24
1 La génératrice asynchrone à double alimentation (Modélisation et commande) Laboratoire d’Electrotechnique et d’Electronique de Puissance : L2EP Bruno FRANCOIS Master (Recherche) Sciences et Technologies Mention : « Automatique et Systèmes Electriques Spécialité : Energie Électrique et Développement Durable (E2D2) 2 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 Architecture du dispositif de commande

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1

1

La génératrice asynchrone à double alimentation

(Modélisation et commande)

Laboratoire d’Electrotechnique et d’Electronique de Puissance : L2EP

Bruno FRANCOIS

Master (Recherche) Sciences et TechnologiesMention : « Automatique et Systèmes ElectriquesSpécialité : Energie Électrique et Développement Durable (E2D2)

2

Modélisation d’une génératrice éolienneà 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 commandeArchitecture du dispositif de commande

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2

3

Technologie étudiée

Rt

β

Gearbox D.F.I.G .

Ω mec

Ω turbine Cg

Caer

v

C

im_mac im-res

u Convert. PWM 1

L t

Grid

Bagues

AC 50 Hz

AC variable frequency

Convert. PWM 2

it1

it2 AC

DC ACDC

Doubly Fed Induction Generator

Additionnal advantages :- Rated power of power electronic converters = 30% of the total rated power- Economical interest

Contrôle de la vitesse et du flux

Contrôle de la puissance

Contrôle des courants « réseau »

Contrôle du bus continu et de la puissance réactive échangée

4

Doubly Fed Induction Generator v

Slip ring

Rotor side converter

AC 50 Hz

AC variable frequency

Grid side converter

Gri

d

Gearbox

Turbine

β

Power monitoring -Starting -MPPT -Pitch control

u Qsref Ωref

Generator controler Grid connexion controler

uref Qref

It Is u Ω Ir Ug

Control System

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3

5

Grandeurs d’état

Équations du système:

Équations de la MADA

isd,isq,ird,irq : courants au stator et au rotor

Repère de travail : Repère de Park 2 axes « d,q »

Équation mécanique

Ω : Vitesse de l’arbre de la machine

Équations des filtres (liaison rotorique) :

itd , itq , : Courants dans le filtre 2 variables d’état

Au total 8 variables d’état

1 variable d’étatÉquations du bus continu :

u : Tension aux bornes du condensateur

4 variables d’état

1 variable d’état

6

ModModéélisation dynamiquelisation dynamique

Osa

O sb

O sc

isa

i sb

i sc

vsa

v sb

v sc

α O

Ora→

O rb →

O rc →

+

=

scsbsa

scsbsa

ss

s

scsbsa

dtd

iii

RR

R

vvv

φφφ

000000

Équations au stator

Repère naturel (a, b, c)

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4

7

+

=

rcrbra

rcrbra

rr

r

rcrbra

dtd

iii

RR

R

vvv

φφφ

000000

+

=

scsbsa

scsbsa

ss

s

scsbsa

dtd

iii

RR

R

vvv

φφφ

000000

Équations au stator

Équations au rotor

ModModéélisation dynamiquelisation dynamiqueRepère naturel (a, b, c)

θ

O

O sb

O sc Osa

O rb

O rc

Ora

i rb

i sb

i sc

isa

v sb

v sc

vsa

→ → →

v rb

v rc irc

iravra

8

ModModéélisation dynamiquelisation dynamiqueRepère naturel (a, b, c)

2 4cos( ) cos( ) cos( )3 3sa s sa s sb s sc sr ra rb rc= l i M i +M i +M i +i +iπ πφ θ θ θ + − −

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).

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5

9

[ ] [ ]( )sa s s s sa ra

s sb s s s sb sr rb

sc s s s sc rcstator

l M M i i

= = M l M i + M R i

M M l i i

φ

φ φ θ

φ

[ ]

4 2cos( ) cos( ) cos( )3 3

2 4( ) = cos( ) cos( ) cos( )3 34 2cos( ) cos( ) cos( )3 3

R

θ θ π θ π

θ θ π θ θ π

θ π θ π θ

− − − − − −

10

+

=

rcrbra

rcrbra

rr

r

rcrbra

dtd

iii

RR

R

vvv

φφφ

000000

+

=

scsbsa

scsbsa

ss

s

scsbsa

dtd

iii

RR

R

vvv

φφφ

000000

Équations au stator

Équations au rotor

ModModéélisation dynamiquelisation dynamiqueRepère naturel (a, b, c)

θ

O

O sb

O sc Osa

O rb

Orc

O ra

i rb

i sb

i sc

isa

v sb

v sc

v sa

→ →→

vrb

v rci rc

i ra v ra

La matrice inductance dépend de l’angle α

[ ] [ ]( )sa s s s sa ra

s sb s s s sb sr rb

sc s s s sc rc

l M M i i

= = M l M i + M R i

M M l i i

φ

φ φ θ

φ

[ ]

4 2cos( ) cos( ) cos( )3 3

2 4( ) = cos( ) cos( ) cos( )3 34 2cos( ) cos( ) cos( )3 3

R

θ θ π θ π

θ θ π θ θ π

θ π θ π θ

− − − − − −

Équations des flux

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6

11

Osα→

O s β →

Orα

O r β →

α O

vsα

v s β

isα

i s β

irβ i r α

vrβ

vrα

Alignement de l’axe α avec l’axe a

=

β

βα

β

βα

αααα

αααα

φφφφ

rrass

rsrsrrsrsr

srsrssrsrs

rrass

iiii

LMMLMM

MMLMML

. 0)cos(.')sin(.'

0)sin(.')cos(.')cos(.')sin(.'0)sin(.')cos(.'0

Équations au stator

Équations au rotor

+

=

βα

βα

βα

φφ

rr

rr

rr

rr

dtd

ii

RR

vv

00

+

=

βα

βα

βα

φφ

ss

ss

ss

ss

dtd

ii

RR

vv

00

ModModéélisation dynamiquelisation dynamiqueTransformation de Concordia

[ ]

−−

=

21

21

21

)3sin()3sin(0

)3cos()3cos(1

. 32 ππ

ππ

C

12

ModModéélisation dynamiquelisation dynamiqueModèlisation dans le repère de Park tournant

Osa

O sb

O sc

Ora

O rb

O rc

ira

i rc

isa

i sb

i sc

vsa

vsb

v sc

α O

→ →

vra

v rb

vrc

i rb

O s α

Osβ

O r α

Orβ

→→

O

α

Od

Oq

θr

θs

θ α θs r= +

dtd s

sθω = : vitesse du repère statorique par rapport au référentiel d,q

(imposée par le réseau 50Hz)

: vitesse du repère rotorique par rapport au référentiel d,q

(influencée par le convertisseur MLI)dtd r

rθω =

mecpdtd Ωθω ==

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7

13

Au stator :

Au rotor :

qssdsdssds .Φd t

d .i R v ω

Φ−+=

dsss

qssqs .Φd td

.i R v q ωΦ

++=

qrrr

drrr .Φdtd

.i= Rv dd ω

Φ−+

drrqrqrrr .dt

d .i= Rv q Φω

Φ++

Équations des flux :

ModModéélisation dynamiquelisation dynamiqueModélisation dans le repère de Park

Osa

O sb

O sc

Ora

O rb

O rc

ira

i rc

isa

i sb

i sc

vsa

vsb

v sc

α O

→ →

vra

v rb

vrc

i rb

Matrice d’ inductances:- Constante- Découplée par rapport aux axes d et q

=

rqrdsqsd

rsrrsr

srssrs

rqrdsqsd

iiii

LMLM

MLML

. 0'0

00''0

0'0

φφφφ

14

Matrice d’ inductances:

- Constante

- Découplée par rapport aux axes d et q

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] dtd

dtdiRv s

sdqsdqsdqssdqθφλφ . . . ++=

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] dtd

dtdiRv r

rdqrdqrdqrrdqθφλφ . . . ++=

[ ] [ ]0110 −=λ

=

rq

rd

sq

sd

rsr

rsr

srs

srs

rq

rd

sq

sd

iiii

.

L'ML'M

'ML'ML

0000

000

φφφφ

O s α

Osβ

O r α

Orβ

→→

O

α

Od

Oq

θr

θs

θ α θs r= +

ModModéélisation dynamiquelisation dynamiqueModèlisation dans le repère de Park

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8

15

Équations du couple :)( ou )( rqrdrdrqsdsqsqsd iipciipc φφφφ −=−=

)(.. ou )(.. sqrdsdrqrdsqrqsd iiLrMpciiLs

Mpc φφφφ −=−=

ModModéélisation dynamiquelisation dynamiqueModélisation dans le repère de Park

v sd

v sq

i sd

i sq

Od→

ird

O q →

e sq

i rq e rq

e sd erdθ s

O

O sa →

v rq

vrd

Au stator :

Au rotor :

qssdsdssds .Φd t

d .i R v ω

Φ−+=

dsss

qssqs .Φd td

.i R v q ωΦ

++=

qrrr

drrr .Φdtd

.i= Rv dd ω

Φ−+

drrqrqrrr .dt

d .i= Rv q Φω

Φ++

Équations des flux :φsd=Ls.isd+M.ird φsq=Ls.isq+M.irqφrd=Lr.ird+M.isd φrq=Lr.irq+M.isq

16

Au stator :

Au rotor :

qssdsdssds .Φ

d td

.i R v ωΦ

−+=

dsss

qssqs .Φd td

.i R v q ωΦ

++=

qrrr

drrr .Φdtd

.i= Rv dd ω

Φ−+

drrqrqrrr .dt

d .i= Rv q Φω

Φ++

Équations des flux :φsd=Ls.isd+M.irdφsq=Ls.isq+M.irq

φrd=Lr.ird+M.isdφrq=Lr.irq+M.isq

ModModéélisation dynamiquelisation dynamiqueModélisation dans le repère de Park

Sous forme

intégrale

sqsdse ωϕ . −=

sdsqse ωϕ . −=

rqrdre ωϕ . −=

rdrqre ωϕ . −=

f.e.m.

. 1

=

rqsq

rs

rqsq

LMML

ii

ΦΦ [ ]

−−

−=

rqsq

rs

sr LMML

ML.L ΦΦ. . 1 2

=

rdsd

rs

rdsd

LMML

ii

ΦΦ.

1 [ ] [ ]rdsd

rs

sr LMML

ML.L ΦΦ. . 1 2 −

−−

=

R1sd :

R1rd :

R1rq :

R1rd :

Rg2sd :dsdssdsds e .iRv

d td

−−= Φ

qsqssqsqs e .iRv

d td

−−= Φ

drdrrdrdr e .iRv

d td

−−= Φ

qrqrrqrqr e .iRv

d td

−−= Φ

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9

17couplage

électromécanique

MACHINE d rdc

Ωmec

rqc MACHINE q

sωrω

sdc

sqc

rdi

rde

rqe

sdi

sqφ

rqi

sqi

sdφ

c

rd v

sd v

rq v

sq v

sde

sqe

rd •

φ rd φ

sd •

φ sd φ

rq φ

sq •

φ sq φ

rq •

φ

rd R 1

sd R 1

rd R 2

sd R 2 dR3

rdgR 1

rdgR 2

rqgR 2

rqgR 1

4R r R 5

sdgR 1

sdgR 2

sq R 1

rq R 1

sq R 2

rq R 2

qR3

sqgR 2

sqgR 1

ModModéélisation dynamiquelisation dynamique

18

+ -

sR

s1

sde

sd •

φ sd φ +

- sd v

+ -

rR

s1

rde

rd •

φ rd φ + -

rd v

sdi

rdi

sqφ

sdc

sqφ

rdc

+ -

rR

s1

rqe

rq •

φ rq φ +

- rq v

+ -

sR

s1

sqe

sq •

φ sq φ + -

sq v

rqi

sqi

sqφ

rqc

sqφ

sqc

c

Ωmec

R3d

Rg2sd

Rg2rd

Rg1sd

Rg1rd

R3q

Rg2sq

Rg2rq

Rg1sq

Rg1rq

R4 R5r

ModModéélisation dynamiquelisation dynamique

MADA d,q,0

V r_dq0

Ir_dq0

Is_dq0

V sdq0 Tem

Ωmec

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10

19

ModModèèle du systle du systèèmeme

Tem

Ωmec v Taerodynamical

Ωturbine

Turbine

β

Multiplicateur Arbre

Ωmec

Tgearbox

Rt

β

Gearbox D.F.I.G .

Ω mec

Ω turbine Cg

Caer

v

C

im_mac im-res

u Convert. PWM 1

L t

Grid

Bagues

AC 50 Hz

AC variable frequency

Convert. PWM 2

it1

it2 AC

DC ACDC

20

1700 1720 1740 1760 1780 1800 1820 1840 1860 1880 19002 .104

1.5 .104

1 .104

5000

0

5000

1 .104

1.5 .104

2 .104 1.8 MW ASG Torque-Speed Characteristic

Speed (RPM)

Torq

ue (N

m)

20000

20000−−−

T e si( )

19001700 rpm i

Operating Region

Zone de fonctionnementZone de fonctionnement

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11

21

DOMAINE DE FONCTIONNEMENTDOMAINE DE FONCTIONNEMENT

Zone 1: Démarrage de la machine, lorsque la vitesse atteint Ω1

O r i e n t a t i o n d e s P a l e s

Puis

sanc

e

(kW

)

V i t e s s e d e la g é n é r a t r ic eΩ n o m

3 0 0 E x t r a c t i o n d e

P m a x

Dém

arra

ge

Ω 2

1 2 3

Ω Ω 1

22

DOMAINE DE FONCTIONNEMENTDOMAINE DE FONCTIONNEMENT

Zone 1: Démarrage de la machine, lorsque la vitesse atteint Ω1

O r i e n t a t i o n d e s P a l e s

Puis

sanc

e

(kW

)

V i t e s s e d e la g é n é r a t r ic eΩ n o m

3 0 0 E x t r a c t i o n d e

P m a x

Dém

arra

ge

Ω 2

1 2 3

Ω Ω 1

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.

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12

23

DOMAINE DE FONCTIONNEMENTDOMAINE DE FONCTIONNEMENT

Zone 3: une limitation de puissance est effectuée à l’aide d’un système de contrôle ou d’orientation des pales: pitch control.

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.

Zone 1: Démarrage de la machine, lorsque la vitesse atteint Ω1

O r i e n t a t i o n d e s P a l e s

Puis

sanc

e

(kW

)

V i t e s s e d e la g é n é r a t r ic eΩ n o m

P n E x t r a c t i o n d e

P m a x

Dém

arra

ge

Ω 2

1 2 3

Ω Ω 1

24

FONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONEFONCTIONNEMENT HYPERSYNCHRONEO r i e n t a t i o n d e s

P a l e s

V ite s s e d e la g é n é r a t r ic eΩ n o m

P n E x t r a c t i o n d e

P m a x

Dém

arra

ge

Ω sΩ

Ω 1

P s

0 = <−s

sgΩ

ΩΩ

MAS RESEAUPs.(1+|g|)Ps

Pr

(f)

(0)(g.f)

(f)

(f)

P = Ps + Pr = Ps .(1-g)= Ps .(1+|g|)

Pr = -g.Ps > 0

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13

25

FONCTIONNEMENT HYPOSYNCHRONEFONCTIONNEMENT HYPOSYNCHRONEO r i e n t a t i o n d e s

P a l e s

V ite s s e d e la g é n é r a t r ic eΩ n o m

P n E x t r a c t i o n d e

P m a x

Dém

arra

ge

Ω sΩ

Ω 1

P s

0 = >−s

sgΩ

ΩΩ

MAS RESEAU Ps.(1-|g|) Ps

Pr

(f)

(0) (g.f)

(f)

(f)

P = Ps + Pr = Ps .(1-g)= Ps .(1-|g|)

Pr = -g.Ps < 0

26

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Simulation

Vitesse mécanique (tr/mn)

Puissance électrique (kW) Mesure

MPPT

Démarrage

Vitesse constante

Puissance constante

Exploitation dExploitation d’’un relevun relevéé expexpéérimentalrimental

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14

27

Stratégie de commande

Rt

β

Gearbox

Doubly Fed Induction Generator

Ω

Ω tΤg

Τa

v

C

imachine igrid

u Rotor side

inverter Lt

G R I D

Line side inverter

Slip Ring

AC 50 Hz

AC Variable Frequency

Possibilités

P, Q

Pr, Qr

PossibilitésContrôle de la vitesse et du flux

Contrôle de la puissance

Contrôle des courant « réseau »

Contrôle du bus continu et de la puissance réactive échangée

28

Dynamic modelling in the Park frame

. 1

=

rqsq

rs

rqsq

LMML

ii

ΦΦ

=

rdsd

rs

rdsd

LMML

ii

ΦΦ.

1Current equations :

stator :

rotor :qqdd sssss i. v i. v P +=

qddq sssss i. v i. v Q −=

qqdd rrrrr i. v i. v P +=

qddq rrrrr i. v i. v Q −=

sqsdssdsds .i.Rvd t

d ωΦΦ +−=

sdsqssqsqs

.i.Rvd t

dωΦ

Φ +−=

rqrdrrdrdr .i.Rv

d td ωΦΦ +−=

rdrqrrqrqr .i.Rv

d td

ωΦΦ

+−=

)i.i.(.LsM.pTem rdsqrqsd ΦΦ −=

Stratégie de commande

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15

29

)ii(.LsM.pTem rdsqrqsd φφ −=

φsq = 0Orientation du flux :

On calcule θs pour orienter la repère de Park de manière à annuler la composante quadratique du flux statorique.

Plusieurs méthodes sont possibles.Exemple :

_ On mesure les courants statoriques et rotoriques

_ On estime les flux statoriques

_ Calcul de l’angle

_ Calcul de l’angle θr à partir de

φsd_est=Ls.isd+M.irdφsq_est=Ls.isq+M.irq

est_dsest_qss Φ

Φθ Arctan =

Ωωω . = psr −

Orientation du flux

Inrérêt : Simplification des équations

O θs

O sd →

φ s →

Oq→

φ sd →

φ sq→

O

O sd → φ s →

Osq→

φ sd φ sq

30

Simplified dynamic modelling : small stator resistorconstant stator flux (fixed by the grid)particular stator flux orientation ϕsq= 0

Current equations :

stator :

rotor : )i.i.(.LsM.pTem rdsqrqsd ΦΦ −=

Stratégie de commande

qqdd sssss i. v i. v P +=

qddq sssss i. v i. v Q −=

qqdd rrrrr i. v i. v P +=

qddq rrrrr i. v i. v Q −=

sqsdssdsds .i.Rvd t

d ωΦΦ +−=

sdsqssqsqs

.i.Rvd t

dωΦ

Φ +−=

rqrdrrdrdr .i.Rv

d td ωΦΦ +−=

rdrqrrqrqr .i.Rv

d td

ωΦΦ

+−=

. 1

=

rqsq

rs

rqsq

LMML

ii

ΦΦ

=

rdsd

rs

rdsd

LMML

ii

ΦΦ.

1

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16

31

0 =dsv

Modèle simplifié pour concevoir la commande

Current equations :

stator :

rotor :

Stratégie de commande

. 1

=

rqsq

rs

rqsq

LMML

ii

ΦΦ

=

rdsd

rs

rdsd

LMML

ii

ΦΦ.

1

rqrdre ωϕ . −=

rdrqre ωϕ . −=

f.e.m.drdrrdr

dr e .iRvd t

d−−=

Φ

qrqrrqrqr e .iRv

d td

−−= Φ

Rg2rd :

R3d :

R3q :

sdsqs .v ωΦ - =

rqsd i..LsM.pTem Φ=

sqsds v ωΦ - ==

Rg2sq :

R1rd :

R1rq :

R1rd :s

qsds

Φ −=

32

0 =dsv

sdrds

ds LiMi . −

ird controlsthe reactive power

irq controlsthe torque -> speed

Simplified dynamic modelling

Current equations :

stator :

rotor :

[TAN 95][TAN 95][FOR 02][FOR 02]

rqsd i..LsM.pTem Φ=

Stratégie de commande

. 1

=

rqsq

rs

rqsq

LMML

ii

ΦΦ

=

rdsd

rs

rdsd

LMML

ii

ΦΦ.

1

qddq sssss i. v i. v Q −=

rqrdrrdrdr .i.Rv

d td ωΦΦ +−=

rdrqrrqrqr .i.Rv

d td

ωΦΦ

+−=

La composante directe du flux

devient proportionnelle à Vsqsdsqs .v ωΦ - =

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17

33

irq controlsthe torque -> speed

Torque control

rqsd i..LsM.pTem Φ=

Stratégie de commande

qddq sssss i. v i. v Q −=

La composante directe du flux

devient proportionnelle à Vsq

Reactive power control

sdrds

ds LiMi . −

ird controlsthe reactive power

sdsqs .v ωΦ - =

Reactive power controlTorque control

34

GIC du modèle dynamique de la MADA à flux orienté(à compléter)

c R5r

vrq

vrd

R1rd

ird R1rd

erd Rg2rd Φrq ωr

R3durd

irq R1rq

R2sqerq Φrd

ωr

R3qurq

erq

Machine d

Machine q

ωr

ωs

vsq

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18

35

irq_reg cref

irq

Modèle de commande Dispositif de commande

~

)

c= irq crq

vrq

erq ird

ωs

vrq_reg

erq ird

ωr_reg

)

~

Contrôle du couple

c R5r

vrq

R1rd

irq R1rq

R2sqerq Φrd

ωr

R3qurq

erq

Machine q

ωs

vsq

ref_ems

ref_dsref_qr T

MLi

φ1

−=

36

~R16e

Modèle de commande Dispositif de commande

R16cird_reg

isd

R17curd_reg

)

R18c

erd R19e irq

ωr_reg

vrd_reg

~

vrd R16ird R18

erd R19 irq

ωr

R17urd

)

~

Contrôle de la puissance réactive

vrd ird R1rd

erd Rg2rd Φrq ωr

R3d urd

Machine d ωr

( )dssref_dsref_dr i LM

= i)

−φ1dss

ref_sref_ds

i Q )ω

φ =

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19

37

Temref vrq_reg

Cq(s) irq_

Contrôle du courant Contrôle du couple

isq )

+

R13c R12c

erq

+_ +

~

vrq −

+

erq

usq irq X Tem

R14c R15_e

ωs_reg

sLR rr σ+1

X

~

Modèle Commande

Contrôle du courantContrôle du couple Découplage

R15e

Dispositif de commande avec orientation du flux statorique3 fonctionnalités du dispositif de commande :_ contrôle (rapide) des courants_ contrôle du flux_ contrôle du couple

38

Organisation générale

R t

β

M ultiplicateur

M achine asynchrone A double alimentation

Ω mec

Ω turbine Cg

Caer

R

v

Turbine C

im_mac im-res

u Convert.

M LI1 L t

Rés

eau

Bagues

AC 50 Hz

AC fréquence variable

Convert. M LI2

it1

it2

is1 is2 ist2

ist1

MADA d,q,0

Vr_dq0

Ir_dq0

Is_dq0

Vsdq0

Tem

Ωmec v Taerodynamical

Ωturbine

Turbine

β

Multiplicateur Arbre

Ωmec

Tgearbox

v

Asservissement de vitesse

Ωturbine_ref

β ref

Ωmec_ref Tem_reg

Modèle

Commande

MPPT

Controle vectoriel

Vr_dq0_ref

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20

39

Multi-plicateur

Commande du convertisseur 1

Vitesse du vent C

i1

Commande vectorielle : - controle du flux - controle des courants - découplage

Contrôle de la vitesse

Extraction de la puissance

irés

Orientation du flux

Commande

u

vrq_ref

Ωref

φref

Cref

Process Park-1Park-1

Génération MLI

udw_reg uqw_reg

vrd_ref

irdvsdvsq

u

irq

Ω

Convert. MLI

1

Architecture du dispositif de commandeArchitecture du dispositif de commande

40

Multi-plicateur

Commande du convertisseur 1

Vitesse du vent C

i1

Commande vectorielle : - controle du flux - controle des courants - découplage

Contrôle de la vitesse

Extraction de la puissance

irés

Orientation du flux

Commande

u

vrq_ref

Ωref

φref

Cref

Process Park-1Park-1

Génération MLI

udw_reg uqw_reg

vrd_ref

irdvsdvsq

u

irq

Ω

Convert. MLI

1

Architecture du dispositif de commandeArchitecture du dispositif de commande

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21

41

Multi-plicateur

Commande du convertisseur 1

Vitesse du vent C

i1

Commande vectorielle : - controle du flux - controle des courants - découplage

Contrôle de la vitesse

Extraction de la puissance

irés

Orientation du flux

Commande

u

vrq_ref

Ωref

φref

Cref

Process Park-1Park-1

Génération MLI

udw_reg uqw_reg

vrd_ref

irdvsdvsq

u

irq

Ω

Convert. MLI

1

Architecture du dispositif de commandeArchitecture du dispositif de commande

42

Multi-plicateur

Commande du convertisseur 1

Vitesse du vent C

i1

Commande vectorielle : - controle du flux - controle des courants - découplage

Contrôle de la vitesse

Extraction de la puissance

irés

Orientation du flux

Commande

u

vrq_ref

Ωref

φref

Cref

Process Park-1Park-1

Génération MLI

udw_reg uqw_reg

vrd_ref

irdvsdvsq

u

irq

Ω

Convert. MLI

1

Architecture du dispositif de commandeArchitecture du dispositif de commande

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22

43

Convert. MLI

2 C

Génération MLI

Commande du Convertisseur 2

Controle de la liaison réseau

Controle des puissances

LtRt ~

Controle du bus

tiPref

i1 ires

u

vs

~

~

Commande

Process Park-1Park-1

it

vsditq itd

udw_reg uqw_reg

Qref=0

uref

vsq

itd_ref

itq_ref

vmod_d_ref

vmod_q_ref

ARCHITECTURE DU CONTRÔLE DE LA LIAISON RESEAU

44

Convert. MLI

2 C

Génération MLI

Commande du Convertisseur 2

Controle de la liaison réseau

Controle des puissances

LtRt ~

Controle du bus

tiPref

i1 ires

u

vs

~

~

Commande

Process Park-1Park-1

it

vsditq itd

udw_reg uqw_reg

Qref=0

uref

vsq

itd_ref

itq_ref

vmod_d_ref

vmod_q_ref

ARCHITECTURE DU CONTRÔLE DE LA LIAISON RESEAU

Page 23: master 02 modele mada 2 - l2ep.univ-lille1.frl2ep.univ-lille1.fr/pagesperso/francois/files/master02.pdf · 2 3 Technologie étudiée R t β turbine Gearbox D.F.I.G. Ωmec Ω Cg Caer

23

45

Convert. MLI

2 C

Génération MLI

Commande du Convertisseur 2

Controle de la liaison réseau

Controle des puissances

LtRt ~

Controle du bus

tiPref

i1 ires

u

vs

~

~

Commande

Process Park-1Park-1

it

vsditq itd

udw_reg uqw_reg

Qref=0

uref

vsq

itd_ref

itq_ref

vmod_d_ref

vmod_q_ref

ARCHITECTURE DU CONTRÔLE DE LA LIAISON RESEAU

46

ARCHITECTURE DU CONTRÔLE DE LA LIAISON RESEAU

Convert. MLI

2 C

Génération MLI

Commande du Convertisseur 2

Controle de la liaison réseau

Controle des puissances

LtRt ~

Controle du bus

tiPref

i1 ires

u

vs

~

~

Commande

Process Park-1Park-1

it

vsditq itd

udw_reg uqw_reg

Qref=0

uref

vsq

itd_ref

itq_ref

vmod_d_ref

vmod_q_ref

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24

47

Doubly Fed Induction Generator v

Slip ring

Rotor side converter

AC 50 Hz

Grid side converter

Gri

d

Gearbox

Turbine

β

Power monitoring -Starting -MPPT -Pitch control

u Qsref Ωref

Generator controler Grid connexion controler

uref Qref

It Is u Ω Ir Ug

Control System