Automatique
Enhanced Operation of Grid Connected Wind Energy Conversion System
In this paper, a novel discrete time predictive control strategy applied to a direct matrix converter (DMC)which allows an optimal control of a variable speed permanent magnet synchronous wind generator ispresented. The commutation state of the DMC in the subsequent sampling time according to anoptimization algorithm given by a simple cost functional and the discrete system model without the needfor any additional modulation scheme or internal cascade control loops. The control goals are regulationof the rotor torque and stator flux of the PMSG according to an arbitrary references established based onthe maximum power point tracker (MPPT), and also a good tracking of the output reactive power to itsreference ensures unitary power factor and improve the system stability. The complete control system hasbeen developed, analyzed, and validated by time domain simulation. The simulation results exhibit goodsystem performance and the efficiency control enhancement of the wind energy conversion system(WECS) using the direct matrix converter structure. Voir les détails
Mots clés : Finite Set Model Predictive Control(FS-MPC), Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG), Wind Energy Conversion System (WECS), Maximum Power Point Tracking (MPPT) Control, Direct Matrix Converter (DMC), Grid Connected
COMMANDE PREDICTIVE PAR LA THEORIE DES INTERVALLES FLOUS ET METAHEURISTIQUES
Dans ce travail, un contrôleur prédictif robuste basé sur la théorie des intervalles flous est introduit. Les paramètres variables du modèle du système sont représentés par des intervalles flous. En se basant sur les alpha-coupes et la sortie mesurée, à chaque période d’échantillonnage, un nouveau modèle de prédiction est construit et employé par la MPC pour définir le signal de commande. Cette méthode est cependant coûteuse en termes de temps de calcul. Par ailleurs, dans la deuxième partie de cette thèse, nous analysons l’application des métaheuristiques pour la détermination de la solution optimale en ligne de la commande prédictive. Pour cela, une comparaison entre trois métaheuristiques a été effectuée: algorithme de colonie de fourmis, optimisation par essaim de particules et l’algorithme de recherche gravitationnel. Les résultats montrent que l’algorithme d’essaim de particules converge plus rapidement. Celui-ci a été appliqué (par une étude expérimentale) pour la commande d’un robot mobile à deux roues. Après, une étude par simulation a été réalisée sur l’applicabilité des métaheuristiques multi objective pour la solution de la commande prédictive multi objective. Les résultats obtenus montrent que l’algorithme d’optimisation par essaim de particules multi objectif est encourageant pour les applications temps réel et peut être une alternative aux autres méthodes qui sont généralement plus difficiles à mettre en œuvre. Voir les détails
Mots clés : commande prédictive, intervalle flou, métaheuristiques, optimisation multi- objectifs
Grey Wolf Optimization of Fractional PID controllerin Gas Metal Arc Welding process
Gas metal arc welding (GMAW) plays the greatimportance in the welding industry. This paper presents a greywolf optimization (GWO) of fractional PID controller in orderto optimize arc length and arc current in the GMAW process.Firstly, fractional PID control of gas metal arc welding system isproposed, wherein the arc length and current of welding processare controlled, then the Grey Wolf Optimization is introduced tosolve multi-objectives functions of GMAW in order to find theoptimal parameters of fractional PID controller. The obtainedresults are compared with those given by fractional PIDcontroller in which our proposed method can ensure a betterdynamic behavior of the GMAWprocess. Voir les détails
Mots clés : GMAW, MIMO system, GWO, Fractional PID controller
Modélisation et diagnostic de défaillance d’uneélectrovanne pneumatique.
Ce sujet de recherche porte sur le diagnostic de défauts, on s'intéresse particulièrement àdévelopper des algorithmes de décision basés sur la logique floue pour la surveillance desdéfauts latents qui abrègent la durée de vie de l'installation, voir l'endommager à court terme.L'installation qui fait l'objet de notre étude est une électrovanne de régulation de flux(jus de betterave) dans les installations de production de sucre. C'est un benchmark (projetDAMADICS) développé par un Consortium de Laboratoires Européen (France, Pologne,Allemagne, etc.), qui a fait l'objet d'intenses recherches notamment en ce qui concerne lediagnostic des défauts brusques par différentes techniques.Dans une première étape nous exploitons le modèle Simulink de l'actionnaire(électrovanne) proposé par le benchmark, pour générer les résidus obtenus de la comparaisondes mesures réelles des variables du processus et les sorties du modèle Simulink, qui serontensuite analysés par un algorithme de décision basé sur le raisonnement flou. L'objectif d'unetelle démarche étant la validation de l'algorithme de décision.Dans une seconde étape nous construisons un modèle basé sur des mesures réellesproduites sur l'installation en cours de production. La technique utilisée est l'optimisation d'unmodèle TS. Contrairement à la première étape ou le modèle Simulink n'accepte qu'un seultype de défauts à la fois, cette fois-ci on peut injecter plusieurs défauts simultanément. Voir les détails
Mots clés : diagnostic de défaillance, détection de défauts, isolation de défauts
Direct Power Control of DFIG Used in Wind EnergyConversion System
The problems caused by traditional systems on the environment of energy production havesucceeded, in the immediate, the utilization the renewable energies for to preserve theenvironment and to satisfy the energy. So, thanks to the encouragement of governments andthe global orientations, the development of wind energy has grown significantly due to thediversity of exploitable areas and to the relatively attractive costs. Therefore, the wind energyis becoming one of the most important renewable energy sources. Indeed, variable speedWind Energy Conversion System (WECS) have become the industry standard because oftheir advantages over fixed speed ones such as improved energy capture, better power quality.The WECS described in this work is show by figure 1. He includes the wind turbine, gearbox,DFIG, and back-to-back converters whereas the stator winding is fed by back-to-backbidirectional converter. In this system, the wind energy is transmitted Through theturbine to the three-phase DFIG. This energy is transmitted directly through a bridgerectifier and inverter to the electrical network. Voir les détails
Mots clés : Wind energy conversion system; Doubly Fed Induction Generator; Maximum power point tracking; Simulation
Power Control of DFIG Driven by Matrix ConverterUnder Super and Sub Synchronous OperationModes
In this paper, we present the modeling and control of the wind energy conversion systemsbased on the doubly fed induction generator fed by AC/AC matrix converter. Firstly, wedeveloped the models of the different elements of the conversion chain. After, we consider thevector control strategy of the active and reactive powers in order to ensure an optimum operation.Finally, the dynamic model of a doubly fed induction generator and wind turbine grid connectedsystem is determined in the d-q synchronous reference frame.Therefore, the powers control isverified using software Matlab/Simulink. The behaviours of the sub-synchronous and supersynchronous operation modes is presented and discussed. The results prove that the power controlstrategy is well adapted to this kind of system. Voir les détails
Mots clés : wind systems, doubly fed induction generator, Bidirectional DC-DC Converter, Variable Speed Wind Turbine
Control of Matrix Converter Fed Induction Motor Drive
This paper presents a variable speed control of the squirrel induction machine fed by a three-phase matrix converter. Principle of vector control for induction motor and vector control strategy in synchronous reference frame are described. The use of matrix converter allows the availability of better switching devices, bi-directional power flow and sinusoidal input and output waveform. Also, the advantages of matrix converter are combined with the advantages of the field oriented control technique where Venturini algorithm is applied. We study the operation of the motor in the four regions of speed-torque plane. At this effect, the simulation results of the whole system are carried out with four quadrants of motor operations and the performance results obtained are presented and analyzed. A good performance of induction motor fed by a matrix converter is proved. Voir les détails
Mots clés : matrix converter, induction motor, vector control, modelling, Simulation.
Modélisation Statistique pour l’Evaluation de l’Energie Eolienne
L’intérêt de ce travail est l’estimation et l’évaluation du potentiel éolien dans la ville de Annaba. Les données mensuelles et annuelles de la vitesse du vent, mesurées à 3 m de hauteur et recueillies par la station météorologique de l'aéroport international de Rabah-Bitat, sont rtraitées par une simulation en utilisant une fonction de distribution de Weibull. La fonction de densité de Weibull est utilisée en vue de l’évaluation du potentiel éolien mensuelle et saisonnière du vent à la hauteur 16m. Une analyse statistique des caractéristiques du vent ainsi que l'extrapolation des paramètres de Weibull sont présentées. Voir les détails
Mots clés : Energie éolienne, vitesse du vent, distribution de Weibull, modélisation statistique
Assessment and analysis of wind energy generation and power control ofwind turbine system
This study concerns the evaluation of wind power potential and the choice of a wind turbine to be installed nearRabah Bitat international airport of Annaba. Furthermore, the performances of power control of this turbine aredeveloped. For this, the wind speed data measured by meteorological station of the airport are used. At the firsttime, a statistical analysis of wind characteristics and the extrapolation of weibull parameters are presented.Otherwise, the analysis of the power produced and the capacity factor led to the choice of the wind turbineEnercon E-82/2000 whose characteristics: Rated wind speed (13m / s), the cut-in wind speed (2.5m / s) and arated power of 2000kW. Finally, the control of the active and reactive power, by adaptive fuzzy gain schedulingof proportional integral controller is simulated using software Matlab/Simulink, studies on a 2 MW DFIG windgeneration system. Performance and robustness results obtained are presented and analyzed. Voir les détails
Mots clés : Wind energy, wind speed, weibull distribution, capacity factor, power output.
Comparative Study of Wind Energy Conversion SystemDriven by Matrix Converter and AC/DC/AC Converter
In this work we presents comparative study of avariable speed wind energy conversion system (WECS) basedon the doubly fed induction generator (DFIG) driven by twoAC/DC/AC converters and WECS driven by matrix converter(MC). The whole system is presented in d-q-synchronousreference frame. For this purpose, the control of the activeand reactive power using PI controller is verified usingsoftware Matlab/Simulink, studies on a 1.5 MW DFIG windgeneration system. Simulation results obtained are presentedand analyzed. The results show the high performance andimprove the electric energy of the control strategy adopted inthe WECS based on a DFIG driven by a MC. Voir les détails
Mots clés : wind systems, doubly fed induction generator, matrix converter, simulation