R´ epublique Alg´ erienne D´ emocratique et Populaire

R´ epublique Alg´ erienne D´ emocratique et Populaire
Minist`ere de l’Enseignement Sup´erieur et de la Recherche Scientifique
Universit´e EL Hadj Lakhder Batna
Facult´e des Sciences de l’Ing´enieur
D´epartement d’´ Electrotechnique
M´emoire de Magist`ere en ´ Electrotechnique
Option :Maˆıtrise des ´ Energies & ´ Energies Renouvelables
Pr´esent´e par
Farid Hamoudi
Ing´enieur en Electrotechnique-Universit´e de Bejaia
Th`eme
Commande Robuste d’un Filtre
Actif Shunt `a Quatre Fils
Soutenue publiquement le 01 Juillet 2008
Devant le Jury compos´e de :
Pr A. Benoudjit Universit´e de Batna Pr´esident
Dr A. Chaghi Universit´e de Batna Rapporteur
Dr M. Adli Universit´e de Bejaia Co-Rapporteur
Pr H. Benalla Universit´e de Constantine Examinateur
Pr A. Guettafi Universit´e de Batna Examinateur
Dr A. Louch` ene Universit´e de Batna Examinateur
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R´esum´e
Titre : Commande Robuste d’un Filtre Actif Shunt `a Quatre Fils
Ce m´emoire pr´esente l’´etude et la commande d’un filtre actif shunt triphas´e `a quatre
fils pour la l’am´elioration de la qualit´e de l’´energie d’un r´eseau ´electrique basse tension.
A cet effet, un rappel des diff´erents types de perturbations sur le r´eseau basse tension
on ´et´e analys´ees, tout en mettant un accent particulier sur la pollution harmonique. La
mod´elisation et l’identification des perturbations ont ´et´e ensuite pr´esent´ees en supposant
un environnement tr`es perturb´e (tension r´eseau perturb´ee et charg´e d´es´equilibr´ee).
Une premi`ere ´etude de la commande du filtre actif `a ´et´e r´ealis´ee par un r´egulateur
Proportionnel Int´egrale afin de montrer les limites que pr´esente ce type de contrˆole pour
de telles applications. L’alternative propos´ee est d’associer un r´egulateur flou avec un
r´egulateur hyst´er´esis, pour `a la fois garantir un contrˆole robuste de courant, et tenir
compte des limites pratiques li´ees `a la fr´equence de commutation des semi-conducteurs.
La validation des ´etudes men´ees `a ´et´e r´ealis´ee par des simulations num´eriques, `a cet effet,
de tr`es bonnes performances ont ´et´e observ´ees pour le contrˆole propos´e.
Mots Cl´es : Commande robuste, R´egulateur Flou-Hyst´er´esis, Filtre actif shunt `a
quatre fils, Qualit´e de l’´energie, Compensation harmonique.
Abstract
Title : Robust Control of a Four-Wire Shunt Active filter
This thesis presents the study and the control of a three-phase four-wire shunt active
filter, for power quality improvement in low voltage network. To this effect, different
perturbations on low voltage network have been analyzed, with a particular accent on har-
monic pollution. The modeling and perturbation identification have been after presented
by assuming very disturbed environment (voltage network disturbed, and unbalance in
the load). A first study of the active filter control has been realized with a Proportional-
Integral controller, in order to show the limits that presents this kind of control for such
applications. The alternative proposed is to associate a fuzzy controller with an hysteresis
one, in order to guarantee a robust control, with taking account practical limits related
to the switching frequency in semi-conductors. The validation has been realized with
digital simulation, which permitted to observe good performances for the proposed control.
Key Words : Robust control, Fuzzy-Hystersis controller, Four-wire shunt active
filter, power quality, Harmonic compensation.
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A toute ma famille, en particuli`er mes parents ;
A tous mes amis sans que je puisse citer les noms.
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Remerciements
Arrivant au terme de ce travail, je tiens `a exprimer dans ces lignes ma
reconnaissance `a toutes les personnes qui ont particip´e d’une mani`ere ou
d’une `a son aboutissement.
En premier lieu, je tiens `a exprimer ma profonde gratitude au Docteur
A/Aziz Chaghi, maˆıtre de conf´erence `a l’Universit´e de Batna, pour m’avoir
confi´e et dirig´e ce m´emoire et qui n’a jamais manqu´e de me conseiller et
de m’orienter tout au long de sa pr´eparation. Qu’il trouve ici l’expression
de mon respect et de ma profonde reconnaissance. J’exprime ´egalement ma
reconnaissance `a l’´egard de mon Co-rapporteur, Docteur Mouloud Adli
de l’Universit´e de Bejaia pour sa sympathie et sa confiance et pour tous les
services qu’il me rend `a l’Universit´e de Bejaia.
Je remercie le Professeur A.Benoudjit, pour avoir accept´e de pr´esider
ma soutenance, tout comme le Professeur H.Benala de l’Universit´e de
Constantine et le Professeur A.Guettafi de l’Universit´e de Batna ainsi que
le Docteur A.Louch`ene de l’Universit´e de Batna pour avoir accept´e de juger
mon travail.
Je tiens `a remercier sinc`erement, tout le personnel du D´epartement d’
Electrotechnique de l’Universit´e de Batna pour leur sympathie, ainsi que
les enseignants de la premi`ere ann´ee, en particulier le Professeur Rachid
Abdessemed pour ses qualit´es humaine et scientifique.
Je ne pourrai terminer cet espace sans remercier mes coll`egues avec lesquel
j’ai pass´e des moments agr´eables `a l’Universit´e de Batna, particuli`erement El
Khier Merabet ainsi que Hocine Amimeur qui m’a initi´e `a l’apprentissage
de L
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X.avec lequel j’ai r´edig´e ce manuscrit.
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