Browsing by Author "Encadreur: Benaissa Abdelkader"
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- ItemCommande non linéaire d’un DSTATCOM quatre bras multiniveaux couplé à une unité de stockage d’énergie supraconductrice (SMES)(2018-12-12) BOUAFIA Saber; Encadreur: Benaissa AbdelkaderRésumé (Français) : Dans un système de distribution triphasé à quatre fils, les charges déséquilibrées conduisent à de nombreux problèmes affectant la qualité d'énergie. En effet, elles provoquent des variations de l'amplitude de la tension, des fluctuations de la fréquence, un courant de neutre excessif et des courants déséquilibrés. Pour faire face à ces problèmes, le DSTATCOM (compensateur synchrone statique) est l'un des dispositifs FACTS (systèmes de transmission flexibles) les plus répandus pour améliorer les performances du système d'alimentation. Le DSTATCOM quatre bras est une version dédiée particulièrement au système à quatre fils utilisé généralement pour la compensation du courant de neutre, la compensation de la puissance réactive ainsi que la régulation de la tension alternative. Par ailleurs, la possibilité d'associer le DSTATCOM avec un dispositif de stockage d'énergie permet au compensateur d'échanger avec le réseau électrique non seulement de la puissance réactive mais aussi de la puissance active. C'est dans ce contexte que cette thèse est réalisée. La modélisation et la commande d’un DSTATCOM quatre bras trois niveaux couplé à un dispositif de stockage d'énergie magnétique supraconducteur (SMES) sera présentée. Le contrôle découplé du système DSTATCOM/SMES proposé est réalisé sur la base de la théorie des composantes symétriques. En outre, l'équilibrage des tensions des condensateurs du bus DC est assuré soit à l'aide de la modulation vectorielle tridimensionnelle à trois niveaux (3DSVM) soit à base d’une stratégie appropriée de contrôle du hacheur. Afin d’améliorer les performances du système de contrôle du DSTATCOM/SMES, deux approches de commande par mode glissant seront proposées. Il s’agit des commandes par mode glissant du premier ordre et du second ordre basée sur l’algorithme du Super-Twisting. Ces méthodes ont prouvé leur efficacité en termes de réduction de la distorsion harmonique totale, du temps de réponse et de réduction du dépassement des tensions du bus continu et du point de couplage commun. Enfin, une étude comparative est réalisée sur les performances obtenues par les contrôleurs proposés. Mots-clés : Système de distribution à quatre fils, DSTATCOM, SMES, 3DSVM, Commande par mode glissant, Algorithme Super Twisting. Résumé (Anglais) : In a three-phase four-wire distribution system, unbalanced loads lead to many problems affecting power quality. Indeed, they cause variations in the amplitude of the voltage, fluctuations in the frequency, excessive neutral current and unbalanced currents. To deal with these problems, the DSTATCOM (Static Synchronous Compensator) is one of the most popular FACTS (Flexible AC Transmission Systems) devices for improving power system performance. The four-leg DSTATCOM is a version specifically dedicated to the four-wire systems generally used for neutral current compensation, reactive power compensation and AC voltage regulation. Moreover, the possibility of coupling DSTATCOM with an energy storage device enables the compensator to exchange not only the reactive power but also the active power with the electricity network. In this context, this thesis is realized. The modeling and control of a four-leg three-level DSTATCOM coupled to a Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES) device will be presented. The decoupled control of the proposed DSTATCOM / SMES system is carried out based on symmetrical component theory. In addition, DC-link capacitors voltage balancing is provided either with three-dimensional space vector modulation (3DSVM) or with an appropriate chopper control strategy. In order to improve the performance of the DSTATCOM / SMES control system, two sliding mode control approaches will be proposed. The first order and second order sliding mode control based on the Super-Twisting algorithm. These methods have proven effective in reducing total harmonic distortion, response time, and reducing overshoot of the DC bus and common coupling point voltages. Finally, a comparative study is carried out on the performances obtained by the controllers proposed. Keywords: Four-wire distribution system, DSTATCOM, SMES, 3DSVM, sliding mode control, Super Twisting algorithm.
- ItemNonlinear direct power control of a multilevel diode-clamped four-leg shunt active power filter(2017-02-27) Bouzidi Mansour; Encadreur: Benaissa Abdelkader:الملخص (بالعربية) في هذه الرسالة تم اقتراح التحكم المباشر للاستطاعة والتحكم التنبئي المباشر للاستطاعة باستخدام التعديل الشعاعي لعرض النبضة ثلاثي الأبعاد للمرشح المتوازي ذو خمس مستويات وأربع سيقان. اللجوء الى المرشح الفعال المتوازي ذو أربع سيقان من شأنه ان يضمن التعويض الكامل للتيارات التوافقية، التيار المحايد، الاستطاعة الخاملة، وكذا عدم توازن التيارات الناتجة عن الحمولة الغير خطية. كما يمكنه التحكم بالجهد المستمر لمكثفته بصورة فعالة. تم تحقيق السيطرة على موازنة الجهد لمكثفات المرشح الفعال المتوازي ذو الخمس مستويات وأربع سيقان باستخدام خوارزمية جديدة للتعديل الشعاعي لعرض النبضة ثلاثي الأبعاد ذو الخمس مستويات مزودة باستراتيجية للتوازن. هذه الأخيرة تعتمد على الاستعمال الفعال للحالات الزائدة لأشعة الجهد للعاكس الكهربائي من أجل تحسين أداء المرشح الفعال المتوازي ذو الأربع سيقان، عدة تقنيات في التحكم الغير خطي كالتي تعتمد على الرجوع الى الحالة الخطية، النمط الانزلاقي من الدرجة الثانية، والمنطق الغامض أدمجت في التحكم المباشر في الاستطاعة وكذا التحكم المباشر التنبئي في الاستطاعة. و في الأخير، تم اجراء دراسة مقارنة بين استراتيجيات التحكم المباشر في الاستطاعة مقترنة بتقنيات التحكم الغير خطي الثلاث السالفة الذكر Résumé (Français et/ou Anglais) : Abstract: In this thesis, the direct power control and predictive direct power control using three-dimensional space vector modulation for three-phase five-level four-leg shunt active power filter (SAPF) have been proposed. Thanks to the four-leg SAPF, it is possible to ensure full compensation of harmonic currents, harmonic neutral current, reactive power, and unbalanced nonlinear load currents. Furthermore, it can regulate its self-sustaining DC bus voltage efficiently. The voltage-balancing control of DC capacitors of the five-level four-leg SAPF is achieved using a new algorithm of five-level three-dimensional space vector modulation equipped by a balancing strategy. Mainly, this strategy is based on the effective use of the redundant switching states of the inverter voltage vectors. In order to improve the performances of the four-leg SAPF, nonlinear controllers based on the feedback linearization, second order sliding mode, and fuzzy logic are associated to direct power control and predictive direct power control. Finally, a comparative study between both direct power controls strategies combined with the three aforementioned nonlinear control techniques is provided. Résumé Dans cette thèse, la commande directe de puissance et la commande directe de puissance prédictive utilisant une modulation vectorielle tridimensionnelle dédiées au contrôle d'un filtre actif parallèle cinq-niveaux à quatre bras (FAP) ont été proposées. A ce dernier, il est possible d'assurer la pleine compensation des courants harmoniques, le courant du neutre, la puissance réactive et le déséquilibre des courants de la charge non linéaire. En outre, il est capable de contrôler la tension du bus continu d'une manière efficace. L'équilibrage des tensions des condensateurs du FAP à cinq-niveaux à quatre bras est réalisé à l'aide d’un nouvel algorithme de la modulation vectorielle à cinq-niveaux tridimensionnelle doté d'une stratégie d’équilibrage. Cette dernière est basée sur l'utilisation efficace des états de commutation redondants des vecteurs de tension de l'onduleur. Afin d'améliorer les performances du FAP à quatre bras, des contrôleurs non linéaires basés sur le retour d’état linéarisant, le mode glissant d'ordre deux, et la logique floue sont associés au contrôle direct de puissance et le contrôle direct de puissance prédictive. Enfin, une étude comparative entre les deux stratégies du contrôle directe de puissances combinées avec les trois techniques non linéaires susmentionnées est fournie.