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Logiciel de prototypage dEoliennes sous Matlab/Simulink - J3eA

Mots-clés : Energies renouvelables, éolien, projets étudiants, Matlab/Simulink®, simulation, réalisation 1 INTRODUCTION Les exigences de développement 

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Modélisation d'une chaîne de conversion éolienne équipée est implanté sous Matlab/Simulink L'objectif de MODELISATION DE LA TURBINE EOLIENNE

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deux parties, sont développées et programmées sous Matlab/Simulink a fin d' analyser par simulation le comportement de la chaine dans les différant domaines 

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Figure 3 23 : Masque du modèle Matlab/Simulink de la commande vectorielle vitesse de vent se trouve le régime sous-nominal de l'éolienne tandis qu'au 

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turbine éolienne FACULTE : CHAPITRE I : Etat de l'Art sur la conversion éolienne éolien Les résultats de simulation par Matlab/Simulink seront présentés par la suite dans le en mode hypo synchrone s'écrivent sous forme matricielle

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Matlab-Simulink, présentées en fin de memoir, confirment une bonne adéquation du schéma de commande Chapitre II : Modélisation la chaine de conversion éolienne Sous l'effet du vent, l'hélice se met en marche, ses pales tournent

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REMERCIEMENTS

RÉSUMÉ

kW à i ii .4 Wb/H

LISTE DES SYMBOLES ET ABRÉVIATIONS

[m [rad- I fs [Hz]; i [A]; [A] ; [A]; (Park) [A]; (Park) [A] ;

JI [Kg·

J [Kg· m

J [Kg· J [Kg· m [H]; [H];

L; [H];

[H];

Pv [W];

[W];

Pe [W];

R [m];

[Ohms] ; [Ohms] ; [Ohms] ; [s]; T [s] ; T [s] ; [m/s]; [Vrms]; [V]; [V]; [V] ; v (Park) [V] ; (Park) [V] ; j3 rI [Nm]; [Nm];

À (tip-speed-ratio) [rad] ;

OE [rad] ; [rad] ; [rad] ; [Wb] ; (Park) [Wb] ; [Wb]; [Wb] ; (Park) [Wb] ; [rad/ [rad/s]; (V [rad / (Vs [rad/ (Vr [rad/s];

CHAPITRE 1

INTRODUCTION ET D

EVIS DE PROJET

1.1 Contexte du projet

1.2 Problémati

que 2 [kWh] [k Wh] __ _ [kW] __ ___ [kW] [10) un à (JEDHP).

1.3 État de la situation

1.4 Objectif

1.5 Méthodologie

1.6 Limites du projet

Diamètre

du rotor +-Tour (a) Turbine axe horizontal Diamètre du rotor (b) Turbine axe vertical Il

HORIZONTAL

p

Cp (:t,jJ) YI ::::::

(Cp) à (À-(P). 1 __ -r-..... 1 , 1 1-- , 1 1 1 [ml rnin mis), rnax mis). nom rnax' 17 (g r 19 f -1 1 p 1 : p : Cp' un nul 24
Cp (AD). un un un un vu 1990
.., (f) Di::l ::1 [38)2 hybrides

Charge de délestage

Batterie

Volant

d'inertie

Machine

électrique

Bus CC

Charge de délestage

II) (li

Opération

utin --normah:i ntin

Fréquence [Hz]

L.J L.J L.J

1 J : 40

Q (V) -(V)

à (If).

7If du un un du JEDHP y y y y

Charge

primaire

Charge

secondaire

2.8 Conclusion

tension fréquence labc vabc

Charge

primaire

Charge

secondaire (f':) à V [ml

MODÉLISATION ET IDENTIFICATION

3.1 Introduction

3.2 Outils de modélisation

3.3 Modèle aérodynamique

55
(Ob). 1

V C/J."j3)

j3. V j3 C c) 4

0.5 --- - ---+ - - - -- - - -:- ----- --:- - - -- - - --------:--------:

1:

0.4 - --- - -- -- - -- -- - -;- --- -- - -;------ -- -- -- -- -- -- --- -:- - - - - - --:

Il 1 1 1

,. 1

1 1 Il 1

1 l '1 1

'1 - - -- - - -+ - - -- ----l -- - - -- - -1-- ---- - -11-- - - - -- -1-- - - - - --1

4 14

(jJ =

Aérodynamique

. j .' ."

X Calcul Ct Ct

V

Calcul Cp

-1 /l.érodynarnique (rnask) Permet de calculer le couple aérodynamique d'une turbine éolienne.

Pararneters

Rayon du rotor de la turbine .) R {m}

12.5

Densité de l'air·) rho {kg/m"3}

I l.225 Paramètres du coefficient de puissance·) [c6 c5 c4 c3 c2 c1] [0.51761160.4 5 21 0.0068] r, QK j [ .Çancel l L Help r II J(, J J J J( J g JI J J J du (1 Ce

Entraînement mécanique

(1/((Jt+Jb\b }*(n/i A

2)+Jg+Jblkl ))*((n/i)"u (1 )+u(2))

1

Entraînement mécanique (mask)

Modèle d'entraînement mécanique une masse.

Parameters

Inertie

du rotor de la turbine .> Jt {Kg.m"2} Inertie du rotor de la génératrice électrique·> Jg {Kg.m"2} Inertie de la boîte de vitesse du côté basse vitesse .> Jbvb {Kg.m"2} Inertie de la boîte de vitesse du côté haute vitesse .> Jbvh {Kg.m"2}

Rapport d'engrenage .> i {}

Efficacité de l'engrenage .> n {}

Vitesse de l'arbre haute vitesse initiale .> Omega_hjnit {radIs} du

3.5 Modèle dynamique de la machine asynchrone à cage

OJ OJ OJ r Ir m r

21r/3) + 21r/3)]

[p] 21r/3) + 21r/3) r [p]-l + 21r/3) + 21r/3) 0", OJ p OJ L

0"=1--1Il-

+ OJ + + _1II_r i' + III + -

OJ + III i' + _1Il_r + --

r L (-., ., . ) p m Ce Vsd MAS Vsq ws isd isql----... ird (3/2)'p'Lm '(u[4 )'u[5]-u[3)'u[6]) irq

Équation du couple

Équations électriques

67
-P

Machine aS}lnchrone cage (mask)

Modélisation dynamique d'une machine asynchrone cage dans le domaine de Park sans partie mécanique .

Parameters

Résistance s

tatorique -) Rs (Ohm)

Inductance statorique -) Ls = Lls+Lm (H)

Résistance rotorique -) Rr (Ohm)

Inductance rotorique -) Lr = Llr+Lm (H)

Inductance de magnétisation -) Lm (H)

Nombre de paires de pôles -) p ()

Conditions initiales -) [ theta(rad) isd(A) isq(A) ird(A) irq(A)) [:, OK Cancel ][ Help .6.ppl.v du ceU _.

Omega_h

Omega_h

>v .. Ct Ct Omega_b - rOmega_b

1 > Vsd

Entraînement mécanique MAS

Aérodynamique

> Vsq mSf> > ws V ms v v du y y y y y 72
d dq 'fi 'fi 'fi à 1 T r r sq v' U.d -IL ejl:}, --IL- U. q U'II -.r-L B

·jB

1.1' l,,, e • l sCI

If/':d

i;d' iSd' .9 y m* m. 76
U Usd u us' usd U .,i, 8 lR t iSf/ 77
q, 78
OJ.

1fI'ro

o = (L (",,;, - l) -+ "";, i"

Il ( Il

aL

Il Il' Il'

.r d " J' ( J" (

J' ( \"," J "

T ff T T R -UJ -UJ !fi" U; [V V T, dT' + V. 0 0 1 0 0 0 0 0 0 (k + (k) + Ji. (z) z-ly(Z) i .. 3.44 3.45

1 1-Z-2

cis (k) (k) -is (k) y(k). y(k) us(k). y(k) cis (k) -<1>llciS (k -1) + y(k -2) Us + 1) I-I [y(k) -<1>121f/;(k + HI isq

I-T -+--

y -1) --1) + 2) + -1) --1) + 2) + [y + 3.52 y

Oui Oui

Opération en moteur

Non Non

Opération en génératrice

Oui y, à y, y -1) -1) - -1) -1) - i'4--------j-----('-}ooI-j------' q

J J' Il

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