FR2985621A1 - Procede de controle de la tension statorique d'un turbo-alternateur, systeme et produit programme correspondants - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un système de contrôle de la tension statorique d'un turbo-alternateur apte à être couplé à un réseau électrique comprenant une étape de génération d'un signal de commande appliqué audit alternateur de sorte à permettre de maintenir ladite tension statorique sensiblement égale à une valeur de consigne prédéterminée. Selon l'invention, un tel procédé comprend une étape de détermination dudit signal de commande par application d'une commande linéarisante par retour d'état reconstruit à partir d'un observateur d'état résultant d'une modélisation non-linéaire d'ordre réduit de la dynamique dudit alternateur, ladite modélisation présentant une partie linéaire temps-invariant d'ordre inférieur ou égal à 3, et de préférence d'ordre 1, et une partie non-linéaire algébrique, ladite commande linéarisante par retour d'état utilisant une évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur par ledit observateur d'état à partir des mesures de la tension statorique, de la puissance active, de la puissance réactive et de la pulsation dudit alternateur, et de la puissance mécanique de la turbine dudit turbo-alternateur et, dans le cas où ledit réseau est un réseau infini, d'une valeur de réactance affectée arbitrairement audit réseau, de ladite valeur de consigne prédéterminée, et, si ledit réseau est un réseau infini, de ladite valeur de réactance affectée audit réseau.

Description

Procédé de contrôle de la tension statorique d'un turboalternateur, système et produit programme correspondants 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la commande des génératrices de courant électrique. Plus précisément, l'invention concerne un procédé et un système de contrôle de la tension statorique d'un alternateur, tel qu'un turbo-alternateur. L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, aux groupes turbo-alternateurs couplés à un réseau électrique. 2. Etat de la technique Il est bien connu que la régulation des turbo-alternateurs raccordés au réseau électrique pose plusieurs difficultés résultant du comportement intrinsèquement non-linéaire d'un alternateur, de sa forte dépendance vis-à-vis des variations non prédictibles des caractéristiques du réseau électrique, telles que par exemple un creux de tension ou une variation de fréquence, et des incidents constatés sur le réseau, par exemple une congestion des lignes de transport due à un report de charge, qui peuvent nécessiter de court-circuiter l'alternateur pour assurer une mise en sécurité du réseau. On connait différentes techniques de régulation de tension de type linéaire temps-invariant (LTI) appliquées aux turbo-alternateurs, telles que par exemple la technique de régulation proportionnel intégral dérivé (également désignée communément par son acronyme PID), la technique de correction par placement des pôles, la commande linéaire quadratique gaussienne (aussi désignée par son acronyme LQG), la technique d'optimisation dite H-infini. Ces techniques connues de régulateur à commande linéaire temps invariant présentent l'inconvénient d'être parfois instables et/ou lentes à répondre et/ou peu précises pour certains points de fonctionnement, par exemple en boucle ouverte.

Afin de compenser un défaut de stabilité de ces régulateurs connus et d'améliorer leur performances, on a pensé à leur associer respectivement un dispositif de limitation de la tension et d'adapter leur paramétrage en fonction du point de fonctionnement. Ces techniques de régulateur se révèlent cependant difficiles à régler à l'usage. Un autre inconvénient de ces techniques connues de régulateur est qu'elles sont peu robustes aux erreurs de modélisation du réseau ou aux perturbations résultant d'une modification de la topologie du réseau électrique. Afin de remédier à cet inconvénient, on a proposée une approche stochastique, décrite par exemple dans le brevet EP 0 715 400, consistant à adapter les gains des boucles de contre-réaction d'un régulateur agissant sur un alternateur, de sorte à minimiser la sensibilité de l'alternateur par rapport à ses paramètres de fonctionnement, et notamment par rapport à la longueur de la ligne de transmission représentative du réseau électrique. Un inconvénient de cette technique de régulation, reposant sur une modélisation d'un alternateur sous forme de système linéaire, est qu'elle ne prend pas donc en compte les couplages non-linéaires au sein de l'alternateur, ce qui limite en conséquence ses performances. 3. Objectifs de l'invention L'invention a donc notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'état de la technique cités ci-dessus. Plus précisément l'invention a pour objectif de fournir une technique de contrôle qui présente des performances convenables quels que soient la nature des perturbations et/ou l'état du réseau électrique. Un objectif de l'invention est notamment de fournir une telle technique de contrôle qui permette de maintenir la tension délivrée par un turbo- alternateur stable et proche d'une tension de consigne, quelle que soit le point de fonctionnement. Un objectif de l'invention est en particulier dans au moins un mode de réalisation de l'invention, de fournir une telle technique de contrôle qui soit efficace en réseau séparé.

Un objectif de l'invention est également de proposer une telle technique qui soit robuste, notamment au regard des erreurs de modélisation et/ou des modifications de la topologie du réseau électrique connecté au turbo-alternateur.

Un autre objectif de l'invention est de fournir une telle technique qui soit simple à mettre en oeuvre, et notamment à paramétrer. Encore un objectif de l'invention est de fournir une telle technique qui ne nécessite pas de procéder à une compensation d'un écart en tension permanent. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaitront par la suite sont atteints à l'aide d'un procédé de contrôle de la tension statorique d'un turboalternateur apte à être couplé à un réseau électrique, comprenant une étape de génération d'un signal de commande appliqué audit alternateur de sorte à permettre de maintenir ladite tension statorique sensiblement égale à une valeur de consigne prédéterminée. L'invention concerne ainsi le contrôle, ou en d'autres termes la régulation, de la tension statorique d'un turbo-alternateur. Selon l'invention, un tel procédé de contrôle comprend les étapes suivantes : - mesure de la tension statorique, de la puissance active, de la puissance réactive et de la pulsation dudit alternateur et de la puissance mécanique de la turbine dudit turbo-alternateur ; - détermination dudit signal de commande par application d'une commande linéarisante par retour d'état reconstruit à partir d'un observateur d'état résultant d'une modélisation non-linéaire d'ordre réduit de la dynamique dudit alternateur, ladite modélisation présentant une partie linéaire temps-invariant d'ordre inférieur ou égal à 3, et de préférence d'ordre 1, et une partie non-linéaire algébrique, ladite commande linéarisante par retour d'état utilisant : - une évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur par ledit observateur d'état à partir desdites mesures et, dans le cas où ledit réseau est un réseau infini, d'une valeur de réactance affectée arbitrairement audit réseau ; - ladite valeur de consigne prédéterminée ; et - si ledit réseau est un réseau infini, ladite valeur de réactance affectée audit réseau. Ainsi, l'invention propose, de façon inédite, une technique de contrôle de la tension statorique d'un turbo-alternateur, via une loi de commande non linéaire, en l'occurrence une commande linéarisante par retour d'état reconstruit par un observateur d'état, prenant en compte le comportement non-linéaire réel de l'alternateur et son couplage avec un réseau électrique pouvant être un réseau infini ou un réseau séparé. En particulier, dans le cas d'un réseau infini, le couplage de l'alternateur avec le réseau est pris en compte au travers de la réactance qui lui est affectée. Dans le cas d'un réseau séparé, qui recouvre les situations d'îlotage, de court-circuit, et d'alternateur à vide, les caractéristiques du réseau sont déduites des mesures de la tension statorique, de la puissance active, de la puissance réactive et de la pulsation de l'alternateur. La mise en oeuvre d'un observateur d'état permet par ailleurs une implémentation de cette technique en temps réel, et ainsi de suivre la dynamique de l'alternateur, ce qui permet notamment de pouvoir conférer à la tension statorique contrôlée une stabilité convenable vis-à-vis des perturbations. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, ladite partie linéaire temps-invariant est représentative du comportement électromagnétique du régulateur, et donne les composantes selon les axes d et q de l'intensité statorique à partir de la valeur des composantes selon les axes d et q de ladite tension statorique et de la valeur dudit signal de commande. Dans au moins un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit signal de commande est un signal de commande en tension de l'excitatrice dudit turbo-alternateur.

Il peut par exemple s'agir de la tension d'excitation de l'alternateur, d'une grandeur proportionnelle ou constituant une fonction affine de la tension d'excitation de l'alternateur, ou de l'écart entre une tension en un point de l'alternateur et la tension d'excitation de l'alternateur.

Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, il peut également être envisagé que le signal de commande corresponde à un signal de commande en courant. {Selon un aspect particulier de l'invention, ladite partie linéaire temps-invariant est d'ordre 1 et s'exprime sous la forme générale suivante : gif = Al gif ± B1 V dq ± bl Vf idq = Cl gif + DI vdq les coefficients des matrices A1, 81, C1, D1 et le coefficient b1 étant définis à partir de caractéristiques constructives électromagnétiques dudit alternateur, Vf étant le signal de commande en tension de l'excitatrice en valeur réduite, Illf étant le flux d'enroulement d'excitation en valeur réduite, et idq, vdq étant 15 respectivement les vecteurs des composantes de l'intensité et de la tension de l'alternateur selon les axes d et q en valeur réduite. Dans au moins un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite commande linéarisante par retour d'état résulte de l'application d'une dynamique de poursuite linéaire à l'angle total formé entre la tension de 20 phase du réseau infini et l'axe q lié au rotor, ou au carré de ladite tension statorique. La variable d'état angle total constitue notamment, lorsque le turboalternateur est couplé à un réseau de puissance infinie, une sortie dite plate qui préserve la boucle de commande d'une dynamique de zéro instable. 25 La demanderesse a par ailleurs observé, de façon astucieuse, qu'en réseau séparé, le carré de la tension statorique constitue une sortie plate. On peut donc dans ce cas appliquer une dynamique de poursuite linéaire directement au carré de la tension statorique.10 De façon avantageuse, un procédé de contrôle tel que ceux décrits ci-dessus comprend une étape de sélection de ladite commande linéarisante par retour d'état parmi : - au moins une commande linéarisante par retour d'état dédiée au cas d'un réseau infini, ledit état étant reconstruit à partir d'un observateur d'état résultant de ladite modélisation non-linéaire d'ordre réduit et utilisant une évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur par cet observateur d'état à partir desdites mesures et d'une valeur de réactance prédéfinie affectée audit réseau et associée de façon biunivoque à chacune desdites commandes dédiées, ladite valeur de consigne prédéterminée, et ladite valeur de réactance prédéfinie ; - une commande linéarisante par retour d'état dédiée au cas d'un réseau séparé, ledit état étant reconstruit à partir d'un observateur d'état résultant de ladite modélisation non-linéaire d'ordre réduit et utilisant une évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur par ledit observateur d'état à partir desdites mesures, et ladite valeur de consigne prédéterminée ; ladite étape de sélection comprenant : pour chacun des observateurs d'état associés aux dites commandes linéarisantes par retour d'état dédiées au cas d'un réseau infini, une étape de détermination du carré de l'innovation de la tension du réseau infini délivrée par cet observateur d'état ; une étape de détermination du carré de l'innovation de la tension statorique délivrée par l'observateur d'état associée à ladite commande linéarisante par retour d'état dédiée au cas d'un réseau séparé ; une étape de comparaison desdits carrés d'innovation déterminés, de sorte à identifier, ou en d'autres termes à détecter la commande linéarisante par retour d'état dédiée minimisant lesdits carrés d'innovation, et qui constitue ladite sélection.

Ainsi, on peut sélectionner, de façon automatique, une commande en retour d'état qui soit robuste quelle que soit l'évolution des caractéristiques du réseau couplé à l'alternateur. Dans une variante, convenant au seul cas d'un réseau infini, on sélectionne ladite commande linéarisante par retour d'état parmi une pluralité de commandes linéarisantes par retour d'état dédiées au cas d'un réseau infini, ledit état étant reconstruit à partir d'un observateur d'état résultant de ladite modélisation non-linéaire d'ordre réduit et utilisant une évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur par cet observateur d'état à partir desdites mesures et d'une valeur de réactance prédéfinie affectée audit réseau et associée de façon biunivoque à chacune desdites commandes dédiées, ladite valeur de consigne prédéterminée, et ladite valeur de réactance prédéfinie, ladite étape de sélection comprenant : pour chacun des observateurs d'état associés aux dites commandes linéarisantes par retour d'état dédiées, une étape de détermination du carré de l'innovation de la tension du réseau infini délivrée par cet observateur d'état ; une étape de comparaison desdits carrés d'innovation déterminés, de sorte à identifier, ou en d'autres termes à détecter la commande linéarisante par retour d'état dédiée minimisant lesdits carrés d'innovation, et qui constitue ladite sélection. De façon avantageuse, ledit observateur d'état est obtenu en appliquant un modèle prédicteur à prédiction constante à une perturbation additive associée au signal de commande. Selon un aspect particulier de l'invention, ledit observateur d'état est obtenu en appliquant en outre un modèle à prédiction en rampe aux variations de la fréquence du réseau, dans le cas où ledit réseau est un réseau infini.

Selon un aspect particulier de l'invention, ladite étape d'évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur par ledit observateur d'état comprend une étape d'attribution des gains d'au moins un polynôme caractéristique de filtrage associé audit observateur d'état. Ces gains constituent en effet les paramètres de réglage de l'observateur.

Préférentiellement un procédé de contrôle tel que l'un quelconque des procédés de contrôle décrits ci-dessus comprend une étape d'application d'une compensation à avance de phase audit signal de commande et/ou une étape d'estimation par ledit observateur d'état d'une fonction intégrale dudit signal de commande par ledit observateur.

Ainsi on compense les retards et les constantes de temps de l'excitatrice. L'invention concerne également un système de contrôle de la tension statorique d'un turbo-alternateur pour la mise en oeuvre d'un quelconque des procédés de contrôle décrits ci-dessus.

Selon l'invention, un tel système de contrôle est destiné à permettre de maintenir ladite tension statorique sensiblement égale à une valeur de consigne prédéterminée, comprenant des moyens de génération d'un signal de commande appliqué audit alternateur, et comprend : - des moyens de mesure de la tension statorique, de la puissance active et de la puissance réactive, et de la pulsation dudit alternateur, et de la puissance mécanique de la turbine dudit turbo-alternateur ; - des moyens de détermination dudit signal de commande par application d'une commande par retour d'état reconstruit à partir d'un observateur d'état résultant d'une modélisation non-linéaire d'ordre réduit de la dynamique dudit alternateur, ladite modélisation présentant une partie linéaire temps-invariant d'ordre inférieur ou égal à 3, et de préférence d'ordre 1, et une partie non-linéaire algébrique, ladite commande linéarisante par retour d'état utilisant: - une évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur par dudit observateur d'état, à partir desdites mesures et, dans le cas où ledit réseau est un réseau infini, d'une valeur de réactance prédéfinie affectée audit réseau ; - une valeur de consigne prédéterminée de ladite tension statorique; et - si ledit réseau est un réseau infini, ladite valeur de réactance prédéfinie affectée audit réseau.

L'invention concerne encore un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution de l'étape de détermination dudit signal de commande d'un quelconque des procédés de contrôle décrits ci-dessus, lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de contrôle selon l'invention permettant de réguler un turboalternateur ; la figure 2 est une représentation d'un exemple de modèle mathématique non-linéaire de fonctionnement d'un turboalternateur utilisé pour mettre en oeuvre l'invention ; la figure 3 est une représentation synoptique, sous forme de diagramme-bloc, des étapes mise en oeuvre par le module de commutation du dispositif de contrôle présenté en référence à la figure 1 permettant la sélection d'un régulateur adapté à l'état du réseau électrique. 6. Description détaillée d'un exemple de mode de réalisation de l'invention On présente, en relation avec la figure 1, un exemple de dispositif 10 selon l'invention dédié au contrôle de la tension statorique d'un turbo- alternateur 11 couplé à un réseau électrique 12, et visant à maintenir la tension statorique proche d'une valeur de consigne prédéterminée. Dans ce mode de réalisation de l'invention, la valeur du signal de commande U délivré par le dispositif 10 est directement proportionnelle à la tension de l'excitatrice du turbo-alternateur 11. Le dispositif de contrôle 10 comprend un microprocesseur (non représenté) pilotant une batterie de cinq régulateurs élémentaires 13 sensiblement identiques, dédiés au contrôle de la tension statorique de l'alternateur lorsqu'il est connecté à un réseau infini.

Dans une variante de ce mode de réalisation de l'invention, il peut être prévu de mettre en oeuvre une batterie comprenant 6, 7, 8, 9, ou 10 régulateurs élémentaires ou plus. Chacun de ces régulateurs élémentaires héberge un composant logiciel formant observateur d'état 14 permettant de fournir une estimation de l'état de l'alternateur X à partir d'une mesure de la pulsation co et de la puissance mécanique Pmec de la turbine du turbo-alternateur 11, et des valeurs de la tension statorique V, de la puissance active P et de la puissance réactive Q mesurées en sortie de l'alternateur par une unité de mesure 15 reliée à des capteurs de tension et de courant, et à partir d'une valeur arbitraire attribuée à la réactance xe du réseau électrique 14, spécifique à ce régulateur et différente pour chacun des cinq régulateurs 13. Chaque régulateur élémentaire 13 héberge également, et permet d'exécuter, une application formant commande linéarisante par retour d'état 16 générant le signal de commande U à partir de l'estimation X, de la valeur de la réactance xe attachée à ce régulateur, et d'une donnée Vréf stockée dans une mémoire tampon 17, représentative de la valeur de consigne de la tension statorique V. Dans une variante de ce mode de réalisation de l'invention, il peut également être envisagé de prévoir une application formant commande 30 linéarisante par retour d'état commune à l'ensemble des régulateurs élémentaires, hébergée par le dispositif de contrôle 10.

Un régulateur élémentaire supplémentaire 110, spécifique, a été prévu afin de permettre d'assurer un contrôle du régulateur dans le cas où il se retrouve dans une configuration de réseau séparé. Ce régulateur supplémentaire 110 héberge un composant logiciel formant observateur d'état 111 et une application formant commande linéarisante par retour d'état 112. Un module de commutation 18 assure une sélection du régulateur élémentaire à activer, afin de délivrer la commande la mieux adaptée au point de fonctionnement dans lequel se trouve l'alternateur. Un convertisseur numérique-analogique 19 est monté entre le dispositif de contrôle et l'alternateur afin de transformer le signal de commande en tension. La figure 2 illustre, sous forme de diagramme fonctionnel, le modèle mathématique non-linéaire d'ordre réduit utilisé pour représenter la dynamique du turbo-alternateur connecté au réseau électrique. Les équations de départ et les hypothèses conduisant à ce modèle mathématique sont détaillées dans la suite de la description, en annexe 1. Comme on peut le voir sur la figure 2, ce modèle non-linéaire présente une partie linéaire temps-invariant 21 d'ordre 1, et une partie non-linéaire algébrique 22. Il est en outre paramétré par la réactance xe du réseau électrique au travers de l'impédance du réseau électrique Ze = Ire - 3 Xe, où I est une matrice unitaire et J une matrice symplectique. La partie linéaire temps-invariant 21 est représentative du comportement électromagnétique du régulateur. Elle donne les composantes selon les axes d et q de l'intensité statorique idq à partir de la valeur des composantes selon les axes d et q de ladite tension statorique vdq et de la valeur du signal de commande en tension de l'excitatrice de l'alternateur Vf en valeur réduite, et s'exprime sous la forme : f = A1Ilif ± Blvdq ± b1V, ' où les coefficients des matrices A1, B1, C1, i dq = C1Ilif + D1 vdq D1 et le coefficient b1 sont définis à partir des caractéristiques constructives électromagnétiques de l'alternateur, et Illf est le flux d'enroulement d'excitation en valeur réduite. Dans une variante de ce mode de réalisation particulier de l'invention, il peut être envisagé que la partie linéaire temps-invariant du modèle mathématique réduit mis en oeuvre par l'invention est d'ordre 3 et s'exprime par exemple sous la forme générale suivante : i = Co dq ^ où vf, Vo, vQ sont le flux d'enroulement d'excitation et les flux des amortisseurs d'axes d et q en valeur réduite, et les coefficients des matrices Ao, Bo, Co, Do sont obtenus à partir de caractéristiques constructives électromagnétiques de l'alternateur. Dans le diagramme fonctionnel représenté figure 2, H est une constante physique connue fournie par les constructeurs de la turbine, Pmec est la puissance mécanique fournie par la turbine, et cor et Vr sont respectivement la fréquence et la tension du réseau électrique. L'observateur d'état implémenté dans les composants logiciels 14 et 111 résulte de cette modélisation non-linéaire de l'alternateur couplé au réseau électrique. Les composantes vdq et idg de la tension statorique réduite et de l'intension statorique réduite selon les axes d et q et la grandeur xf = centilf, , sont calculés directement par les composants logiciels 14 et 111. À cet effet, on a implémenté dans ces composants les fonctions algébriques non-linéaires [17], [20], [21] et [22] détaillées en annexe 2. Par ailleurs l'angle total 8 entre la tension de phase du réseau et l'axe q liée au rotor et la tension du réseau Vr sont calculés directement par le composant logiciel 14, dans lequel on a implémenté les fonctions algébriques d dr lIt f lle D iliQ + Bo Vdq + boV f + Do Vdq 1-1-'f lle D iliQ [24] et [25] (cf. annexe 2), à partir des données de mesure et de la valeur attribuée à la réactance du réseau infini xe . Le composant logiciel 111, dans lequel la fonction algébrique [26] a été implémentée, calcule directement l'admittance de réseau séparé Ze-1 .

Par souci de clarté, les grandeurs obtenues par calcul direct sont repérées dans la suite de la description par un surlignage (par exemple, on note S la valeur calculée de 8). Quatre sous-systèmes dynamiques linéaires temps-invariant indépendants [27] à [30], détaillés en annexe 3, sont résolus par l'observateur implémenté dans le composant logiciel 14 afin de fournir une estimation des grandeurs suivantes : - perturbation additive d, sur le signal commande, représentative des perturbations réelles et des erreurs de modèle, et de xf ; - puissance mécanique corrigée Pmec de la turbine et pulsation ci); - pulsation du réseau cor et sa dérivée par rapport au temps ; et - tension du réseau Vr. On procède, de façon connue en soi, au réglage de l'observateur d'état en ajustant la valeur des coefficients des polynômes caractéristiques de filtrage Fu, F, FS, Fr, qui définissent les modes de ces quatre sous-20 systèmes. Dans le composant logiciel 111, une estimation de la perturbation additive d, sur le signal commande et de la grandeur xf est opérée en résolvant le sous-système dynamique linéaire temps-invariant [27]. À cet effet, on assigne une valeur idoine aux coefficients du polynôme 25 caractéristique de filtrage F permettant de régler l'observateur implémenté dans le composant logiciel 111. Les composantes du vecteur d'état calculées directement ou estimées par les observateurs d'état 14 et 111 sont transmises respectivement aux applications formant commande linéarisante par retour d'état 16 et 112, qui 30 délivrent un signal de commande u à l'alternateur 11. À cet effet, on a implémenté la fonction algébrique [36] au sein de l'application 16, et la fonction [38] au sein de l'application 112, qui résultent respectivement de l'application d'une dynamique de poursuite linéaire à l'angle total, et au carré de ladite tension statorique (voir l'annexe 4).

La Demanderesse a en effet remarqué, de façon astucieuse, que l'angle total et le carré de la tension statorique constituent, dans les cas respectifs d'un réseau infini et d'un réseau séparé, des sorties dites plates, qui préservent la boucle de commande des dynamiques de zéro instables. On note que ces fonctions sont particulièrement simples à programmer. Par ailleurs, la mise en oeuvre, au sein des régulateurs élémentaires 13, d'un paramétrage de l'observateur 14 et de l'application 16 en fonction d'une valeur de réactance du réseau infini confère avantageusement des performances satisfaisantes au régulateur élémentaire 13 auquel on a affecté une valeur de réactance de réseau infini sensiblement égale à la réactance effective du réseau. On a représenté en relation avec la figure 3 les étapes opérées par le module de commutation 18 afin de sélectionner le régulateur élémentaire le mieux adapté à l'état effectif du réseau électrique, et de lui permettre de délivrer un signal de commande, sous forme de diagramme-bloc.

Dans une étape 32, on collecte auprès de chaque observateur implémenté au sein des régulateurs élémentaires 13 une innovation sur la tension du réseau infini v = -17, sin 17, cos -i? sin 3 déterminée lors d'une 12 cos 3 _ étape 31 par calcul direct de 17, et 8 et à partir des estimations Vr et â On applique ensuite, dans une étape 33, un filtre passe-bas aux carrés des innovations issues de chaque régulateur élémentaire 13, v2 = 1 1+ ST/ Pif Il convient de noter que la valeur de la constante de temps 7-1 qui constitue le paramètre de réglage du module de commutation 18 doit être suffisamment faible pour permettre une réadaptation rapide lors des changements d'état du réseau, mais pas trop faible cependant au risque que le module de commutation devienne exagérément sensible aux bruits et aléas non significatifs. Dans une étape 35, on collecte auprès de l'observateur implémenté au sein du régulateur élémentaire 110 une innovation sur la tension statorique, calculée lors d'une étape 34, v = 'Tc/r/ -1")dq OÙ 1) dg = C v.î f , avec Cv = Ze(/ -DZe)-1C = (Ze-1-D)-1C , et on détermine le carré de cette innovation. Lors de l'étape 34, on a appliqué au préalable (étape 341) un filtre passe-bas aux composantes de l'admittance du réseau Ze-1 = ae - y, _y, ae rentrant dans le calcul de Cv : â, = e = Ye 1 sT y 1+ sT y Dans une étape 36, on compare les carrés d'innovation déterminés lors des étapes 35 pour identifier le minimum de ces carrés d'innovation. Le module de commutation 18 sélectionne alors dans une étape 37 le régulateur élémentaire ayant fourni le minimum des carrés d'innovation et l'active, afin qu'il délivre un signal de commande à l'alternateur. Dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, un réseau à avance 113, du type 1+ s(T, +1.) , est inséré en sortie de la loi de commande 1+sr dans le but de compenser les retards et constantes de temps Te de l'excitatrice. Dans une variante de ce mode de réalisation de l'invention, il peut être envisagé d'intégrer directement les dynamiques de l'excitatrice dans le modèle de conception des régulateurs élémentaires, en considérant la fonction intégrale u = 1 ue , avec ue est le signal de commande de 1+ sTe l'excitatrice délivré par le régulateur. Une estimation de la variable d'état u peut alors être effectuée par l'observateur par simulation en boucle ouverte en posant û = 1u . 1+ ST e e L'Homme du métier aboutira alors, sans effort excessif à l'observateur, en remplaçant u par û dans le sous-système [27], et à la commande linéarisante par retour d'état en suivant la démarche exposée en annexe 4, en veillant à augmenter les dynamiques de poursuite d'une unité de sorte à faire apparaitre la commande ue L'invention s'applique au contrôle de la tension statorique d'un groupe turbo-alternateur d'une centrale thermique, d'une centrale nucléaire, ou d'une centrale hydro-électrique, mais aussi au contrôle de la tension statorique d'un turbo-alternateur couplé à une éolienne.10 ANNEXE 1 Notations V, : Tension nominale entre phase et neutre I' : courant nominal par phase cosOn : cos0 nominal P' = 3 Mn cos On : Puissance active nominale Qn = 3 Vnin sin 0' : Puissance réactive nominale Z. = 3V2 cos0' : Impédance nominale de l'alternateur pi, Les grandeurs qui suivent sont en valeurs réduites, à l'exception de la fréquence électrique du rotor co, de la fréquence 04- du réseau (en rd/s) et des angles divers (a, 5, 9, en rd). V : Tension stator réduite. On note vdq = Vd ses composantes selon les axes vq d et q. I : Courant stator réduit. On note idq = d et q. P =V I cos0 = vdid +vgiq Q =V I sin 0 = vdiq - vqid ses composantes selon les axes id i g : Puissance active réduite. : Puissance réactive réduite.

Vd, vc, : Composantes selon les axes d et q du flux d'enroulement par phase du stator. ra : Résistance par phase du stator (-0). Vf, if : Tension et courant d'excitation de l'alternateur. iD, iQ: Courants dans les amortisseurs d'axes d et q. rf, ro, rQ: Résistance d'inducteur, résistances des amortisseurs d'axes d et q. Vf, Vo, vc, : Flux d'enroulement d'excitation et flux des amortisseurs d'axes d et q iff, iDD, /QQ : Inductances propres de l'inducteur et des amortisseurs d'axes d et q. Id, ici : Inductances synchrones longitudinales et transversales. mfD, maf, maD, maQ : Inductances mutuelles. V,: Tension du réseau. ie : Inductance de raccordement au réseau. re : Résistance de réseau séparé. a : Angle interne (entre la tension stator et l'axe q liée au rotor). 5: Angle total (entre la tension de phase du réseau et l'axe q liée au rotor). Pmec : puissance mécanique.

Pe : puissance électrique (= puissance active P). H : constante d'énergie cinétique (6.15s). TL : temps de lancer, vaut 2*H.

Conception du modèle Le comportement d'un turbo-alternateur connecté à un réseau électrique est décrit classiquement par les équations suivantes : - Équations de Park : Vd = - &I' d [1] { q 1Pg CO raid dt diP yg =- +1Pdco- raia dt On néglige la résistance ra. On réduit l'ordre en négligeant les dynamiques cl1Pd cl1P , q , et on admet que co- mn (la fréquence nominale). D'où dt dt l'approximation : {V d = 11.1,1 ()n V = 1Pd (On g [2] - Équations électriques du rotor : vf = diP f +rfif dipdt ' 0 - ri + rDiD dt dg'Q 0= + rQiQ - Équations magnétiques : 19 [3] dt ld maf maD ld if maf 1 fD maD M fp 1DD f q lq maQ - [4] D 1PQ maQ 1QQ iq lQ 1D- - Équations électromécaniques. En admettant que co- con, on a Cmec -C Pinec -P, d'où : dco con (P' -P) [5] dt 2H Angle total dÔ dt co-wr [6] Raccordement au réseau -Vr sin 5= vd - reid dld - e coi e dt di V,. cos CS = Vq - reiq - le-dtg + ecoi d - Mise en forme de ces équations : Soit Vrdq -Ve sin [7] Vr cos _ 0 -1 1 0 : rotation de 7c/2 dans le plan x, y, (de - 7c/2 dans les axes d, q). Avec co- mn et xe =on l' Ze = 1 J xe = re xe - xe re , on obtient : et J didq 1 - -Z ai dq ± V dq - V rdq e dt di, En négligeant les dynamiques =q , on a : dt Vdq = Vrdq Zedq [8] Les équations magnétiques [4] s'écrivent globalement : qff l ff MiD 0 maf 0 if - A. if iD [9] kif qJQ 'Pd MiD 1' 0 maD 0 iD iQ id qfq 0 0 1QQ 0 maQ iQ maf maD O T 1d 0 id o o maQ I o lq - lq On inverse A puis on décompose : Z11 Z21 Z12 Z22 = z11 = z21 qff qJQ qff qJQ + Z22 1Pd qfq A1= J , D'où Les équations [3] donnent : d qff if 1 rf dt qJQ 0 0 = -R iD Vf, où R = D iQ rQ _ , d qff = qff - RZ12 + bo Vf D'ou : - j D qJQ qJQ dt L'équation [2] devient : Vq 1 COn - Vd / con_ - --Vdq (en q_ D'où les équations d'état d'un bloc linéaire, d'entrées Vf, Vd, vq, de sorties id, iq : + Bo vdq + bovf [ 10 ], où AD = -RZii , B0 = RZI2J / con , b0 = = A0 d dr 111f lle D iliQ lit f lle D iliQ 1 0 0 i = C0 litf lle D +Do vdq [1 1 ], OÙ Co = Z21 , Do = -Z223 / COn 0 il'Q Réduction de modèle On effectue la réduction d'ordre sur la partie linéaire temps-invariant, en appliquant une méthode des perturbations singulières. Le système [10, 11] de dimension 3 est réduit à la dimension 1 en retenant la seule composante Illf de l'état. On partitionne 1-2 les matrices A0, Bo, Co, Do et on définit : [12] D'où le système réduit : À la suite de cette mise en équations, le modèle mathématique non-linéaire réduit de l'alternateur connecté au réseau électrique peut être représenté par le diagramme fonctionnel de la figure 2.

Dans ce modèle, H est une constante physique connue, fournie par les constructeurs de la turbine, et les matrices A1, 81, C1, D1, ainsi que le coefficient b1, résultent des caractéristiques électromagnétiques connues de l'alternateur. Les variables d'entrée sont la tension de commande Vf de l'excitatrice, la puissance mécanique Pm' fournie par la turbine, et les caractéristiques inconnues du réseau (fréquence co' tension V, et impédance 4). De manière facultative, il peut être envisagé pour équilibrer l'ordre de grandeur des signaux d'effectuer des changements de variable qui redéfinissent l'état. Le système linéaire temps-invariant devient, par exemple: zf=Axf + B v' +b ug [13] idq CXf Dvdq [14] M n en posant xf = centif , et ug = «f Vf rf Les équations [5] à [8] sont inchangées.

ANNEXE 2 - Expressions de 7f , S, vr , villq, vdq,idqet 2e-1(en réseau séparé) Les puissances actives et id réactives [15] P Vd vq iq s'expriment : Q - vq Vd Vd -Vq En multipliant les deux membres de [15] par . Il vient : Vd - vq P V2 o ld vq Vd Vq Vd Q o v2 iq [16] En considérant l'équation [14] : idq CXf + D vdq OÙ -- C= cl , D= 0 d12 [171 0 d21 0 L'équation [16] se détaille en : vdP -vgQ =V2 cixf +V2 dl2Vq [18] et vqP+vdQ =172 d2lVd On peut alors exprimer vd et vc, en fonction d'un l'angle a (dit angle interne), à déterminer : {vd = -V sin(a) vq = V cos(a) [6] L'équation [19] donne : V q = V2d21 -Q Vd p 23 [19] D'où : a = arctan 1 = arctan ( [21] - Vd P Vq Q-172 dm) Connaissant a, et V, les équations [20] donnent Vdq, et on extrait de l'équation [18]: VdP - VqQ - y2 d12 Vq [22] _ v2 ci Puis, l'équation [17] renvoie Lig . Soit maintenant Ze=lre-J xe l'impédance du réseau. - Dans le cas d'un réseau infini, I-, - O. L'équation [8] donne alors : 'rdq = Vdq +J Xe idq et [7] donne : 3 = arctan(v rq / V rd ) ± TC/ 2 et V =.vT Vrrdq rdq - Dans le cas d'un réseau séparé, 7rdq = 0 D'où Vr =0 On calcule en outre directement Ze-I" à partir des mesures de V, P et Q. En effet, puisque vrdq =0, alors idq = Ze lvdq, soit : [23] [24] [25] P/y2 Q/V2 ANNEXE 3 - Estimation par l'observateur d'une perturbation additive sur la commande Soit ug=u+clu, où u est la commande issue du régulateur et du est une perturbation additive qui modélise aussi bien des perturbations réelles que des erreurs de modèle.

On associe un modèle à prédiction constante au =0 à la perturbation additive du. En substituant les mesures indirectes disponibles kf et 17,4 dans l'équation [13], on obtient : .f - [AT f +13-17dq+bu]+ 0 L'observation indirecte .7f de xf permet de poser un observateur pour xf et du. Il vient le sous-système linéaire temps-invariant suivant : 4 - [A.Xf + /3-17dg + bu] +e±kui(7f _.i,f) au = e lb où les gains ku1 et ka sont des coefficients, à définir, du polynôme caractéristique de filtrage Fu (s) = s2 + kuis+ ku2. - Estimation par l'observateur de la puissance mécanique Pmec On applique une correction dp à la mesure Fm de la puissance mécanique Pmec Pmec 17n dp. Ze 24 [26] , où =bd,,, ec À partir de l'équation d'état ép--Wn2H (Pm -P) et en associant un modèle prédicteur d p =0 au biais de mesure dp, il vient : (b=C+:12/(Tjm-P) , où = a2 d 2H P e=0 L'observation cT) de a) permet de poser un observateur pour co et Pmec , et d'obtenir le sous-système linéaire temps-invariant suivant : w= ± ln (P. - P)+k,i(ro -Co) [28] = 1(02((70-60) 2H Pmec =P. -E con où les gains k,,./ et k,,,2 sont des coefficients du polynôme caractéristique de filtrage Fco(s) = s2 +koms+k,02, à définir. - Estimation par l'observateur de û On considère les équations d'état suivantes, où cl) est la mesure de o : à. = co - cor éor = v, Modèle prédicteur en rampe pour cor I), =0 La mesure indirecte Ô = Ô, permet de poser un observateur, et d'obtenir le sous-système linéaire temps-invariant suivant : 3 =ffi- Cor -1(81(3 - (1) itir -1,. + ks2 (3- S) [29] l',, - +ks3Ciî - S) où les gains km, ks2 et k sont des coefficients du polynôme caractéristique de filtrage Fs(s)= s3 + ksis2 + ks2s +1(83, à définir. - Filtrage par l'observateur de 14 On a le modèle prédicteur Vr =0, et l'observation indirecte 17, =V,, fonction du paramètre xe. On pose l'observateur élémentaire 1,,. = kr(V, -17e) [30], où le gain kr est un coefficient du polynôme de filtrage Fe(s)= s + , à définir. ANNEXE 4 Commande linéarisante par retour d'état dans le cas d'un réseau infini - Détermination d'une consigne de régime permanent Bref attribuée à 8 En remarquant que les équations [21] à [24] donnent 8 en fonction de V, P, et Q, on déduit directement la valeur de (5-'f en considérant les valeurs de V, P, et Q en régime permanent. À cet effet, il suffit de noter qu'en régime permanent la tension statorique V est égale à sa valeur de consigne Vref .

Par ailleurs, dans le cas d'un angle total stationnaire, a = c6r . con En conséquence io--(Pmec -P) =terr = .

2H D'où la puissance active de régime permanent s'exprime : P Pmec 2H V con [31] r L'expression de la puissance réactive de régime permanent se déduit directement du diagramme de Blondel : V 2f ( VrV 2 ref Q = Ptan(0), où tan 0 = -1 [32] xeP xeP - Expression de la fonction de commande linéarisante Viser la poursuite linéaire impose Ô= C(0) 8ref où C(s) = s3+cis2+c2s+c3 C(s) est un polynôme de commande à définir, soit : 8+4+c28+c3(8-Sref)=0 [33] On a : co- cor, iS= co-eor = (Pmec -P) - ve , = , 2H 2H On développe I' , P =d(vT i ) /dt = iT + vT dq dq dq dq dq dq - = 1Tq (Cvf + Dvrdcl.)+vdq (Ciif + rdqq ) oùrd = Jvrdq (CO »r) d 1Tdq (Cv (AX f +B vrdq +buq)+ D v vraq (C° )) vdq. (Ci (Ax +B vrdq +buq)+ Di V rdq (C° où la réactance externe xe intervient à travers les matrices : =(/- DZ e)1C , Di = (I - DZ e)1 D , Cv = Z eCi et Dv = /+ ZeDi D'où encore : 10= + vilTq Ci)b ug + où : = iTq(Cv(Axf +B vidg) + DvJ vidg (o) - (of )) + vTdfl (C. (Ax f +B vidg) + DiJ vidg (w- (of )) [28] On substitue les expressions ci-dessus de 8,8 et e dans [33] : co ( wn 152H ((iT q d Cv +vd Ci)bu +2H(Pme~-P)-vr + c2(w- cor) +c3(S -Sref ) = 0 On en déduit : b(lTdqCv + V Tdq C [34] uq = 2H Ti avec = ci (Pmec -V dq dq ) --(civr + c2(co - cor) + c3(( - 'f )) (on [35] La commande u du régulateur s'obtient en compensant la perturbation ud,, et se calcule en utilisant les estimations issues de l'observateur d'état : U -Ud Ud [36] b(iTdq Cvdq VT C Commande linéarisante par retour d'état dans le cas d'un réseau séparé - Consigne de régime permanent : Dans le cas d'un réseau séparé, on considère le carré de tension statorique V2 dont la consigne de régime permanent est V2 ref- - Expression de la fonction de commande linéarisante 15 Les équations [8], [13], et [14], dans lesquelles vrdq = 0 deviennent : 5Cf = a xf +bu, Vdq = CvXf OÙ C v = Z e(1- DZ e)-1 C = (Z;1 - D)-'C et a = A+ BCv On vise maintenant une poursuite dynamique du premier ordre pour le carré 20 de la tension statorique : dV2 /dt + wq(Vr2ef - V2) = 0 , où V =VvTdqvdq et co, est un pôle de commande à définir. On développe : 2 vTdclidq. ±coc(vizef V ) = 0 où 1.2,4 =Cvzf =Cv(axf+buq) D'où 2 vTdqC,(axf +buq)± (oc vr2e f v 2s ) 0 , et : 10 coc (vref - v-2 ) ± -szvdq Cva Xf uq = 2 vTduCv b La commande u du régulateur s'obtient en compensant la perturbation ud,, et se calcule en utilisant les estimations issues de l'observateur d'état: 29 [37] u=uq- du = (Oc (Vref - V2 ) ± 2Vdq TCv a X du [38] 2 vTdqcv b

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle de la tension statorique d'un turbo-alternateur (11) apte à être couplé à un réseau électrique (12) comprenant une étape de génération d'un signal de commande appliqué audit alternateur (11) de sorte à permettre de maintenir ladite tension statorique sensiblement égale à une valeur de consigne prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - mesure de la tension statorique, de la puissance active et de la puissance réactive et de la pulsation dudit alternateur (11), et de la puissance mécanique de la turbine dudit turbo-alternateur (11); - détermination dudit signal de commande par application d'une commande (16;112) linéarisante par retour d'état reconstruit à partir d'un observateur d'état (14;111) résultant d'une modélisation non-linéaire d'ordre réduit de la dynamique dudit alternateur (11), ladite modélisation présentant une partie linéaire temps-invariant (21) d'ordre inférieur ou égal à 3, et de préférence d'ordre 1, et une partie non-linéaire algébrique (22), ladite commande linéarisante par retour d'état (14;112) utilisant : - une évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur (11) par ledit observateur d'état (14;111) à partir desdites mesures et, dans le cas où ledit réseau est un réseau infini, d'une valeur de réactance affectée arbitrairement audit réseau (12) - ladite valeur de consigne prédéterminée ; et - si ledit réseau est un réseau infini, ladite valeur de réactance affectée audit réseau (12).
2. 2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie linéaire temps-invariant (21) est représentative du comportement électromagnétique de l'alternateur, et donne les composantes selon les axes d et q de l'intensité statorique à partir de la valeur des composantes selon les axes d et q de ladite tension statorique et de la valeur dudit signal de commande.
3. 3. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit signal de commande est un signal de commande en tension de l'excitatrice dudit turbo-alternateur (11).
4. 4. Procédé de contrôle selon la revendication 3 lorsqu'elle se rattache à la {5 revendication 2, caractérisé en ce que ladite partie linéaire temps-invariant (21) est d'ordre 1 et s'exprime sous la forme générale suivante : 41f =-- Ai Wf + B1 vdq + blVf idq = C1lif + Dlvdq les coefficients des matrices A1, 81, C1, D1 et le coefficient b1 étant définis à partir des caractéristiques constructives électromagnétiques dudit alternateur 10 (11), Vf étant le signal de commande en tension de l'excitatrice en valeur réduite, Iff étant le flux d'enroulement d'excitation en valeur réduite, et idqi Vdq étant respectivement les vecteurs des composantes de l'intensité et de la tension de l'alternateur (11) selon les axes d et q en valeur réduite.
5. 5. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 15 caractérisé en ce que ladite commande linéarisante par retour d'état (16;112) résulte de l'application d'une dynamique de poursuite linéaire à l'angle total formé entre la tension de phase du réseau infini et l'axe q lié au rotor, ou au carré de ladite tension statorique.
6. 6. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 20 caractérisé en ce qu'il comprend une étape de sélection de ladite commande linéarisante par retour d'état (16;112) parmi : - au moins une commande linéarisante par retour d'état (16) dédiée au cas d'un réseau infini, ledit état étant reconstruit à partir d'un observateur d'état (14) résultant de ladite modélisation non-linéaire d'ordre réduit et utilisant 25 une évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur (11) par cet observateur d'état (14) à partir desdites mesures et d'une valeur de réactance prédéfinie affectée audit réseau (12) et associée de façon biunivoque à chacune desdites commandes dédiées, ladite valeur de consigne prédéterminée, et ladite valeur de réactance prédéfinie ;- une commande linéarisante par retour d'état (112) dédiée au cas d'un réseau séparé, ledit état étant reconstruit à partir d'un observateur d'état (111) résultant de ladite modélisation non-linéaire d'ordre réduit et utilisant une évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur (11) par ledit observateur d'état (111) à partir desdites mesures, et ladite valeur de consigne prédéterminée ; ladite étape de sélection comprenant : pour chacun des observateurs d'état associés aux dites commandes linéarisantes par retour d'état dédiées au cas d'un réseau infini, une étape de détermination du carré de l'innovation de la tension du réseau infini délivrée par cet observateur d'état ; une étape de détermination (35) du carré de l'innovation de la tension statorique délivrée par l'observateur d'état associée à ladite commande linéarisante par retour d'état dédiée au cas d'un réseau séparé ; une étape de comparaison (36) desdits carrés d'innovation déterminés, de sorte à identifier la commande linéarisante par retour d'état dédiée minimisant lesdits carrés d'innovation, et qui constitue ladite sélection.
7. 7. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de sélection de ladite commande linéarisante par retour d'état parmi une pluralité de commandes linéarisantes par retour d'état (16) dédiées au cas d'un réseau infini, ledit état étant reconstruit à partir d'un observateur d'état (14) résultant de ladite modélisation non-linéaire d'ordre réduit et utilisant une évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur (11) par cet observateur d'état (14) à partir desdites mesures et d'une valeur de réactance prédéfinie affectée audit réseau (12) et associée de façon biunivoque à chacune desdites commandes dédiées, ladite valeur de consigne prédéterminée, et ladite valeur de réactance prédéfinie, ladite étape de sélection comprenant :pour chacun des observateurs d'état (14) associés aux dites commandes linéarisantes par retour d'état (16) dédiées, une étape de détermination du carré de l'innovation de la tension du réseau infini délivrée par cet observateur d'état (14) une étape de comparaison desdits carrés d'innovation déterminés, de sorte à identifier la commande linéarisante par retour d'état (16) dédiée minimisant lesdits carrés d'innovation, et qui constitue ladite sélection.
8. 8. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit observateur d'état (14) est obtenu en appliquant un modèle prédicteur à prédiction constante à une perturbation additive associée au signal de commande.
9. 9. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite étape d'évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur (11) par ledit observateur d'état (14) comprend une étape d'attribution des gains d'au moins un polynôme caractéristique de filtrage associé audit observateur d'état (14).
10. 10. Procédé de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'application d'une compensation à avance de phase audit signal de commande et/ou une étape d'estimation par ledit observateur d'état (14;111) d'une fonction intégrale dudit signal de commande par ledit observateur (14;111), afin de prendre en compte les retards et constantes de temps de ladite excitatrice.
11. 11. Système de contrôle de la tension statorique d'un turbo-alternateur (11) apte à être couplé à un réseau électrique (12), destiné à permettre de maintenir ladite tension statorique sensiblement égale à une valeur de consigne prédéterminée, comprenant des moyens de génération d'un signal de commande appliqué audit alternateur (11), caractérisé en ce qu'il comprend :- des moyens de mesure de la tension statorique, de la puissance active, de la puissance réactive, et de la pulsation dudit alternateur (11), et de la puissance mécanique de la turbine dudit turbo-alternateur (11); - des moyens de détermination dudit signal de commande par application d'une commande (16;112) par retour d'état reconstruit à partir d'un observateur d'état (14;111) résultant d'une modélisation non-linéaire d'ordre réduit de la dynamique dudit alternateur (11), ladite modélisation présentant une partie linéaire temps-invariant (21) d'ordre inférieur ou égal à 3, et de préférence d'ordre 1, et une partie non-linéaire algébrique (22), ladite commande linéarisante par retour d'état (16;112) utilisant: - une évaluation des composantes d'un vecteur d'état représentatif dudit alternateur (11) par dudit observateur d'état (14;111), à partir desdites mesures et, dans le cas où ledit réseau est un réseau infini, d'une valeur de réactance prédéfinie affectée audit réseau (12) ; - une valeur de consigne prédéterminée de ladite tension statorique; et - si ledit réseau est un réseau infini, ladite valeur de réactance prédéfinie affectée audit réseau (12).
12. 12. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution de l'étape de détermination dudit signal de commande d'un quelconque des procédés de contrôle selon l'une des revendications 1 à 10, lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur.