Optimisation du contrôle commande d'un système hydraulique réversible à vitesse variable

Le but de cette thèse est l'optimisation du contrôle commande d'un système hydraulique réversible à vitesse variable. L'approche est d'abord traitée par simulation dynamique pour finir ensuite par validation expérimentale sur maquette physique temps réel hybride basée sur l'émulation (PHIL). La partie simulation concerne la modélisation des différents éléments de la microcentrale hydraulique tel que la turbine, la génératrice et l'interface d'électronique de puissance ainsi que le développement des lois de commande et la synthèse des différents régulateurs. Deux stratégie de contrôle ont été étudié, la première dite commande en vitesse associé à un algorithme MPPT adaptatif développé au cours de la thèse et la deuxième dite en puissance. Le management des contrôles commandes pour assurer la fonction de secours (backup) de la microcentrale hydraulique a été simulé et validé expérimentalement. Et enfin la transition rapide entre les deux modes de fonctionnement d'une petite station de transfert d'énergie par pompage a été proposé et validé par émulation sur la maquette physique.The purpose of this thesis is to optimize the control command of a reversible variable speed hydraulic system. The approach is first treated by dynamic simulation and then finish by experimental validation on hybrid physical model based on real-time emulation (PHIL). The simulation part concerns the modeling of different elements such as micro-hydro turbine, generator and the power electronics interface and the development of control laws and synthesis of different regulators. Two control strategies were studied, the first so-called speed control associated with an adaptive MPPT algorithm developed during the thesis and the second strategy is based on power control. Management controls to ensure failover (backup) of the micro-hydro has been simulated and validated experimentally. And finally the rapid transition between the two modes of operation of a small variable speed pumped storage was proposed and validated by emulation on the physical model.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Optimisation du contrôle commande d'un système hydraulique réversible à vitesse variable

The purpose of this thesis is to optimize the control command of a reversible variable speed hydraulic system. The approach is first treated by dynamic simulation and then finish by experimental validation on hybrid physical model based on real-time emulation (PHIL). The simulation part concerns the modeling of different elements such as micro-hydro turbine, generator and the power electronics interface and the development of control laws and synthesis of different regulators. Two control strategies were studied, the first so-called speed control associated with an adaptive MPPT algorithm developed during the thesis and the second strategy is based on power control. Management controls to ensure failover (backup) of the micro-hydro has been simulated and validated experimentally. And finally the rapid transition between the two modes of operation of a small variable speed pumped storage was proposed and validated by emulation on the physical model.Le but de cette thèse est l'optimisation du contrôle commande d'un système hydraulique réversible à vitesse variable. L'approche est d'abord traitée par simulation dynamique pour finir ensuite par validation expérimentale sur maquette physique temps réel hybride basée sur l'émulation (PHIL). La partie simulation concerne la modélisation des différents éléments de la microcentrale hydraulique tel que la turbine, la génératrice et l'interface d'électronique de puissance ainsi que le développement des lois de commande et la synthèse des différents régulateurs. Deux stratégie de contrôle ont été étudié, la première dite commande en vitesse associé à un algorithme MPPT adaptatif développé au cours de la thèse et la deuxième dite en puissance. Le management des contrôles commandes pour assurer la fonction de secours (backup) de la microcentrale hydraulique a été simulé et validé expérimentalement. Et enfin la transition rapide entre les deux modes de fonctionnement d'une petite station de transfert d'énergie par pompage a été proposé et validé par émulation sur la maquette physique

Control optimization of variable speed reversible hydraulic system

Le but de cette thèse est l'optimisation du contrôle commande d'un système hydraulique réversible à vitesse variable. L'approche est d'abord traitée par simulation dynamique pour finir ensuite par validation expérimentale sur maquette physique temps réel hybride basée sur l'émulation (PHIL). La partie simulation concerne la modélisation des différents éléments de la microcentrale hydraulique tel que la turbine, la génératrice et l'interface d'électronique de puissance ainsi que le développement des lois de commande et la synthèse des différents régulateurs. Deux stratégie de contrôle ont été étudié, la première dite commande en vitesse associé à un algorithme MPPT adaptatif développé au cours de la thèse et la deuxième dite en puissance. Le management des contrôles commandes pour assurer la fonction de secours (backup) de la microcentrale hydraulique a été simulé et validé expérimentalement. Et enfin la transition rapide entre les deux modes de fonctionnement d'une petite station de transfert d'énergie par pompage a été proposé et validé par émulation sur la maquette physique.The purpose of this thesis is to optimize the control command of a reversible variable speed hydraulic system. The approach is first treated by dynamic simulation and then finish by experimental validation on hybrid physical model based on real-time emulation (PHIL). The simulation part concerns the modeling of different elements such as micro-hydro turbine, generator and the power electronics interface and the development of control laws and synthesis of different regulators. Two control strategies were studied, the first so-called speed control associated with an adaptive MPPT algorithm developed during the thesis and the second strategy is based on power control. Management controls to ensure failover (backup) of the micro-hydro has been simulated and validated experimentally. And finally the rapid transition between the two modes of operation of a small variable speed pumped storage was proposed and validated by emulation on the physical model

Direct Power Control of Variable-speed Micro-Hydropower Plant Based on propeller turbine

International audienceThis paper presents a Direct Power Control of variable-speed micro hydropower plant (MHPP). This control is applied to a micro axial-flow hydraulic turbine rigidly coupled to permanent magnet synchronous generator. A backto-back two level Voltage Source Inverters are interfacing the generator to the grid. The main topic is to directly control the DC-bus power injected to the grid without speed control loop for robustness and simplicity. PI and resonant controllers are used to control the power electronics interface converters and DC-link voltage. The proposed control technique has been simulated under Matlab Simulink and the obtained results show the benefit of the proposed technique to simplify the whole control of the MHPP

Control of a Small Variable Speed Pumped-Storage Power Plant

International audienc

Commande d'une micro centrale hydraulique à vitesse variable connectée au réseau

National audienceDans cet article on propose un schéma d'une microcentrale hydraulique à vitesse variable connectée au réseau ou alimente une charge isolée, basé sur une micro turbine à flux axial (Semi Kaplan) couplé à une génératrice synchrone à aimants permanents (MCH-GSAP); Deux onduleurs de tension à deux niveau en tête-bêche assurent l'interface entre le générateur et le réseau. L'idée principale est de montrer la faisabilité et l'intérêt du fonctionnement à vitesse variable du système considéré. La méthodologie du travail présenté est similaire à celle utilisé pour les générateurs éoliens et hydroliens. Un algorithme MPPT (perturb&Observe) est utilisé pour contrôler la MCH-GSAP pour optimiser le rendement d'exploitation et de trouver la vitesse de rotation optimale. Des régulateurs PI classiques et résonnants sont utilisés pour le contrôle des convertisseurs d'interface d'électronique de puissance et la tension du bus continu. Le système proposé de MCH-GSAP a été simulé sous Matlab Simulink et les résultats obtenus montrent l'intérêt de la vitesse variable pour les microcentrales hydroélectriques

Experimental Validation of Direct Power Control of Variable Speed Micro-Hydropower Plant

International audienc

Experimental validation of direct power control of variable speed micro-hydropower plant

International audienc

Validation of building energy management strategy: Application to home thermal zone,

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A New Simple Adaptive Perturb& Observe MPPT applied to Grid Connected Variable Speed Micro-hydropower Plant

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