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Contribution à l'étude des filtres hybrides de puissance utilisés pour améliorer la qualité de l'énergie dans le réseau électrique de distribution

Hamadi, Abdelhamid (2010). Contribution à l'étude des filtres hybrides de puissance utilisés pour améliorer la qualité de l'énergie dans le réseau électrique de distribution. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L'utilisation des convertisseurs de puissance est en pleine croissance grâce à leur efficacité d'avoir diverses formes d'énergie et à la facilité de leur contrôle. Cependant, ces derniers absorbent des courants non sinusoïdaux et introduisent de ce fait des pollutions harmoniques sur les courants et les tensions des réseaux de distribution électrique. Les harmoniques engendrées par ces charges circulent dans les réseaux électriques et peuvent perturber le fonctionnement normal de certains équipements électriques voire même engendrer leur destruction. Afin de garantir un niveau de qualité de l'énergie satisfaisant en limitant les effets des perturbations harmoniques, les distributeurs d'énergie et les utilisateurs sont amenés à respecter les limites imposées par les normes IEEE 519-1992 et CEI 61000.3-2/4.

Pour améliorer la qualité de l'énergie distribuée, plusieurs solutions existent. Parmi elles, le filtrage actif est le plus utilisé, mais il présente des inconvénients spécifiques, notamment son coût et son dimensionnement élevé pour des applications industrielles. Citons aussi le filtrage passif ce dernier présente aussi des inconvénients notamment le manque d'adaptabilité lors de la variation de l'impédance du réseau, de la charge et des résonances possibles avec l'impédance du réseau. Ces inconvénients peuvent être simultanément limités en utilisant des filtres actifs hybrides et des filtres passifs hybrides. Le but de cette thèse est de proposer des solutions afin d'améliorer la qualité de Tonde dans le réseau électrique. Dans ce contexte, le filtre passif hybride proposé est une solution efficace car il est insensible à la variation de l'impédance du réseau ou de la charge; par ailleurs, il empêche les courants harmoniques de se propager dans les réseaux électriques et permet aussi de compenser la puissance réactive.

L'autre solution consiste à appliquer les techniques de commande avancées au filtre hybride shunt triphasé afin d'améliorer ses performances dynamiques et statiques. Pour ce faire, une méthode de modélisation a été proposée à laquelle on a appliqué la commande non-linéaire (compensation de la non linéarité). Finalement, une nouvelle topologie du filtre hybride série triphasé est aussi proposée pour compenser les creux de tension, les surtensions, les tensions harmoniques, les courants harmoniques et le facteur de puissance.

Titre traduit

Contribution to the study of hybrid power filters used to improve the power quality in the electrical distribution network

Résumé traduit

The use of power converters is increasing due to their utility for varions forms of energ}' and ease of control. However, they absorb non-sinusoidal currents and thereby introduce currents and voltages harmonies in electrical distribution network. The présence of harmonies in the SNStem results in several effects including increased heating losses in transformers, motors and Unes, low power factor, torque pulsation in motors and poor utilization of distribution wiring and plant. Electric distributors must deliver electric energy to the electricit)' users at acceptable levels of service quality, which respect the limits imposed by IEEE 519-1992 and lEC 61000.3-2 /4.

Several solutions are used, among them the active filtering, which is the most used, but there are spécifie disadvantages, including its cost and its high design for industrial applications. Traditionally, passive filters hâve been used to eliminate spécifie harmonies and improve the power factor. but their bulky size, limited compensation ability, and susceptibility to résonance with the source impédance constitute a major drawback. These problems can be limited simultaneously by using the shunt hybrid filter and the hybrid passive filter. The aim of this thesis is to propose some solutions to improve the power quality: In this context, a new hybrid passive filter configuration hâve been proposed to compensate load harmonies, correct power factor. eliminate the chances of series and parallel resonance and eliminate large variation of power factor and terminal voltage with varying loads under stiff and distorted source conditions.

The second solution involves modeling of the three-phase shunt hybrid filter, which helps to apply the advanced control technique in order to improve the static and dynamic performances. Finally, an economical solution for a new topology of three-phase séries hybrid filter is proposed in order to handle the voltage dips, the sags, the voltage harmonies, the currents harmonie and the power factor.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Bibliogr. : f. [190]-197.
Mots-clés libres: Filtres actifs (Électronique) Filtres passifs (Électronique) Réseaux électriques (Énergie) Électricité Distribution Qualité Contrôle. filtres hybrides shunts, filtres actifs séries, filtres hybrides séries, filtres passifs.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Al-Haddad, Kamal
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Rahmani, Salem
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 21 mars 2011 15:28
Dernière modification: 20 janv. 2017 22:14
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/644

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