(19)
(11)EP 3 627 649 A1

(12)DEMANDE DE BREVET EUROPEEN

(43)Date de publication:
25.03.2020  Bulletin  2020/13

(21)Numéro de dépôt: 19196478.2

(22)Date de dépôt:  10.09.2019
(51)Int. Cl.: 
H02J 3/38(2006.01)
H02M 7/44(2006.01)
(84)Etats contractants désignés:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Etats d'extension désignés:
BA ME
Etats de validation désignés:
KH MA MD TN

(30)Priorité: 18.09.2018 FR 1858434

(71)Demandeurs:
  • Schneider Electric Industries SAS
    92500 Rueil Malmaison (FR)
  • Institut Polytechnique de Grenoble
    38000 Grenoble (FR)

(72)Inventeurs:
  • MOULICHON, Audrey
    38050 GRENOBLE CEDEX 09 (FR)
  • ALAMIR, Mazen
    38400 SAINT MARTIN D'HERES (FR)
  • RAHMANI, Mustapha Amine
    38050 GRENOBLE CEDEX 09 (FR)
  • GARBUIO, Lauric
    38950 SAINT MARTIN LE VINOUX (FR)
  • DEBUSSCHERE, Vincent
    38000 GRENOBLE (FR)
  • WANG, Miao-Xin
    38050 GRENOBLE CEDEX 09 (FR)
  • HADJ-SAID, Nouredine
    38000 GRENOBLE (FR)

(74)Mandataire: Brevalex 
95, rue d'Amsterdam
75378 Paris Cedex 8
75378 Paris Cedex 8 (FR)

  


(54)PROCÉDÉ DE CONTRÔLE D'UN GÉNÉRATEUR


(57) L'invention concerne un procédé de contrôle d'un générateur (1) comprenant un onduleur (4) pourvu d'interrupteurs électroniques qui, commandés sur la base de rapports cycliques instantanés αabc, permettent audit onduleur (4) de délivrer à un réseau de distribution électrique une puissance électrique Pabc de tension alternative, Vabc, et de courant alternatif Iabc, lesdits tension Vabc et courant Iabc présentant une fréquence fabc, l'onduleur (4) étant contrôlé par une loi de commande qui comprend :
a) une boucle d'intégration (102) destinée à évaluer un écart ε entre le courant Iabc et un courant réseau Ir, effectivement requis par le réseau de distribution électrique ;
b) une boucle de correction (103) qui, dès lors que l'écart ε est supérieur à un écart de référence ε*, contrôle l'ajustement par l'onduleur (4) du courant source des rapports cycliques instantanés αabc de manière à réduire l'écart ε à une valeur inférieure à l'écart de référence ε*.




Description

DOMAINE TECHNIQUE



[0001] La présente invention concerne un procédé de contrôle d'un générateur, et plus particulièrement d'un générateur pourvu d'un onduleur.

[0002] La présente invention concerne notamment un procédé de contrôle d'un générateur destiné à assurer la stabilité de fonctionnement de ce dernier.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE



[0003] Le concept de générateur virtuel, mis en lumière en particulier par l'avènement des micro-réseaux, est connu de l'état de la technique et décrit dans le document [1] cité à la fin de la description.

[0004] Un tel générateur est notamment pourvu, d'une source de puissance électrique, tel que des panneaux photovoltaïques, et un onduleur. La source de puissance électrique génère une tension et un courant continus destinés à être convertis par l'onduleur en une tension et un courant alternatifs avant d'être injectés sur un réseau de distribution électrique.

[0005] Ce générateur virtuel est muni d'une loi de commande permettant audit générateur de réduire (lisser) l'effet des fluctuations de puissance électrique de la source de puissance sur le réseau de distribution électrique.

[0006] Un tel générateur virtuel peut néanmoins, sous certaines conditions, présenter des instabilités, notamment en cas de court-circuit et en cas de faible courant circulant sur le micro réseau.

[0007] Afin de pallier ce problème, des impédances, dites impédances virtuelles, ont été considérées dans la loi de commande afin de garantir la stabilité du modèle la régissant. À cet égard, l'homme du métier peut consulter le document [2] cité à la fin de la description.

[0008] Cependant, la configuration de telles impédances peut être compliquée, et est surtout dépendante de l'architecture du micro réseau sur lequel est implanté le générateur virtuel.

[0009] Par ailleurs, la mise en oeuvre des impédances virtuelles impose de prélever un courant, notamment un courant de référence, en sortie de l'onduleur affectant d'autant le rendement du générateur virtuel.

[0010] Un but de la présente invention est alors de proposer un procédé de contrôle d'un générateur permettant d'assurer la stabilité de fonctionnement de ce dernier.

[0011] Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de contrôle d'un générateur qui soit peu ou pas dépendant du générateur considéré.

[0012] Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé de contrôle d'un générateur permettant d'assurer la stabilité de fonctionnement de ce dernier plus simple à mettre en oeuvre que les procédés connus de l'état de la technique.

EXPOSÉ DE L'INVENTION



[0013] Les buts de la présente invention sont, au moins en partie, atteints par un procédé de contrôle d'un générateur comprenant un onduleur pourvu d'interrupteurs électroniques qui, commandés sur la base de rapports cycliques instantanés αabc, permettent audit onduleur de délivrer à un réseau de distribution électrique une puissance électrique Pabc de tension alternative, dite tension source Vabc, et de courant alternatif, dit courant source Iabc, lesdits tension Vabc et courant Iabc présentant une fréquence fabc, l'onduleur étant contrôlé par une loi de commande qui comprend :
  1. a) une boucle d'intégration destinée à évaluer un écart ε entre le courant source labc et un courant, dit courant réseau Ir, estimé par une boucle d'observation et effectivement requis par le réseau de distribution électrique ;
  2. b) une boucle de correction qui, dès lors que l'écart ε est supérieur à un écart dit écart de référence ε*, contrôle l'ajustement par l'onduleur des rapport cycliques instantanés αabc de manière à réduire l'écart ε à une valeur inférieure à l'écart de référence ε*.


[0014] Selon un mode de mise en oeuvre, le courant réseau Ir est estimé à partir de la tension source Vabc, du courant source Iabc et de la fréquence fabc.

[0015] Selon un mode de mise en oeuvre, l'étape a) comprend une mesure de la tension source Vabc, du courant source Iabc, et de la fréquence fabc, avantageusement la tension source Vabc, le courant source Iabc, et la fréquence fabc sont mesurés au niveau de bornes de connexions de l'onduleur au réseau de distribution électrique.

[0016] Selon un mode de mise en oeuvre, la boucle d'observation estime également à partir de la tension source Vabc, le courant source Iabc et de la fréquence fabc, une tension, dite tension réseau Vr, effectivement requise sur le réseau de distribution électrique, la tension réseau Vr et le courant réseau Ir étant estimées sur la base d'une modélisation de la connexion de l'onduleur au réseau de distribution électrique.

[0017] Selon un mode de mise en oeuvre, la boucle de correction détermine, sur la base de la tension réseau Vr et de la différence Δε entre l'écart ε et l'écart de référence ε*, un courant et une tension dits, respectivement, courant ajusté Iabcref et tension ajustée Vabcref, que l'onduleur doit effectivement délivrer au réseau de distribution électrique.

[0018] Selon un mode de mise en oeuvre, la boucle de correction estime un premier écart d'ajustement εx entre le courant ajusté Iabcref, et le courant source Iabc ainsi qu'entre la tension ajusté Vabcref, et tension réseau Vr.

[0019] Il est entendu que le premier écart d'ajustement comprend au moins deux composantes relatives, respectivement, à l'écart entre le courant ajusté Iabcref, et le courant source Iabc et à l'écart entre la tension ajusté Vabcref, et tension réseau Vr.

[0020] Selon un mode de mise en oeuvre, la boucle de correction estime un second écart d'ajustement εu entre des rapports ajustés αref et les rapports cycliques instantanés αabc, les rapports ajustés αref étant les rapports cycliques permettant à l'onduleur de délivrer le courant ajusté Iabcref à la tension ajusté Vabcref.

[0021] Selon un mode de mise en oeuvre, la boucle de correction estime, sur la base du premier écart d'ajustement εx et du second écart d'ajustement εu, la correction Δαref à apporter aux rapports cycliques instantanés αabc pour que l'onduleur délivre le courant ajusté Iabcref.

[0022] Selon un mode de mise en oeuvre, l'écart ε est évalué par incrément de temps successifs de manière à en déterminer l'évolution.

[0023] Selon un mode de mise en oeuvre, la dynamique d'ajustement par l'onduleur du courant source Iabc dépend de l'évolution de l'écart ε.

[0024] Selon un mode de mise en oeuvre, l'onduleur forme avec au moins une source d'énergie, avantageusement d'énergie renouvelable, un système d'accumulation comprenant une réserve de puissance et/ou d'énergie, et la loi de commande, un générateur virtuel, la puissance électrique Pabc étant une puissance active et/ou réactive contrôlant par statisme, respectivement, la fréquence f et la tension efficace Vrms de la tension source Vabc, le procédé comprenant un contrôle du générateur virtuel par la loi de commande pour qu'il exécute un ajustement de la puissance Pabc délivrée au réseau de distribution électrique, ledit ajustement étant adapté pour compenser une variation de la puissance active/réactive consommée par le réseau.

[0025] Selon un mode de mise en oeuvre, la loi de commande est adaptée pour conférer au générateur virtuel, avantageusement via l'onduleur, la possibilité de former le réseau.

[0026] Selon un mode de mise en oeuvre, la loi de commande est adaptée pour connecter en parallèle le générateur virtuel avec au moins une autre source de puissance connectée au réseau de distribution.

[0027] Selon un mode de mise en oeuvre, le système d'accumulation applique une tension Vref continue à des premières bornes de la source d'énergie de sorte que la source d'énergie délivre une puissance Psr, ladite puissance Psr est susceptible de présenter des fluctuations de puissance, le système d'accumulation est contrôlé pour compenser les fluctuations.

[0028] L'invention concerne également un programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur ou une carte de contrôle, conduisent à mettre en oeuvre le procédé selon la présente invention.

[0029] L'invention concerne également un générateur comprenant un onduleur pourvu d'interrupteurs électroniques qui, commandés sur la base de rapports cycliques instantanés αabc, permettent audit onduleur de délivrer à un réseau de distribution électrique une puissance électrique Pabc de tension alternative, dite tension source Vabc, et de courant alternatif, dit courant source labc, lesdits tension Vabc et courant labc présentant une fréquence fabc, l'onduleur étant contrôlé par une loi de commande qui comprend :
  1. a) une boucle d'intégration destinée à évaluer un écart ε entre le courant source Iabc et un courant, dit courant réseau Ir, estimé par une boucle d'observation et effectivement requis par le réseau de distribution électrique ;
  2. b) une boucle de correction qui, dès lors que l'écart ε est supérieur à un écart dit écart de référence ε*, contrôle l'ajustement, par l'onduleur, du courant source Iabc de manière à réduire l'écart ε à une valeur inférieure à l'écart de référence ε*.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS



[0030] D'autres caractéristiques et avantages apparaîtrons dans la description qui va suivre des modes de mise en oeuvre du procédé de contrôle d'un générateur selon l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
  • la figure 1 est une représentation schématique d'un générateur virtuel connu de l'état de la technique et décrit dans le document [1] cité à la fin de la description, le générateur représenté comprend une source d'énergie renouvelable ;
  • la figure 2 est une représentation schématique du procédé selon la présente invention ;
  • la figure 3 est une représentation de la fréquence f du courant et de la tension en fonction de la puissance active P délivrée par un groupe électrogène, la fréquence f étant représentée sur l'axe vertical et la puissance active P sur l'axe horizontal ;
  • la figure 4 est une représentation de la tension efficace Vrms de la tension V en fonction de la puissance réactive Q délivrée par le groupe électrogène, la tension efficace Vrms étant représentée sur l'axe vertical et la puissance réactive Q sur l'axe horizontal ;
  • la figure 5 est une représentation d'un schéma électrique équivalent de la connexion de l'onduleur au réseau de distribution électrique.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS



[0031] La présente invention décrite de manière détaillée ci-dessous met en oeuvre un procédé de contrôle d'un générateur pourvu d'un onduleur délivrant à un réseau de distribution électrique une puissance électrique Pabc.

[0032] En particulier, le générateur est pourvu d'une loi de commande permettant d'ajuster le courant délivré au réseau de distribution de sorte qu'il y ait équilibre entre la puissance consommée et la puissance fournie.

[0033] L'invention va maintenant être décrite dans le contexte d'un générateur virtuel, et notamment dans le contexte du générateur virtuel décrit dans le document [1]. A cet égard, le contenu du document [1] est ici incorporé par référence.

[0034] L'invention bien que décrite dans le contexte d'un générateur virtuel ne doit toutefois pas être limitée à cet aspect. En particulier, tout générateur comprenant de manière générale un onduleur 4, destiné à injecter sur un réseau un courant et une tension alternative, pourra être considéré.

[0035] Nous entendons par générateur virtuel, un générateur se comportant comme un groupe électrogène.

[0036] Un générateur virtuel 1 selon la présente invention est pourvu d'un onduleur 4 qui délivre à un réseau de distribution électrique une puissance active/réactive Pabc.

[0037] La puissance active Pabc et réactive Qabc sont caractérisées par une tension alternative, dite tension source Vabc, et un courant alternatif, dit courant source Iabc, tous deux présentant une fréquence fabc,

[0038] La tension source Vabc et le courant source Iabc sont le résultat d'une conversion par l'onduleur 4, respectivement, d'une tension continue Vc et d'un courant continu Ic produits par une source d'énergie 2.

[0039] La source d'énergie 2 peut être une source d'énergie renouvelable, et par exemple comprendre des panneaux photovoltaïques, des éoliennes, des hydroliennes, des machines thermodynamiques.

[0040] L'onduleur 4 est pourvu d'interrupteurs électroniques qui, commandés sur la base de rapports cycliques dits rapports cycliques instantanés αabc, imposent audit onduleur 4 de délivrer le courant source Iabc de fréquence fabc.

[0041] Les interrupteurs électroniques peuvent par exemple comprendre des transistors bipolaires à grille isolée (« IGBT » ou « Insulated Gate Bipolar Transistor» selon la terminologie anglo-saxonne).

[0042] Le générateur virtuel 1 peut également comprendre un système d'accumulation 3 de puissance et/ou d'énergie.

[0043] Le générateur virtuel 1, selon l'invention, est contrôlé par une loi de commande qui intègre les équations différentielles permettant de modéliser le fonctionnement (le comportement) du groupe électrogène. Ainsi le générateur virtuel 1 est configuré pour émuler le comportement d'un générateur synchrone, et plus particulièrement celui d'un groupe électrogène. La configuration du générateur virtuel 1 comprend alors la détermination des équations différentielles régissant le fonctionnement du générateur synchrone et du développement d'un programme d'ordinateur (ou d'un algorithme) basé sur lesdites équations différentielles. La configuration est connue des techniques de l'homme du métier, et est décrite dans le document [1].

[0044] A cet égard, et en référence à la figure 1 (figure la du document [1]), la loi de commande peut comprendre différents blocs de commande. Cette dernière comprend notamment un bloc 100 noté « Virtual Generator ».

[0045] Il est entendu que la loi de commande est mise en oeuvre par des moyens informatiques tels qu'un ordinateur, un calculateur, ou encore une carte de contrôle par exemple pourvue d'un processeur.

[0046] La loi de commande, via le bloc 100, impose à l'onduleur 4 de délivrer le courant source Iabc. La valeur de référence du courant Iabc peut être déterminée par le bloc 100 en fonction de la tension Vabc délivrée par l'onduleur 4 et mesurée à sa sortie (Vabcmes). Ainsi l'onduleur 4 reproduit le courant Iabc d'un groupe électrogène délivrant une tension Vabc, et répondant aux équations différentielles modélisant ledit groupe électrogène.

[0047] La loi de commande de l'onduleur 4 est également adaptée, selon de techniques connues de l'homme du métier, pour conférer au générateur virtuel 1 la possibilité de former le réseau (« Grid Forming » selon la terminologie Anglo-Saxonne).

[0048] Ainsi, le générateur virtuel 1 peut être seul à fournir de la puissance électrique au micro réseau tout comme un groupe électrogène le ferait.

[0049] La loi de commande est également adaptée pour permettre au générateur virtuel 1 de répondre à des appels de charge sur le réseau de distribution électrique.

[0050] Un appel de charge comprend soit une connexion soit une déconnexion d'une charge soit une variation de la puissance consommée par ladite charge sur le réseau de distribution électrique.

[0051] La loi de commande, et plus particulièrement le bloc 100, peut mettre en oeuvre une boucle d'observation 101, une boucle d'intégration 102 et une boucle de correction 103.

[0052] La boucle d'observation 101 est destinée à déterminer un courant, dit courant réseau Ir, effectivement requis par le réseau de distribution électrique.

[0053] L'estimation du courant réseau Ir peut être exécutée à partir de la tension source Vabc et la fréquence source fabc.

[0054] En effet, dès lors qu'une charge se connecte ou se déconnecte du réseau de distribution électrique, un appel de charge se fait directement ressentir au niveau de la connexion entre l'onduleur 4 et le réseau de distribution électrique, et se traduit par une variation à la hausse ou à la baisse du courant source Iabc et de la tension source Vabc.

[0055] Ces variations, et notamment la variation de la tension source Vabc, permettent via une modélisation de la connexion entre l'onduleur 4 et le réseau de distribution électrique de déterminer le courant réseau Ir.

[0056] Selon le même principe, la boucle d'observation 101 estime également à partir de la tension source Vabc, du courant source Iabc et de la fréquence fabc, la tension, dite tension réseau Vr, effectivement requise sur le réseau de distribution électrique.

[0057] La modélisation qui fait appel aux caractéristiques du réseau de distribution électrique et de l'onduleur 4, est bien connue de l'homme du métier, et n'est donc pas décrite en détails dans la présente demande.

[0058] La modélisation fait notamment appel à une mise en équations de la connexion de l'onduleur 4 au réseau de distribution électrique. La figure 5 illustre, à cet égard, le schéma électrique équivalent de la connexion entre l'onduleur 4 et le réseau de de distribution électrique. Les symboles figurant dans la figure 5 sont définis dans le tableau suivant :
Notations
VDC Tension continue de l'onduleur
Vabc,

et

Respectivement, tension de l'onduleur en tension unifilaire, et tension de l'onduleur selon l'axe dq et par unité, avec

ad et aq Rapports cycliques de l'onduleur, respectivement, selon l'axe dq et par unité
Vc, ed et eq Respectivement, tension filtrée unifilaire, filtre en tension selon l'axe dq, et par unité
Vr,

et

Respectivement tension du réseau en tension unifilaire, et tension du réseau selon l'axe dq et par unité
iabc,

et

Respectivement, courant de l'onduleur unifilaire, et courant de l'onduleur selon l'axe dq et par unité
ir,

et

Respectivement, courant unifilaire du réseau, et courant du réseau selon l'axe dq et par unité
LL et RL Respectivement, impédance et résistance de l'onduleur
Lr et Rr Respectivement, impédance et résistance du réseau
Cf et Rf Respectivement, capacitance et résistance du filtre


[0059] La boucle d'observation peut donc mettre en oeuvre la mesure du courant source Iabc, de la tension source Vabc et de la fréquence fabc afin de détecter tout appel de charge. En particulier, les mesures de la tension source Vabc, du courant source Iabc, et de la fréquence fabc, sont exécutées au niveau de bornes de connexions de l'onduleur 4 au réseau de distribution électrique.

[0060] La mesure peut être exécutée à des intervalles de temps réguliers, par exemple à une fréquence de 6,66 KHz.

[0061] La boucle d'intégration 102 évalue un écart ε entre le courant source Iabc et le courant réseau Ir estimé par la boucle d'observation.

[0062] Cet écart ε peut ensuite être comparé à un écart dit écart de référence ε*. Le résultat de cette comparaison est un écart, dit écart d'intégration noté εint.

[0063] L'écart de référence ε* peut être, par exemple, inférieur à 10%, préférentiellement inférieur à 5%. De manière particulièrement avantageuse, l'écart de référence ε* est nul.

[0064] L'évaluation de l'écart d'intégration εint peut être exécutée à des intervalles de temps réguliers, par exemple à une fréquence de 20 KHz.

[0065] La boucle d'intégration 102 peut également évaluer l'évolution de l'écart d'intégration εint. En particulier, la boucle d'intégration 102 peut évaluer l'écart εint entre deux écarts d'intégration εint successifs.

[0066] La boucle de correction 103 est adaptée pour contrôler un ajustement par l'onduleur 4 du courant source Iabc. En particulier, dès lors que l'écart ε est supérieur à l'écart de référence ε*, la boucle de correction 103 calcul les rapports cycliques αref, permettant à l'onduleur 4 de réduire l'écart ε à une valeur inférieure à l'écart de référence ε*.

[0067] Notamment, la boucle de correction 103 détermine, sur la base de la tension réseau Vr et de la différence entre l'écart ε et l'écart de référence ε*, un courant et une tension, dits respectivement courant ajusté Iabcref et tension ajustée Vabcref, que l'onduleur 4 doit effectivement délivrer au réseau de distribution électrique.

[0068] La détermination du courant ajusté Iabcref et de la tension Vabcref est alors suivie d'une estimation, par la boucle de correction 103, d'un écart, dit premier d'ajustement εx, entre ledit courant ajusté Iabcref et le courant source Iabc ainsi qu'entre la tension ajusté Vabcref, et tension source Vabc.

[0069] La boucle de correction peut également évaluer un écart, dit second écart de référence εu, des rapports cycliques ajustés αref et les rapports cycliques instantanés αabc, associés au courant Iabc effectivement délivré par l'onduleur 4.

[0070] La boucle de correction détermine, sur la base du premier ajustement εx, et du second ajustement εu, la correction Δαref à apporter aux rapports cycliques pour que l'onduleur 4 délivre au réseau de distribution électrique le courant ajusté Iabcref·

[0071] De manière particulièrement avantageuse, la boucle de correction 103 comprend un régulateur quadratique linéaire.

[0072] De manière particulièrement avantageuse, le générateur virtuel 1 présente un contrôle par statisme en fréquence fabc/puissance active Pabc. Le contrôle par statisme en fréquence fabc/puissance active Pabc est une caractéristique d'un générateur synchrone, tel qu'un groupe électrogène. Un groupe électrogène comprend généralement un arbre entraîné, par un moteur diesel, en rotation angulaire dont la fréquence correspond à la fréquence f du courant et de la tension produits par ledit groupe. La fréquence de l'arbre suit un contrôle par statisme fréquence f/puissance active P selon une loi présentée à la figure 3. Le contrôle par statisme fréquence f/puissance active P permet au groupe électrogène d'adapter la fréquence f du signal qu'il délivre en fonction de la puissance active P électrique qu'il fournit. Cet effet de statisme permet de connecter en parallèle différents groupes électrogènes qui délivreront un courant et une tension, sur le réseau, de même fréquence f. Dans le cadre du générateur virtuel 1 selon l'invention, la fréquence f du courant et de la tension délivrés par ledit générateur virtuel 1 dépend des spécifications du micro réseau (« Grid code » selon la terminologie Anglo-Saxonne). Par exemple, la fréquence f peut être comprise entre 48 et 52 Hz, ou encore entre 49,5 et 50,5 Hz, ou entre 58 et 62 Hz, ou encore entre 59,5 et 60,5 Hz.

[0073] Toujours de manière particulièrement avantageuse, le générateur virtuel 1 présente, également, un contrôle par statisme en tension efficace Vrms/puissance réactive Q (Vrms étant la tension efficace de la tension source Vabs). Le contrôle par statisme en tension efficace Vrms/puissance réactive Q est une caractéristique d'un générateur synchrone, tel qu'un groupe électrogène. Un groupe électrogène comprend généralement un rotor entraîné en rotation dans un stator et un régulateur de tension automatique (« AVR » ou « Automatic Voltage Regulator » selon la terminologie Anglo-Saxonne) agissant sur les enroulements rotoriques du rotor. Le régulateur de tension automatique applique, ainsi, une tension sur le rotor en fonction d'une tension du signal électrique (donc de la puissance) délivré par le stator (par le groupe électrogène) sur le réseau. La tension efficace Vrms du signal électrique délivré par le groupe électrogène suit un contrôle par statisme tension efficace Vrms/puissance réactive Q selon une loi présentée à la figure 4. Le contrôle par statisme tension efficace Vrms/puissance réactive Q permet au groupe électrogène d'adapter la tension efficace Vrms de la tension qu'il délivre en fonction de la puissance électrique réactive Q qu'il fournit.

[0074] Le mode de contrôle de l'onduleur tel que décrit ci-dessus est indépendant de la configuration du réseau ou de l'installation considérée, et est d'une configuration plus simple par rapport aux modes de contrôle connus de l'état de la technique.

RÉFÉRENCES



[0075] 
  1. [1] EP3208907;
  2. [2] Rahmani et al., « Virtual Synchronous Generators for microgrid stabilization : Modeling, implementation and experimental validation on a microgrid laboratory », IEEE 2017 Asian Conférence on Energy, Power and Transportation Electrification.



Revendications

1. Procédé de contrôle d'un générateur (1) comprenant un onduleur (4) pourvu d'interrupteurs électroniques qui, commandés sur la base de rapports cycliques instantanés αabc, permettent audit onduleur (4) de délivrer à un réseau de distribution électrique une puissance électrique Pabc de tension alternative, dite tension source Vabc, et de courant alternatif, dit courant source Iabc, lesdits tension Vabc et courant Iabc présentant une fréquence fabc, l'onduleur (4) étant contrôlé par une loi de commande qui comprend :

a) une boucle d'intégration (102) destinée à évaluer un écart ε entre le courant source Iabc et un courant, dit courant réseau Ir, estimé par une boucle d'observation (101) et effectivement requis par le réseau de distribution électrique ;

b) une boucle de correction (103) qui, dès lors que l'écart ε est supérieur à un écart dit écart de référence ε*, contrôle l'ajustement par l'onduleur (4) des rapports cycliques instantanés αabc de manière à réduire l'écart ε à une valeur inférieure à l'écart de référence ε*.


 
2. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le courant réseau Ir est estimé à partir de la tension source Vabc, du courant source Iabc et de la fréquence fabc.
 
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'étape a) comprend une mesure de la tension source Vabc, du courant source Iabc, et de la fréquence fabc, avantageusement la tension source Vabc, le courant source Iabc, et la fréquence fabc sont mesurés au niveau de bornes de connexions de l'onduleur (4) au réseau de distribution électrique.
 
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la boucle d'observation (101) estime également à partir de la tension source Vabc, du courant source Iabc et de la fréquence fabc, une tension, dite tension réseau Vr, effectivement requise sur le réseau de distribution électrique, la tension réseau Vr et le courant réseau Ir étant estimés sur la base d'une modélisation de la connexion du l'onduleur au réseau électrique.
 
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel la boucle de correction (103) détermine, sur la base de la tension réseau Vr et de la différence Δε entre l'écart ε et l'écart de référence ε*, un courant et une tension dits, respectivement, courant ajusté Iabcref, et tension ajustée Vabcref, que l'onduleur (4) doit effectivement délivrer au réseau de distribution électrique.
 
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la boucle de correction (103) estime un premier écart d'ajustement εx entre le courant ajusté Iabcref, et le courant source Iabc ainsi qu'entre la tension ajusté Vabcref, et la tension source Vabc.
 
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel la boucle de correction (103) estime un second écart d'ajustement εu entre des rapports ajustés αref et les rapports cycliques instantanés αabc, les rapports ajustés αref étant les rapports cycliques permettant à l'onduleur (4) de délivrer le courant ajusté Iabcref et la tension ajustée Vabcref,.
 
8. Procédé selon les revendications 6 et 7, dans lequel la boucle de correction (103) estime, sur la base du premier écart d'ajustement εx et du second écart d'ajustement εu, la correction Δαref à apporter aux rapports cycliques instantanés αabc pour que l'onduleur (4) délivre le courant ajusté Iabcref.
 
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel l'écart ε est évalué par incrément de temps successifs de manière à en déterminer l'évolution.
 
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la dynamique d'ajustement par l'onduleur (4) du courant source Iabc dépend de l'évolution de l'écart ε.
 
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'onduleur (4) forme avec au moins une source d'énergie (2), avantageusement d'énergie renouvelable, un système d'accumulation (3) comprenant une réserve de puissance et/ou d'énergie, et la loi de commande, un générateur (1) virtuel, la puissance électrique Pabc étant une puissance active et/ou réactive contrôlant par statisme, respectivement, la fréquence f et la tension efficace Vrms de la tension source Vabc, le procédé comprenant un contrôle du générateur virtuel (1) par la loi de commande pour qu'il exécute un ajustement de la puissance Pabc délivrée au réseau de distribution électrique, ledit ajustement étant adapté pour compenser une variation de la puissance active/réactive consommée par le réseau.
 
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la loi de commande est adaptée pour conférer au générateur (1) virtuel, avantageusement via l'onduleur (4), la possibilité de former le réseau.
 
13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, dans lequel la loi de commande est adaptée pour connecter en parallèle le générateur (1) virtuel avec au moins une autre source de production de puissance connectée au réseau de distribution.
 
14. Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, dans lequel le système d'accumulation (3) applique une tension Vref continue à des premières bornes de la source d'énergie (2) de sorte que la source d'énergie (2) délivre une puissance Psr, ladite puissance Psr est susceptible de présenter des fluctuations de puissance, le système d'accumulation (3) est contrôlé pour compenser les fluctuations.
 
15. Programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par un ordinateur ou une carte de contrôle, conduisent à mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 14.
 
16. Générateur (1) comprenant un onduleur (4) pourvu d'interrupteurs électroniques qui, commandés sur la base de rapports cycliques instantanés αabc, permettent audit onduleur (4) de délivrer à un réseau de distribution électrique une puissance électrique Pabc de tension alternative, dite tension source Vabc, et de courant alternatif, dit courant source Iabc, lesdits tension Vabc et courant Iabc présentant une fréquence fabc, l'onduleur (4) étant contrôlé par une loi de commande qui comprend :

a) une boucle d'intégration (102) destinée à évaluer un écart ε entre le courant source Iabc et un courant, dit courant réseau Ir, estimé par une boucle d'observation (101) et effectivement requis par le réseau de distribution électrique ;

b) une boucle de correction (103) qui, dès lors que l'écart ε est supérieur à un écart dit écart de référence ε*, contrôle l'ajustement par l'onduleur (4) des rapports cycliques instantanés αabc de manière à réduire l'écart ε à une valeur inférieure à l'écart de référence ε*.


 




Dessins
















Rapport de recherche









Rapport de recherche




Références citées

RÉFÉRENCES CITÉES DANS LA DESCRIPTION



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Documents brevets cités dans la description




Littérature non-brevet citée dans la description