On multiphysics modeling and control of marine current turbine systems
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Abstract EN:
Les travaux développés durant la thèse, ont permis la mise au point d’un simulateur qui permet de prévoir le comportement dune hydrolienne dans son environnement. A cet effet, une approche multiphysique a été adoptée pour la modélisation de l’ensemble de la chatne 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 ternies de performances de régulations de vitesse. Les développements présentés dans ce mémoire restent cependant perfectibles ouvrant ainsi la voie à d’intéressantes perspectives.
Abstract FR:
In this thesis, a Matlab/Simulink®-based simulation tool for marine current turbines has been proposed. For that purpose, a multiphysic 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 quantity the potential for generating electricity from these various sites and therefore evaluate their cost-effectiveness. Indeed, it has been applied to assess the extractable power from the Raz de Sein. In this case, tidal current data from the Raz de Sein have been used to run the simulation models over various flow regimes and yield the power capture with time. The obtained results were consistent and very promising.