Conception préliminaire d'une Transmission Continument Variable adaptée à un système éolien

Dans ce travail, on s’intéresse à la recherche et la définition de solutions dans la phase de conception préliminaire à travers une analyse structurelle et comportementale d’un produit. Le système choisit pour illustrer notre étude est une éolienne. On s’intéresse particulièrement au transmetteur d’énergie mécanique entre les pales et la génératrice permettant d’adapter l’énergie mécanique du rotor à la génératrice, et on envisage y intégrer la fonction régulation de vitesse. En effet, les éoliennes à vitesses variables sont capables de s’adapter à des vitesses faibles de vent et ont donc, un rendement plus important que celles à vitesse fixe. Mais le coût et la faible fiabilité de l’électronique de puissance de variation de la vitesse limite son utilisation. Une alternative est donc d’avoir la vitesse du rotor continuellement adaptée à la vitesse du vent tout en maintenant la vitesse de la génératrice constante et en respectant les contraintes de conception (puissance transmise, masse, encombrement, rendement). Nous traitons, dans cet article, la conception d’une transmission continument variable, constituée d’un variateur continu, un réducteur à rapport fixe et un train planétaire. La capacité de la dérivation de puissance du train planétaire est utilisée pour qu’une partie de la puissance générée par le rotor s’écoule à travers l’unité à variation continue permettant de réguler la vitesse. Le choix des interactions entres ces composants permet de définir les différentes configurations. Le choix des configurations optimales est basé sur des critères de qualification tels que, le rendement de la transmission, sa masse et son encombrement

Analyzing the Effects of MBPSS on the Transit Stability and High-Level Integration of Wind Farms during Fault Conditions

As the demand for renewable energy continues to increase, wind power has emerged as a prominent source of clean energy. However, incorporating wind energy into the power generation system at a high level can significantly impact the dynamic performance of the power system, resulting in increased uncertainties during operation. This study investigated the effectiveness of the Multi-Band Power System Stabilizer (MBPSS), a new power system stabilizer, in suppressing dynamic oscillations in a multi-machine power system connected to a wind farm. This research focused on analyzing the transient stability of a nine-bus network, commonly known as the Western System Coordinating Council (WSCC), integrated with a Doubly Fed Induction Generator (DFIG) using MATLAB/Simulink. The study evaluated the dynamic performance of the proposed system under fault conditions, including Line-to-Line-to-Line-to-Ground (LLLG) faults. Simulation results showed that MBPSS effectively dampened oscillations and improved the stability of the power system, even in the presence of severe faults and high-level integration of wind farms

Determination of fault operation dynamical constraints for the design of wind turbine DFIG drives

This paper presents an efficient design tool for the estimation of the transient electromagnetic peak torque and transient rotor over-voltages of wind turbines (WT) doubly-fed induction generators (DFIG) during severe fault conditions on the grid side. This versatile and robust tool is well adapted to the implementation in a DFIG drives CAD environment using iterative optimization procedures. In such an application, it is used to compute the dynamical constraints function during the integrated design process of the whole drive including the generator, the gearbox and the power converters. Results show that it is necessary to take into account the dynamical constraints under fault operation, during the early steps of the system design process. Another application of the tool is also illustrated in the paper: the design of the protection system (i.e. the crowbar resistance) for a given generator, a given gearbox and a given power converter