FR2956532A1

FR2956532A1 - Eolienne associee a un systeme de stockage d'energie comportant au moins un hacheur pour le soutien d'un reseau electrique par la surveillance de la frequence

Info

Publication number: FR2956532A1
Application number: FR1051182A
Authority: FR
Inventors: Marc Vergnet
Original assignee: Vergnet SA VSA
Current assignee: Vergnet SA VSA
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2011-08-19
Anticipated expiration: 2030-02-18
Also published as: FR2956532B1

Abstract

L'invention concerne une éolienne composée d'au moins un mât, d'un rotor composé de plusieurs pales et connecté à une génératrice (1) produisant de l'énergie électrique pour un réseau (4) électrique. L'éolienne est associée à un système de stockage d'énergie électrique qui comprend au moins un système de mesure de fréquence électrique du réseau électrique, la fréquence électrique du réseau électrique mesurée par le système de mesure étant envoyée à un module (7) de contrôle configuré pour envoyer des informations à un premier (11) module de commande destiné à commander un convertisseur (502) DC/DC hacheur régulant la charge et/ou la décharge d'un dispositif (6) de stockage d'énergie, la charge et/ou la décharge étant déterminée(s) par le module (7) de contrôle en fonction de la différence entre la fréquence électrique minimum et la fréquence électrique mesurée. L'invention concerne également une méthode de soutien d'un réseau (4) électrique.

Description

i Éolienne associée à un système de stockage d'énergie comportant au moins un hacheur pour le soutien d'un réseau électrique par la surveillance de la fréquence La présente invention concerne le domaine des énergies renouvelables. La présente invention propose plus particulièrement une éolienne associée à un système de stockage d'énergie. La plupart des systèmes de stockage associés aux énergies renouvelables ont pour but de lisser la production électrique fournie à un réseau électrique. Il est en effet difficile de concilier la production et la io consommation. Par exemple, dans le cas d'une éolienne, la consommation d'électricité n'est pas toujours en adéquation avec la vitesse du vent mettant en action l'éolienne. La disponibilité des énergies renouvelables ne pouvant être maîtrisée, une solution consiste à stocker l'énergie électrique quand la production est supérieure à la consommation et à fournir cette énergie is électrique quand la demande de consommation est supérieure à la production. D'autres systèmes de stockage associés à des éoliennes ont pour but de filtrer la puissance délivrée au réseau électrique. La puissance en sortie de la génératrice de l'éolienne contient en effet divers harmoniques liées à la 20 fréquence de rotation (effet d'encoche, passage des pales de l'éolienne devant le mât de l'éolienne, etc.) ou aux variations rapides du vent. Le système de stockage de faible énergie mais de forte puissance lisse la puissance de sortie en constituant un filtre actif. Cependant, aucun des systèmes ne permet de fournir de façon 25 instantanée une surpuissance d'énergie électrique lors d'un pic de demande de consommation ou de défaut d'un générateur. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en définissant un système de stockage d'énergie électrique produite à partir d'énergie renouvelable et permettant de soutenir un réseau électrique. À cet effet, l'invention concerne une éolienne composée d'au moins un mât, d'un rotor composé de plusieurs pales et connecté à une génératrice produisant de l'énergie électrique pour un réseau électrique. L'éolienne est associée à un système de stockage d'énergie électrique comprenant au moins un système de mesure de fréquence électrique du réseau électrique, le signal représentatif de la fréquence électrique du réseau électrique mesurée par le système de mesure étant envoyée à un module de contrôle io configuré pour envoyer des informations à un premier module de commande destiné à commander un convertisseur DC/DC hacheur régulant la charge et/ou la décharge d'un dispositif de stockage d'énergie, la charge et/ou la décharge étant déterminée(s) par le module de contrôle en fonction du signal représentatif de la différence entre la fréquence électrique minimum stockée is dans une mémoire contenue dans le module de contrôle et le signal représentatif de la fréquence électrique mesurée. Selon une autre particularité, le système de stockage d'énergie électrique comprend en outre un convertisseur DC/AC onduleur connecté entre un bus continu et le réseau électrique, le convertisseur DC/AC 20 onduleur régulant la tension du bus continu et étant commandé par un troisième module de commande en fonction du plan de tension du réseau électrique. Selon une autre particularité, le système de stockage d'énergie électrique comprend en outre un convertisseur AC/DC redresseur, connecté 25 entre la génératrice fournissant un courant alternatif et le bus continu, le convertisseur AC/DC redresseur régulant la puissance de la génératrice et étant commandé par un second module de commande en fonction du couple aéraulique de l'éolienne et d'une consigne maximale de la vitesse de rotation du rotor de l'éolienne.

Selon une autre particularité, le convertisseur DC/DC hacheur est connecté entre le dispositif de stockage d'énergie et le bus continu et possède une inductance de lissage. Selon une autre particularité, le module de contrôle comporte au moins un régulateur PID qui détermine un signal représentatif d'une consigne de puissance signée du convertisseur DC/DC hacheur à partie du signal représentatif de la différence entre la fréquence électrique minimum et le signal représentatif de la fréquence électrique mesurée, le signal représentatif de la consigne de puissance signée du convertisseur DC/DC io hacheur étant envoyée à un module d'évaluation du module de contrôle. Selon une autre particularité, le module d'évaluation du module de contrôle reçoit le signal représentatif de la consigne de puissance signée du convertisseur DC/DC hacheur, le signal représentatif du courant passant dans l'inductance de lissage du convertisseur DC/DC hacheur et le signal is représentatif de la tension aux bornes du dispositif de stockage d'énergie pour déterminer le signal représentatif du signe de la consigne de puissance signée du convertisseur DC/DC hacheur et déterminer le signal représentatif de la consigne de rapport cyclique du convertisseur DC/DC hacheur, le signal représentatif du signe de la consigne de puissance signée du 20 convertisseur DC/DC hacheur et le signal représentatif de la consigne de rapport cyclique du convertisseur DC/DC hacheur étant les informations envoyées au premier module de commande commandant la charge et/ou la décharge du dispositif de stockage d'énergie. Selon une autre particularité, le signal représentatif de la consigne de 25 puissance signée du convertisseur DC/DC hacheur est au moins limité par le régulateur PID entre une valeur maximale et une valeur minimale, la valeur maximale de la consigne de puissance signée du convertisseur DC/DC hacheur étant la valeur minimale entre, d'une part, la puissance du dispositif de stockage électrique et, d'autre part, la différence entre la puissance 30 maximale du convertisseur DC/AC onduleur et la puissance instantanée transitant dans le convertisseur AC/DC redresseur, la valeur minimale de la consigne de puissance signée du convertisseur DC/DC hacheur étant la valeur négative de la valeur minimale entre, d'une part, la puissance maximale du dispositif de stockage électrique et, d'autre part, la différence entre la puissance instantanée transitant dans le convertisseur AC/DC redresseur et la puissance minimale fournie au réseau électrique. Selon une autre particularité, le module d'évaluation détermine le signal représentatif du courant sortant du convertisseur DC/DC hacheur qui est la différence entre, d'une part, le rapport entre le signal représentatif de la consigne de puissance signée du convertisseur DC/DC hacheur et le signal io représentatif de la tension aux bornes du dispositif de stockage d'énergie électrique et, d'autre part, le signal représentatif du courant circulant dans l'inductance de lissage du convertisseur DC/DC hacheur. Selon une autre particularité, le module d'évaluation comporte un régulateur PI qui détermine un signal représentatif d'une consigne de tension 15 du convertisseur DC/DC hacheur à partir du signal représentatif de la consigne de courant du convertisseur DC/DC hacheur. Selon une autre particularité, le module d'évaluation détermine le signal représentatif de la consigne de rapport cyclique du convertisseur DC/DC hacheur qui est calculée par le rapport entre, d'une part, le signal 20 représentatif de la consigne de tension du convertisseur DC/DC hacheur et, d'autre part, le signal représentatif de la tension du bus continu. Selon une autre particularité, le convertisseur DC/DC hacheur est en mis configuration de charge du dispositif de stockage d'énergie électrique par le premier module de commande, si le signal représentatif du signe de la 25 consigne de puissance signée du convertisseur DC/DC hacheur est négatif, le convertisseur DC/DC hacheur étant mis en configuration de décharge du dispositif de stockage d'énergie électrique, si le signal représentatif du signe de la consigne de puissance signée du convertisseur DC/DC hacheur est positif. 30 Selon une autre particularité, le dispositif de stockage d'énergie est une batterie, une pile à combustible réversible ou une combinaison de ceux-ci.

Un objet supplémentaire de la présente invention est de proposer une méthode de soutien d'un réseau électrique alimenté par l'éolienne selon l'invention. La méthode est caractérisée en ce qu'elle comprend au moins les étapes suivantes : - une étape de mesure de la fréquence du réseau électrique par Io un système de mesure de la fréquence, le signal représentatif de la fréquence du réseau électrique mesurée étant envoyée à un module de contrôle ; - une étape de détermination de la différence entre le signal représentatif la fréquence du réseau électrique mesurée et d'une fréquence is minimum mémorisée dans une mémoire du module de contrôle ; - une étape de détermination de la puissance transitant dans un convertisseur connecté au dispositif de stockage ; - une étape de charge d'un dispositif de stockage, si la puissance transitant dans le convertisseur a une valeur négative ; 20 - une étape de décharge du dispositif de stockage vers le réseau électrique, si la puissance transitant dans le convertisseur a une valeur positive ; - une étape d'avertissement à un gestionnaire du réseau électrique d'une chute de fréquence et du soutien du réseau électrique par le 25 système de stockage. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés : û la figure 1 représente le système de stockage d'énergie électrique selon une autre configuration ; û la figure 2a représente le schéma d'un convertisseur AC/DC redresseur du système de stockage électrique ; s û la figure 2b représente le schéma d'un convertisseur DC/AC onduleur du système de stockage électrique ; û la figure 2c représente le schéma d'un convertisseur DC/DC hacheur du système de stockage électrique ; û la figure 2d représente schématiquement la détermination de la io consigne de la puissance signée du convertisseur DC/DC hacheur ; û la figure 2e représente schématiquement la détermination de la consigne de la tension du convertisseur DC/DC. hacheur. L'invention va être décrite en référence aux figures 1, 2a, 2b, 2c, 2d et 15 2e. La production d'énergie électrique à partir d'énergies renouvelables est fortement dépendante des conditions météorologiques. Cette production ne peut donc pas assurer une réserve primaire sans système de stockage. L'approche de l'invention consiste à stocker de l'énergie électrique et 20 à constituer une réserve primaire disponible instantanément. La chute de la fréquence électrique d'un réseau (4) électrique au-delà de la bande morte des régulations des groupes de production est un événement significatif du besoin en puissance active d'un système électrique. L'énergie stockée est libérée en cas de chute de la fréquence du 25 réseau (4) électrique. La puissance active supplémentaire délivrée par la réserve primaire et la durée pendant laquelle cette puissance est délivrée sont donc asservies à la chute de la fréquence du réseau (4) électrique. Les capacités de stockage permettent alors de délivrer une puissance électrique quelque soit les conditions météorologiques et à n'importe quel moment pendant le temps de démarrage d'une nouvelle centrale de production électrique. L'invention présente au moins deux avantages majeurs. D'une part, le temps de réponse est très court car la détection d'un défaut de production est basée sur la fréquence du réseau (4) électrique. Par exemple, pour une fréquence de 50 Hz, le temps de réponse peut être de 20 ms ou 40 ms. D'autre part, une liaison en temps réelle entre le gestionnaire du réseau (4) électrique n'est pas nécessaire, ce qui particulièrement important pour des sites de production d'électricité insulaires où les liaisons ne sont pas fiables. io Les dispositifs de type éolienne fournissent un courant alternatif. Dans la suite de la description, il sera fait référence à une éolienne mais on comprendra que l'invention n'est pas limitée à ce seul système mais également à d'autres systèmes aptes à capter des énergies renouvelables pour en produire de l'électricité, comme, par exemple, une ou plusieurs is cellules photovoltaïques, un moulin, une hydrolienne, etc. L'éolienne est composée d'au moins un mât, d'un rotor composé de plusieurs pales et connecté à une génératrice (1) produisant de l'énergie électrique pour un réseau (4) électrique. De manière non limitative, la 20 génératrice fournit un courant alternatif triphasé. L'éolienne est associée à un système de stockage d'énergie électrique. Le système de stockage d'énergie comprend au moins un système de mesure de fréquence freggr;d électrique du réseau électrique. Le signal représentatif de la fréquence freggr;d électrique mesurée par le système de mesure est alors envoyée à un module 25 (7) de contrôle configuré pour envoyer des informations à un premier (11) module de commande destiné à commander un convertisseur (502) régulant la charge et/ou la décharge d'un dispositif (6) de stockage d'énergie. La charge et/ou la décharge sont déterminée(s) par le module (7) de contrôle en fonction du signal représentatif de la différence entre la fréquence (1002) fregn,;n électrique minimum stockée dans une mémoire (9) contenue dans le module (7) de contrôle et le signal (1001) représentatif de la fréquence fregg,d électrique mesurée. Par exemple, la mesure de la fréquence est réalisée par un système à verrouillage de phase (PLL ou Phase Lock Loop en anglais). Dans ce système, un comparateur de phase est connecté au réseau (4) électrique et à un générateur fournissant un signal possédant une fréquence de référence. Le signal en sortie du comparateur de phase est filtré par un filtre passe-bas. Le signal en sortie du filtre passe-bas est proportionnel à la différence entre Io la fréquence de référence et la fréquence fregg,d électrique. Le système de stockage d'énergie électrique comprend en outre un convertisseur (2) AC/DC redresseur (figure 2a), connecté entre la génératrice (1) éolienne fournissant un courant alternatif triphasé et un bus continu (200) comportant un condensateur (2000). Le convertisseur (2) AC/DC redresseur is régule la puissance de la génératrice (1) et est commandé par un second (201) module de commande en fonction du couple aéraulique de l'éolienne et une consigne maximale de la vitesse de rotation du rotor de l'éolienne. De façon non limitative, il est composé d'un pont redresseur triphasé commandé par des transistors bipolaire à grille isolée (IGBT ou Insulated Gate 8/polar 20 Transistor en anglais). Chaque entrée de commande des IGBT est commandée par une des six sorties du second (201) module de commande. Le condensateur (2000) du bus (200) continu est monté en parallèle au pont triphasé. Le convertisseur (2) AC/DC redresseur fournit aux bornes du condensateur (2000) un courant continu. 25 Le système de stockage d'énergie électrique comprend également un convertisseur (3) DC/AC onduleur (figure 2b) connecté entre le bus (200) continu et le réseau (4) électrique. Le convertisseur (3) DC/AC onduleur régule la tension Ubus du bus (200) continu et est commandé par un troisième 30 module (301) de commande en fonction du plan de tension du réseau (4) électrique. De façon non limitative, il est composé d'un pont triphasé à IGBT commandé par chacune des six sorties du troisième module (301) de commande qui est monté en parallèle au condensateur (2000) du bus (200) continu qui fourni un courant continu. Le convertisseur (3) DC/AC onduleur fournit un courant alternatif triphasé au réseau (4) électrique. La puissance produite par l'énergie éolienne est ainsi transférée au réseau (4) électrique à travers ces deux convertisseurs (convertisseur (2) AC/DC redresseur, convertisseur (3) DC/AC onduleur) qui la filtrent par, par exemple, un filtrage d'harmoniques ou de scintillement. io Le convertisseur régulant la charge et/ou la décharge du dispositif (6) de stockage d'énergie est un convertisseur (502) DC/DC hacheur (figure 2c) bidirectionnel connecté entre le dispositif (6) de stockage d'énergie et le bus (200) continu et possédant au moins une inductance (5021) de lissage. De façon non limitative, le convertisseur (502) DC/DC hacheur est un is convertisseur bidirectionnel, composé d'un bras constitué d'au moins deux transistors bipolaire à grille isolée (IGBT ou Insulated Gate 8/polar Transistor en anglais). Les bornes du dispositif (6) de stockage d'énergie électrique qui fournit ou qui reçoit un courant continu est monté en parallèle à un des IGBT. L'inductance (5021) de lissage est montée en série avec le dispositif (6) de 20 stockage d'énergie. Le condensateur (2000) du bus (200) continu est monté en parallèle au bras commandé par chacune des deux sorties du premier module (11) de commande. L'utilisation d'un convertisseur (502) DC/DC hacheur plutôt qu'une connexion directe du dispositif de stockage au bus (200) continu présente au 25 moins deux avantages : l'indépendance entre la tension Ubat aux bornes du dispositif (6) de stockage d'énergie électrique et la tension Ubus du bus (7) continu et la limitation de la puissance de court-circuit sur le bus (7) continu. En référence à la figure 2d, le module (7) de contrôle comporte au moins un régulateur (10) PID proportionnel intégral dérivé qui détermine un 30 signal représentatif d'une consigne Phopper de puissance signée du l0 convertisseur (502) DC/DC hacheur à partie du signal représentatif de la différence entre le signal (1002) représentatif de la fréquence freq électrique minimum et le signal (1001) représentatif de la fréquence freggrid électrique mesurée à l'aide de fonctions de transfert reliant le signal représentatif de la différence de fréquence et la consigne Chopper de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur. Le signal (1008) représentatif de la consigne Chopper de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur est alors envoyée à un module (8) d'évaluation du module (7) de contrôle. lo Le module (8) d'évaluation du module (7) de contrôle reçoit : - du convertisseur (502) DC/DC hacheur, un signal (1008) représentatif de la consigne Pchopper de puissance signée, - d'un dispositif de mesure de courant connectée aux bornes de l'inductance (5021) de lissage du convertisseur (502) DC/DC hacheur, un signal (1007) représentatif du courant iL passant dans l'inductance de lissage du convertisseur (502) DC/DC hacheur - d'un dispositif de mesure de tension connectée aux bornes du dispositif (6) de stockage d'énergie, un signal (1005) représentatif de la tension Ubat aux bornes du dispositif (6) de stockage d'énergie pour déterminer le signe sgn(Phopper) du signal (1008) représentatif de la consigne chopper de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur et déterminer le signal représentatif de la consigne a de rapport 25 cyclique du convertisseur (502) DC/DC hacheur. Le signal représentatif du signe sgn(Pehopper) de la consigne chopper de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur et le signal représentatif de la consigne a de rapport cyclique du convertisseur (502) DC/DC hacheur sont les 15 20 Il informations envoyées au premier (11) module de commande commandant la charge et/ou la décharge du dispositif (6) de stockage d'énergie. De préférence, le régulateur (10) PID qui détermine le signal (1003) représentatif de la consigne Pchopper de puissance signée est un régulateur s PID anti-saturation ou d'anti-emballement (anti-windup en anglais). Le signal (1003) représentatif de la consigne de puissance reste ainsi limité par le régulateur (10) PID dans un intervalle compris entre une valeur Phoppermax maximale et une valeur Phoppennin minimale. La valeur Phoppe maximale de la consigne Chopper de puissance io signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur est la valeur minimale entre, d'une part, la puissance Pupp,y du dispositif de stockage électrique et, d'autre part, la différence entre la puissance P. maximale du convertisseur (3) DC/AC onduleur et la puissance P nd instantanée transitant dans le convertisseur (2) AC/DC redresseur. 15 La valeur Phoppennin minimale de la consigne Chopper de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur est la valeur négative de la valeur minimale entre, d'une part, la puissance Pefil. maximale du dispositif de stockage électrique et, d'autre part, la différence Pwind ù Pmin_gnd entre la puissance Pwind instantanée transitant dans le convertisseur (2) AC/DC 20 redresseur et la puissance P ngrd minimale fournie au réseau (4) électrique. La grandeur P ind ù P nid peut être négative si l'on veut utiliser la capacité de stockage pour augmenter la production électrique momentanément, par exemple, pour un lissage de la production électrique. La valeur de Prefi, permet de définir la priorité entre la charge du max 25 dispositif (6) de stockage (temps de recharge court pour plus de disponibilité) ou la production sur le réseau de la puissance éolienne (recharge différée pendant heures creuses).

Le module (8) d'évaluation détermine le courant is sortant du convertisseur (502) DC/DC hacheur qui est la différence entre, d'une part, le rapport entre la consigne chopper de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur et la tension Ubat aux bornes du dispositif (6) de stockage d'énergie électrique et, d'autre part, le courant iL circulant dans l'inductance de lissage du convertisseur (502) DC/DC hacheur. En référence à la figure 2e, Le module (8) d'évaluation comporte également un régulateur PI proportionnel intégral qui détermine un signal représentatif d'une consigne Uhhopper de tension du convertisseur (502) lo DC/DC hacheur à partir du signal représentatif de la consigne (is ûiL) de courant du convertisseur (502) DC/DC hacheur à l'aide de fonctions de transfert reliant le signal représentatif d'une consigne Uhhopper de tension du convertisseur (502) DC/DC hacheur et le signal représentatif de la consigne (is -0L) de courant du convertisseur (502) DC/DC hacheur. ls De préférence, le régulateur PI qui détermine le signal représentatif d'une consigne Uehopper de tension du convertisseur (502) DC/DC hacheur est un régulateur PI anti-saturation ou d'anti-emballement (anti-windup en anglais) afin que le signal représentatif d'une consigne Uehopper de tension du convertisseur (502) DC/DC hacheur reste dans un intervalle compris entre 20 une valeur Uchoppermax maximale et une valeur Uchopperniin minimale. La tension UchopperX maximale du convertisseur (502) DC/DC hacheur est la tension maximale à appliquer aux bornes du dispositif de stockage. La tension Uhhoppermin minimale du convertisseur (502) DC/DC hacheur est égale zéro pour un convertisseur (502) DC/DC hacheur.

25 Le module (8) d'évaluation détermine alors le signal représentatif de la consigne a de rapport cyclique du convertisseur (502) DC/DC hacheur qui 15 est calculée par le rapport entre, d'une part, la consigne Uchopper de tension du convertisseur (502) DC/DC hacheur et la tension Ubus du bus (200) continu. Le convertisseur (502) DC/DC hacheur est mis en configuration de charge du dispositif (6) de stockage d'énergie électrique par le signe s sgn(Phopper )de la consigne PhoPPer de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur fourni en sortie de du module (7) de contrôle, lorsque le signe est négatif. Le convertisseur (502) DC/DC hacheur est mis en configuration de décharge du dispositif (6) de stockage d'énergie électrique lorsque le signe sgn(Phopper) de la consigne chopper de puissance signée du 10 convertisseur (502) DC/DC hacheur est positif. Pour toutes les configurations précédentes de chaque catégorie, le dispositif (6) de stockage d'énergie peut être, de manière non limitative, une batterie, une pile à combustible réversible ou une combinaison de ceux-ci. Un objet supplémentaire de la présente invention est de proposer une méthode de soutien d'un réseau (4) électrique alimenté par une éolienne selon l'invention associée à un système de stockage d'énergie électrique produite à partir de l'éolienne pour un réseau électrique.

20 Cette méthode comprend au moins les étapes suivantes : Une mesure permanente de la fréquence freggr;d du réseau (4) électrique est effectuée par un système de mesure de la fréquence. Le signal (1001) représentatif de la fréquence freggr;d du réseau (4) électrique mesurée est alors envoyé à un module (7) de contrôle.

25 Dans une étape suivante, un PID du module (7) de contrôle détermine la différence entre le signal (1001) représentatif la fréquence freggr;d du réseau (4) électrique mesurée et le signal (1002) représentatif d'une fréquence fregn n minimum mémorisée dans une mémoire (9) du module (7) de contrôle. Dans une étape suivante, le module (8) d'évaluation détermine la puissance transitant dans un convertisseur connecté au dispositif de stockage. Dans une étape suivante, si la puissance transitant dans le convertisseur a une valeur négative, le dispositif de stockage est en état de charge. Dans une étape suivante, si la puissance transitant dans le convertisseur a une valeur positive, le dispositif de stockage est en état de décharge vers le réseau (4) électrique. Dans une étape suivante, un gestionnaire du réseau (4) électrique est averti par un système de communication d'une chute de fréquence et du soutien du réseau (4) électrique par le système de stockage ; ceci afin que le 1s gestionnaire puisse, par exemple, prendre des dispositions un démarrage d'une nouvelle centrale de production électrique. Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses 20 autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS1. Éolienne composée d'au moins un mât, d'un rotor composé de plusieurs pales et connecté à une génératrice (1) produisant de l'énergie s électrique pour un réseau (4) électrique, l'éolienne étant associée à un système de stockage d'énergie électrique, l'éolienne étant caractérisée en ce que le système de stockage d'énergie électrique comprend au moins un système de mesure de fréquence électrique du réseau électrique, le signal (1001) représentatif de la fréquence électrique du réseau (4) électrique Io mesurée par le système de mesure étant envoyée à un module (7) de contrôle configuré pour envoyer des informations à un premier (11) module de commande destiné à commander un convertisseur (502) DC/DC hacheur régulant la charge et/ou la décharge d'un dispositif (6) de stockage d'énergie, la charge et/ou la décharge étant déterminée(s) par le module (7) de contrôle 15 en fonction du signal représentatif de la différence entre la fréquence électrique minimum stockée dans une mémoire contenue dans le module de contrôle et le signal (1001) représentatif de la fréquence électrique mesurée.
2. Éolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système de stockage d'énergie électrique comprend en outre un 20 convertisseur (3) DC/AC onduleur connecté entre un bus (200) continu et le réseau (4) électrique, le convertisseur (3) DC/AC onduleur régulant la tension du bus (200) continu et étant commandé par un troisième module (301) de commande en fonction du plan de tension du réseau (4) électrique.
3. Éolienne selon les revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le 25 système de stockage d'énergie électrique comprend en outre un convertisseur (2) AC/DC redresseur, connecté entre la génératrice (1) fournissant un courant alternatif et le bus (200) continu, le convertisseur (2) AC/DC redresseur régulant la puissance de la génératrice (1) et étant commandé par un second (201) module de commande en fonction du couple 30 aéraulique de l'éolienne et d'une consigne maximale de la vitesse de rotation du rotor de l'éolienne.
4. Éolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le convertisseur (502) DC/DC hacheur est connecté entre le dispositif (6) de stockage d'énergie et le bus (200) continu et possède une inductance de lissage.
5. Éolienne selon au moins une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le module (7) de contrôle comporte au moins un régulateur (10) PID qui détermine un signal (1003) représentatif d'une consigne de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur à partie du signal représentatif de la différence entre la fréquence électrique minimum et le signal (1001) représentatif de la fréquence électrique mesurée, le signal (1003) représentatif de la consigne de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur étant envoyée à un module (8) d'évaluation du module (7) de contrôle.
6. Éolienne selon au moins une des revendications 1 à 5, caractérisée 1s en ce que le module (8) d'évaluation du module (7) de contrôle reçoit le signal (1003) représentatif de la consigne de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur, le signal représentatif du courant passant dans l'inductance de lissage du convertisseur (502) DC/DC hacheur et le signal (1005) représentatif de la tension aux bornes du dispositif (6) de 20 stockage d'énergie pour déterminer le signal représentatif du signe de la consigne de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur et déterminer le signal représentatif de la consigne de rapport cyclique du convertisseur (502) DC/DC hacheur, le signal représentatif du signe de la consigne de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur et le 25 signal représentatif de la consigne de rapport cyclique du convertisseur (502) DC/DC hacheur étant les informations envoyées au premier (11) module de commande commandant la charge et/ou la décharge du dispositif (6) de stockage d'énergie.
7. Éolienne selon au moins une des revendications 1 à 6, caractérisée 30 en ce que le signal (1003) représentatif de la consigne de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur est au moins limitée par le régulateur(10) PID entre une valeur maximale et une valeur minimale, la valeur maximale de la consigne de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur étant la valeur minimale entre, d'une part, la puissance du dispositif de stockage électrique et, d'autre part, la différence entre la puissance maximale du convertisseur (3) DC/AC onduleur et la puissance instantanée transitant dans le convertisseur (2) AC/DC redresseur, la valeur minimale de la consigne de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur étant la valeur négative de la valeur minimale entre, d'une part, la puissance maximale du dispositif de stockage électrique et, d'autre part, la différence io entre la puissance instantanée transitant dans le convertisseur (2) AC/DC redresseur et la puissance minimale fournie au réseau (4) électrique.
8. Éolienne selon au moins une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le module (8) d'évaluation détermine le signal représentatif du courant sortant du convertisseur (502) DC/DC hacheur qui est la différence is entre, d'une part, le rapport entre le signal (1003) représentatif de la consigne de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur et le signal (1005) représentatif de la tension aux bornes du dispositif (6) de stockage d'énergie électrique et, d'autre part, le signal (1007) représentatif du courant circulant dans l'inductance de lissage du convertisseur (502) 20 DC/DC hacheur.
9. Éolienne selon au moins une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le module (8) d'évaluation comporte un régulateur PI qui détermine un signal (1003) représentatif d'une consigne de tension du convertisseur (502) DC/DC hacheur à partir du signal représentatif de la 25 consigne de courant du convertisseur (502) DC/DC hacheur.
10. Éolienne selon au moins une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le module (8) d'évaluation détermine le signal représentatif de la consigne de rapport cyclique du convertisseur (502) DC/DC hacheur qui est calculée par le rapport entre, d'une part, le signal 30 représentatif de la consigne de tension du convertisseur (502) DC/DChacheur et, d'autre part, le signal représentatif de la tension du bus (200) continu.
11. Éolienne selon au moins une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le convertisseur (502) DC/DC hacheur est en mis configuration de charge du dispositif (6) de stockage d'énergie électrique par le premier (11) module de commande si le signal représentatif du signe de la consigne de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur est négatif, le convertisseur (502) DC/DC hacheur étant mis en configuration de décharge du dispositif (6) de stockage d'énergie électrique si le signal io représentatif du signe de la consigne de puissance signée du convertisseur (502) DC/DC hacheur est positif.
12. Éolienne selon les revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le dispositif (6) de stockage d'énergie est une batterie, une pile à combustible réversible ou une combinaison de ceux-ci. 15
13. Méthode de soutien d'un réseau (4) électrique alimenté par une éolienne selon les revendications 1 à 12, la méthode étant caractérisée en ce qu'elle comprend au moins les étapes suivantes : - une étape de mesure de la fréquence du réseau (4) électrique par un système de mesure de la fréquence, le signal représentatif de la 20 fréquence du réseau (4) électrique mesurée étant envoyée à un module (7) de contrôle ; - une étape de détermination de la différence entre le signal (1001) représentatif la fréquence du réseau (4) électrique mesurée et d'une fréquence (1002) minimum mémorisée dans une mémoire (9) du module (7) 25 de contrôle ; une étape de détermination de la puissance transitant dans un convertisseur connecté au dispositif de stockage ; - une étape de charge d'un dispositif de stockage, si la puissance transitant dans le convertisseur a une valeur négative ;- une étape de décharge du dispositif de stockage vers le réseau (4) électrique, si la puissance transitant dans le convertisseur a une valeur positive ; - une étape d'avertissement à un gestionnaire du réseau (4) 5 électrique d'une chute de fréquence et du soutien du réseau (4) électrique par le système de stockage.