On Multiphysics Modeling and Control of Marine Current Turbine Systems - Laboratoire brestois de mécanique et des systèmes Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

On Multiphysics Modeling and Control of Marine Current Turbine Systems

Contribution à la Modélisation Multiphysique et à la Commande des Systèmes de Récupérations des Energies des Courants Marins: les Hydroliennes

Résumé

In this thesis, a Matlab/Simulink®-based simulation tool for marine current turbines has been proposed. A multiphysics approach has been adopted to model the whole system, including the resource, the rotor, the gearbox, and the generator. The developed tool can evaluate a marine current turbine performances and dynamic loads over different operating conditions. Moreover, it should be used to quantify the potential for generating electricity from various sites and therefore evaluate their cost-effectiveness. Currently, the marine current turbine simulator incorporates all types of horizontal-axis turbines. Moreover, it includes two different electrical topologies, one based on the doubly-fed induction generator and the other on the permanent magnet synchronous one. For these two technologies, two types of speed control strategies have been proposed. The first one suggests the use of well-known PI controllers. While, the second one proposes a nonlinear control approach based on the so-called high-order sliding mode that should handle torque oscillation smoothing and robustness against resource turbulences and electric grid disturbances. The various components of the simulator have been tested and experimentally proven in terms of models and speed control performances. The obtained results were consistent and very promising.
Les travaux développés durant cette thèse, ont permis la mise au point d'un simulateur qui permet de prévoir le comportement d'une hydrolienne dans son environnement. A cet effet, une approche multiphysique a été adoptée pour la modélisation de l'ensemble de la chaîne de conversion d'énergie. L'environnement de simulation ainsi développé peut également être utilisé pour le dimensionnement et l'évaluation de la rentabilité d'installations hydroliennes. A l'heure actuelle, l'outil développé permet de simuler tous les types de turbines à axe horizontal. De plus, il permet de choisir entre deux topologies électriques différentes ; une basée sur la génératrice asynchrone à double alimentation et une sur la génératrice synchrone à aimants permanents. Pour ces deux technologies, deux types de commande en vitesse ont été proposés. La première stratégie consacre l'utilisation des régulateurs linéaires PI. La deuxième, quant à elle, propose une commande non linéaire dite modes glissants d'ordre supérieur. Les différents composants du simulateur ont été testés et éprouvés expérimentalement en termes de modèles et en termes de performances de régulations de vitesse. Les développements présentés dans ce mémoire restent cependant perfectibles ouvrant ainsi la voie à d'intéressantes perspectives.
Fichier principal
Vignette du fichier
THESE_BENELGHALI_LBMS_UBO_2009.pdf (12.43 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-00521615 , version 1 (28-09-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00521615 , version 1

Citer

Seifeddine Benelghali. On Multiphysics Modeling and Control of Marine Current Turbine Systems. Engineering Sciences [physics]. Université de Bretagne occidentale - Brest, 2009. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00521615⟩
624 Consultations
1526 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More