La generatrice asynchrone a double alimentation

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La génératrice asynchrone
à double alimentation
(Modélisation et commande)
Bruno FRANCOIS
Master (Recherche) Sciences et Technologies
Mention : « Automatique et Systèmes Electriques
Spécialité : Energie Électrique et Développement Durable (E2D2)
Laboratoire d’Electrotechnique et d’Electronique de Puissance : L2EP
1
Modélisation d’une génératrice éolienne
à base de
machine asynchrone à double alimentation
Technologie étudiée
Grandeurs d’état
Modélisation dynamique
Modèle du système
Zone de fonctionnement
Stratégie de commande
Architecture du dispositif de commande
2
1
Technologie étudiée
v
β
Ω turbine
AC 50 Hz
Grid
Doubly Fed Induction Generator
C aer
C g B agues
Ω m ec
G earbox
D .F.I.G .
C onvert.
PW M 1
i m _m ac i m -res
u
AC
C
DC
AC variable frequency
C onvert.
PW M 2
R t L t i t1
i t2
DC
AC
Contrôle de la vitesse et du flux Contrôle des courants « réseau »
Contrôle du bus continu et de la
Contrôle de la puissance
puissance réactive échangée
Additionnal advantages :
- Rated power of power electronic converters = 30% of the total rated power
- Economical interest
3
Turbine
Doubly Fed
Induction Generator
Gearbox
AC 50 Hz
Grid
v
Slip
ring
β
Rotor side
converter
Grid side
converter
AC variable frequency
Ω
Is
Ir
Generator controler
Ωref
It
u
Ug
Grid connexion controler
Qsref
u
uref
Qref
Power monitoring
-Starting
-MPPT
-Pitch control
Control System
4
2
Grandeurs d’état
Repère de travail : Repère de Park 2 axes « d,q »
Équations du système:
‰ Équation mécanique
Ω : Vitesse de l’arbre de la machine
‰
1 variable d’état
Équations de la MADA
isd,isq,ird,irq : courants au stator et au rotor
4 variables d’état
‰ Équations du bus continu :
u : Tension aux bornes du condensateur
1 variable d’état
‰ Équations des filtres (liaison rotorique) :
2 variables d’état
itd , itq , : Courants dans le filtre
9Au total 8 variables d’état
5
Modélisation dynamique
Repère naturel (a, b, c)
→
Osb
Équations au stator
isb
vsb
→
Orb
O
→
Osc
0
Rs
0
0 isa 
φsa 
0 isb + d φsb 
Rs isc  dt φsc 
→
Osa
α
v sa
vsc
isc
vsa  Rs
vsb  =  0
vsc   0
→
Ora
isa
→
Orc
6
3
Modélisation dynamique
Repère naturel (a, b, c)
Équations au stator
isb
vsa  Rs
vsb  =  0
vsc   0
→
Osb
0
Rs
0
0 isa 
φsa 
0 isb + d φsb 
Rs isc  dt φsc 
v sb
Équations au rotor
0
0 ira 
vra  Rr
φra 
0 irb + d φrb 
Rr
vrb  =  0
vrc   0
0
Rr irc  dt φrc 
→
Orb
v rb
irb
O
→
Osc
v sc
isc
irc
v rc
v ra
→
Ora
ira
θ
→
Orc
v sa
isa
→
Osa
7
Modélisation dynamique
Repère naturel (a, b, c)
En l’absence de saturation, les flux sont supposés linéairement dépendants des
courants.
Six
enroulements
magnétiquement
couplés,
dont
trois
sont
mobiles.
Le flux total dans chaque enroulement est donné par la somme de :
_ son flux propre (lié par l’inductance pour un flux statorique),
_ des deux flux de couplage au niveau du stator (liés par les mutuelles inductances
pour un flux statorique)
_ des trois flux de couplage avec le rotor (liés par des mutuelles inductances variables
selon la position du rotor).
2π
4π 

φsa = ls isa + M s isb + M s isc + M sr  ira cos(θ ) +irb cos(θ − ) +irc cos(θ − ) 
3
3 

8
4

φsa   ls M s M s  isa 
ira  

  
 
  
[φs ] = φsb  =  M s ls M s  isb  + M sr [ R(θ ) ] irb  
  
 
 

φsc   M s M s ls   isc 
 irc  stator

4
2 

cos(θ − π ) cos(θ − π ) 
 cos(θ )
3
3


2
4

cos(θ − π ) 
[ R(θ )] = cos(θ − π ) cos(θ )

3
3


4
2
cos(θ − π ) cos(θ − π )

cos(θ )
3
3


9
Modélisation dynamique
isb
Repère naturel (a, b, c)
→
Osb
v sb
Équations au stator
→
Orb
vsa  Rs
vsb  =  0
vsc   0
v rb
irb
O
→
Osc
v sc
isc
irc
v rc
v ra
→
Ora
ira
θ
→
Orc
v sa
isa
→
Osa
0
Rs
0
0 isa 
φsa 
0 isb + d φsb 
Rs isc  dt φsc 
Équations au rotor
0
0 ira 
vra  Rr
φra 
0 irb + d φrb 
Rr
vrb  =  0
vrc   0
0
Rr irc  dt φrc 
Équations des flux
4
2 

cos(θ − π ) cos(θ − π ) 
 cos(θ )
3
3


2
4

cos(θ − π ) 
[ R(θ )] = cos(θ − π ) cos(θ )

3
3


cos(θ − 4 π ) cos(θ − 2 π )

cos(θ )
3
3



φsa   ls M s M s  isa 
ira  

  
 
  
[φs ] = φsb  =  M s ls M s  isb  + M sr [ R(θ )] irb  
  
 
 

φsc   M s M s ls   isc 
 irc  

La matrice inductance dépend de l’angle α
10
5
Modélisation dynamique
Transformation de Concordia
Osβ

 1
β
is
2
vsβ
[C] = 3 .  0
→

Orα
 1
 2
v
→
→
Orβ
vrβ
irα
irβ
rα
→
Osα
α
O
v sα

−cos(π )
3
−sin(π ) 
3 
1 
2 
−cos(π )
3
sin(π )
3
1
2
Équations au stator
0 isα  d φsα 
vsα  = Rs
+
vsβ   0
Rs isβ  dt φsβ 
isα
Alignement de l’axe α avec l’axe a
Équations au rotor
vrα  = Rr
vrβ   0
φsα  Ls
φsβ  0
φra =  M'sr.cos(α)
φrβ −M'sr.sin(α)
 
0
Ls
M'sr.sin(α)
M'sr.cos(α)
11
0 irα  d φrα 
+
Rr irβ  dt φrβ 
M'sr.cos(α)
M'sr.sin(α)
Lr
0
−M'sr.sin(α) isα
M'sr.cos(α)  isβ
.
0  ira
Lr  irβ
Modélisation dynamique
Modèlisation dans le repère de Park tournant
→
Osb
→
Orb
irb
isb
vsb
Osβ
Oq
→
θr
ira
v ra
O
→
Osa
α
v sa
→
Osc
v rc
irc
→
Orc
θs
ωr =
Orα
α
→
Osα
O
isa
ωs =
→
Od
→
→
Ora
vrb
vsc
isc
→
→
Orβ
θ s = α + θr
dθs
dt
: vitesse du repère statorique par rapport au référentiel d,q
dθ r
dt
: vitesse du repère rotorique par rapport au référentiel d,q
(imposée par le réseau 50Hz)
(influencée par le convertisseur MLI)
dθ
ω=
= pΩ mec
dt
12
6
Modélisation dynamique
Modélisation dans le repère de Park
Au stator :
→
Osb
→
Orb
irb
isb
v sd = R s .i sd +
vsb
→
Ora
vrb
ira
v ra
O
α
v sa
vsc
isc
v rc
irc
→
Osc
vsq = Rs .isq +
dΦ sd
−ω s .Φ sq
dt
dΦsq
+ωs .Φsd
dt
Au rotor :
dΦrd
−ωr .Φrq
dt
dΦrq
vr = Rr .irq +
+ωr .Φrd
dt
→
Osa
vrd = Rr .ird +
isa
q
Équations des flux :
φsd   Ls
0
M'sr
φsq   0
Ls
φrd  = M'sr
0
Lr
φrq   0
0
M'sr
 
→
Orc
13
0  isd 
M'sr isq 
.
0  ird 
Lr  irq 
Matrice d’ inductances:
- Constante
- Découplée par rapport aux axes d et q
Modélisation dynamique
Modèlisation dans le repère de Park
→
→
[vsdq] = [Rs].[isdq] + dtd [φsdq] + [λ] .[φsdq] .ddtθs
Osβ
Orβ
→
Od
→
Oq
→
θr
[vrdq] = [Rr ].[irdq]
[
[λ ] = 10
[ ]
[ ]
+ d φrdq + [λ ] . φrdq
dt
θs
dθ
. r
dt
Orα
α
→
Osα
O
θ s = α + θr
]
−1
0
φsd   Ls
φ  
 sq  =  0
φrd   M 'sr
  
φrq   0
0
Ls
0
M 'sr
M 'sr
0
Lr
0  isd 
 
M 'sr   isq 
.
0  ird 
  
Lr   irq 
Matrice d’ inductances:
- Constante
- Découplée par rapport aux axes d et q
14
7
Modélisation dynamique
Modélisation dans le repère de Park
→
Oq
Au stator :
irq
v sd = R s .i sd +
v rq
erq
vsq = Rs .isq +
isq
dΦ sd
−ω s .Φ sq
dt
dΦsq
+ωs .Φsd
dt
Au rotor :
v sq
dΦrd
−ωr .Φrq
dt
dΦrq
vr = Rr .irq +
+ωr .Φrd
dt
vrd = Rr .ird +
e sq
→
q
Od
O
ird
isd
θs
v sd
→
O sa
Équations des flux :
φsd=Ls.isd+M.ird φsq=Ls.isq+M.irq
φrd=Lr.ird+M.isd φrq=Lr.irq+M.isq
e rd
esd
v rd
Équations du couple :
c = p(φ sd isq − φ sq isd ) ou c = p(φ rq ird − φ rd irq )
c= p. M .(φsd irq−φsqird ) ou c= p. M .(φrqisd −φrd isq)
Ls
Lr
15
Modélisation dynamique
Modélisation dans le repère de Park
Au stator :
v s d = R s .i s d
vsq = Rs .isq +
dΦ s d
+
− ω s .Φ s q
dt
dΦsq
+ωs .Φsd
dt
Au rotor :
R1sd : d Φ s d = v s d − R s .i s d − e s
dt
intégrale
dΦrd
−ωr .Φrq
dt
dΦrq
vr = Rr .irq +
+ωr .Φrd
dt
q
d
= v s q − R s .i s q − e s q
esq = −ϕsd .ωs
R1rd : d Φ r d = v rd − R r .i rd − e r
erd = −ϕrq .ωr
R1rd :
Sous forme
vrd = Rr .ird +
dΦ s q
f.e.m.
Rg2sd : esd = −ϕsq .ωs
dt
d
dt
R1rq :
dΦ r q
dt
Équations des flux :
φsd=Ls.isd+M.ird
φsq=Ls.isq+M.irq
isq Ls
irq = M
 
φrd=Lr.ird+M.isd
φrq=Lr.irq+M.isq
isd = Ls
ird M
erq = −ϕrd .ωr
= v rq − R r .i rq − e rq
−1
M Φsq
.
Lr  Φrq
−1
M
Lr
=
[
]
1 . Ls −M .Φsq
Lr.Ls−M2 −M Lr Φrq
[ ][ ]
Φ
1 . Ls −M .Φsd
. sd =
Φrd Lr.Ls−M2 −M Lr Φrd
16
8
Modélisation dynamique
esd
R1 sd
φ sd R2 sd φsd
R1 rd
φ rd R2 rd φrd
R3 d
•
vrd
•
vrq
φ rq
R1 rq
R2 rq
•
vsq
φ sq
R1 sq
R2 sq
isd
Rg 2 rd
ωr
erq
Rg 2 rq
R3 q
φsq
Rg 1 rq
irq
isq
vrd
•
φ sd 1 φ sd
s
R3d
•
+
-
+
-
φ rd 1 φ rd
i sd
i rd
s
csq
Rg 2 sq
ωs
couplage
électromécanique
ωs
Modélisation dynamique
Rg1rd crd
erq Rg2sq
ωr
ωs
R5r
vsq
-
•
φ rq 1 φrq
s
•
+
-
+
-
φ sq 1 φsq
s
Rs
ωr
c
Ωmec
φ sq
Rr
+
MACHINE q
Rg 1 sq
R4
-
crq
Rg1sd csd
erd Rg2rd
+
c
R5 r
φ sq
Rr
vrq
R4
φsq
Rs
-
ωs
Ω mec
φrq
esd Rg2sd
+
MACHINE d
erd
17
-
csd
crd
esq
+
Rg1 sd
Rg1 rd
ird
φsd
vsd
ωs
φsq
•
vsd
Rg 2 sd
R3q
i rq
i sq
Rg1sq
crq
Rg1rq
csq
18
Ωmec
T em
φsq
esq Rg2rq
MADA
d,q,0
ωs
Is_dq0
V sdq0
Ir_dq0
V r_dq0
9
Modèle du système
C aer
β
AC 50 Hz
Ω turbine
Grid
v
C g B agues
Ω m ec
G earbox
D .F.I.G .
C onvert.
PW M 1
i m _m ac i m -res
u
AC
DC
AC variable frequency
Turbine
v
T aerodynamical
Multiplicateur
Ωturbine
C
Arbre
C onvert.
PW M 2
R t L t i t1
i t2
DC
AC
T gearbox
Ωmec
Ωmec
T em
β
19
Zone de fonctionnement
Torque (Nm)
20000
2 .10
4
1.5 .10
4
1 .10
4
1.8 MW ASG Torque-Speed Characteristic
Operating
Region
5000
T e( s i )
0
5000
− − − 20000
1 .10
4
1.5 .10
4
2 .10
4
1700
1720
1740
1760
1780
1700
20
1800
1820
rpm i
Speed (RPM)
1840
1860
1880
1900
1900
10
DOMAINE DE FONCTIONNEMENT
O r ie n ta tio n d e s
P a le s
E x tr a c tio n d e
P m ax
Démarrage
(kW)
Puissance
300
3
2
1
Ω
Ω
1
Ω
2
Ω
nom
V i t e s s e d e l a g é n é r a t r ic e
ƒ Zone 1: Démarrage de la machine, lorsque la vitesse atteint Ω1
21
DOMAINE DE FONCTIONNEMENT
O r ie n ta tio n d e s
P a le s
E x tr a c tio n d e
P m ax
Démarrage
(kW)
Puissance
300
3
2
1
Ω
Ω
1
2
Ω
Ω
nom
V i t e s s e d e l a g é n é r a t r ic e
ƒ Zone 1: Démarrage de la machine, lorsque la vitesse atteint Ω1
ƒ Zone 2: la vitesse de la génératrice atteint des valeurs plus importantes, jusqu’à Ω2 qui
correspond à une puissance voisine de la puissance nominale Pnom.
22
11
DOMAINE DE FONCTIONNEMENT
O r ie n ta tio n d e s
P a le s
E x tr a c tio n d e
P m ax
Démarrage
(kW)
Puissance
Pn
3
2
1
Ω
Ω
1
Ω
2
Ω
nom
V i t e s s e d e l a g é n é r a t r ic e
ƒ Zone 1: Démarrage de la machine, lorsque la vitesse atteint Ω1
ƒ Zone 2: la vitesse de la génératrice atteint des valeurs plus importantes, jusqu’à Ω2 qui
correspond à une puissance voisine de la puissance nominale Pnom.
ƒ Zone 3: une limitation de puissance est effectuée à l’aide d’un système de contrôle ou
d’orientation des pales: pitch control.
23
FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONE
O r ie n ta tio n d e s
P a le s
E x tr a c tio n d e
P m ax
Démarrage
Pn
g = Ωs−Ω < 0
Ωs
Ps
Ω
Ω
1
Ω
s
Ω
nom
V i t e s s e d e la g é n é r a t r i c e
P = Ps + Pr = Ps .(1-g)= Ps .(1+|g|)
MAS
Ps.(1+|g|) RESEAU
Ps
(f)
Pr = -g.Ps > 0
(f)
Pr
(g.f)
(0)
(f)
24
12
FONCTIONNEMENT HYPOSYNCHRONE
O r ie n ta tio n d e s
P a le s
E x tr a c tio n d e
P m ax
Démarrage
Pn
Ps
g = Ωs−Ω > 0
Ωs
Ω
Ω
1
Ω
s
Ω
nom
V i t e s s e d e la g é n é r a t r i c e
P = Ps + Pr = Ps .(1-g)= Ps .(1-|g|)
MAS
Ps.(1-|g|) RESEAU
Ps
(f)
(f)
Pr
Pr = -g.Ps < 0
(g.f)
(f)
(0)
25
Exploitation d’un relevé expérimental
Puissance électrique (kW)
1600
Puissance constante
Mesure
Simulation
1400
1200
Vitesse constante
1000
800
600
400
MPPT
200
0
-200
Démarrage
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
Vitesse mécanique
(tr/mn)
26
13
Stratégie de commande
v
Doubly Fed
Induction Generator
Τa
Ωt
β
Τg
AC 50 Hz
Slip
Ring
G
R
I
D
P, Q
Ω
Gearbox
Rotor side
inverter
imachine igrid
u
Line side
inverter
Rt Lt
C
AC Variable Frequency
Pr, Qr
Possibilités
Possibilités
Contrôle de la vitesse et du flux
Contrôle des courant « réseau »
Contrôle de la puissance
Contrôle du bus continu et de la
puissance réactive échangée
27
Stratégie de commande
Dynamic modelling in the Park frame
stator :
dΦ sd
= vsd − Rs .isd + Φs q .ωs
dt
P r = vrd .ird + v rq .irq
dΦ s q
Qr = vrq .ird − vrd .irq
dt
rotor :
= vs q − Rs .is q + Φ sd .ωs
Tem = p .
dΦ rd
= vrd − Rr .ird + Φ rq .ωr
dt
dΦ rq
= vrq − Rr .irq + Φ rd .ωr
dt
Ps = vsd .isd + vsq .is q
M
.( Φ sd .irq − Φ sq .ird )
Ls
Qs = vs q .is d − vs d .is q
Current equations :
isd = Ls
ird M
isq  Ls
irq = M
 
−1
M
Lr 
Φ
. sd
Φrd
−1
M  . Φsq
Lr  Φrq
28
14
Orientation du flux
→
Oq
On calcule θs pour orienter la repère de Park de manière
à annuler la composante quadratique du flux statorique.
→
φ sq
Inrérêt : Simplification des équations
Tem = p .
M
.( φsd irq − φsqird )
Ls
Orientation du flux :
→
φs
O
θs
φsq = 0
→
Plusieurs méthodes sont possibles.
Exemple :
φ sd
_ On mesure les courants statoriques et rotoriques
→
Osq
_ On estime les flux statoriques
φsd_est=Ls.isd+M.ird
φsq_est=Ls.isq+M.irq
Φsq _est
_ Calcul de l’angle θs = Arctan Φsd _est 


→ →
φ s Osd
φ sq
_ Calcul de l’angle θr à partir de ωr = ωs − p .Ω
→
Osd
φ sd
O
29
Stratégie de commande
Simplified dynamic modelling : small stator resistor
constant stator flux (fixed by the grid)
particular stator flux orientation ϕsq= 0
stator :
dΦ sd
= vsd − Rs .isd + Φs q .ωs
dt
P r = vrd .ird + v rq .irq
dΦ s q
Qr = vrq .ird − vrd .irq
dt
rotor :
= vs q − Rs .is q + Φ sd .ωs
dΦ rd
= vrd − Rr .ird + Φ rq .ωr
dt
dΦ rq
= vrq − Rr .irq + Φ rd .ωr
dt
Ps = vsd .isd + vsq .is q
Tem = p .
M
.( Φ sd .irq − Φ sq .ird )
Ls
Qs = vs q .is d − vs d .is q
Current equations :
isd = Ls
ird M
isq  Ls
irq = M
 
−1
M
Lr 
Φ
. sd
Φrd
−1
M  . Φsq
Lr  Φrq
30
15
Stratégie de commande
Modèle simplifié pour concevoir la commande
stator :
R1rd :
vsd = 0
Φ sd = −
vs q
ωs
rotor :
R1rd : d Φ r d = v rd − Rvr .i=r-dΦ − .ωe r
sq
dt
R1rq :
dΦ r q
dt
sd
s d
= v rq − R r .i rq − e rq
f.e.m.
Rg2rd : erd = −ϕrq .ωr
Rg2sq : erq = −ϕrd .ωr
Tem = p .
M
Φ
. sd .irq
Ls
Current equations :
R3d :
isd = Ls
ird M
R3q :
isq  Ls
irq = M
 
−1
M .Φsd
Lr  Φrd
Φ sd = vs q = - ωs
−1
M  . Φsq
Lr  Φrq
31
Stratégie de commande
Simplified dynamic modelling
[FOR 02] [TAN 95]
stator :
vsd = 0
La composante directe du flux
vs q = - Φ sd .ωs
rotor :
devient proportionnelle à Vsq
dΦ rd
= vrd − Rr .ird + Φ rq .ωr
dt
dΦ rq
= vrq − Rr .irq + Φ rd .ωr
dt
Tem = p .
Qs = vs q .is d − vs d .is q
Current equations :
isd = Ls
ird M
isq  Ls
irq = M
 
−1
M
Lr 
Φ
. sd
Φrd
−1
M  . Φsq
Lr  Φrq
i sd =
32
M
Φ
. sd .irq
Ls
irq controls
the torque -> speed
Φ sd − M .ird
Ls
ird controls
the reactive power
16
Stratégie de commande
Reactive power control
Torque control
vs q = - Φ sd .ωs
La composante directe du flux
devient proportionnelle à Vsq
Torque control
Reactive power control
Tem = p .
irq controls
the torque -> speed
Qs = vs q .is d − vs d .is q
i sd =
M
Φ
. sd .irq
Ls
Φ sd − M .ird
Ls
ird controls
the reactive power
33
GIC du modèle dynamique de la MADA à flux orienté
(à compléter)
ωr
ωr
Machine d
vrd
R1rd
urd
vsq
R3d
erd
Rg2rd
ird
R1rd
R5r
vrq
R1rq
urq
c
Machine q
irq
R3q
erq
erq
ωs
Φrq
34
R2sq
Φrd
ωr
17
Contrôle du couple
vsq
R1rd
c
R5r
c=
crq
irq
vrq
vrq
urq
R1rq
erq
Machine q
irq
R3q
erq
erq
Φirdrd
R2sq
ωs
ωs
ωr
Modèle de commande
Dispositif de commande
)
irq
vrq_reg
irq_reg
cref
~
)i
erq
rd
~
ωr_reg
irq _ ref = −
35
Ls
1
φs d _ ref M
Tem _ ref
Contrôle de la puissance réactive
ωr
Machine d
vrd
vrd
R1rd
urd
R3d
R18
urd
erd
Rg2rd
erd
ωr
Φrq R19
ird
R17
ird
Modèle de commande
Dispositif de commande
irq
ωr
R16
)
isd
~
R16e
vrd_reg
R18c
urd_reg
ird_reg
R17c
~
erd
R16c
R19e
)
irq
~
36
i rd _ ref
(
)
1
=
φs d _ ref − L s i s d
M
)
ωr_reg
φs d _ ref =
Q s _ ref
)
ωs i s d
18
Dispositif de commande avec orientation du flux statorique
3 fonctionnalités du dispositif de commande :
_ contrôle (rapide) des courants
_ contrôle du flux
_ contrôle du couple
Commande
•
Temref
Contrôle du couple
R12c
irq_
Contrôle du couple
Modèle
Découplage
Contrôle du courant
R13c
•
R14c R15_e
+
Cq(s)
+_
Contrôle du courant
vrq_reg vrq
+
~
erq
+
usq
−
1
Rr + σLr s
irq
X
Tem
erq
X
)
isq
R15e
~
ωs_reg
37
Organisation générale
M achine asynchrone
A double alimentation
C aer
Ω turbine
β
R
i s2
i s1 AC 50 H z
i st1
i st2
C g B agues
Réseau
v
Ω m ec
M ultiplicateur
C onvert.
M LI1
i m_m ac i m -res
u
Turbine
Taerodynamical
Ωturbine
Multiplicateur
Arbre
Tgearbox
Ωmec
β
Modèle
Commande
Vsdq0
Ir_dq0
Ωmec
Vr_dq0
Tem
β ref
Asservissement
de vitesse
MPPT
v
i t2
Is_dq0
MADA
d,q,0
Turbine
R t L t i t1
C
AC fréquence variable
v
C onvert.
M LI2
Ωturbine_ref
Ωmec_ref
Controle
vectoriel
Vr_dq0_ref
Tem_reg
38
19
Architecture du dispositif de commande
Multiplicateur
irés
i1
Convert.
MLI
1
Vitesse du vent
Process
Park
Commande
-1
Park
vsq vsd irq
-1
ird
Génération
MLI
u qw_reg
Contrôle
de la vitesse
Ω ref
u dw_reg
Orientation
du flux
φref
Ω
Extraction
de la puissance
u
C
C ref
Commande vectorielle :
- controle du flux
- controle des courants
- découplage
vrd_ ref
Commande du
convertisseur 1
u
vrq_ ref
39
Architecture du dispositif de commande
Multiplicateur
irés
i1
Convert.
MLI
1
Vitesse du vent
Process
Park
Commande
-1
Park
vsq vsd irq
-1
ird
Génération
MLI
u qw_reg
Ω ref
u dw_reg
Orientation
du flux
φref
Ω
Extraction
de la puissance
u
C
Contrôle
de la vitesse
C ref
Commande vectorielle :
- controle du flux
- controle des courants
- découplage
vrd_ ref
Commande du
convertisseur 1
u
vrq_ ref
40
20
Architecture du dispositif de commande
Multiplicateur
irés
i1
Convert.
MLI
1
Vitesse du vent
Process
Park
Commande
-1
Park
vsq vsd irq
-1
ird
Génération
MLI
u qw_reg
Contrôle
de la vitesse
Ω ref
u dw_reg
Orientation
du flux
φref
Ω
Extraction
de la puissance
u
C
C ref
Commande vectorielle :
- controle du flux
- controle des courants
- découplage
vrd_ ref
Commande du
convertisseur 1
u
vrq_ ref
41
Architecture du dispositif de commande
Multiplicateur
irés
i1
Convert.
MLI
1
Vitesse du vent
Process
Park
Commande
-1
Park
vsq vsd irq
-1
ird
Génération
MLI
u qw_reg
Ω ref
u dw_reg
Orientation
du flux
φref
Ω
Extraction
de la puissance
u
C
Contrôle
de la vitesse
C ref
Commande vectorielle :
- controle du flux
- controle des courants
- découplage
vrd_ ref
Commande du
convertisseur 1
u
vrq_ ref
42
21
ARCHITECTURE DU CONTRÔLE DE LA LIAISON RESEAU
ires
i1
C
Rt
Lt
~
Convert.
MLI
2
u
~
~
Génération
MLI
it
vs
Park-1
u qw_reg
Process
Park-1
u dw_reg
Commande
itd
itq
Commande du
Convertisseur 2
v mod_d_ref
Controle de la
liaison réseau
v sq
itd_ref
v sd
Controle des
puissances
itq_ref
vmod_q_ref
P ref
Q ref=0
Controle
du bus
ti
u ref
43
ARCHITECTURE DU CONTRÔLE DE LA LIAISON RESEAU
ires
i1
C
u
Rt
Lt
~
Convert.
MLI
2
~
~
Génération
MLI
it
vs
Park-1
u qw_reg
Process
Park-1
u dw_reg
Commande
itq
Commande du
Convertisseur 2
v mod_d_ref
itd
Controle de la
liaison réseau
v sq
itd_ref
itq_ref
vmod_q_ref
v sd
Controle des
puissances
P ref
Q ref=0
Controle
du bus
ti
u ref
44
22
ARCHITECTURE DU CONTRÔLE DE LA LIAISON RESEAU
ires
i1
C
Rt
Lt
~
Convert.
MLI
2
u
~
~
Génération
MLI
it
vs
Park-1
u qw_reg
Process
Park-1
u dw_reg
Commande
itd
itq
Commande du
Convertisseur 2
v mod_d_ref
Controle de la
liaison réseau
v sq
itd_ref
v sd
Controle des
puissances
itq_ref
vmod_q_ref
P ref
Q ref=0
Controle
du bus
ti
u ref
45
ARCHITECTURE DU CONTRÔLE DE LA LIAISON RESEAU
ires
i1
C
u
Rt
Lt
~
Convert.
MLI
2
~
~
Génération
MLI
it
vs
Park-1
u qw_reg
Process
Park-1
u dw_reg
Commande
itq
Commande du
Convertisseur 2
v mod_d_ref
itd
Controle de la
liaison réseau
v sq
itd_ref
itq_ref
vmod_q_ref
v sd
Controle des
puissances
P ref
Q ref=0
Controle
du bus
ti
u ref
46
23
Turbine
Doubly Fed
Induction Generator
Gearbox
AC 50 Hz
Grid
v
Slip
ring
β
Rotor side
converter
Ω
Is
Ir
Grid side
converter
Generator controler
Ωref
Qsref
It
u
Ug
Grid connexion controler
u
uref
Qref
Power monitoring
-Starting
-MPPT
-Pitch control
Control System
47
24
Téléchargement