- [ VRPG-Doc] Electrotechnique --- كهروتقني

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Amélioration du flux de puissance dans un réseau électrique par l’UPFC (Unified Power Flow Controller)
(2020-02-27) Abdelouahed Touhami; Encadreur: Zidi sid ahmed
الملخص (بالعربية) : يعاني تخطيط وتشغيل شبكات الطاقة من قلق زيادة عبور الطاقة. أدت هذه المشكلات إلى إدخال أجهزة FACTS (أنظمة نقل التيار المتردد المرنة) لمعالجة مختلف الحالات الشاذة الكهربائية التي تؤثر على هذه الشبكات ، ولا سيما التحكم في تدفقات الطاقة ، وصيانة الفولتية المرسلة ، وزيادة الحد الأقصى من القدرة المنقولة وتحسين استقرار شبكات الكهرباء. في هذا السياق ، عملنا يرتكز على واحد من أقوى مكونات FACTS ، هو UPFC (التحكم في تدفق الطاقة الموحد). هذا الجهاز قادر على العمل وفقًا للمعايير الثلاثة (الجهد ، المعاوقة وزاوية النقل) ، والتي تحكم نقل الطاقة في خط النقل الكهربائي. من بين وظائف UPFC المختلفة ، نحن مهتمون في هذه الأطروحة على وظيفتين رئيسيتين هما: التحكم في الجهد المنقول وتحسين تدفق الطاقة لشبكات الكهرباء المختلفة. يتم تكييف الأداء التشغيلي للـ UPFC بواسطة منظم PI الكلاسيكي ، ويتم تعزيزه بواسطة تقنيات التحكم المتقدمة (الذكاء الاصطناعي) بشكل خاص المنطق الغامض. للمضي قدماً في تطورات النتائج التي تم الحصول عليها ، تحتل طرق التحسين التي تعتمد على الخوارزميات مثل: الجينات ، أسراب الجسيمات ، مستعمرات النمل نطاقًا رئيسيًا للتطبيق في نظام التحكم في UPFC لتحسين أذائه والوصول إلى المزيد من القيم المثلى لعملية حيوية للشبكات الكهربائية. من حيث الأداء الديناميكي ، تكشف مقارنة نتائج المحاكاة للاختبارات المختلفة أن التحكم باستخدام الذكاء الاصطناعي وطرق التحسين عن طريق الخوارزميات هي الأفضل ، فهي تضمن الأداء الجيد لنظام التحكم من حيث التتبع والمتانة والفصل. الكلمات المفتاحية : شبكة الطاقة ، FACTS ، UPFC ، تدفق الطاقة ، الأداء الديناميكي ، الذكاء الاصطناعي ، المنطق الضبابي ، طرق التحسين ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (en Français) : La planification et l’exploitation des réseaux électriques soufrent par le souci de l’augmentation des transits de puissance. Ces problématiques ont conduit à l’introduction des dispositifs FACTS (Flexible AC Transmission Systems) pour remédier des différentes anomalies électriques affectant ces réseaux, notamment le contrôle des flux de puissance, le maintien de la tension transmise, l’augmentation de la puissance transmissible maximale et l’amélioration de la stabilité des réseaux électriques. Dans ce contexte, notre travail est serré sur l’un des plus puissants des composants FACTS, est l’UPFC (Unified Power Flow Contrôler). Ce dispositif est capable d’agir sur les trois paramètres (tension, impédance et angle de transport), qui régissent le transit de puissance dans une ligne électrique. Parmi les différentes fonctions de l’UPFC, on s’intéresse dans cette thèse sur deux fonctions principales à savoir : le contrôle de la tension transmise et l’amélioration de flux de puissance pour divers réseaux électriques. Les performances de fonctionnement de l’UPFC sont adaptées par le régulateur classique PI et sont améliorer par des techniques de commande avancée (Intelligence Artificielle) spécifiquement la logique floue. Pour plus avancer aux développements des résultats obtenus, les méthodes méta-heuristiques à savoir les algorithmes : de génétiques, d’essaims de particules, de colonies de Fourmis occupent un intervalle major à l’application dans le système de régulation de l’UPFC afin d’améliorer ses performances et d’atteindre à des valeurs plus optimums pour un fonctionnement vitale des réseaux électriques. En termes de performance dynamique, l’étude comparative des résultats de simulation pour différents tests révèle que la commande utilisant l’intelligence artificielle et les méthodes d’optimisation sont les meilleures, ils assurent de bonnes performances de system de contrôle en termes de poursuite, robustesse et découplage. Les mots clés : Réseau électrique, FACTS, UPFC, flux de puissance, performance dynamique, intelligence artificielle logique Floue, méthodes d’optimisation. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract (en Anglais) : The planning and operation of power grids is in the process of increasing power transits. These problems have led to the introduction of FACTS (Flexible AC Transmission Systems) devices to remedy the various electrical anomalies affecting these networks, including power flow control, voltage maintenance increasing the power transfer and improve the stability of power grids. In this context, our work is tight on one of the most powerful FACTS components, is the UPFC (Unified Power Flow Control). This device is capable of acting on the three parameters (tension, impedance and transport angle), which govern the transit of power in a power line. Among the various functions of the UPFC, we are interested in this thesis on two main functions: the control of the voltage transmitted and the improvement of power flow control for various electrical networks. The operating performance of the UPFC is adapted by the classic PI regulator and is improved by advanced control techniques (artificial intelligence) specifically the fuzzy logic. To further advance the development of the results obtained, the meta-heuristic methods, namely algorithms: genetics, swarms of particles, colonies of ants occupy a major interval to the application in the regulatory system of UPFC to improve their performance and achieve more optimal values for vital power grids. In terms of dynamic performance, the comparative study of simulation results for different tests reveals that the control using the artificial intelligences and optimization methods are the best, they ensure good performance of control system in terms of tracking, robustness and decoupling. Keywords Power grid, FACTS, UPFC, power flow, dynamic performance, artificial intelligence Fuzzy Logic, optimization methods.
Chargement triboélectrique et séparation électrostatique pour deux types de mélange granulaire binaire isolants de taille fine et ceux de grosse taille.
(2017-12-20) FEKIR Djamel Eddine; Encadreur: Miloudi Mohamed
Résumé (Français et/ou Anglais) : La croissance permanente des quantités des déchets des équipements électriques et informatiques et leurs mauvaises images auprès du public ont conduit au développement d'une politique de traitement des déchets visant à diminuer leurs volumes et à réduire leurs impacts sur l'environnement. Un traitement efficace met toutefois en œuvre des filières et des procédés différents selon les matériaux et nécessite de ce fait un tri préalable. L’objectif de cette thèse a été de mettre au point un procédé utilisant l’effet triboélectrique pour assurer la charge sélective des granules de plastique et les forces du champ électrique en vue de les séparer en fonction de leur nature et de réaliser une nouvelle installation d’électro séparation à électrode concentrique et son utilisation avec ce nouveau dispositif. L'étude est faite avec les échantillons des divers isolants suivants : PC, PA, ABS, PVC et HIPS, avec des tailles de grain (allant jusqu’à 5 mm de diamètre). L'efficacité de ces deux installations ont été testées, pour le premier en présentant un mélange granulaire chargé dans un séparateur électrostatique à tapis roulant et pour le deuxième en introduisant un mélange granulaire chargé avec le nouveau dispositif de tribo-chargement dans notre nouvelle installation d’électro-séparation. La séparation d'un mélange de trois isolants a été atteinte. Mot clés : Dispositif, Séparation électrostatique, Champ électrique, Isolant, Matériaux, Triboélectricité. The continuing growth in waste quantities of computer equipment and their bad images with the public has led to the development of a waste management policy aimed at reducing volumes and reducing their impact on the environment. However, an efficient treatment uses different methods and processes depending on the materials and therefore requires prior sorting. The objective of this thesis was to develop a process using the triboelectric effect to ensure the selective charging of plastic granules and the forces of the electric field to separate them according to their nature and also the realization of a new installation of electro-separation with concentric electrode and its use with this new device. The study is made with samples of the following insulators: PC, PA, ABS, PVC and HIPS, with grain sizes (up to 4 mm diameter). The efficiency of these two installations was tested for the first one by presenting a granular mixture loaded in an electrostatic conveyor belt separator and for the second by introducing a loaded granular mixture with the new tribo-loading device in our new installation d electro-separation. The separation of a mixture of three insulators was achieved. Key words: Device, Electrostatic separation, Electric field, Insulation, Materials, Triboelectricity.
Commande de la machine asynchrone dédiée à l’énergie photovoltaïque
(2017-07-04) ATTOU Amine; Encadreur: MASSOUM Ahmed
الملخص(بالعربية): هذه الاطروحة تتركز على تحسين الاداء و كفاءة النظام ولدلك قمنا باقتراح مجموعة من الانظمة التحكم الذكية و القوية لمحول الطاقة مستمر/مستمرالممون من الطاقة الشمسية. منها نظامان تحكم يعتمدان على التقزيب باستعمال أنظمة المنطق الغامض باستعمال نهج ممداني و نهج مصفوفة خطية الغير المتساوية. قبل التطرق الى الجزء الثاني, قمنا بطرح تقنيتين بالنسبة لمحول التيار مستمر/ متناوب, أول بثلاتة اذرع و الثانية بذراعين فقط. بمأن ألات الامتزامنة اصبحت اكثر استعمالا بسبب صلابتها و استطاعتها الكثلية وكدا كلفتها لكن خلال استعمالها تتعرض لبعض التأثيرات و الاختلالات الخارجية ما يسبب اضرار و قد تبتعد كل البعد عنالاوامر المسطرة لها. يهدف هذا الجزء الى دراسة و مراقبة هذا النظام لتحقيق المتابعة, حتى في حالة وجود اضطراباتكانكسار في قضبان الدوار. كلمـات مفتاحيـــة :الطاقة الشمسية, الأنظمة المتعددة الغامضة , الدالة المربعة يابونوف ,محول التيار مستمر /مستمر , نهج مصفوفة خطية الغير المتساوية ,محول تتبع النقطة القصوى , الماكنة الامتزامنة التمثيل المتالي,ادارة الحقل و التوجيه الشعاعي, محول التيار مستمر/ متناوب. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) : Ce travail porte sur l’étude d’un système d’énergie photovoltaïque non connecté au réseau électrique. L’insertion d’un étage d’adaptation entre un générateur photovoltaïque (PV) et la charge optimise le transfert d’énergie. Ainsi, cet étage, commandé par une MPPT (Maximum Power Point Tracking), permet de rechercher en permanence le point maximum de puissance délivrée par le module PV. Les résultats de la simulation montrent que l’algorithme MPPT proposé T-S via l’approche LMI, permet d’améliorer le rendement du système photovoltaïque de manière significative et assurer aussi la robustesse. L’onduleur triphasé représente un sous-ensemble important pour entrainer le moteur Asynchrone alimenté par un générateur photovoltaïque, c’est pour cette raison, on a proposé une nouvelle technique ou on peut assurer le fonctionnement de ce dernier par deux bras au lieu trois et pour l'optimisation du l'onduleur conçu, une technique MLI sinusoïdale est adoptée puisqu'elle n'est pas difficile à mettre en application. L'optimisation du moteur à induction est basée sur la technique de conduite utilisée. Des régulateurs à base de type PI et à base de logique floue, sont utilisés au sein d’une commande vectorielle par orientation du flux rotorique, est également abordée l’influence de la variation des paramètres sur le fonctionnement du système, les défauts de structure de la machine asynchrone sont considérés dans le cas des ruptures de barres au rotor.
Commande directe du couple d’une machine asynchrone pilotée par un convertisseur matriciel
(2017-06-29) CHIALI El Mehdi; Encadreur: MASSOUM Ahmed
الملخص (بالعربية) : ان العمل المقدم في هذه الاطروحة هو استعمال المحولات المصفوفاتية في انظمة التحكم للمحرك اللاتزامني ثلاثي الاطوار. اولا قمنا بتقديم النموذج الرياضي للمحرك اللاتزامني وتغذيته بواسطة مموج ثلاثي الاطوار. بعد ذلك تعرضنا للمحولات المصفوفاتية حيث قمنا بعرض الخصائص المميزة لها وطرق التحكم فيها والمنقسمة الى نوعين اساسيين هي الطرق السلمية والطرق الشعاعية. بعد ذلك تطرقنا الى تقنيات التحكم الانفرادي في المحرك اللاتزامني من بينها التحكم الشعاعي لكن هذه التقية تبقى حساسة لتغيرات معاملات الالة وضرورة وضع مراقب ميكانيكي .حتى نعالج سلبيات التحكم الشعاعي استعملنا تقنية التحكم المباشر في العزم الكهرومغناطيسي ولكن هذه الاخيرة لها ايضا سلبياتها ولهذا ارتأينا الى ايجاد عدة حلول لتحسين مواصفاتها ، من بين هذه الحلول نخص بالذكر المنطق الغامض واستعمال المحولات المصفوفاتية. Résumé (Français et/ou Anglais) : Le travail présenté dans cette thèse est l'utilisation des convertisseurs matriciels CM dans les systèmes de commande des machines asynchrones. Tout d'abord, nous avons présenté la modélisation de la machine asynchrone est un aperçu sur l’onduleur deux niveaux. Ensuite la topologie des convertisseurs matriciels avec les différentes techniques de modulation ont été présentées. Après nous avons développé deux types de commande pour la machine asynchrone, nous avons commencé par la commande vectorielle à flux rotorique en association avec le convertisseur matriciel. Ensuite nous avons développé la commande DTC pour surmonter les problèmes de la commande vectorielle. Enfin, plusieurs solutions ont été proposées pour améliorer les performances de la commande DTC tels que la DTC-SVM la logique floue et le convertisseur matriciel.
Commande neuromimétique de systèmes électriques Application au filtrage actif et à la commande de moteurs.
(2022-07-13) CHEDJARA Ahmed Zakaria Mehdi; Encadreur: MASSOUM Ahmed; Co-Encadreur: WIRA Patrice
Résumé (Français) : Cette thèse propose des approches neuromimétiques d’identification et de commande avec des applications directes au Filtre Actif Parallèle (FAP) et au Moteur Asynchrone. Une structure neuronale a été développée pour réaliser toutes les fonctionnalités d’un FAP pour compenser des harmoniques de courant. La phase instantanée d’un système triphasé de tensions ou de courants a été estimée avec une technique originale MSTF-ADALINE. L’identification des harmoniques de courant a été réalisée avec des réseaux de neurones de type ADALINE opérant dans les différents repères. Plusieurs schémas de commande ont été développés pour réinjecter les courants de compensation à l’aide d’un onduleur.Ils sont basés sur des techniques neuromimétiques. Une approche neuronale a été développée pour commander une MAS sans capteur mécanique. Il s'agit de remplacer le régulateur PI par un ADALINE pour améliorer l'estimation de la vitesse. Toutes les approches neuromimétiques ont été validées par des tests de simulation. Des comparaisons avec les méthodes de commande classique démontrent des caractéristiques supérieures en termes de performance et de robustesse. Abstract (English) : This thesis proposes neuromimetic approaches of identification and control with direct applications to the Parallel Active Filter (PAF) and to the Asynchronous Motor. A neural structure has been developed to perform all the functionalities of a FAP to compensate current harmonics. The instantaneous phase of a three-phase voltage or current system has been estimated with an original MSTF-ADALINE technique. The identification of the current harmonics was carried out with ADALINE-type neural networks operating in the different benchmarks. Several control schemes have been developed to reinject compensation currents using an inverter. They are based on neuromimetic techniques. A neural approach has been developed to control an MAS without a mechanical sensor. it involves replacing the PI regulator with an ADALINE to improve the estimation of the speed. All neuromimetic approaches have been validated by simulation tests. Comparisons with conventional control methods demonstrate superior characteristics in terms of performance and robustness.
Commande prédictive d’une machine asynchrone doublement alimentée dédiée pour les énergies renouvelables
(2017-10-19) FEZAZI Omar; Encadreur: MASSOUM Ahmed
الملخص (بالعربية) إن تغير معلمات الأنظمة يجبرنا على إيجاد وتطوير نظام تحكم قوي بخلاف جهاز التحكم الكلاسيكي لأنه غير مرضي إذن يجب علينا اختيار طريقة تحكم التي تضمن أفضل الإجابات لنظامنا حتى لو أنها ليست خطية أو المعلمات تختلف بنسبة كبيرة. في هذه الأطروحة، سوف نستعمل نظام التحكم التنبؤي ونظام المهايئة بواسطة النموذج المرجعي بسبب الإستخدام الصناعي الكبير لهاتين الطريقتين للتحكم في مولدة لا تزامنية مزدوجة التغذية ترتبط مباشرة بعنصرها الساكن إلى الشبكة الكهربائية ومغذاة من جهة الدوار بواسطة مموج ذي مستويين ثم نستخدم التحكم بآلشبكات العصبية لتطوير جهاز التحكم الكلاسيكي للحصول على نفس أداء نظام التحكم التنبؤي ونظام المهايئة بواسطة النموذج المرجعي النتائج المحصل عليها بواسطة (ماتلاب/ سيميلينك) مرضية وجيدة جدا من ناحية إتباع المرجع المتانة ونوعية الكهرباء المولدة Résumé (Français et/ou Anglais) : Anglais : The parameters variations of models systems oblige us to find and develop a robust control in contrast the classic controller (PID) because It does not satisfy the models performances, for that we must choose a mode of control that has the best response even if the system is non linear or parameters are changing In this thesis we recall generalized predictive control (GPC) and adaptive control with reference model (MRAC) because of the large industrial use of those modes of controls for a doubly fed induction generation (DFIG) connected directly to the grid by its stator and controlled by its rotor by two level converter used for wind turbine. Then we use neural network (RN) to develop the classical controller to have the same performance of predictive and adaptive control with reference model. Results by Matlab/Simulink shows very good responses in terms of reference tracking, robustness and Current harmonics distortion. Français : La variation des paramètres des systèmes nous oblige à trouver et développer un système de contrôle robuste au contraire du contrôleur classique (PID) car il n’est pas satisfaisant, alors il faut choisir un mode de contrôle qui possède les meilleures réponses de notre système même s’il n'est pas linéaire où les paramètres varient en grande proportion. Dans cette thèse, nous utilisons la commande prédictive généralisée (GPC) et la commande adaptative avec le modèle de référence (MRAC) à cause de la grande utilisation industrielle de ces deux modes de contrôle pour contrôler une machine asynchrone double alimentée (MADA) reliée directement au réseau par son stator et commander par son rotor par un onduleur deux niveau utilisé pour une éolienne. Ensuite, nous utilisons les réseaux de neurones (RN) pour développer le contrôleur classique pour avoir les mêmes performances du GPC et MRAC. Les résultats de Matlab / Simulink en termes de suivie de référence, de robustesse et de distorsion des harmoniques de courant sont très bons pour les trois modes de contrôle.
Contribution à l'étude de la séparation des particules fines pour application dans l'industrie de recyclage
(2016-06-26) BENABBOUN Adel; Encadreur: TILMATINE Amar
الملخص (بالعربية) : عندما تحتكك مادتين مختلفتين ضد بعضها البعض، كل منهما تحصل على شحنة كهربائية من علامة معاكسة .هذا النوع من الاحتكاك لاكتساب الشحنات، معروف منذ العصور القديمة باسم تريبوالكتريك، يمثل مبدأ عمل جهاز الفصل بالاحتكاك بين مكونات مختلفة لخليط من المواد البلاستيكية. طالب الدكتوراه لديه مهمة جمع المعلومات العامة لأنظمة التشحين بتأثير الاحتكاك بهدف تحسين آلية الشحن أو حتى تخيل نظام جديد لتشحين بالاحتكاك. المرشح سيصنع نموذج مخبري والذي سيتم استخدامه لآلية الشحن، حيث سيتم معالجة القياسات عن طريق الكمبيوتر ببرنامج خاص (لابفيو). الهدف الرئيسي من هذه الرسالة هو التشحين وفصل الجسيمات الدقيقة في الفاصل الكهربائي، فإن هذا التطبيق يستهدف قطاع صناعات إعادة التدوير. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) : Lorsque deux matériaux différents sont frottés l’un contre l’autre, ils acquièrent chacun une charge électrique de signes opposés ; ce type d’acquisition de charge, connu depuis l’antiquité et portant le nom de triboélectricité, représente la base du principe de fonctionnement des séparateurs triboélectriques des mélanges granulaires de particules isolant /isolant. Le doctorant aura comme tache de faire une synthèse globale sur les systèmes d’acquisition de charge par effet triboélectrique, dont le but est d’améliorer ce mécanisme de charge, voire d’imaginer un nouveau système de triboélectrisation. Le candidat réalisera ensuite un banc expérimental qui servira à l’étude de ce mécanisme de charge, où les mesures effectuées seront traitées par ordinateur avec un logiciel spécifique (Labview). L’objectif principal de cette thèse est de charger et séparer les particules fines dans un séparateur électrostatique, dont l’application ciblera l'industrie de recyclage.
Contribution à l'étude des Réseaux Electriques Intelligents du futur (Smart-Grids)
(2022-05-26) ATTOU NASR-EDDINE; Encadreur: ZIDI SID-AHMED
الملخص(بالعربية): شهد تطوير الشبكات الذكيه في السنوات الأخيرة تغيرا سريعا بسبب عدة عوامل مثل زيادة احتياجات الطاقة ، ونضوب الوقود الأحفوري ، وتغير المناخ. في مواجهة هذه التحديات ، يظل دمج توليد الطاقة المتجددة اللامركزية في نظام الكهرباء هو الحل الأفضل لتعويض احتياجات الطاقة وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك ، فإن الطبيعة المتقطعة لهذه الموارد يمكن أن يكون لها تداعيات خطيرة على موثوقية شبكة الكهرباء ، الأمر الذي يتطلب تطوير مناهج إدارية جديدة ، لا سيما لدمج الطبيعة المتقطعة لموارد الطاقة المختلفة. لذلك فإننا نواجه الحاجة إلى التحكم في الطاقة الكهربائية. يركز عمل هذه الأطروحة على تصميم شبكة صغيرة متعددة المصادر وتطوير استراتيجيات مختلفة لإدارة الطاقة وإدارة الأحمال. أولاً ، تم تطوير نظام إدارة الطاقة القائم على القواعد (RB EMS). تهدف خوارزمية الإدارة المطبقة إلى إدارة تدفق الطاقة بين الإنتاج والاستهلاك على النحو الأمثل والاقتصادي من خلال الوعد باستخدام الطاقات المتجددة. في الجزء الثاني من عملنا ، نركز على خوارزمية محسّنة قائمة على شجرة للقرار لإدارة ذروة الطلب باستخدام مفاهيم Peak Shaving و Valley Filling. يتم تطبيق طريقتين ، نظام تخزين الطاقة مع نظام استجابة الطلب وتقنية مركبة إلى شبكة (V2G). الهدف العام هو تسهيل ذروة الطلب وتخفيض سعر الكهرباء واستبدال وحدات التوليد الاحتياطية باهظة الثمن. يتم تطبيق استراتيجيات الإدارة المختلفة التي تم تطويرها في MATLAB / Simulink على شبكة ميكروية متعددة المصادر متصلة بالشبكة. أثبت تحليل النتائج فعالية طرق الإدارة المقترحة وأكد جدوى الاستراتيجيات التي تشارك بشكل غير صحيح في الطاقة بين المصادر والأحمال والمركبات المختلفة وفي إدارة ذروة الطلب. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français) : Le développement des réseaux électriques intelligents ces dernières années a connu une évolution rapide en raison de plusieurs facteurs tels que l’augmentation des besoins en énergie, l'épuisement des combustibles fossiles et le changement climatique. Face à ces défis, l'intégration de la production décentralisée à bases des énergies renouvelables dans le système électrique demeure la meilleure solution pour compenser les besoins énergétiques et réduire les émissions de CO2. Cependant, la nature intermittente de ces ressources peut causer de graves répercussions sur le la fiabilité du réseau électrique, ce qui nécessite le développement de nouvelles approches de gestion, notamment pour intégrer le caractère intermittent des différentes ressources énergétiques. Nous sommes donc confrontés à un besoin de maitrise de l’énergie électrique. Les travaux de cette thèse sont centrés sur la conception d’un micro-réseau multi-source et le développement de différentes stratégies de gestion de l’énergie et le pilotage de la charge. Premièrement, un système de gestion de l'énergie basé sur des règles (RB EMS) est développée. L’algorithmes de gestion implémentée vise à gérer le flux d’énergie entre la production et la consommation de manière optimale et économique en favorisant l’usage des énergies renouvelables. Dans la deuxième partie de notre travail, notre attention s'est portée sur un algorithme amélioré basé sur un arbre de décision pour gérer la demande de pointe en utilisant les concepts de gestion ‘’Peak shaving ‘’ et ‘’Valley Filling’’. Deux méthodes sont appliquées, un système de stockage d'énergie combiné à un système de réponse à la demande et une technique basée sur la technologie (V2G) (Vehicle to grid). L’objectif global est de lisser la demande de pointe, de réduire le prix de l'électricité et de remplacer les unités de production de réserve coûteuses. Les différentes stratégies de gestion développée dans MATLAB/Simulink sont appliquées à un micro réseau multi-source connecté au réseau. L'analyse des résultats a prouvé l'efficacité des méthodes de gestion suggérées et confirment la faisabilité des stratégies dans le partage correct de la puissance entre les différentes sources, charges et les véhicules et dans la gestion de la demande de pointes. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract (English) : The development of smart grids in recent years has been rapidly evolving due to several factors such as increasing energy needs, depletion of fossil fuels, and climate change. Faced with these challenges, the integration of decentralized renewable energy generation into the electricity system remains the best solution to offset energy needs and reduce CO2 emissions. However, the intermittent nature of these resources can have serious repercussions on the reliability of the electricity network, which requires the development of new management approaches, particularly to integrate the intermittent nature of the various energy resources. We are therefore faced with a need to control electrical energy. The work of this thesis focuses on the design of a multi-source microgrid and the development of different energy management strategies and load management. Firstly, a rule-based energy management system (RB EMS) is developed. The implemented management algorithm aims at managing the energy flow between production and consumption optimally and economically by promising the use of renewable energies. In the second part of our work, we focus on an improved decision Tree-based algorithm for peak demand management using the concepts of Peak Shaving and Valley Filling. Two methods are applied, an energy storage system combined with a demand response system and a vehicle to grid (V2G) technology. The overall objective is to smooth peak demand, reduce the price of electricity and replace expensive reserve generation units. The different management strategies developed in MATLAB/Simulink are applied to a multi-source microgrid connected to the grid. The analysis of the results proved the effectiveness of the suggested management methods and confirmed the feasibility of the strategies in correctly sharing power between different sources, loads, and vehicles and in managing peak demand.
Contribution à la commande d’une machine asynchrone à double alimentation (MADA) dédié à l’énergie renouvelable.
(2018-12-20) Belaimeche Fatima Zohra; Encadreur: Abderrahim Bentaallah; Co-Encadreur: WIRA Patrice
الملخص (بالعربية) : تقدم هذه الأطروحة النمذجة والتحكم والمحاكاة لنظام تحويل طاقة الرياح الذي يعتمد على مولدة غير متزامنة مزدوجة التغذية (GADA)حيث عنصرها الساكن متصل مباشرة بالشبكة بواسطة الجزء الثابت ومدفوع بدواره بواسطة مموجين ساكنين.بعد تشكيل سلسلة كاملة لتحويل طاقة الرياح و استخدام عملية التحكمMPPT للحصول على القيمة العظمى للاستطاعة و نمذجة المولدة المتزامنة مزدوجة التغذية قمنا بإدخال تقنية التحكم القوية التي تتكون من تصميم وحدة تحكم غير خطية تعتمد على المداخل والمخارج بهدف فصل القوى النشيطة والتفاعلية وجعل النظام غير حساس للتغيرات في الاضطرابات . وفقا لنتائج المحاكاة المتحصل عليها فان هده التقنية تقدم أداءً جيدًا للنظام الثابت والمتغير مع ذلك فان استخدام تقنية التحكم MLI على مستوى المموج يطرح وجود التدبدبات على مستوى المخارج المقاسة في المولدة من أجل تحسين أداء هذه التقنية وللتخفيف من قيمة هده التدبدبات،قمنا بإدخال ثلاث تقنيات اخرى للتحكم تعتمد على مصحح الغامض ،النظام الانزلاقي و الرجعي . الفكرة تعتمد على تبديل les polynômes d’hurwitz بالمصححات المذكورة اعلاه، النتائج المتحصل عليها اظهرت فعالية الاستراتيجيات المقترحة. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français et/ou Anglais) : Cette thèse propose la modélisation, le contrôle et la simulation du système de conversion de l’énergie éolienne basé sur une génératrice asynchrone à double alimentation (GADA) qui est directement connecté au réseau par son stator et pilotée par son rotor par deux convertisseurs. Après avoir formé une série complète de conversion de l’énergie éolienne et utilisé la commande MPPT et dont le but de garantir le découplage des puissances active et réactive et assurer une meilleure qualité d’énergie et rendre le système insensible aux variations paramétriques . Nous avons introduit une technique de contrôle puissante consistant en une conception de contrôleur basée sur un control non linéaire par linéarisation Entrée/Sortie, conçue pour séparer les puissances active réactive et rendre le système insensible aux changements de perturbations. Selon les résultats de simulation obtenus, cette technologie donne de bonnes performances pour le système fixe et variable.Toutefois, l'utilisation de la technique de contrôle MLI au niveau de l'onduleur impose la présence des fluctuations au niveau des sorties mesurées dans la génératrice .Pour nous permettre d'améliorer les performances de la technique non linéaire par linéarisation Entrée/Sortie et réduire la valeur des fluctuations , nous avons introduit trois autres techniques Le contrôle dépend du logique floue, du mode glissant et le backstepping. L'idée est basée sur la modification des polynômes d'hurwitz par les régulateurs mentionnés ci-dessus, les résultats obtenus montrent l'efficacité des stratégies proposées. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract(English) This thesis proposes the modeling, the control and the simulation of the system of conversion of the wind energy based on a doubly fed induction generator (GADA) connected directly to the network by its stator and driven by its rotor by two static converters. After forming a complete series of wind energy conversion and using the MPPT command to get the value We introduced a powerful control technology consisting of a nonlinear line based controller design, designed to separate the active forces and interactive and make the system insensitive to changes in disturbances. According to the simulation results obtained, this technology gives good performance for the fixed and variable system. However, the use of PWM control technique at the corrugated level imposes the presence of hierarchies at the outputs measured in the generator. to enable us to improve the performance of this technology and reduce the value of these innovations, we have introduced three other techniques Control depends on the Fuzzy logic, sliding system and Backstepping. The idea is based on the modification of hurwitz polynomials by the terms mentioned above, the results obtained show the effectiveness of the proposed strategies.
Contribution à l’analyse des facteurs influents du processus de charge triboélectrique des matériaux granulaires
(2021-06-17) BENABDERRAHMANE Ahlem; Encadreur: TILMATINE Amar
الملخص (بالعربية) : عندما يتم فرك مادتين ضد بعضهما البعض، تكتسب كل منهما شحنة كهربائية من علامات معاكسة. آلية اكتساب هذه الشحنة الكهربائية، معروفة باسم كهرباء الاحتكاك، هي أساس مبدأ تشغيل أجهزة الفرز بواسطة الكهرباء الساكنة لمزيج حبيبات البلاستيك. كان الهدف من أطروحة الدكتوراه تقييم تأثيرات العوامل الهندسية (حجم الحبيبات)، وحالة السطح (الخشونة وقابلية البلل) والتركيب الكيميائي (وجود مثبطات اللهب المبرومة)، على الشحن الكهربي لجزيئات البوليمرالناتجة من نفايات المعدات الكهربائية والإلكترونية. ثم تم استخدام الدراسة البارامترية لهذه العوامل كأساس لتحسين ظروف الشحن الكهربائية الاحتكاكية من أجل تحسين كفاءة الفرز بالكهرباء الساكنة. أدى تقليل حجم الحبيبات إلى تحسين نتائج الفصل الكهروستاتيكي للبوليمرات. لقد ثبت أن معالجة سطح حبيبات البلاستيك بواسطة التفريغ الكهربائي مع حاجز عازل فعالة في الشحن الكهربي وقابلية الفرز بالكهرباء الساكنة. تم تصميم منصة تجريبية للمعالجة السطحية للمواد الحبيبية بواسطة التفريغ الكهربائي مع حاجز عازل بنظام ديناميكي من أجل التمكن من دمج هذه العملية في مصانع الرسكلة. أكد العمل الذي تم في هذه الأطروحة أيضًا امكانية الشحن والفرز الكهروستاتيكي للمخاليط الحبيبية لنفس البوليمرات المبرومة وغير المبرومة. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract: When two materials are rubbed against each other, or simply brought into contact, they acquire electric charges of opposite signs. This charge acquisition mechanism, called triboelectricity, is the basis of the working principle of the electrostatic separators for granular mixtures of insulating materials. This thesis is aimed at evaluating the effects of geometric factors (size of the granules), surface condition (roughness and wettability) and chemical composition (presence of brominated flame retardants) on the triboelectric charging of plastic particles originated from waste electrical and electronic equipment. The parametric study of these factors was then used as a basis for optimizing the triboelectric charging conditions and improving the efficiency of the electrostatic separation. Particle size reduction, as well as the use of shredding as a simultaneous operation of grinding and triboelectric charging, enhanced the feasibility of the electrostatic separation of granular polymers. A surface pretreatment by dielectric barrier discharge (DBD) proved to be effective on triboelectric charging and electrostatic separation of such materials. An experimental bench for the surface treatment of granular materials by dynamic DBD was designed and built, in order to integrate this technology into an industrial process. The work carried out in this thesis has also confirmed the feasibility of triboelectric charging and electrostatic separation of granular mixtures of brominated and non-brominated polymers. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé : Lorsque deux matériaux sont frottés l’un contre l’autre, ou simplement mis en contact, ils acquièrent chacun une charge électrique de signes opposés. Ce mécanisme d’acquisition de charge, portant le nom de triboélectricité, est à la base du principe de fonctionnement des séparateurs électrostatiques des mélanges granulaires de matériaux isolants. L’objectif de cette thèse de doctorat a été d’évaluer les effets des facteurs géométriques (taille des granules), de l’état de surface (rugosité et mouillabilité) et de la composition chimique (présence des retardateurs de flamme bromés), sur le chargement triboélectrique des particules de polymère issus des déchets des équipements électriques et électroniques. L’étude paramétrique de ces facteurs a servi ensuite de base pour optimiser les conditions de chargement triboélectrique afin d’améliorer le rendement de la séparation électrostatique. La réduction de la taille des granules, ainsi que l’utilisation du broyage en tant qu'opération simultanée de granulation et de chargement triboélectrique a permis l’amélioration de la séparation électrostatique des polymères. Un prétraitement de surface par une décharge à barrière diélectrique (DBD) s’est montré efficace sur le chargement triboélectrique et la séparabilité électrostatique de tels matériaux. Un banc expérimental de traitement de surface des matériaux granulaires par DBD dynamique a été conçu et réalisé afin de pouvoir intégrer ce procédé dans un processus industriel. Les travaux réalisés dans cette thèse ont aussi confirmé la faisabilité de la charge triboélectrique et de la séparation électrostatique des mélanges granulaires des mêmes polymères bromés et non-bromés.
Contribution à l’analyse d’une liaison HVDC-VSC à base de convertisseurs multiniveaux
(2017-01-18) DJEHAF Mohammed Abdeldjalil; Encadreur: ZIDI Sid Ahmed
الملخص (بالعربية) أدى التطور الحاصل في مجال الإلكترونيات الصناعية والمحرز تحديدا في تكنولوجيا أنصاف النواقل، ترنزستر ثنائي القطبية ذو بوابة معزولة والثايرستور ذو بوابة الإطفاء الى تطوير نظام تيار الجهد العالي المستمر مزود بمحولات منبع التوترقادرة على قطع التيار الكهربائي وليس فقط تحويله كما هو الحال بالنسبة لمحولات منبع التيار القائمة على الثايرستورات. هذا وتفتح التكنولوجيا الجديدة-تيارمستمر.محول منبع الثوثر سبلا جديدة للنقل على غرار الاتصال مع الشبكات الضعيفة والميتة والعديد من المزايا الأخرى المتعلقة بالربحية و العائدات اضافة الى احترام البيئة و سهولة التطبيق ومن المتوقع أن تصبح سريعا هذه التكنولوجيا الخيار الامثل لنقل الطاقة، في حالة العديد من التطبيقات التي يتعرض فيها النقل بواسطة التيارالمتناوب و التيارالمستمر بالطرق التقليدية الى العيد من العوائق في هذا السياق، تكمن اهمية استخدام المحولات متعددة المستويات في قدرتها على توليد موجات عالية الجودة تترتب عنها العديد من المزايا بدءا بالحد من التوافقيات الواقعة في في الشبكات المغلقة ، وصولا الى تحقيق مستويات عالية جدا من الجهد. Résumé (Français et/ou Anglais) : Le développement atteint dans le domaine de l’électronique de puissance, précisément la progression de la technologie des semi-conducteurs commandés à l’ouverture et à la fermeture (les thyristors GTO et les transistors IGBT), a permis de réaliser des liaisons HVDC équipées de convertisseurs source de tension VSC qui peuvent aussi interrompe le courant, et non seulement le commuter, comme dans le cas des convertisseurs à commutation de phase (à base des thyristors). La nouvelle technologie VSC-HVDC offre des nouvelles possibilités de transport tel que la connexion avec les réseaux faibles et morts et bien d’autres avantages, on peut citer en autre la rentabilité, la compacité, et le respect de l'environnement, et la facilité d'application. Il est prévu que cette technologie deviendra rapidement la solution privilégiée pour le transport de l'énergie, dans le cas de nombreuses applications où le transport en CA et les liaisons HVDC conventionnelles présentent des limitations. Dans ce contexte, l’intérêt d’utiliser des convertisseurs à niveaux multiples réside dans leur capacité à générer des formes d’ondes de très bonne qualité, et de définition temporelle augmentée. Ces propriétés sont liées à de nombreux avantages, à commencer par la réduction des harmoniques de courant produits dans le circuit interfacé, en plus on peut attendre des niveaux de tension très élevés. ABSTRACT The development achieved in power electronics field, precisely, the progress of semiconductor opening/closing controlled devices (GTO thyristors and IGBT transistors) allow the installation of HVDC transmission systems equipped with voltage source converters which can not only switch the current, as in the case of the Line-Commutated Converters (thyristors based), but also, interrupt it.The new VSC-HVDC technology offers new transportation options such as the connection with the weak and dead networks and many other advantages including the profitability, compactness, environmental sustainability and ease of application. It is envisaged that this technology will quickly become the preferred solution for energy transport for many applications where public AC and conventional HVDC links have many limitations. In this context, the advantage of using multilevel converters lies in their ability to generate high quality waves. These properties are related to many advantages, starting with the reduction of current harmonics in the circuit interfaced, and more can be expected voltage levels.
Contribution à l’étude de la modélisation de la décharge électrostatique en vue de l’optimisation de la protection
(2017-12-20) DAHAK Abdelkader; Encadreur: BENDAOUD Abdelber
Résumé (Français et/ou Anglais) : Les décharges électrostatiques (ESD) constituent une des principales causes de défaillance des systèmes électriques et électroniques pendant la fabrication du composant et lors de son utilisation. De plus, la fréquence des événements de la décharge électrique est augmentée par le nombre croissant de périphériques et de connectique du système. Des normes de fiabilité sévères ont été mises en place pour contrecarrer les risques liés aux décharges électrostatiques, avec des contraintes plus strictes dans des domaines tels que l’aviation ou l’automobile. Le but de cette thèse est de collecter les informations nécessaires sur les décharges électrostatiques, leur origine et leurs effets sur les composants mais aussi sur les systèmes. Après avoir présenté les notions fondamentales de ce phénomène, nous avons étudié l’impact de décharge électrostatique en utilisant le pistolet DES sur des cartes électroniques PCB. Le résultat majeur de cette étude est la possibilité de simuler la réponse d’une carte électronique à une agression ESD (conforme à la norme IEC 61000 4-2). L’approche de modélisation est validée par la comparaison avec les mesures de paramètre S et les tensions induites sur les lignes micro-rubans. Les mêmes tests sur la carte électronique PCB incluant un circuit intégré de technologie CMOS ont été effectués. Ces tests permettent de définir et améliorer le niveau de susceptibilité de carte PCB en installant des protections de type diodes TVS. L’optimisation de ces derniers est assurée par le bon emplacement des protections compatible avec le fonctionnement de carte électronique afin de ne pas perturber le système.
Contribution à l’étude de la production de l’ozone par décharge à barrière diélectrique surfacique et à électrodes planes. Application au traitement des eaux polluées.
(2018-06-20) CHEBBAH ABDELKADER; Encadreur: Hadjeri Samir; Co-Encadreur: Tilmatine Amar
الملخص (بالعربية) : إن التفريغ الكهربائي مع حاجز عازل له عدة تطبيقات كثيرة، نذكر منها الإضاءة وبعض شاشات التلفزيون، والتعقيم والتطهير والحفر والقطع وتوليد الأوزون. معظم الأجهزة المستعملة في توليد غاز الأوزون والمنتشرة في المجال الصناعي تلك التي تتبنى خاصية التفريغ الحجمي. لذلك قمنا في هذه الورقة بدراسة وتطوير جهاز توليد غاز الأوزون من خلال توظيف خاصية التفريغ السطحي. حيث كان الهدف الرئيسي الذي ركزنا عليه في هذه المذكرة هو الوصول إلى نموذج تجريبي أعلى كفاءة من النوع الحجمي. أين تمحور جل العمل حول تقييم النجاعة والكفاءة الطاقوية والإنتاجية لهذا النموذج وتحسين الأداء من حيث المردود، مقارنة بالنوع الكثير الانتشار ذو التفريغ الحجمي. Résumé (Français et/ou Anglais) : Les décharges à barrière diélectrique ont de nombreuses applications, dont les plus courantes sont l’éclairage et certains écrans de télévision. Mais, nous le retrouvons dans de nombreux autres domaines tels que la stérilisation, la dépollution, la gravure, la découpe et la génération d’ozone. Les générateurs d’ozone utilisés dans l’industrie pour le traitement de l’eau sont actuellement tous basés sur la décharge à barrière diélectrique (DBDV) volumique. Peu d’études ont été dédiées à la génération d’ozone par DBDS surfacique. L’objectif de ce travail est de développer un nouveau modèle « surfacique », modéliser et optimiser le rendement en termes de taux de production d’ozone et efficacité énergétique. Avec une évaluation comparative par rapport un générateur d’ozone à DBD volumique.
Contribution à l’étude de l’OPF du réseau Algérien basée sur les énergies renouvelables et les FACTS
(2018-12-12) ADJOUDJ LABIBA; Encadreur: GHERBI Fatima Zohra; Co-Encadreur: LAKDJA Fatiha
الملخص (بالعربية) : حاليا لدينا شبكة كهرباء موثوقة ، لدرجة أن وقوع أي حادث في التغذية الكهربائية يمكن أن يعتبره المواطن كاعتداء شخصي. كثير من الناس يفكرون و كان الكهرباء مخزنة في مخازن كبيرة و أن عملية القاطع الكهربائي تعادل عملية فتح الصنبور، و لكن الواقع مختلف جدا، لأنه لا يمكن تخزين الكهرباء، على الأقل بالنسبة للتيار المتناوب كما هو حال شبكاتنا. وبالتالي، يجب أن يكون هناك توازن دائم بين الإنتاج والاستهلاك. قامت الزيادة الكبيرة للحمولة خلال السنوات الأخيرة بإلزام الدولة بالاستثمار في مجال الكهرباء إما عن طريق دمج مراكز جديدة لتوليد الكهرباء مثل اكبر مركز توليد للكهرباء في الغرب تارقة أوانشاء خطوط جديدة مثل خط سيدي بوسيدي - سعيدة و النعامة - بشار، على الرغم من ذلك مشكلة الحمولة ما زالت مستمرة مما يجبر سونالغاز على إيجاد حلول أخرى مثل ذرف الحمولة أو تحسين القدرة الكهربائية العابرة وكذلك التوزيع الاقتصادي للقدرة الكهربائية . لهذا سوف نركز على دراسة الشبكة الجزائرية، سوف نحاول العثور على المشاكل المتعلقة بالتوزيع الاقتصادي للقدرة الكهربائية في الجانب العملي، بعد ذلك سوف نحاول أن نجد حلولا، سوف نتوجه نحو تحقيق تركيبات الطاقات المتجددة الحالية و أيضا نحو تركيبات الأنظمة المرنة للنقل بالتيار المتناوب. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Français) Actuellement nous avons un réseau électrique fiable, à tel point qu'un incident sur l'alimentation est ressenti par le citoyen comme une agression personnelle. Beaucoup de personnes raisonnent comme si l'électricité était accumulée en de grands réservoirs et que la manœuvre d'un interrupteur équivalait à l'ouverture d'un robinet. La réalité est bien différente, dans la mesure où l'électricité ne se stock pas, du moins en courant alternatif comme le sont nos réseaux, et qu'il faut donc en permanence assurer l'équilibre entre la production et la consommation. L'augmentation fatale de la charge durant les dernières années a obliger l'état d'investir dans le domaine d'électricité soit par l'injection des nouvelles centrales comme la plus grande centrale de l'Ouest de TARGA ou la construction de nouvelles lignes telles que la ligne de SIDI BOUSSIDI - SAIDA et NAAMA - BECHAR malgré ça le problème de la charge persiste toujours ce qui oblige la Sonelgaz de trouver d'autre solutions comme le délestage ou améliorer la puissance transitée ainsi que la répartition économique des puissances. Pour cela on s'intéressera à l'étude du réseau Algérien, On essayera de trouver les problèmes rencontrés liés à la répartition économique des puissances dans la pratique. Par la suite, on essayera de trouver des solutions on s'orientera vers la réalisation des installations des énergies renouvelables d'actualité ainsi que les installations des dispositifs FACTS. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (Anglais) Currently we have a reliable power grid, so much so that an incident on the power supply is felt by the citizen as a personal aggression. Many people reason as if electricity was accumulated in large tanks and that the operation of a switch was equivalent to the opening of a tap. The reality is very different, since electricity is not stored, at least in AC current as our networks are, and therefore we must constantly ensure the balance between production and consumption. The fatal increase in load over the last few years has forced the state to invest in the electricity sector either by injecting new power plants such as TARGA's largest power plant in the West or building new lines, such as the SIDI BOUSSIDI - SAIDA and NAAMA - BECHAR line, despite this, the problem of the load still persists, which forces Sonelgaz to find other solutions such as load shedding or to improve the transited power as well as the economic distribution of power. For this we will focus on the study of the Algerian network, we will try to find the problems encountered related to the economic distribution of powers in practice. Subsequently, we will try to find solutions and we will move towards the realization of the current renewable energy facilities as well as FACTS devices installations.
Contribution à l’étude des réseaux maillés à courant continu pour les futurs réseaux électriques intelligents
(2022-03-31) BELGACEM Moussa; Encadreur: KHATIR Mohamed; Co-Encadreur: DJEHAF Mohammed-Abdeldjalil
ملخص نظرًا للتطورات الأخيرة في تكنولوجيا الإلكترونيات الصناعية، أصبح نظام نقل التيار المستمر العالي الجهد (HVDC) بديلاً لنقل الطاقة خاصة عبر مسافات طويلة. مع العدد المتزايد من خطوط ربط (HVDC) نقطة إلى نقطة، قد يكون من المفيد توصيلها معًا بشكل مباشر من خلال شبكة التيار المستمر التي تتمثل في أنظمة التيار المستمر متعددة الأطراف(MTDC) ، والتي تتكون من أكثر من محطتي تحويل متصلة ببعضها البعض عبر شبكة التيار المستمر، قادر على زيادة مرونة و موثوقية أنظمة النقل. تثير استخدامات شبكة التيار المستمر متعددة الأطراف اهتمامًا متجددًا بشبكة التيار المستمر المتشابكة الدولية "الشبكات الفائقة (Supergrid)" ، والتي تسمح بدمج المزيد من مصادر الطاقة المتجددة. حاليًا، هناك تقنيتان للمحولات تعتمدان على الجهد و التيار (VSC و CSC) تستخدم في شبكة (HVDC). قد لا تكون تقنية CSC اقتراحًا جيدًا في تطوير MTDC لأنها تحتاج إلى عكس قطبية الجهد أثناء انعكاس تدفق الطاقة. من ناحية أخرى، لا تحتاج تقنية VSC إلى عكس القطبية لتغيير اتجاه تدفق الطاقة ، لذلك يبدو أن MTDC مع VSC هو الحل الأفضل. الهدف الرئيسي من هذه الأطروحة هو تطوير ونمذجة والتحكم في طبولوجيا مختلفة لنظام VSC-MTDC. تم تطوير وتنفيذ استراتيجيات مختلفة تعتمد على التحكم في جهد التيار المستمر ، السيطرة على نظام التشغيل الرئيسي ،هامش التوتر، التحكم في التدلي والتحكم في تدلي النطاق الميت. تم التحقق من صحة تنفيذ استراتيجيات التحكم وتأسيسها باستخدام برنامج PSCAD / EMTDC وتم تطبيق سيناريوهات مختلفة لإظهار جدوى ومتانة نظام MTDC. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé En raison des récents développements de la technologie électronique de puissance, le système de transport en courant continu à haute tension (CCHT ou HVDC) est devenu une alternative pour le transport de puissance, en particulier sur de longues distances. Compte tenu du nombre croissant des connexions HVDC point-à-point, il pourrait être bénéfique de les connecter directement plutôt qu'à travers des réseaux DC, basé sur des systèmes HVDC multi-terminaux (MTDC), qui consistent en plus de deux stations de conversion connectées, et capable d'augmenter la flexibilité et la fiabilité des systèmes de transmission. Les utilisations du réseau MTDC suscitent un regain d'intérêt pour le réseau DC maillé international « Supergrid », qui permetd'intégrer davantage de sources d'énergie renouvelable (RES) peuvent être intégrées. Actuellement, deux technologies de convertisseurs basés sur des convertisseurs de source de tension et de courant (VSC et CSC) sont utilisées dans le réseau HVDC. La technologie CSC n'est peut-être pas une bonne suggestion dans le développement du MTDC car elle nécessite une inversion de la polarité de la tension lors de l'inversion du flux de puissance. D'autre part, la technologie VSC n'a pas besoin d'une inversion de polarité pour changer la direction du flux d'énergie, donc un réseau MTDC avec des VSC semble être une meilleure solution. L'objectif principal de cette thèse est de développer, modéliser et contrôler différentes topologies d'un système VSC-MTDC. Différentes stratégies basées sur le contrôle de la tension continue ont été développées et mises en œuvre à savoir: la commande maître-esclave, marge de tension, contrôle du statisme et finalement le contrôle du statisme à bande morte. L'implémentation des stratégies de commande a été validée et établie à l'aide de logiciel PSCAD/EMTDC et différents scénarios ont été appliqués pour montrer la faisabilité et la robustesse du système MTDC. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract Due to the recent developments in power electronic technology, High-Voltage Direct Current (HVDC) transmission system has become an alternative for transmitting power especially over long distances. With the growing number of point-to-point HVDC connections, it may be beneficial to connect them directly together than through DC grid, based on the multi-terminal HVDC (MTDC) system, which consists of more than two converter stations connecting together through a DC grid, is able to increase the flexibility and reliability of transmission systems. The MTDC grid uses are sparking renewed interest in the international meshed DC grid “Supergrid”, which allows more renewable energy sources (RES) to be integrated. Currently, two technologies converters which are based on voltage and current source converter (VSC and CSC) are used in HVDC grid. The CSC technologie is may not be a good suggestion in developing MTDC because it needs a reversal of voltage polarity during the reversal of power flow. On the other hand, the VSC technologie doesn’t need a reversal of polarity for changing the direction of power flow, therefore MTDC with VSC seems to be a better solution. The main objective of this thesis is to develop, modeling and control different topologies of a VSC-MTDC system. Differents strategies based on DC voltage control were developped and implemented, master slave, voltage margin, droop control and dead band droop control. The implementation of control strategies were validated and established using PSCAD/EMTDC and different case scenarios were applied to show its feasibility and robustness of the MTDC system.
Contribution aux stratégies de commandes non linéaires robustes appliquées à la machine asynchrone à double étoile sans capteur mécanique
(2022-06-22) Beghdadi Azeddine; Encadreur: BENTAALLAH Abderrahim
الملخص (بالعربية) : بالنسبة للتطبيقات ذات القدرة العالية، تستخدم الآلات متعددة المراحل بشكل متزايد لأسباب الموثوقية وتقسيم الطاقة. نقترح هنا دراسة الآلة المزدوجة النجوم. وتتعلق هذه الأطروحة بالرقابة غير الخطية وتقدير الآلة اللامتزامنة ثنائية النجم. أولا، قدمنا أحدث ما توصلت إليه الآلات متعددة المراحل، ثم طورنا نموذج التجميع المعكوس للآلة اللامتزامنة ثنائية النجم. وبعد ذلك قمنا بتوليف قوانين التحكم ، باستخدام ثلاث استراتيجيات للتحكم هي: مكافحة النواقل ، والتحكم في نمط الانزلاق ، والتحكم في نمط الانزلاق الهجين باستخدام منظم الضبابية العصبية لتعديل السرعة. و أخيرا، نركز اهتمامنا على السيطرة القوية على الآلة بدون أجهزة استشعار ميكانيكية بالعمل على أساليب تقدير السرعة. ونحن نقتصر في هذه الدراسة على إدخال طريقتين للتقدير: نظام تكييف مرجعي نموذجي ومرشح كالمان الموسع للقضاء على المجس الميكانيكي وبالتالي خفض تكلفة نظام الدافع. وأجريت أيضا عدة اختبارات للقوة ضد الاختلافات البارامترية في إثبات فعالية قوانين الأوامر والتقديرات المقترحة. وفيما يتعلق بالنتائج المتحققة ، هناك أداء ديناميكي جيد وقوة في مواجهة الاضطرابات. الكلمات المفتاحية : ، آلة مزدوجة النجوم غير متزامنة ، مكافحة الناقلات ، التحكم في نمط الانزلاق ، التحكم الهجين ، تقدير MRAS ، مرشح كالمان. ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé (en Français) : Pour des applications de forte puissance, les machines multiphasées sont de plus en plus utilisées pour des raisons de fiabilité et de segmentation de puissance. Nous proposons ici d’étudier la machine asynchrone double étoile. Cette thèse est concernée la commande non linéaire et l’estimation du MASDE. D’abord, nous avons introduise l’état de l’art concernant les machines multiphasées, puis, nous avons développé la modélisation de l’ensemble machine-onduleur de la MASDE. Ensuite, on a présenté la synthèse des lois de commandes, en utilisant trois stratégies des commandes : Commande vectorielle, commande par mode glissant et la commande mode glissant hybride, utilisant le régulateur neuro-flou pour régler la vitesse. Finalement, nous centrons notre intérêt sur la commande robuste de la MASDE sans capteurs mécaniques en travaillant sur des méthodes d’estimation de la vitesse. Nous nous limitons cette étude à l’introduction de deux méthodes d’estimation : MRAS et le filtre Kalman étendu pour éliminer le capteur mécanique et réduire ainsi le coût du système d’entraînement. Pour prouver l’efficacité des lois des commandes et des estimations proposées, plusieurs tests de robustesse contre les variations paramétriques de la MASDE ont été aussi effectués. En termes de résultats obtenus, on constate de bonnes performances dynamiques et une robustesse vis-à-vis des perturbations. Les mots clés : machine asynchrone double étoile, commande vectorielle, commande mode glissante, commande hybride, estimateur MRAS, filtre Kalman. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract (en Anglais) : For high power applications, multiphase machines are increasingly used for reliability and power segmentation reasons. We propose here to study the double-star induction machine. This thesis is concerned to non-linear control and estimation of MASDE. First, we introduced a state-of-the-art for multiphase machines, then developed the modeling of the MASDE machine-inverter assembly. Second is concerned to synthesis of the control laws, using three control strategies are: Vector control, sliding mode control and the hybrid sliding mode control using neuro-fuzzy regulator to adjust the speed. finaly, we focus our interest on the robust control of the MASDE without mechanical sensors by working on methods of speed estimation. We restrict this study to the introduction of two estimation methods: MRAS and the extended Kalman filter to eliminate the mechanical sensor and thus reduce the cost of the drive system. Several robustness tests against parametric variations of the MASDE were also carried out to prove the effectiveness of the order laws and the proposed estimates. In terms of the results obtained, there is good dynamic performance and robustness in-face-of disturbances. Keywords: double-star induction machine, vector control, sliding mode control, hybrid control, MRAS estimator, Kalman filter.
Détection de défauts profonds dans des Structures Multicouche utilisée dans les actionneurs électriques
(2020-01-08) CHAIBA Sid Ahmed; Encadreur: AYAD Abdelghani; Co-Encadreur: YANN Le Bihan
Résumé (Français) : Le but de ce travail est d’utilisé la méthode des éléments finis pour visualisé le changement de l’induction magnétique, le champ magnétique ainsi que le courant induit crées par le bobinage d’un capteur CF (capteur à courant de Foucault) pour la détection des défauts profonds dans des structures multicouche utilisée dans la fabrication des actionneurs électriques. Le dysfonctionnement d’un composant de l’actionneur peut avoir de conséquences que le contrôle qualité est une nécessité Le calcul de la réponse d’un capteur CF pour différentes positions de celui-ci par rapport à la pièce contrôlée a pour but de visualisé le changement du signale capter ainsi de caractérisé le défaut dans le matériau. Abstract (Anglais) : The purpose of this work is to use the finite element method to visualize the change of the magnetic induction, the magnetic field as well as the induced current created by the winding of a CF sensor (eddy current sensor) for the detection of deep defects in multilayer structures used in the manufacture of electric actuators. The malfunction of a component of the actuator can have consequences that quality control is a necessity. The calculation of the response of a CF sensor for different positions of this one with respect to the controlled part for the purpose of visualizing the change of the signal captures thus characterized the defect in the material.
Elaboration de différentes techniques intelligentes pour le contrôle de convertisseurs statiques dédiés à la compensation active des harmoniques dans les réseaux électriques
(2020-11-25) DAHMANI SAMIRA; Encadreur: SEMMAH Abdelhafid; Co-Encadreur: WIRA Patrice
الملخص (بالعربية) أدى الاستخدام المتزايد لأجهزة إلكترونيات الطاقة في الأنظمة الكهربائية إلى المزيد والمزيد من المشكلات المتعلقة بالاضطرابات التوافقية أو تشوهات الشبكات الكهربائية. من بين الحلول الواعدة الرئيسية: مقومات PWM، لهذا النوع من المحولات مزايا عديدة مثل التحكم في القدرة التفاعلية الممتصة وامتصاص تيار قريب من الجيوب الأنفية وأيضاً لتجنب أن النظام ضخم. حيث يتم استخدام أجهزة التحكم في التلوث التوافقي. وبالتالي، فإن المرشحات النشطة، تعوض الاضطرابات الناجمة عن الحمل غير الخطي عن طريق حقن التوافقيات وكاشف التيار الذي يستهلكه الحمل على الشبكة بحيث تكون الشبكة فقط لتوفير تيار الجيبية وفي المرحلة مع الضغط. تم اقتراح العديد من استراتيجيات التحكم في الأدبيات الخاصة بالمحول الثابت. على الرغم من مبادئها المختلفة، فإن الغرض الرئيسي من هذه التقنيات هو عامل قوة أحادي تقريبًا وشكل حالي قريب من الجيوب الأنفية. نوقشت أربع تقنيات تحكم في هذه الدراسة. هذا هو التحكم المتتالي الخطي، والتحكم المباشر في الطاقة، وتطوير جدول التبديل لتقنية DPC على أساس الخصومات الغامضة، وأخيرا التحسين بواسطة الخوارزميات الجينية. توضح نتائج المحاكاة المقدمة في نهاية كل فصل فوائد وقيود كل استراتيجية تحكم على الأخرى. Résumé (en Français) : L’utilisation croissante des dispositifs d’électronique de puissance dans les systèmes électriques a entraîné de plus en plus de problèmes liés aux perturbations ou distorsions harmoniques des réseaux électriques. Parmi les principales solutions prometteuses on trouve : Les redresseurs à MLI, ce type de convertisseur présente plusieurs avantages tels que le contrôle de la puissance réactive absorbée et l’absorption d'un courant proche d'une sinusoïde et aussi éviter que le système soit volumineux dans le cas où des dispositifs de dépollution harmonique seront utilisés. Ainsi les filtres actifs, Ils compensent les perturbations dues à une charge non linéaire en injectant sur le réseau les harmoniques et le réactif du courant consommé par la charge afin que le réseau n’est plus qu’à fournir un courant sinusoïdal et en phase avec la tension. Plusieurs stratégies de contrôle ont été proposées dans la littérature pour le convertisseur statique. Malgré que leurs principes différent, l’objectif principal de ces techniques est un facteur de puissance presque unitaire et un courant de forme proche de celle sinusoïdale. Quatre techniques de commande ont été abordées dans cette étude. Il s’agit de la commande linéaire cascade, le contrôle direct de puissance, l’élaboration de la table de commutation de la technique DPC sur la base de déductions floues et enfin l’optimisation par les algorithmes génétiques. Les résultats de simulation présentés à la fin de chaque chapitre illustrent les avantages ainsi que les limites de chaque stratégie de commande par rapport à l’autre. Abstract (en Anglais) : The increasing use of power electronics devices in electrical systems has led more and more problems related to harmonic disturbances or distortions in the power grid. Among the main promising solutions are: The PWM rectifiers, this type of converter has several advantages such as the control of the reactive power absorbed and the absorption of a current close to a sinusoid and also avoid that the system is bulky in the event that harmonic pollution control devices will be used. Thus, the active power filters compensate disturbances caused by nonlinear load by injecting harmonics and reactive current consumed by the load so that the network can provide a sinusoidal line current and in phase with the grid voltage. Several strategies of control were proposed in the literature for this type of converter. Despite their different principles, the main objective of these techniques is an almost unitary power factor and a current close to sinusoidal form. Four control techniques were proposed in this study. These are linear cascade control, direct power control, the elaboration of the switching table of DPC technique based on fuzzy inferences and finally the optimization by genetic algorithms. Simulation results illustrate advantages and limits of each control strategy.
Etude et réalisation d’un onduleur à commande MLI pour système photovoltaïque muni de protection : application à la production d’ozone
(2021-01-13) BECHEKIR Seyf Eddine; Encadreur: BRAHAMI Mostefa; Co-Encadreur: Ould Abdeslam Djaffar
الملخص (بالعربية) : تهدف هذه الأطروحة إلى إنجاز مصفوفة تعاقبية متقطعة ذات العاكس الكهروضوئي، مع طاقة إنتاجية تبلغ حوالي 500 فولت أمبير وبجهد محصل يبلغ 12 فولت ذو تيار مستمر ومخرج موجة جيبية بحتة 230 فولت ذات تيار متناوب عند تردد 50 هرتز، مزود بمصدر طاقة عالي التردد وذلك باستخدام محول ذو مركب حديدي "الفريت" عالي الجهد وجهاز التحكم الدقيق من نوع PIC وذلك لتشغيل مولد الأوزون لعملية التفريغ بحاجز العزل الكهربائي (DBD). وعليه تم استخدام تقنية RSM لتحديد القيم المثلى لكل من عوامل "مستوى الجهد، تردد الإشارة، وزاوية تحول أو التلاشي طور α" وهذا لزيادة إنتاج الأوزون وتقليل استهلاك الطاقة. أما فيما يخص الهدف الثاني فيكمن في القضاء على أقصى توافق للعاكس ثلاثي الأطور من خلال استعمال أسلوب جديد يتمثل في استخدام طريقة نيوتن-رافسون المعدلة والحوسبة الجينية المختلطة، مع عرض لمختلف تقنيات التحكم المسمى (MLI). ----------------------------------------------------------------------------------- Résumé : L’objectif de cette thèse est la réalisation d'une cascade onduleur hacheur Boost photovoltaïque, d’une puissance de sortie d’environ 500 VA avec une tension d’entrée de 12 VDC et une sortie à onde purement sinusoïdale de 230 VAC à une fréquence de 50 Hz, avec une alimentation haute fréquence en utilisant un transformateur de ferrite à haute tension et un microcontrôleur PIC pour alimenter un générateur d'ozone à décharge à barrière diélectrique (DBD). La technique RSM a été utilisée pour identifier les valeurs optimales des facteurs « niveau de tension, de la fréquence du signal et de l'angle de déphasage α » afin de maximiser la production d'ozone et de minimiser la consommation d'énergie. Le deuxième objectif consiste à éliminer le maximum d’harmoniques de l’onduleur triphasé par une nouvelle approche qui consiste à l’utilisation de la méthode de Newton-Raphson modifiée et l’algorithme génétique hybride, avec une présentation des différentes techniques de commande MLI. ----------------------------------------------------------------------------------- Abstract: The objective of this thesis is the realization of a photovoltaic Boost chopper inverter cascade, with an output power of about 500 VA with an input voltage of 12 VDC and a pure sine wave output of 230 VAC at a frequency of 50 Hz, with a high frequency power supply using a high voltage ferrite transformer and a PIC microcontroller for an ozone generator of dielectric barrier discharge (DBD). The RSM technique was used to identify optimal factors values for "voltage level, signal frequency and phase angle α" to maximize ozone production and minimize power consumption. The second objective is to eliminate maximum of harmonics from the three-phase inverter by a new approach using the modified Newton-Raphson method and the hybrid genetic algorithm, with a presentation of the different MLI control techniques.
Etude, modélisation et réalisation d’un onduleur à modulation précalculée. Application à la mutualisation des énergies renouvelables par le réseau de distribution
(2021-07-12) BOUDJELLA Fatima Zohra; Encadreur: BRAHAMI Mostefa; Co-Encadreur: Ould Abdeslam Djaffar
Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé : L’amélioration des performances d’un système photovoltaïque passe par le bon choix des stratégies de commandes utilisées et d’une topologie d’onduleur appropriée. L’objectif de cette thèse est l’étude et la réalisation des convertisseurs statiques (DC-DC et DC-AC) destinés aux systèmes photovoltaïques, assurant une bonne adaptation entre la source et les consommateurs. Une étude comparative entre deux différentes stratégies de contrôle la ST PWM et la commande vectorielle pour un onduleur solaire triphasé à deux niveaux est abordée, afin d’avoir des meilleures performances, et un rendement élevé. La technique RSM a été utilisée pour identifier les valeurs optimales des deux facteurs de réglage à savoir l’indice de modulation et le taux de réglage pour la technique PWM ST, donnant le plus faible THD et le maximum d’amplitude du fondamental. Le deuxième objectif consiste à éliminer le maximum d’harmoniques de l’onduleur triphasé, deux niveaux et trois niveaux. L’utilisation du guide de choix des angles initiaux a facilité l’utilisation de la méthode de Newton Raphson pour la résolution des équations non linéaires. Une nouvelle topologie d’onduleur à six niveaux commandés par la technique PHWM est étudiée afin de maximiser le rendement, minimiser les pertes par commutations, éliminer le maximum d’harmoniques.. Abstract: Improving the performance of a photovoltaic system requires the right choice of control strategies used and an appropriate inverter topology. The objective of this thesis is the study and realization of static converters (DC-DC and DC-AC) intended for photovoltaic systems, ensuring a good adaptation between the source and the consumers. A comparative study between two different control strategies the ST PWM and the vector drive for a two-stage three-phase solar inverter is discussed, in order to have better performance, and high efficiency. The RSM technique was used to identify the optimal values of the two tuning factors namely the modulation index and the tuning rate for the PWM ST technique, giving the lowest THD and the maximum amplitude of the fundamental. The second objective is to eliminate the maximum harmonics from the three-phase, two-level and three-level inverter. The use of the initial angle selection guide facilitated the use of Newton Raphson's method for solving nonlinear equations. A new six-level inverter topology controlled by the PHWM technique is studied in order to maximize efficiency, minimize switching losses, and eliminate the maximum of harmonics.