Modélisation et intégration d’une machine synchrone virtuelle (MSV) utilisée en compensateur de tension dans un réseau de distribution

Rahmouni, Cherif (2024). Modélisation et intégration d’une machine synchrone virtuelle (MSV) utilisée en compensateur de tension dans un réseau de distribution. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les changements des conditions météorologiques et naturelles ont conduit à l'émergence de nouvelles méthodes de production d'énergie. Autrefois prédominants, les générateurs synchrones partagent désormais l'espace avec des sources d'énergie verte pulsatoires telles que l’énergie solaire photovoltaïque, l’énergie éolienne, etc. Pour intégrer ces nouvelles sources au réseau électrique, des convertisseurs électroniques sont utilisés, mais ils ne possèdent pas l’inertie des systèmes électromécaniques. Cette absence d'inertie globale peut provoquer des problèmes d'instabilité et même des coupures étendues d’alimentation. Des recherches ont été entreprises pour concevoir des technologies de commande d'onduleur visant à surmonter cette limitation. La simulation et l’évaluation d’un modèle de générateur synchrone (VSG) visant à introduire une inertie artificielle constituent l’objectif principal de ce mémoire. Après avoir examiné la documentation existante, un modèle de Générateur Synchrone Virtuel (VSG) a été développé et évalué en mode isolé en utilisant le logiciel Matlab/Simulink. Les résultats obtenus prouvent que le contrôle d'un onduleur par la commande VSG permet d'atténuer les variations de fréquence du système, le rendant ainsi plus stable face aux perturbations (diverses surcharges brusques). De plus, le VSG a été intégré dans un réseau électrique alimentant des résidences. La commande VSG a également démontré sa capacité à compenser les variations de tensions dues aux perturbations (surcharges, délestages et injection du courant actif et réactif) et à maintenir la stabilité des tensions des consommateurs. Enfin, des calculs ont été élaborés afin de justifier l’amélioration apportée par la commande VSG sur les tensions des résidences à la suite de l’injection de courant actif et réactif.

Titre traduit

Modeling and integration of a virtual synchronous machine (VSM) used as a voltage compensator in a distribution network

Résumé traduit

Changes in weather and natural conditions have led to the emergence of new energy production methods. Once predominant, synchronous generators now share the space with pulsating green energy sources such as photovoltaic solar energy, wind energy, etc. To integrate these new sources into the power grid, electronic converters are used, but they lack the inertia of electromechanical systems. This absence of overall inertia can cause instability issues and even widespread power outages. Research has been undertaken to design inverter control technologies aimed at overcoming this limitation. The simulation and evaluation of a Virtual Synchronous Generator (VSG) model, aiming to introduce artificial inertia, constitute the primary objective of this thesis. After reviewing existing documentation, a VSG model was developed and evaluated in isolated mode using Matlab/Simulink software. The results obtained prove that controlling an inverter with VSG control mitigates system frequency variations, making it more stable in the face of disturbances (various sudden overloads). Additionally, the VSG was integrated into a power grid supplying residential homes. The VSG control also demonstrated its ability to compensate for voltage variations due to disturbances (overloads, load shedding, and injection of active and reactive current) and to maintain the stability of consumer voltages. Finally, calculations were made to justify the improvement brought by VSG control on residential voltages following the injection of active and reactive current.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de la maitrise en génie électrique". Comprend des références bibliographiques (pages 71-72).
Mots-clés libres:	commande VSG, compensation de tension, variation de fréquence, machine synchrone, inertie virtuelle, variation de tension
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Fortin Blanchette, Handy
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt:	16 avr. 2025 15:22
Dernière modification:	16 avr. 2025 15:22
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3565

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