produisent des gaz à effet de serre (GES) et possèdent des coûts d'opération importants et fortement variables. Au Canada, il existe plus de 300 communautés isolées (> 200 000 personnes) dont plusieurs possèdent un potentiel éolien élevé. Les systèmes JEP possèdent donc un intérêt économique et environnemental pour de nombreuses communautés. L'installation d'éolienne en milieu isolé et nordique possède des difficultés importantes se reflétant par des coûts élevés: accès limité aux zones de forts vents, encrage des tours difficile limitant leurs tailles, coût de transport élevé, exploitation et maintenance éloignée de l'expertise et systèmes de contrôle complexe. Dans ce contexte, la présente étude présente le choix d'une technologie éolienne adaptée aux milieux isolés canadiens et appropriée pour un système de Jumelage Éolien- Diesel à Haute Pénétration (JEDHP). La technologie éolienne doit être compatible avec la régulation de la qualité de l'onde électrique (tension et fréquence) sur le réseau, et ce, même si la puissance éolienne fournit une grande partie ou la totalité de la puissance à la charge. Il a été choisi d'utiliser une éolienne à vitesse variable et à pas fixe munie d'une génératrice asynchrone, d'un convertisseur pleine puissance, de trois pales et d'une boîte de vitesse. Ce type d'éolienne permet de réduire le stress sur les composantes mécaniques de l'éolienne, de maximiser l'efficacité aérodynamique pour une grande plage de vitesses de vent, de contrôler la puissance réactive sur le réseau et de contrôler la génératrice électrique. Dans la suite de l'étude, une modélisation d'une éolienne de 6 kW a été réalisée à l'aide de Matlab/Simulink et différentes stratégies de contrôle à vitesse variable de la génératrice électrique ont été proposées. Pour ce faire, une commande vectorielle de la machine asynchrone a été utilisée. Les stratégies de contrôle à vitesse variable présentées sont utilisables pour la pleine plage de vitesse de vent, c'est à dire autant en régime sousnominal qu'en régime nominal. Essentiellement, l'étude a démontré qu'il est possible, avec une éolienne à vitesse variable et à pas fixe, d'avoir un choix intéressant de stratégies de contrôle à vitesse variable. Ceci permet de pouvoir choisir le compromis désiré entre la maximisation de la capture de l'énergie dans le vent et le respect des contraintes de sécurité de l'éolienne.

Type de document: Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Deschênes, Jean-Sébastien
Co-directeur(s) de mémoire/thèse: Ilinca, Adrian
Informations complémentaires: Mémoire présenté à l'Université du Québec à Rimouski comme exigence partielle du programme de maîtrise en ingénierie pour l'obtention du grade de maître en sciences appliquées (M.Sc.A.).
Mots-clés: Eolienne Eolien Systeme Hybride Diesel Vitesse Variable Pas Fixe Asservissement
Départements et unités départementales: Département de mathématiques, informatique et génie > Génie
Déposé par: DIUQAR UQAR
Date de dépôt: 23 mars 2012 17:23
Dernière modification: 23 mars 2012 17:23
URI: http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/538

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