République Algérienne Démocratique et Populaire

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
MÉMOIRE
Présenté pour obtenir le diplôme de
Magister en Electrotechnique
Option : Maîtrise de l’Energie Electrique
Par
Mr. HADA HICHAM
Etude, Simulation et Applications des filtres actifs série
Soutenu le 07 /10 / 2013
Devant le jury composé de :
Université d’El-Oued
Faculté des Sciences et de la Technologie
Filière de génie électrique
En collaboration avec
Le Laboratoire de génie Électrique de Biskra (LGEB)
Mr. BENATTOUS Djillani
M.C
Université d’El-Oued
Président
Mr. BENCHOUIA Moh. Toufik
M.C
Université de Biskra
Rapporteur
Mr. SRAIRI Kamal
Pr
Université de Biskra
Examinateur
Mr. GOLEA Amar
Pr
Université de Biskra
Examinateur
Mr. ZALLOUMA Laid
M.C
Université d’El-Oued
Invité

Résumé
Résumé
L'objectif de cette mémoire est contribution à l'étude du filtre actif série à trois niveaux,
en utilisant différentes stratégies de contrôle à base de contrôleurs conventionnels et
intelligents en vue de réduire les harmoniques de tension à valeur conforme aux normes
standards. Dans un premier temps nous avons présentés les différentes perturbations qui
peuvent avoir lieu dans les réseaux électriques, ainsi que les types de filtre actif. Dans un
deuxième temps, l'étude à été focalisé sur le filtre actif série dédié à la compensation des
harmoniques de tension et des autres perturbations liés à la tension en particulier les creux de
tension, surtension, déséquilibre de tension. La commande des (FAS) est réalisée moyennant
des contrôleurs conventionnels puis intelligents (logique floue) pour des topologies de
convertisseur deux et trois niveaux. Les modèles de simulations sont développés en utilisant
le logiciel MATLAB-Simulink. Les résultats de simulation obtenus montrent l'efficacité et les
bonnes performances du filtre actif série en particulier ceux à base des contrôleur floue pour
la compensation des harmoniques et perturbations liés à la tension.
Mots clés : Filtre actif série à trois niveaux, logique floue, taux de distorsion harmonique,
puissances instantanées.
Abstract
The objective of this memoir is the contribution to the study of the series active filter at
three levels, using different control strategies based on conventional and intelligent controllers
to reduce the voltage harmonics to standards values. In the first part we presented the various
disturbances that can occur in electrical networks, and the types of the active filter. In a
second part the study was focused on the active series used to compensate voltage harmonics
and all other voltage disturbances such us voltage sags, flickers and unbalances. The control
(SAF) is performed by means of conventional and intelligent controllers (fuzzy logic) using
the two and three levels inverter topology. The simulation models are developed using
MATLAB-Simulink, the obtained simulations results demonstrate the effectiveness of the
series active filter particularly these based on controller flou to compensate voltage harmonics
and disturbances related to the voltage.
Keywords: three-level Series Active Filter, fuzzy logic, harmonic distortion, instantaneous
power.

Résumé
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Remerciements
Je remercie en premier lieu dieu tout puissant pour m'avoir donné la force
et la volonté d'accomplir ce modeste travail.
Je voudrais tout d’aborde exprimer toute ma reconnaissance à mon
encadreur Mr M. Toufik BENCHOUIA maitre conférence à l’université
Mohamed Khider BISKRA et Mr Djilani BENATOUS maitre conférence a
l’université d’El Oued.
Je remercie les messieurs : Laid ZELLOUMA et Bobaker ZEGUEB.
Je remercie également tous membres de jury pour l’honneur qu’ils me font
en acceptant de participer au jury, en l’occurrence :
Mr. SRAIRI Kamal professeur à l’université de BISKRA.
Mr. GOLEA Amar professeur à l’université de BISKRA.

Liste des tableaux
LISTE DES TABLEAUX
Tab I-1
Niveaux de compatibilité pour les tensions harmoniques individuelles sur les
réseaux publics basse tension (CEI 61000-2-2)………………………………….
09
Tab I-2
Limite des composantes harmoniques en courant (CEI 61000-3-2)……………..
09
Tab I-3
Conséquences des creux de tension sur quelques équipements électriques
sensibles…………………………………………………………………………..
20
Tab II-1
Obtention des deux niveaux de tension en fonction des états des interrupteurs………...
26
Tab II-2
Obtention des deux niveaux de tension pour toutes les combinaisons possibles………..
26
Tab II-3
Obtention des trois niveaux de tension en fonction des états des interrupteurs………….
27
Tab II-4
Obtention des trois niveaux de tension pour toutes les combinaisons possible………….
28
Tab II-5
Valeurs des éléments constituant la structure générale du FAS………………….
43
Tab II-6
Performances de compensation des harmoniques de tension en fonction de la
méthode de commande d'onduleur……………………………………………….
47
Tab II-7
Performances de compensation des harmoniques de tension en fonction de la
méthode D'identification et de la topologie du convertisseur…………………….
52
Tab III-1
Opérateurs de base de la logique floue…………………………………………...
59
Tab III-2
Implication floue………………………………………………………………….
60
Tab III-3
Matrice d’inférence floue………………………………………………………...
62
Tab III-4
Méthodes usuelles de l’inférence floue………………………………………….
63
Tab III-5
Matrice d’inférence des règles floues....................................................................
67
Tab III-6
Performance de compensation des harmoniques de tension d'un FAS à basse
d'un convertisseur de tension trois-niveaux et contrôleur floue………………….
70
Tab III-7
Caractéristiques des perturbations appliquées……………………………………
74