Contribution à l’étude de la stabilité des systèmes électriques distributés autour d’un bus commun d'alimentation

par Ahmed-Bilal Awan

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Serge Pierfederici et de Babak Nahidmobarakeh.

Soutenue le 02-12-2011

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL , dans le cadre de IAEM - Ecole Doctorale Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques , en partenariat avec Groupe de recherche en électrotechnique et électronique de Nancy (Vandoeuvre-les-Nancy, Meurthe-et-Moselle) (laboratoire) .

Le président du jury était Benoît Robyns.

Le jury était composé de Serge Pierfederici, Babak Nahidmobarakeh, Benoît Robyns, Mohamed Fouad Benkhoris, Hubert Piquet.

Les rapporteurs étaient Mohamed Fouad Benkhoris, Hubert Piquet.


  • Résumé

    La stabilité est un facteur très important dans tous les modes de fonctionnement pour un Système à Puissance Distribué (SPD). En SPD, les charges sont connectées au bus DC à travers d’un filtre entré LC. La plupart des charges de SPD d'avions présents une caractéristique de charge à puissance constante dans un domaine de fonctionnement dans laquelle ils sont étroitement contrôlés. Ainsi, elles peuvent être modélisées comme une résistance négative. Changement de la charge dans un sous-système peut conduire un système stable dans l'instabilité.Une solution pratique pour diminuer le risque d'instabilité est présentée dans cette thèse qui consiste à modifier le contrôle des convertisseurs ou système onduleur-moteur connecté au bus DC. Cette solution permet de stabiliser le système, même avec un condensateur plus petit. Dans la première partie de la thèse, une méthode linéaire est présentée qui permet étudier la stabilité locale d'un système onduleur-moteur connecté au réseau par un filtre LC et un redresseur. Une technique de compensation d’oscillation est utilisée pour améliorer la marge de stabilité du système et la taille de la capacité dc-link sans modifier la structure des boucles de courant ou de couple. Cette technique consiste à superposer une puissance stabilisant sur la puissance absorbée par le drive. Bien que les modèles linéaires puissent être employées avec succès pour décrire le comportement d'un système physique au niveau local, ils échouent souvent de fournir une caractérisation satisfaisante de large-signal. Dans la deuxième partie, deux méthodes pour la stabilisation large-signal du système électrique sont présentées. Dans la dernière partie, une nouvelle méthode, basée sur les spécifications dynamiques est proposée pour étudier la stabilité d'un système électrique en cascade

  • Titre traduit

    Stability investigation of distributed power system


  • Résumé

    Stability is the first and very important factor in all modes of operation for a Distributed Power System (DPS). In DPS, loads are connected to the DC-bus through an input LC filter. Most of the loads in DPS of aircraft present a constant power load characteristic within a domain of operation in which they are tightly controlled. So they can be modeled as negative resistance. Change of the load in one subsystem may lead a stable system into instability. A practical solution to decrease the risk of instability presented in this thesis which consists in modifying the control of the converters or inverter-motor drive system connected to the DC-bus. This solution permits to stabilize the system even with a smaller size of capacitor. In the first part of the thesis, a linear method is presented which allows investigating local stability of an inverter-motor-drive system connected to the grid through an LC filter and a rectifier. An oscillation compensation technique is used to improve the stability margin of the system and the size of the dc-link capacitance without modifying structure of the torque or current loops. This technique consists in superposing a stabilizing power on the absorbed power by the drive. Although linear models can be successfully employed to locally describe the behavior of a physical system, they often fail to provide a satisfactory large signal characterization. In the second part, two methods for the large signal stabilization of the electrical system are presented. In the last part, a new method, based on dynamic specifications, is proposed to study the stability of a cascaded electric system


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.