Conception et implémentation d’un système éolien basé sur la machine synchrone à aimants permanents par les techniques avancées

Ghodbane, Ahmed Marouane (2026) Conception et implémentation d’un système éolien basé sur la machine synchrone à aimants permanents par les techniques avancées. Doctoral thesis, Faculté des Sciences et de la technologie.

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Abstract

Cette thèse traite de la mise en œuvre de lois de commande prédictive avancées pour la régulation des aérogénérateurs basés sur une GSAP. Elle aborde les défis majeurs dans le contrôle des éoliennes, incluant réduction de Le délai d’exécution , la robustesse aux variations paramétriques et la fiabilité de l’extraction d’énergie. La recherche introduit un nouveau cadre de commande prédictive de couple à ensemble fini à trois vecteurs qui réduit significativement le délais d’exécution de 62.5 % tout en maintenant des performances dynamiques élevées. Une approche d’optimisation multi�objectif est intégrée pour éliminer le réglage manuel des facteurs de poids, améliorant l’adaptabilité et la robustesse du système. De plus, un schéma de commande sans capteur utilisant l’optimisation par Essaim Particulaire est développé pour l’estimation précise de la vitesse du vent et de la vitesse du générateur, atteignant une précision supérieure à 98 % et éliminant le besoin de capteurs physiques. La validation expérimentale, menée sur un banc d’essai instrumenté autour d’un cal�culateur dSPACE DS1104, a permis de quantifier les gains de performance apportés par la stratégie de commande proposée. Les résultats mettent en évidence une réduction signifi- cative de la charge de calcul, avec un temps d’exécution raccourci de 19.75 % par rapport à une méthode de référence. Sur le plan électrique, le système génère une puissance de haute qualité, attestée par un taux de distorsion harmonique (THD) du courant de 3.5 % et un facteur de puissance de 0.99. La régulation de la tension du bus continu s’est avérée robuste, maintenant une valeur stable de 100 V. Enfin, l’algorithme démontre une capacité à extraire l’énergie éolienne de manière optimale, comme en témoigne le maintien d’un coefficient de puissance (0.48) proche de la valeur théorique maximale, et ce, malgré des conditions de vent variables. Ces contributions fournissent un cadre fiable et efficace pour les systèmes éoliens de nouvelle génération, soutenant la transition mondiale vers une production d’énergie du�rable et résiliente.

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