1 / 16

Conférence Tunisienne de Génie Electrique CTGE’ 2004

Conférence Tunisienne de Génie Electrique CTGE’ 2004. SPM1: Communication N°3. Méthodologie de conception d’un système éolien en site isolé par l’outil Bond Graphs. Par : Ahmed HATTAB Jamel BELHADJ Xavier ROBOAM. Laboratoire des Systèmes Électriques (LSE-ENIT)

elmo
Download Presentation

Conférence Tunisienne de Génie Electrique CTGE’ 2004

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Conférence Tunisienne de Génie ElectriqueCTGE’ 2004 SPM1: Communication N°3 Méthodologie de conception d’un système éolien en site isolé par l’outil Bond Graphs Par : Ahmed HATTAB Jamel BELHADJ Xavier ROBOAM Laboratoire des Systèmes Électriques (LSE-ENIT) Laboratoire d’Electrotechnique et Electronique Industrielle (LEEI-CNRS-INPT) Tunis-19, 20 et 21 Février 2004

  2. Méthodologie de Conception d’un Système de Production de l’énergie électrique au fil du vent GS Énergie Éolienne V, f Système pluridisciplinaires et complexe Problématique d ’actualité : Énergies renouvelables Vent (cinétique , aérodynamique ) / mécanique / électrique …..

  3. PLAN DE L ’EXPOSE Méthodologie de conception du système Motivation du thème de recherche Modélisation et analyse systémique du système Performance du système éolien Conclusions

  4. Système énergétique Méthodologie de conception du système (1/2) 1/13 Maximiser la puissance électrique récupérée • Comportements aléatoires des sources renouvelables • Plusieurs formes de l’énergie et multi-domaines • Différentes échelles de temps ( vent , mécanique, électrique, … • Des non-linéarités : sources , convertisseurs , charges… Conception sous angles « approche système » Formalisme Bond Graphs

  5. Caractéristiques du Formalisme Bond Graphs Effort : e A B Flux : f e A B f Méthodologie de conception du système (2/2) 2/13 Représentation énergétique Transfert de puissance au sein du système Relation de cause à effet Deux variables pour exprimer le transfert de puissance Représentation unifiante (multi-domaines) pluridisciplinaires

  6. Problématique Nationale : Balance énergétique 3/13 Potentiel éolien en Tunisie Répartition du Weibull Densité de probabilité Dépassant les 500 MW Motivation du thème de recherche 900 kWh/m2/an dans certaines régions.

  7. D1 D3 D5 Vent MS 3 ~ D4 D6 D2 Accumulateurs Turbine Génératrice synchrone Redresseur à diode Présentation du système éolien en site isolé (2/10) 4/13 La chaîne de conversion éolienne W Plusieurs formes de conversion d’énergie

  8. Turbine éolienne Machine synchrone Pertes inductives Ls Pertes inertielles Jv Pertes inertielles Jm Conversion électromagnétique Source éolienne v W W W C , C , C , E , I U , I éol méca em s s s s 1 P P P P P Pertes d’efficacité Cp Pertes par frottement f m 3 Pertes résistives Rs = × r × × méca em em élec éol P S v vent 2 I:Ls I:Jv I:Jm Céole Cméca Cem Es Us Source Vent 1 1 1 MGY r R: Charge W W W Is Is R: Rs R:Cp R: f m Transformation de l’énergie 5/13 Énergie cinétique du vent Puissance récupérée Puissance disponible Macro modèle BG

  9. 6/13 Modélisation de la source primaire Description du vent : Vvent = Vbase + Vrampe + Vrafale + Vbruit Vbase = VMoyenne = 7.42 m/s Vrampe = Echellon de vitesse de 1 m/s Vrafal = Vent rafale de courte durée de Vmax = 14.5 m/s Vbruit = Perturbation haute fréquence de Vmin = 0.25 m/s Modèle analytique du vent à partir duquel nous avons effectué les différentes simulations

  10. Modélisation de la turbine éolienne (1/2) 7/13 Caractéristique de la turbine éolienne Couple éolien

  11. Vent couple éolien R : fm e f W 1 Couple Éolien I : Jm Modélisation de la turbine éolienne (2/2) 8/13 Modèle bond graph de la partie aérodynamique Puissance Éolienne Cméca W Le couple éolien est proportionnel à la puissance éolienne en valeur moyenne et en instantané (très variables)

  12. Modélisation de la génératrice (1/2) Mécanique / Électrique Cem Es MGY r1,2,3 W Is R :Rs Es1 Phase1 V1 1 MGY r1 Is1 R :Rs Cméca Es2  I :Ls Phase2 V2 MGY 1 1 ò r2 Is2   R :Rs  I :Ls Es3  phase3 V3 MGY 1 Is3 r3 qméca f I :Ls qélec Générateur_Phases 9/13 Modèle bond graph de la Géné Syn A . P

  13. Modélisation de la génératrice (2/2) 10/13 Vent moyen • Amplitude constante • Fréquence fixe Vent très variable • Amplitude variable • Fréquence variable

  14. Modélisation du convertisseur statique MTF Vph1 m1 Vbc MTF D1 D3 D5 1 Vph2 m2 MTF GS 3 ~ Vph3 m3 D4 D6 D2 11/13 Modèle bond graph du convertisseur AC / DC Deux interrupteurs fermés (deux diodes passantes) : ===> séquence Vbc BG Elément de commutation Change à la commutation

  15. 12/13 Performances du système éolien Vent moyen Vent instantané Puissance électrique varie lentement en valeur instantanée % à la puissance éolienne : Filtres ( inerties du systèmes ) Puissance électrique proportionnelle en valeur moyenne à la puissance éolienne • Développement d’une source de puissance 600W ( 520W ) • Paramètres primaires très variables en instantané: Puiss électr. lente • importance de l’analyse en moyenne et en instantané

  16. Conclusions 13/13 Méthodologie de Conception d’un Système Éolien en site isolé par BG Modélisation systémique (Vent- Puissance électrique ) d’un système éolienen site isolé à VV : Analyse instantané et en moyenne • Amélioration des performances énergétiques des systèmes hybrides avec PV • Une commande adéquate des convertisseurs d’adaptation (MPPT éolienne) pour l’optimisation de l’énergie électriques. • Augmenter le nombre des éoliennes (sites isolés ) • Possibilité de l’intégration du système au réseau électrique national: impact , taux de pénétration, étude technico-économique…

More Related