Compte Rendu BU TIZIT-ABIR

Master ASE Parcours GR2E
Réalisé par :
Nom Prénom Note et Observation
T
IZIT
Loubna
MELOUANE
Abir
Année universitaire : 2023/2024
Production Electrique
Compte Rendu du Bureau d’étude 1
PRODUCTION ÉLECTRIQUE À PARTIR D’UNE ÉOLIENNE

Master ASE Parcours GR2E BE Qualité et réseaux électrique
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Introduction :
Le développement des énergies renouvelables, et en particulier l'énergie éolienne, représente
une avancée significative dans la transition vers des sources plus durables. Dans le cadre de ce
compte rendu du Bureau d'Étude sur la production électrique à partir d'une éolienne, nous
explorerons les principaux aspects liés à la modélisation et au contrôle d'une machine synchrone
à aimant dédiée à la production d'énergie éolienne.
Ce compte rendu vise à fournir une compréhension approfondie du fonctionnement de la
machine dans un contexte éolien, en mettant l'accent sur les aspects théoriques et pratiques du
contrôle et de la production d'énergie.
En utilisant Simulink, nous avons procédé à la simulation de l'installation en faisant varier
divers paramètres afin d'analyser les avantages et les inconvénients associés. L'objectif de ce
TP est donc d'explorer et de manipuler les outils de simulation tels que MATLAB Simulink
pour évaluer l'impact de variables telles que la vitesse du vent sur la Machine Asynchrone à
Double Alimentation (MADA). Nous cherchons ainsi à étudier les limites de ces paramètres
dans un réseau donné, en comparaison avec les études théoriques réalisées en cours.
Préparation :
Schéma de principe d’une MADA :
On donne l’équation de la puissance générée par les pales de l’éolienne en fonction de la
vitesse de vent 𝑉 et de la vitesse de rotation des pales 𝜔 :
λ= R 
 𝑃 =𝐶 𝜌 𝐴 𝑉 𝐶= 𝐶( −𝐶)𝑒

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Avec comme données :
● R : rayon des pales
● A section balayé par les pales
● 𝑉 vitesse du vent
● C1 , C2 , C5 , C6 sont 4 coefficients constants.
Calculez la valeur de λ qui maximise la puissance (dériver la fonction Cp) en fonction de C2 ,
C5 et C6.
Application numérique : 𝐶 = 0.5; 𝐶 = 116 ; 𝐶= 5 ; 𝐶= 21
Or, nous savons que pour avoir une valeur maximale, il faut 𝒅𝑪𝒑
𝒅𝒕 = 𝟎
En manipulant nos formules nous obtenons : 𝝀 = 𝑪𝟐∗𝑪𝟔
𝑪𝟐𝑪𝟓∗𝑪𝟔
Pour obtenir une puissance maximum, il faudrait avoir une valeur 𝜆 = 11.
𝑪𝒑 λ𝑜𝑝𝑡= 0,41
Une fois la partie algébrique terminée, nous avons regardé ce résultat sur Matlab afin de
vérifier notre résultat.
Pour la partie abscisse nous avons la rotation en rad/s, en ordonnée nous avons notre couple
𝑪𝒑.
Nous pouvons constater une valeur maximum lorsque notre rotation se situe autour de 11 rad/s.

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Equation de la machine synchrone (MS) sur les axes (d,q) :
𝑽𝒔𝒅 = 𝑹𝒔∗𝑰𝒔𝒅 +𝑳𝒅+𝒅𝑰𝒔𝒅
𝒅𝒕 −𝒑∗𝝎𝒔∗𝑳𝒒∗𝑰𝒔𝒒
𝑽𝒔𝒒 = 𝑹𝒔∗𝑰𝒔𝒒 +𝑳𝒒+𝒅𝑰𝒔𝒒
𝒅𝒕 +𝒑∗𝝎𝒔∗𝑳𝒅∗𝑰𝒔𝒅 +𝑲∗𝝎𝒔
𝑪𝒆𝒎 = 𝑲∗𝑰𝒒
𝑬=𝑲∗𝝎𝒔
𝑪𝒆𝒎 −𝑪𝒑= 𝒋∗𝒅𝝎
𝒅𝒕
𝑰𝒂𝒃𝒄 =𝑰𝒅𝟐+𝑰𝒒𝟐
√𝟑
Avec : 𝑲=𝒑 ∗ ∅ et 𝑳𝒅= 𝑳𝒒
Il est important de souligner que le courant 𝑰𝒔𝒅 n'influe pas sur le couple, cependant, nous avons
choisi une stratégie visant à maximiser le couple. Par conséquent, nous ajustons le courant 𝑰𝒔𝒅
pour simplifier la commande.
Travail en séance :
L'objectif de ce Bureau d'Étude est d'analyser le fonctionnement de la Machine Asynchrone à
Double Alimentation (MADA) dans le contexte de son utilisation dans un système éolien. Ce
travail se divise en trois parties distinctes.
1) Comprendre le modèle de la machine :
Figure 1: REM de la MS à aimant permanent

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Nous avons ouvert le schéma Simulink représentant un modèle de machine synchrone à aimant dans le
repère de Park et contrôlée en courant. Nous avons ensuite appliqué une consigne de couple en échelon
de 1MNm. Nous avons obtenu les allures suivantes qui représentent l’évolution de la vitesse de la
machine les courants 𝐼, 𝐼, et les tensions 𝑉, 𝑉 :
La vitesse de la machine varie linéairement car le couple Cem est constant 𝐶𝑒𝑚 = 𝐽
 +𝐶𝑝
car 
 constant, Les courbes des courants 𝐼 et 𝐼 présentent des caractéristiques particulières
dans leur évolution. Initialement, ces courants restent constants à zéro jusqu'à 1 seconde.
Ensuite, 𝐼 suit une courbe exponentielle, progressant graduellement pour atteindre une valeur
approchant les 600 unités, où il se stabilise et demeure constant par la suite.
La tension 𝑉 suit une variation linéaire en relation avec la vitesse 𝜔 et le courant 𝐼, maintenu
constant Dans le régime permanent. Simultanément, la tension 𝑉 est issue de la conjonction
Figure 2: L’évolution de la vitesse de la machine, les courants
𝐼
𝑑
,
𝐼
𝑞
, et les tensions
𝑉
𝑑
,
𝑉
𝑞
Figure 3: un zoom de la « Figure 2 »