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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/296561648 Etude par simulation hil des performances d’un statcom pour la stabilisation de la tension d’une generatrice asynchrone auto excitee dans un reseau autonome sous labvew avec la car... Article · January 2015 CITATIONS 0 READS 900 4 authors, including: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Performances of buried permanent magnet synchronous generator with flux concentration for the wind system View project Gestion optimisée d'une centrale pv/diesel View project Ga Hounkpe Houenou EPAC 2 PUBLICATIONS 1 CITATION SEE PROFILE MOUKENGUE IMANO Adolphe University of Douala 103 PUBLICATIONS 318 CITATIONS SEE PROFILE Antoine Cokou Vianou University of Abomey-Calavi 170 PUBLICATIONS 286 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Ga Hounkpe Houenou on 03 April 2019. The user has requested enhancement of the downloaded file. 395 J. Rech. Sci. Univ. Lomé (Togo), 2015, Série E, 17(1) : 395-404 ETUDE PAR SIMULATION HIL DES PERFORMANCES D’UN STATCOM POUR LA STABILISATION DE LA TENSION D’UNE GENERATRICE ASYNCHRONE AUTO EXCITEE DANS UN RESEAU AUTONOME SOUS LABVEW AVEC LA CARTE ARDUINO HOUNKPE HOUENOU G.A.1,*, HOUNGAN K. Th.1, MOUKENGUE IMANO. A.2, VIANOU A.1 1- Laboratoire d’Electrotechnique, de Télécommunication et d’Informatique Appliquée (ECOLE POLYTECHNIQUE d’ABOMEY CALAVI/Université d’Abomey Calavi) 01 BP : 2009 Cotonou 2- Laboratoire d’Electronique, d’Electrotechnique, d’Automatique et Télécommunications, équipe de recherche en Système d’Energie Electrique, Université de Douala, BP : 8698 Douala ; Cameroun Correspondance : courriel : geramavie@gmail.com (Reçu le 24 Octobre 2014 ; Révisé le 17 Avril 2015 ; Accepté le 24 Avril 2015) RESUME Ce travail présente l’étude par simulation Hardware In the Loop (HIL) des performances d’un STATCOM pour la stabilisation de la tension délivrée par une génératrice asynchrone triphasée auto excitée dans un réseau autonome. Nous avons combiné l’utilisation du logiciel de simulation LABVIEW et la carte ARDUINO pour réaliser cette simulation. Les modèles de la génératrice asynchrone auto excitée et du compensateur statique parallèle STATCOM ont été réalisés dans LABVIEW. La carte ARDUINO utilisée a permis de générer les signaux de Modulations de Largeurs d’Impulsion qui commandent les interrupteurs du convertisseur statique. La Commande Prédictive par Modèle (MPC)a permis la régulation de la tension par rapport aux consignes indiquées. Les résultats obtenus sont satisfaisants aux vues du temps de réponse dela commande par rapport aux corrections apportées par la commande et les signaux de commandes envoyés par la carte sur les interrupteurs. Mots clés : STATCOM, génératrice asynchrone auto excite, MPC. ABSTRACT This paper presents the study by simulation Hardward In the Loop (HIL) of the performances of a STATCOM for the stabilization of the tension delivered by tree- self excited induction generator in an autonmous network. We combined the use of the software of the simulation LABVIEW and card ARDUINO to carry out this simulation. Models othe asynchronous generator self excited and the parallel Static Compensator (STATCOM) have been realized in LABVIEW. Card ARDUINO used allowed to generate signals of Pulse Widths Modulations which order swithes of the STATCOM. The Model Predictive Command (MPC) allowed the regulation of the tension with regard to the indicated instructions. The obtained results are satisfactory in terms of the timeof response of the command with regard the corrections brought by the command and the signals of commands sent by the card on switches. Keywords:STATCOM, self excited induction generator, MPC. HOUNKPE HOUENOU G.A. & al. 396 J. Rech. Sci. Univ. Lomé (Togo), 2015, Série E, 17(1) : 395-404 1. INTRODUCTION ’énergie électrique est un facteur essentiel dans le développement et l’évolution de la société humaine. Elle est la forme d’énergie indispensable de par sa souplesse d’utilisation et sa multiplicité de domaines d’activités, où elle joue un rôle de premier plan. Compte tenu du nombre croissant de la population, la production de cette énergie devient très importante et l’utilisation des formes de production de proximité permet la réduction des coûts, afin de favoriser les consommateurs ordinaires de trouver l’énergie pour leur besoin au quotidien. La machine asynchrone triphasée, compte tenu de ses multiples performances est utilisée dans la production de l’énergie électrique surtout grâce à la démultiplication des sources de production. Cette machine utilisée en génératrice produit de l’énergie dont la fréquence et la tension varient très vite non seulement avec la vitesse d’entraînement mais aussi avec la charge. En effet, la génératrice asynchrone nécessite l’énergie réactive fournie par un banc de condensateurs pour sa magnétisation, et la charge puise éventuellement dans ce même banc de condensateurs son énergie réactive, diminuant ainsi l’excitation de la génératrice ; d’où la nécessité de compenser cette énergie réactive (POITIERS, 2003, IDJDARENE K et al 2007, YOUSSEF et al 2008). Les compensateurs à base d’électronique de puissance ont une influence certaine sur le comportement des réseaux électriques. Ainsi, l’avènement des FACTS a contribué pleinement à la résolution de telles situations (PONMURUGAVEL et GHOUSE 2013, MEKKAOUI et al. 2014, PADIAR 2007, CHOUBEY et CHOUDHARY 2013) Plusieurs études sur la génératrice asynchrone à cage d’écureuil ont été menées pour réguler la tension et la fréquence dans un réseau électrique isolé avec des résultats très intéressants. La qualité des résultats de la commande prédictive de type MPC a été prouvée avec des temps de réponse assez satisfaisant, par rapport aux différentes méthodes utilisées dans la régulation prise en compte dans notre cas (PONMURUGAVEL et GHOUSE 2013) Dans l’étude comparative entre les différentes méthodes de commandes, à savoir la commande prédictive, proportionnel intégral et logique floue (PONMURUGAVEL et GHOUSE 2013), il a été prouvé la rapidité de réponse de la commande prédictive par rapport aux autres. Dans ce travail consacré à l’étude de la stabilisation de la tension de la génératrice asynchrone triphasée auto-excitée, il est procédé à la modélisation de la génératrice, du système de compensation et de la charge, avant de passer à la méthode de commande des interrupteurs du STATCOM pour l’optimisation du système en utilisant la commande prédictive de type MPC. 2. Présentation du système étudié Le système en étude est constitué d’une génératrice asynchrone triphasée auto excitée par un banc de condensateurs, d’un compensateur statique STATCOM (STATic COMpensator) et d’une charge inductive équilibrée. Cet ensemble est représenté à la Figure 1. L Etude par simulation HIL des performances d’un STATCOM pour la stabilisation de la tension d’une génératrice asynchrone auto excitée dans un réseau autonome sous LABVEW avec la carte ARDUINO 397 J. Rech. Sci. Univ. Lomé (Togo), 2015, Série E, 17(1) : 395-404 Figure 1 : Présentation du système étudié 3. Modèle mathématique du système 3.1. Modélisation de la génératrice asynchrone triphasée Nous considérerons le régime de saturation de l’inductance de magnétisation. Les systèmes d’équations (1) et (2) représentent le modèle mathématique correspondant sans la prise en compte des condensateurs d’auto amorçage. En appliquant les transformations de Park aux équations électriques de la génératrice triphasée asynchrone, on a dans le référentiel d-q (POITIERS, 2003, IDJDARENE K et al 2007, YOUSSEF et al 2008): ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎧   = − +  +  +    = − −  + +   = −  +    = −−  (1) ⎩ ⎪ ⎪ ⎨ ⎪ ⎪ ⎧ =  −  =  −  =  −  =  −  =  +   =  +  (2)  =   (  ) ;  =  (  ) ;  =   (  ) (3) où : ,, et désignent les flux respectifs au stator et au rotor dans le référentiel d-q. , ,  et représentent les tensions respectives au stator et au rotor dans le référentiel d-q. , , ","et "désignent les résistances et inductances au stator et au rotor et l’inductance de magnétisation. , ,  et désignent les courants au stator et au rotor dans le référentiel d-q. L’inductance de magnétisation est fonction du courant de magnétisation. Elle est approximée soit par une fonction polynôme soit par une fonction exponentielle dépendante du courant de magnétisation ou de la tension de phase, exprimé à travers l’équation (4). " = # # + $ $ + % % + & + ' où  = ( % +  % (4) Les coefficients du polynôme de l’équation (4) sont donnés par : A4=-0.10370088.10-4 ; A3=0.36874912.10-3 ; A2=-0.44345428.10-2 ; A1=0.14891028.10-1 ; A0=0.10499759 En considérant une charge équilibrée, on a la relation matricielle (5) qui désigne l’équation HOUNKPE HOUENOU G.A. & al. 398 J. Rech. Sci. Univ. Lomé (Togo), 2015, Série E, 17(1) : 395-404 d’auto-amorçage de la génératrice aux bornes des condensateurs d’excitation ).   *   + = , & -. 0 0 & -. 0 , − −12 − −12 0 + , 0 345 −345 0 0 *   + (5) ichd et ichq sont les courants de la charge dans le référentiel d-q.34 et 5 représentent respectivement le nombre de pairs de pôle et la vitesse de rotation de la machine. Pour une charge RL, uploads/Industriel/ 39-article-jrsul-hounkpe-houenou-gervais-vc395-404.pdf

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