La commande hybride prédictive d’un convertisseur quatre bras, Predictive Hybrid Control on 3-Phase 4-Wire Power Converters

Sous la direction de Maurice Fadel, Yanuarsyah Haroen
Thèse soutenue le 01 octobre 2009: Institut de Technologie de Bandung (Indonésie), INPT
Dans une large variété d'applications industrielles, il existe une demande croissante pour améliorer la qualité de l'énergie fournie par les systèmes électriques. En plus de la fiabilité et de la disponibilité d'énergie électrique, la qualité de la puissance fournie devient maintenant une question importante. Parmi les causes de la pauvre qualité de puissance, les harmoniques sont considérés comme la raison qui contribue à la majorité de pannes de courant. Beaucoup d'efforts ont été développés pour résoudre le problème des perturbations harmoniques comme, par exemple, installer des dispositifs spéciaux tels que les filtres actifs. Ce travail de thèse traite le développement d’une commande directe de puissance utilisant l'approche prédictive hybride. La commande hybride considère chaque vecteur de tension du convertisseur comme une entité discrète qui sera appliquée pour commander un système linéaire continu. Un critère pour calculer le vecteur optimal de tension à appliquer sera établi à partir d’un modèle prédictif. Le vecteur optimal de tension à appliquer pour chaque période de commutation, et le correspondant temps d'application seront utilisés pour approcher la valeur réelle des variables d'état du système au point de référence désiré. Deux théories de puissance instantanées seront employées, p-q et p-q-r, pour une application de filtre active parallèle de puissance dans un système triphasé de 4 fils. Ces théories instantanées de puissance ont été développées pour être appliquées aux systèmes non équilibrés utilisant les variables de puissance pour obtenir les courants qui devraient être injectés par le filtre actif. Le filtre actif produira la puissance réactive demandée par la charge et compensera la composante d'ondulation de la puissance active de sorte que la source livre seulement la puissance active constante.
-Active Power Filter
-3-phase 4-wire power converter
-Instantaneous power theory
-Hybrid control
-Predictive control
In a wide variety of industrial applications, an increasing demand exists to improve the quality of the energy provided by electrical systems. Besides the reliability and availability of electric power, the power quality is now becoming an important issue. Among the causes of the poor power quality, the harmonics are included as the reason which contributes the majority of power failures. Many efforts have been developed to solve the harmonics problem as, for instance, to install special devices such as active filters. This research work deals with the development of direct power control using the hybrid predictive control approach. The hybrid control considers each voltage vector of the converter as a discrete entity which will be applied to control a continuous linear system. One criterion to calculate the optimal voltage vector to apply will be established for the predictive control model. The optimal voltage vector to apply for each switching period, and the corresponding application time will be used to approach the actual value of the state variables of the system to the desired reference point. Two instantaneous power theories will be used, i.e. pq0 and pqr instantaneous power theory for a shunt active power filter application implemented in 3-phase 4-wire system. These instantaneous power theories have been developed to be applied to unbalanced systems using the power variables to obtain the currents that should be injected from active filters. The active filter will produce the required reactive power for the load and compensate the ripple component of active power so that the source only delivers constant active power.
Source: http://www.theses.fr/2009INPT044H/document