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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

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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(trice) de mémoire/thèse : Deschênes, Jean-Sébastien
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse : Ilinca, Adrian
Information complémentaire : 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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