Optimisation energetique des groupes turbine - alternateur - convertisseur a vitesse variable

par ANH MINH PHAN

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de JEAN LOUIS KUENY.

Soutenue en 1998

à l'INP GRENOBLE .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    La valorisation technico-economique des projets de centrales hydroelectriques depend des ressources hydrauliques disponibles et aussi des procedures d'exploitation utilisees en fonction de la puissance electrique demandee. Classiquement les groupes hydroelectriques sont exploites a vitesse de rotation constante, synchrone avec la frequence du reseau. Grace aux progres de l'electronique de puissance, il est maintenant possible d'utiliser des convertisseurs de frequences jusqu'a des puissances tres importantes et donc de faire fonctionner les turbines hydrauliques a vitesse variable. Ce nouveau degre de liberte permet d'obtenir un rendement du groupe turbine-alternateur-convertisseur le plus souvent superieur a l'ensemble turbine-alternateur a vitesse constante. Pour justifier l'installation d'un tel convertisseur, il est necessaire de verifier que le gain lie a la variation de vitesse compense le surcout correspondant. Dans ce memoire, on a developpe un modele global parametrique du fonctionnement du groupe turbine-alternateur-convertisseur. Le modele de la turbine est base sur la parametrisation des pertes a partir de mesures experimentales. L'alternateur est modelise a partir d'une structure theorique classique dont les coefficients sont obtenus par des essais sur prototype ou sur modele. Le convertisseur est represente par un modele sequentiel. Une procedure propose par l'auteur permet de trouver le reglage optimal de chaque element de l'ensemble complet compte tenu du potentiel hydraulique et de la demande de puissance electrique. Par simulation, il est alors possible de determiner le productible annuel de la centrale. Cette etude a ete testee et validee sur une installation experimentale de laboratoire equipee d'une turbine francis de 5 kw. Cette analyse a ensuite ete appliquee a un site reel presentant de grandes variations annuelles de chutes. Le productible annuel avec cette methode a ete compare a la simulation a frequence constante. Le gain energetique ainsi obtenu est un facteur important pour l'aide a la decision base des consideration technico-economique.


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Informations

  • Détails : 209 P.
  • Annexes : 52 REF.

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