35403096

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de
La Recherche Scientifique
Université Mohamed Kheider - Biskra
FACULTE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE
DEPARTEMENT DE GENIE ELECTRIQUE
Laboratoire de Génie Electrique de Biskra LGEB
Mémoire
Présenté pour l'obtention du diplôme de
Magister en Electrotechnique
Option
Electricité industrielle
-Thème-
Commande d’un Filtre Actif Triphasé Parallèle
Par Différents Régulateurs
Par
GHADBANE Ismail
Soutenue le : 24 /02/2011
Devant le jury composé de
Président :K.SRAIRI Professeur Université de Biskra
Rapporteur : M.T . BEN CHOUIA Maître de conférences Université de Biskra
Examinateur : A. GOLEA Professeur Université de Biskra
Examinateur : L.BENDAAS Maître de conférences Université de Batna
Année Universitaire 2010/2011

Remerciements
Remerciements
Les travaux de recherche présentés dans ce mémoire ont été réalisés au sein du Laboratoire
d’électrotechnique (LGEB) de l’université de BISKRA.
Je tiens d'abord à exprimer toute ma gratitude et ma reconnaissance à :
Monsieur. M. T BENCHOUIA , Maitre conférences à l’université de BISKRA , pour
m’avoir encadré et soutenu durant le travail de ce mémoire . Je le remercie aussi pour son aide
précieuse, les conseils et les connaissances dont il a su me faire profiter. Il m’est difficile
d’exprimer en quelques mots toute l’admiration que je lui porte .
Monsieur K .SRAIRI Professeur de l’université de BISKRA a accepté la présidence de
mon jury de ce mémoire .
Monsieur A .GOLEA Professeur de l’université de BISKRA , de m’avoir honoré en
acceptant d’être examinateur .
Monsieur L .BENDAAS maitre de conférences de l’université de BATNA pour l’intérêt
qu’il a voulu porter à ce travail en acceptant de l’examiner.
Monsieur S BARKAT maitre de conférences de l’université de M’sila de m’avoir orienté
dans mon travail .
Finalement , je tiens à exprimer ma très profonde gratitude à mes parents pour leur soutien
morale et matériel et mes frères , mes sœurs , mes amis .
.

Sommaire
SOMMAIRE
Introduction générale ...................................................................................................... 7
Chapitre I : Perturbations des réseaux électriques
I.1 Introduction ............................................................................................................................... 9
I .2 Les Perturbations Harmoniques ................................................................................................ 9
I.3 Caractéristique De La Pollution Harmonique ........................................................................... 10
I.4 Déséquilibre du courant et de la tension ................................................................................... 12
I .5 Solutions de dépollution des réseaux électriques ..................................................................... 14
I.6 Solutions modernes.................................................................................................................. 16
I.6.1 Le Filtre Actif Parallèle (F.A.P) ............................................................................. 16
I.6.2 Le Filtre Actif Série (F.A.S) .................................................................................... 18
I.6.3 La combinaison parallèle-série actifs (UPQC) ......................................................... 19
I.6.4 Combinaison hybride active et passive .................................................................... 19
I.7 Conclusion .............................................................................................................................. 21
Chapitre II : Commande linéaire du filtre actif parallèle
II.1 Introduction : .......................................................................................................................... 22
II.2 Filtre actif parallèle ................................................................................................................ 22
II.3 Identification des courants harmoniques ................................................................................. 23
II.3.1 Algorithme de commande basé sur les puissances instantanées .............................. 24
II.3.2 Méthode du référentiel synchrone ......................................................................... 28
II.4 Filtre actif parallèle à structure tension ................................................................................... 29
II.4.1 Modélisation de l’onduleur de tension à deux niveaux ........................................... 30
II.4.2 Modèle mathématique du filtre actif parallèle dans le repère triphasé ..................... 31
II.4.3 Modèle du filtre actif dans le repère synchrone (de Park) ....................................... 32
II.4.4 Modèle du filtre actif dans le repère stationnaire .................................................... 33
II. 4.5 Système de stockage d’énergie .............................................................................. 33
II .4.6 Filtre de couplage.................................................................................................. 35
II.5 Commande de l’onduleur ....................................................................................................... 36
II.5.1 Commande par hystérésis....................................................................................... 36
II.5.2.Commande par MLI sinusoïdale ............................................................................ 36
II.5.3 Commande par MLI vectorielle ............................................................................. 37
II.6 Commande du filtre actif parallèle .......................................................................................... 38
II.7. Méthode de commande directe basée sur la méthode de puissance instantanée : .................... 40
II.8 Commande direct basée sur la méthode de référentiel synchrone : .......................................... 51
II.8.1 Commande directe dans le repère triphasé : ............................................................ 51
II.8.2 Commande directe dans le repère synchrone .......................................................... 54
II.8. 3 Commande directe dans le repère stationnaire ....................................................... 58
II.9 Conclusion ............................................................................................................................. 60

Sommaire
Chapitre III : Commande par mode glissant du filtre actif parallèle
III.1 Introduction : ........................................................................................................................ 61
III.2 Principe de la commande par mode glissant .......................................................................... 61
III.3. Choix de la surface de glissement ......................................................................................... 62
III.4 Conditions d’existence et de convergence ............................................................................. 63
III.5 Commande par mode glissant d’un filtre actif parallèle ......................................................... 66
III.5.3 Commande directe par mode glissant dans le repère stationnaire ..................................... 72
III.5. 3.1 Synthèse des régulateurs ................................................................................... 72
I II.5 3.3 Régulateur du courant i f β.................................................................................... 74
III.5.3.4 Résultats de simulation ...................................................................................... 74
III.5.3.5. Interprétations des résultats ............................................................................... 75
III.5.4 Commande directe cascadée PI-mode glissant dans le repère stationnaire ....................... 76
III.6.4.1 Résultats de simulation ...................................................................................... 76
III.6.4.2. Interprétations des résultats ............................................................................... 77
III.6 Conclusion ............................................................................................................................ 78
Chapitre IV :Commande par logique floue du filtre actif parallèle
IV.1. Introduction ......................................................................................................................... 79
IV.2. Opérations sur les sous-ensembles flous ........................................................................... 83
IV.3 Raisonnement en logique floue ......................................................................................... 83
IV.4 Structure générale d’un système flou ................................................................................. 85
IV.5 Base des règles et inférence floue ...................................................................................... 87
IV.6 Défuzzification ................................................................................................................. 87
IV.7. Commande directe par logique floue d’un filtre actif parallèle .......................................... 88
IV.7.1. Commande direct par logique floue -hystérésis dans le repère triphasé ......................... 88
IV.7.2 Commande direct par logique floue dans le repère triphasé ........................................... 93
IV.7.3 Commande direct cascadée logique floue - PI dans le repère triphasé ............................. 95
IV.7.4 Commande direct cascadée PI- logique floue dans le repère triphasé .............................. 97
IV.7.5 Commande direct cascadée logique floue - PI dans le repère synchrone : ....................... 99
IV.7.5 Commande direct par logique floue dans le repère synchrone ...................................... 101
IV.7.6 Commande direct logique floue dans le repère stationnaire : ........................................ 103
IV.7.6.1. Résultats de simulation ............................................................................................. 103
IV.7.6.2. Interprétations des résultats ...................................................................................... 104
IV .8 Etude comparative : .........................................................................................................105
IV.9.Conclusion : .................................................................................................................... 107
Conclusion générale.....................................................................................................................108
ANNEXE 1 ..................................................................................................................... 112
ANNEXE 2 ..................................................................................................................... 113
Bibliographie ................................................................................................................... 117

Glossaire
Glossaire
PLL:(En anglais: Phase locked loop).
THD:(En anglais: Total harmonic distorsion).
IGBT:(En anglais: Insolated gate bipolar transistor).
GTO:(En anglais: Gate turn off thyristor).
PWM:(En anglais: pulse width modulation).
SVPWM: (En anglais: Space vecteur pulse width modulation).
MLI:Modulation de largeurs d’impulsions.
UPQC: (En anglais : Unified power quality conditionner).
F.P.B: Filtre passe-bas.
FMV:Filtre multi-variable.
TCD:Transformation de Concordia directe.
F A P:Filtre actif parallèle.
F A S:Filtre actif série.
F.P : Facteur de puissance.
PI:Régulateur proportionnel intégral.
Vs : tension de la source
Vf : tension imposée par l’onduleur
Vdc : tension aux bornes du condensateur de l’onduleur
THD : Taux de Distorsion Harmonique
is : courant de la source
ic : courant de la charge
if : courant injecté par le filtre