Academic literature on the topic 'Puissance active harmonique'

L’énergie solaire photovoltaïque (PV) est parmi les énergies renouvelables la plus utilisée pour la production de l’énergie électrique. Le point le plus important en ce qui concerne l'intégration des systèmes photovoltaïques au réseau est le convertisseur de puissance, notamment les onduleurs qui ne sont pas tout à fait capables de fonctionner en mode avancé. Les nouvelles techniques en développement permettent d'améliorer les performances des onduleurs en assurant l'intégration correcte des systèmes photovoltaïques en tenant compte des caractéristiques du réseau. D’où, des exigences pour le contrôle avancé de l'onduleur connecté au réseau permettent le contrôle complet de l'énergie photovoltaïque fournie, toute en assurant une bonne qualité d’énergie, un faible Taux de Distorsion Harmonique (THD) des courants injectés dans le réseau et le contrôle de la puissance active et réactive. Ce papier présente, les configurations, la classification et les topologies des différents types d’onduleurs PV connectés au réseau. Un résumé concis des méthodes de contrôle pour les onduleurs monophasés et triphasés est également présenté. Un banc d’essai a été réalisé pour la validation expérimentale des techniques de contrôle proposées et développées.

Dans le cadre de cette thèse on s'est intéressé à l'étude, par simulation, du fonctionnement des systèmes électriques en régime non-sinusoïdal, ainsi qu'aux effets de la pollution harmonique sur les éléments du système. Nous avons tout d'abord révisé les principaux paramètres du régime non-sinusoïdal (en proposant en complément les facteurs de distorsion intégratifs et dérivatifs) et la théorie de la puissance. Ensuite nous avons étudié la modélisation des principaux types de sources d'harmoniques, en adaptant des modèles existants ou en développant de nouveaux (pour les convertisseurs et les TCRs). Nous avons continué avec les éléments linéaires en choisissant parmi leurs modèles ceux appropriés à l'étude du régime non-sinusoïdal ou en proposant des modèles personnels, comme pour les transformateurs de puissance. On a toujours mis en évidence la caractéristique fréquentielle des paramètres des modèles. Après avoir évalué les principes potentiellement utilisables pour la modélisation du fonctionnement du système en régime non-sinusoïdal, nous avons choisi l'analyse harmonique itérative pour des études localisées, dont nous avons amélioré la convergence. Pour les études portant sur l'ensemble du système, nous avons développé un logiciel reposant sur la méthode dichotomique et la représentation hybride (temporelle et fréquentielle) des éléments non-linéaires. Les résultats des simulations réalisées dans le réseau IEEE 14 noeuds modifié, ont été utilisés dans l'analyse des interactions entre les sources harmoniques (principalement à l'aide de la puissance harmonique active totale). Dans la dernière partie, nous avons étudié les principaux types d'effets de la pollution harmonique et nous les avons détaillé pour différentes composantes du système.

Dans ce mémoire nous étudions les échanges d'énergies au travers de convertisseurs à modulation de largeurs d'impulsions. Nous dégageons deux structures de convertisseur permettant un contrôle complet et indépendant des puissances active et réactive. Nous étudions plus particulièrement la structure appelée structure tension. Une régulation des puissances active et réactive ainsi qu'une minimisation de la perturbation harmonique par utilisation de techniques de MLI sont présentées. Des simulations numériques ont permis de confirmer les résultats théoriques. La réalisation d'un prototype de 90 kva a permis de valider l'étude

Dans le cadre de cette thèse on s'est intéressé à l'étude, par simulation, du fonctionnement des systèmes électriques en régime non-sinusoïdal, ainsi qu'aux effets de la pollution harmonique sur les éléments du système. Nous avons tout d'abord révisé les principaux paramètres du régime non-sinusoïdal (en proposant en complément les facteurs de distorsion intégratifs et dérivatifs) et la théorie de la puissance. Ensuite nous avons étudié la modélisation des principaux types de sources d'harmoniques, en adaptant des modèles existants ou en développant de nouveaux (pour les convertisseurs et les TCRs). Nous avons continué avec les éléments linéaires en choisissant parmi leurs modèles ceux appropriés à l'étude du régime non-sinusoïdal ou en proposant des modèles personnels, comme pour les transformateurs de puissance. On a toujours mis en évidence la caractéristique fréquentielle des paramètres des modèles. Après avoir évalué les principes potentiellement utilisables pour la modélisation du fonctionnement du système en régime non-sinusoïdal, nous avons choisi l'analyse harmonique itérative pour des études localisées, dont nous avons amélioré la convergence. Pour les études portant sur l'ensemble du système, nous avons développé un logiciel reposant sur la méthode dichotomique et la représentation hybride (temporelle et fréquentielle) des éléments non-linéaires. Les résultats des simulations réalisées dans le réseau IEEE 14 noeuds modifié, ont été utilisés dans l'analyse des interactions entre les sources harmoniques (principalement à l'aide de la puissance harmonique active totale). Dans la dernière partie, nous avons étudié les principaux types d'effets de la pollution harmonique et nous les avons détaillé pour différentes composantes du système
This thesis deals with the study, by simulation, of power Systems in non-sinusoidal situations including harmonie pollution effects. First the principal parameters of non-sinusoidal wave shapes and working conditions and some éléments of power theory were reviewed. Novel complementary intégrais and derivatives harmonie distortion factors were proposed as well. Secondly, the modelling of the main types of harmonie sources was studied, either by adapting existing models where possible or by designing new models, such for power converters or TCRs. The linear parts of the System where then treated by the appropriated models or making new proposais (as for power transformers). After evaluating the simulation principles of the power Systems operating in non-sinusoidal conditions, itérative harmonie analysis was selected for localised studies, where its convergence properties were improved. For mil scale system studies, a software program was developed based on the dichotomous method, where the hybrid modelling, in both time and frequency domains, of non-linear éléments is assumed. The results of simulations conducted on the IEEE 14-bus modified test network were used in order to analyse the interactions between the harmonie sources, mainly by using the individual and total harmonie active powers. Finally, the principal types of harmonie pollution effects hâve been studied and detailed for several System constituents

Le travail presente consiste a etudier de maniere detaillee les algorithmes de commande d'un filtre actif de puissance de type shunt realise a partir d'un onduleur de tension connecte sur un reseau triphase de puissance finie. Ces algorithmes ont ete testes en simulation a l'aide du logiciel a usage general electro-magnetic transients program (emtp). A ce propos, cinq methodes distantes pour obtenir les courants de reference pour chaque phase de l'onduleur de tension ont ete formalises. De la meme maniere, la regulation de tension aux bornes du condensateur de cet onduleur a egalement ete abordee. Dans certains cas de figure la numerisation controle-commande a ete developpe de maniere a simuler des structures les plus proches possibles de la realite. Quelques resultats experimentaux obtenus a l'aide d'un filtre actif de commande numerique permettent de valider notre methodologie

Cette thèse CIFRE a pour objectif principal de contribuer à maîtriser les phénomènes fréquentiels au sein des réseaux électriques. Les systèmes sont de plus en plus complexes et ont tendance à générer des harmoniques et des dynamiques rapides. Leur interconnexion peut être à l’origine de phénomènes de résonance et de pollution harmonique aujourd’hui mal maîtrisés, ainsi que d’instabilités harmoniques. L'approche retenue consiste à exploiter les techniques innovantes de modélisation harmonique. Nous définissons un cadre formel dans lequel les notions ont du sens et nous proposons une méthodologie complète qui unifie les approches de la littérature. Le modèle harmonique unifié décrit les dynamiques et couplages harmoniques des systèmes. L’accès à ces informations ouvre la voie à un contrôle-commande amélioré. Nous proposons deux schémas de contrôle adaptés et nous identifions les conditions à respecter lors de la synthèse du correcteur harmonique. Nous présentons de plus des outils d'évaluation de la stabilité harmonique et de commande optimale stabilisante. Ce nouveau cadre permet de développer des lois de commande dans le domaine harmonique pour maîtriser les phénomènes fréquentiels. Finalement, les travaux doctoraux aboutissent à la définition formelle d'une méthodologie unifiée et complète de modélisation et contrôle-commande harmoniques de systèmes dynamiques interconnectés. La stratégie est validée via des simulations pour modéliser, analyser et contrôler des convertisseurs de puissance, puis en pratique sur une chaîne d'actionnement électrique d'un moteur d'avion
The main objective of this industrial PhD thesis is to contribute to the control of frequency phenomena within electrical networks. Systems are more and more complex and tend to generate harmonics and high dynamics. Their interconnection may be at the origin of resonance and harmonic pollution phenomena that are currently poorly contained, as well as harmonic instabilities. The selected approach consists in applying innovative harmonic modeling techniques. We define a formal framework in which the notions make sense and we propose a comprehensive methodology that unifies the literature approaches. The unified harmonic model describes the systems’ harmonic dynamics and couplings. Access to this knowledge paves the way for an improved control. Two suitable control schemes are proposed and we identify the conditions when synthesizing the harmonic controller. In addition, some tools for harmonic stability evaluation and optimal stabilizing control are presented. This new framework allows developing some control laws in the harmonic domain to control frequency phenomena. Finally, the doctoral work leads to the formal definition of a unified and comprehensive methodology for harmonic modeling and control of interconnected dynamic systems. The strategy is validated through simulations to model, analyze and control power converters, then in practice to an electrical drive chain for an aircraft engine

Les convertisseurs statiques absorbent des courants non sinusoïdaux et consomment généralement de la puissance réactive. Ces deux phénomènes nouveaux sur le réseau ont engendré un certain nombre de perturbations allant du dysfonctionnement d'un équipement jusqu'à la destruction d'une partie des équipements connectés. Dans cette thèse, les problèmes liés aux perturbations générées par les convertisseurs statiques ont été étudiés et des solutions visant à les éliminer ont été présentées. Elles portent sur les méthodes de filtrage passif et actif. Quelques éléments de définition et de dimensionnement de filtres passif sont donnés. Le filtrage actif est ensuite traité. Les deux structures courant et tension sont étudiées et la structure tension a été retenue. Différents principes de contrôle du filtre actif à structure tension ont été présentés. La méthode d'identification des harmoniques par le principe de calcul des puissances active et réactive instantanées donne des résultats satisfaisants. Le contrôle par hystérésis et par MLI a été étudié. Différentes MLI sont présentées et leur influence sur le dimensionnement du filtre actif est étudiée. Des simulations numériques ont été réalisées. Une comparaison des résultats obtenus avec les méthodes de contrôle par hystérésis et MLI a été faite. Enfin, une maquette expérimentale de 100 KVA a été réalisée et testée sur un site industriel. Les essais de la maquette ont montré de bonnes performances du filtre actif à G. T. O. Le filtrage en tension d'un jeu de barres perturbé par un convertisseur de 5 MVA connecté sur un réseau amont a pu être également réalisé

Dans cette thèse, nous avons abordé les structures de filtres actifs parallèles, séries et combinées (UPQC) en vue d'étudier la compensation de tous les types de perturbations susceptibles d'apparaître dans le réseau électrique. De plus, dans l'objectif d'améliorer la qualité de l'énergie électrique, en la rendant conforme aux nouvelles contraintes normatives, nous avons également été amené à développer et à appliquer des méthodes d'automatique avancées. Dans ce cadre, cette thèse rapporte de plusieurs structures de régulation, notamment d'une version amélioré du RST, cette dernière repoussant les limites d'application du RST classique. De plus, dans l'objectif de réaliser un filtre actif parallèle, une étude approfondie de faisabilité expérimentale a été effectuée, prenant en compte les contraintes industrielles du produit aussi bien au niveau de sa conception que de son application
In an electrical network, unbalanced and harmonic currents generated by nonlinear and unbalanced loads can cause harmonics and unbalanced voltage. These voltage perturbations along with voltage sag can strongly degrade customer power quality. Nowadays, the active filtres such as shunt, series and combined shunt-series are studied as a flexible solution to compensate all current and voltage perturbations. Therefore, in order to improve power system quality, we have studied advanced control methods applied on the structures of the above mentioned active filtres. For such requirements, we have developed a new RST control method in order to extend the application spectrum of RST controller. Thus, an universal shunt active filter has been developed using a continuous and discret time experimental

L’interaction des harmoniques de courants avec les f. E. M. De la machine est la cause principale de l'existence des composantes pulsatoires dans le couple électromagnétique. Dans le domaine des fortes puissances, il est difficile de faire appel à des techniques de modulation sans avoir recours à des solutions couteuses. À partir du rappel des caractéristiques des principales associations convertisseur-machine de fortes puissances, on a montré qu'il était difficile d'obtenir des ondulations inferieures en valeur relative à 10 %. Pour cela, on a proposé de considérer séparément le problème de l'alimentation de celui de la pollution harmonique à l'entrée de la machine. On associe pour cela avec le convertisseur d'alimentation un filtre actif, dont le rôle est de supprimer les imperfections de l'alimentation et d'assurer la qualité du couple. Une étude de principe des différentes possibilités d'associations convertisseur d'alimentation-filtre actif a été d'abord présentée. De cette étude les notions importantes quant aux possibilités de filtrage actif des ondulations de couple ont été établies et ont montré l'intérêt du filtrage en tension du courant issu d'un commutateur de courant. La machine double étoile alimentée en courant possède l'avantage d'éliminer les harmoniques de couple de rang 6k avec k impair et offre des possibilités intéressantes de redondance. Ceci a permis d'optimiser le dimensionnement et l'utilisation du filtre actif. Enfin, la subdivision des harmoniques de courant en termes actifs et réactifs a conduit à un gain important au niveau du dimensionnement du filtre actif.

L’alimentation de charges non linéaires par une source d’alimentation, dans un réseau électrique, est fréquemment soumise à des perturbations et/ou déséquilibres du courant d’alimentation reçu par la charge. Les perturbations du courant d’alimentation désignent la présence d’harmoniques dans le courant d’alimentation, celui-ci n’étant alors pas sinusoïdal, ainsi que la présence d’une puissance réactive trop importante circulant sur le réseau. Les déséquilibres du courant d’alimentation se traduisent, dans un réseau polyphasé, par une mauvaise répartition des courants d’alimentation dans les différentes phases induisant un courant non nul dans le neutre côté source. En outre, dans un réseau électrique de type réseau public de distribution, ces perturbations ou déséquilibres peuvent être soumis à une réglementation du fournisseur d’énergie, c’est ainsi qu’il est utile de mettre en place un dispositif efficace pour minimiser ces perturbations et déséquilibres afin d’améliorer la qualité de l’énergie électrique. Le filtrage actif est une solution efficace qui consiste à injecter un courant adapté sur le réseau pour réduire les perturbations. Toutefois, les solutions actuelles ne permettent pas d’équilibrer les courants d’alimentation de manière efficace, et peuvent même s’avérer inefficaces pour réduire les perturbations si les tensions d’alimentation sont déséquilibrées. En outre, ces solutions ne sont généralement pas utilisable à la fois en monophasé ou en polyphasé, ni avec un fil de neutre. Le travail faisant l’objet de cette thèse vise à proposer une loi de commande générique, c’est-à-dire adaptable au cas monophasé, triphasé, polyphasé, pour un filtrage actif parallèle dont les performances (THD, facteur de déséquilibre, ..) sont améliorées par rapport à l’art existant surtout lorsque le réseau de distribution est perturbé. La recherche de solutions simples à implanter et robustes dans leur performance fait également partie de nos objectifs. La démarche est conduite par la voie de la simulation numérique et les propositions sont validées en laboratoire via une maquette expérimentale raccordée sur le réseau basse tension. A noter que les objectifs font apparaitre un caractère méthodologique fort, donnant lieu à de nombreuses déclinaisons tant par la nature du réseau (monophasé, triphasé, avec ou sans neutre, ..) que par les caractéristiques des perturbations (charges non-linéaires, déséquilibres, perturbations,....).