FR3057405A1 - Procede de commande d'un filtre actif parallele pour reseaux perturbes et filtre actif associe - Google Patents

Procede de commande d'un filtre actif parallele pour reseaux perturbes et filtre actif associe Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de commande d'un filtre actif parallèle adapté pour filtrer un réseau électrique déséquilibré et/ou perturbé comprenant une source (1) d'alimentation en tension électrique et une charge (7) non linéaire reliée à la source (1) d'alimentation par un ensemble de fils d'alimentation comprenant n fils d'alimentation, avec n ≥ 1, connectés à la charge au niveau de n points de couplages communs, et par un fil de neutre, comprenant une étape d'injection de courant, dit courant injecté, par le filtre actif dans chaque fil de l'ensemble de fils d'alimentation de sorte à ce que la charge (7) non linéaire soit alimentée par un courant total somme du courant délivré par la source (1) d'alimentation électrique et du courant injecté. Le procédé de commande est caractérisé en ce que le courant injecté ir dans chaque fil d'alimentation de l'ensemble de fils d'alimentation est égal à :

Description

Titulaire(s) : INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE Etablissement public, CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Etablissement public.
Demande(s) d’extension
Mandataire(s) : GEVERS & ORES.
PROCEDE DE COMMANDE D'UN FILTRE ACTIF PARALLELE POUR RESEAUX PERTURBES ET FILTRE ACTIF ASSOCIE.
FR 3 057 405 - A1 [o/J L'invention concerne un procédé de commande d'un filtre actif parallèle adapté pour filtrer un réseau électrique déséquilibré et/ou perturbé comprenant une source (1 ) d'alimentation en tension électrique et une charge (7) non linéaire reliée à la source (1) d'alimentation par un ensemble de fils d'alimentation comprenant n fils d'alimentation, avec n 1, connectés à la charge au niveau de n points de couplages communs, et par un fil de neutre, comprenant une étape d'injection de courant, dit courant injecté, par le filtre actif dans chaque fil de l'ensemble de fils d'alimentation de sorte à ce que la charge (7) non linéaire soit alimentée par un courant total somme du courant délivré par la source (1 ) d'alimentation électrique et du courant injecté.
Le procédé de commande est caractérisé en ce que le courant injecté ir dans chaque fil d'alimentation de l'ensemble de fils d'alimentation est égal à:
fn
i
PROCÉDÉ DE COMMANDE D'UN FILTRE ACTIF PARALLÈLE POUR RÉSEAUX PERTURBÉS ET FILTRE ACTIF ASSOCIÉ
1. Domaine technique de l'invention
L'invention concerne un procédé de commande d'un filtre actif. En particulier, l'invention concerne un procédé de commande d'un filtre actif pour filtrer un réseau électrique monophasé ou triphasé comprenant une source d'alimentation et une charge non linéaire, permettant ainsi de réduire la circulation de courants harmoniques et réduire la puissance réactive au niveau du réseau d'alimentation.
2. Arrière-plan technologique
L'alimentation de charges non linéaires par une source d'alimentation, dans un réseau électrique, est fréquemment soumise à des perturbations et/ou déséquilibres du réseau d'alimentation auquel est connectée la charge consommatrice.
Les perturbations du réseau d'alimentation désignent la présence d'harmoniques sur la tension d'alimentation, celui-ci n'étant alors pas sinusoïdal, ainsi que la circulation d'une puissance réactive transportée trop importante. Les déséquilibres du réseau d'alimentation désignent, dans un réseau polyphasé (notamment triphasé), une mauvaise répartition des tensions d'alimentation sur les différentes phases.
En outre, dans un réseau électrique de type réseau public de distribution, ces perturbations ou déséquilibres peuvent être soumis à une réglementation du fournisseur d'énergie : les clients du fournisseur, possédant la charge non linéaire à alimenter, doivent mettre en place un dispositif pour minimiser ces perturbations et déséquilibres sous peine de résiliation du contrat ou sanctions financières.
Le filtrage actif permet d'injecter du courant dans la charge pour réduire les perturbations. Toutefois, les filtrages actifs de l'art antérieur ne permettent pas d'équilibrer les courants d'alimentation de manière efficace, et peuvent même s'avérer inefficaces pour réduire les perturbations si les tensions d'alimentation sont déséquilibrées et/ou perturbées. En outre, les filtrages actifs de l'art antérieur ne sont généralement pas utilisable à la fois en monophasé ou en polyphasé, ni avec un fil de neutre.
Les inventeurs ont donc cherché à proposer un filtrage actif dont les performances sont améliorées par rapport à l'art antérieur.
3. Objectifs de l'invention
L'invention vise à pallier au moins certains des inconvénients des filtrages actifs connus.
En particulier, l'invention vise à fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un procédé de commande d'un filtre actif qui permet de réduire les perturbations du courant d'alimentation d'une charge non linéaire, en particulier réduire la présence d'harmoniques et le transport de puissance réactive notamment lorsque le réseau est déséquilibré et/ou perturbé.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un procédé de commande d'un filtre actif qui permet de réduire les déséquilibres du courant d'alimentation d'une charge non linéaire lorsque le réseau est déséquilibré et/ou perturbé.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un procédé de commande d'un filtrage actif adapté aux réseaux d'alimentation monophasé ou polyphasé, notamment triphasé.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un procédé de commande d'un filtre actif permettant la réduction du courant de neutre du réseau d'alimentation.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un procédé de commande d'un filtre actif permettant d'obtenir un système sinusoïdal équilibré en courant lorsque les tensions sont perturbées et/ou déséquilibrées.
L'invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un procédé de commande d'un filtre actif permettant d'obtenir la valeur du ou des courants à injecter en un minimum d'opérations.
4. Exposé de l'invention
Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de commande d'un filtre actif parallèle adapté pour filtrer un réseau électrique comprenant une source d'alimentation en tension électrique et une charge non linéaire reliée à la source d'alimentation par un ensemble de fils d'alimentation comprenant n fils d'alimentation, avec n > 1, connectés à la charge au niveau de n points de couplages communs, et par un fil de neutre, comprenant une étape d'injection de courant, dit courant injecté, par le filtre actif dans chaque fil de l'ensemble de fils d'alimentation, de sorte que la charge non linéaire soit alimentée par un courant total, somme du courant délivré par la source d'alimentation électrique et du courant injecté, et caractérisé en ce que la valeur du courant injecté ir dans chaque fil d'alimentation de l'ensemble de fils d'alimentation est égale à :
‘r = iL-vrCzvr„vr avec iL le courant instantané dans la charge non linéaire, Ps la puissance active délivrée par la source, Vf la valeur efficace du fondamental de la tension au niveau du point de couplage commun dudit fil d'alimentation, Σ^/η Ιθ somme des n valeurs efficaces des fondamentaux des tensions au niveau des points de couplage commun de chaque fil d'alimentation de l'ensemble des fils d'alimentation, et Vf la valeur du fondamental de la tension au niveau du point de couplage commun dudit fil d'alimentation.
Un procédé de commande d'un filtre actif selon l'invention permet donc de réduire les perturbations du courant d'alimentation et ainsi obtenir un courant d'alimentation sinusoïdal, notamment par réduction des harmoniques, et de réduire la puissance réactive transportée dans le réseau, permettant donc une augmentation du facteur de puissance. En outre, l'intensité circulant dans le fil de neutre vers la source d'alimentation est nulle car les courants circulant dans les phases sont équilibrés.
Le circuit d'alimentation peut être soit monophasé, auquel cas il comprend un unique fil d'alimentation (et un fil de neutre), soit polyphasé, notamment triphasé, comprenant un premier fil d'alimentation, dit première phase (dont les valeurs associées sont référencées avec le suffixe a dans les équations), un deuxième fil d'alimentation, dit deuxième phase (dont les valeurs associées sont référencées avec le suffixe b dans les équations), un troisième fil d'alimentation, dit troisième phase (dont les valeurs associées sont référencées avec le suffixe c dans les équations) et un fil de neutre.
Lorsque le circuit d'alimentation est monophasé, n = 1, Σ^η est égal à Vf et donc l'équation peut s'écrire sous la forme :
Vfa lr = lL~^Vf
Lorsque le circuit d'alimentation est triphasé, n = 3, Σ^/η est égal à Vfa + Vfb + VfC et donc l'équation peut s'écrire sous la forme :
pour la première phase :
• _ · ps lra lLa pour la deuxième phase :
ùi> = Ùi>
pour la troisième phase :
lrc ~ lLc vfb*(yfa + vfb + vfc) ufh
VfcX(Vfa + Vfb+Vfc)
Dans le cas d'un circuit d'alimentation triphasé, l'injection du courant dans chaque phase permet donc un équilibrage des courants dans chaque phase. En particulier, même si l'alimentation est déséquilibrée et/ou perturbée (le filtre n'a aucun contrôle direct sur l'équilibrage des tensions d'alimentation), la prise en compte dans l'équation du fondamental des tensions de chaque phase permet d'obtenir un équilibrage des courants au niveau de la charge.
Les valeurs utilisées sont soit mesurées directement, soit calculées grâce à d'autres valeurs facilement mesurables par l'Homme du métier. En particulier, pour un utilisateur de la charge non linéaire et du filtre actif, certaines valeurs liées à la source, notamment la puissance active délivrée par la source peuvent ne pas directement être mesurables et doivent être calculées en fonction des valeurs liées à la charge et au filtre. Dans tous les cas, le nombre d'opérations nécessaires au calcul des courants à injecter est inférieur à celui des méthodes p-q et p-q-r de l'art antérieur.
Le réseau électrique peut être un réseau électrique basse tension ou moyenne tension embarqué, par exemple dans un véhicule (aéronef, automobile, ferroviaire), un réseau de distribution électrique basse, moyenne ou haute tension entre un producteur d'électricité et une charge consommatrice, un réseau de transport électrique haute tension, etc.
Avantageusement et selon l'invention, la valeur Ps de la puissance active délivrée par la source d'alimentation est déduite de la mesure de la puissance PCh.arge active consommée par la source d'alimentation et la puissance Pfutre active consommée par le filtre actif, suivant l'équation :
Ps ~ — (Pcharge F Pfiltre)
Selon cet aspect de l'invention, cette puissance peut être déduite de mesures accessibles à l'utilisateur, liées à la charge et au filtre actif.
Avantageusement et selon l'invention, le réseau électrique est un réseau triphasé, la source d'alimentation et la charge étant reliées par trois fils d'alimentation, constituant trois phases, et l'étape d'injection de courant permettant l'injection de courant dans les trois phases du réseau électrique. Selon une variante de l'invention, le réseau comprend un fil de neutre.
Selon cet aspect de l'invention, la mise en place de ce procédé de commande de filtre actif dans un réseau électrique triphasé permet comme décrit précédemment, à la fois la réduction des perturbations et l'équilibrage des courants sur les phases.
L'invention concerne également un filtre actif parallèle adapté pour filtrer un réseau électrique comprenant une source d'alimentation en tension électrique et une charge non linéaire reliée à la source d'alimentation par un ensemble de fils d'alimentation comprenant n fils d'alimentation, avec n > 1, connectés à la charge au niveau de n points de couplages communs, et par un fil de neutre, configuré pour permettre une injection de courant, dit courant injecté, dans chaque fil de l'ensemble de fils d'alimentation de sorte à ce que la charge non linéaire soit alimentée par un courant total somme du courant délivré par la source d'alimentation électrique et du courant injecté, et caractérisé en ce qu'il comprend un module de calcul du courant injecté ira dans chaque fil d'alimentation de l'ensemble de fils d'alimentation, le courant injecté étant égal à :
Ps ir — ii avec iL le courant instantané dans la charge non linéaire, Ps la puissance active délivrée par la source, V/ la valeur efficace du fondamental de la tension au niveau du point de couplage commun dudit fil d'alimentation, Ιθ somme des n valeurs efficaces des fondamentaux des tensions au niveau des points de couplage commun de chaque fil d'alimentation de l'ensemble de fils d'alimentation, et v? la valeur du fondamental de la tension au niveau du point de couplage commun dudit fil d'alimentation.
Le terme module désigne un élément logiciel, un sous-ensemble d'un programme logiciel, pouvant être compilé séparément, soit pour une utilisation indépendante, soit pour être assemblé avec d'autres modules d'un programme, ou un élément matériel, ou une combinaison d'un élément matériel et d'un sous-programme logiciel. Un tel élément matériel peut comprendre un circuit intégré propre à une application (plus connu sous l'acronyme ASIC pour Application-Specific Integrated Circuit en anglais) ou un circuit logique programmable (plus connu sous l'acronyme FPGA pour Field-Programmable Gâte Array en anglais), ou un circuit de microprocesseur spécialisé (plus connu sous l'acronyme DSP pour Digital Signal Processor en anglais) ou tout matériel équivalent. D'une manière générale, un module est donc un élément (logiciel et/ou matériel) qui permet d'assurer une fonction.
Avantageusement, un filtre actif selon l'invention comprend un onduleur comprenant un ensemble d'interrupteurs de puissance disposés en parallèle d'un ou plusieurs condensateurs, lesdits interrupteurs de puissance étant pilotés entre un état passant et bloqué selon un rapport cyclique calculé en fonction du courant à injecter.
Le filtre actif selon l'invention est adapté pour être commandé par le procédé de commande selon l'invention.
Le procédé de commande selon l'invention est adapté pour commander le filtre actif selon l'invention.
L'invention concerne également un réseau de distribution électrique, comprenant une source d'alimentation électrique et une charge de consommation électrique reliée à la source d'alimentation électrique par un ensemble de fils d'alimentation comprenant n fils d'alimentation, avec n > 1, connectés à la charge au niveau de n points de couplages communs, et par un fil de neutre, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre actif selon l'invention configuré pour injecter du courant dans chaque fil d'alimentation de l'ensemble de fils d'alimentation.
Utilisé dans un réseau de distribution électrique, le filtre actif permet de réduire les perturbations de la charge du point de vue de la source d'alimentation, permettant ainsi une meilleure qualité de distribution électrique et réduisant le risque d'amende ou de pénalités dues à une charge perturbant le réseau.
L'invention concerne également un procédé de commande, un filtre actif et un réseau de distribution électrique caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.
5. Liste des figures
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre uniquement non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :
la figure 1 est une vue schématique d'un réseau électrique monophasé comprenant un filtre actif commandé par un procédé de commande selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue schématique d'un réseau électrique triphasé comprenant un filtre actif commandé par un procédé de commande selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
6. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations. Sur les figures, les échelles et les proportions ne sont pas strictement respectées et ce, à des fins d'illustration et de clarté.
Les figures 1 et 2 représentent schématiquement des réseaux électriques comprenant un filtre actif commandé par un procédé de commande selon un premier et un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un réseau électrique monophasé et la figure 2 représente un réseau électrique triphasé. Le fonctionnement du filtre actif étant similaire dans les deux réseaux, les deux figures sont décrites conjointement et leurs différences précisées.
Les réseaux électriques comprennent une source 1 d'alimentation en tension électrique, destinée à alimenter une charge 7 non linéaire. La source 1 d'alimentation est connectée à la charge 7 par au moins un fil d'alimentation :
un fil d'alimentation dans le mode de réalisation de la figure 1, trois fils d'alimentation, un premier fil d'alimentation dit première phase Pha, un deuxième fil d'alimentation dit deuxième phase Phb, un troisième fil d'alimentation dit troisième phase Phc, dans le mode de réalisation de la figure 2.
Pour des raisons de clarté, les trois phases Pha b c sont représentées par une même ligne.
En outre, la source d'alimentation et la charge 7 sont reliées par un fil de neutre.
La source d'alimentation en tension représente un réseau de distribution d'énergie, par exemple un réseau public.
Au niveau de la source d'alimentation, chaque ligne d'alimentation présente une inductance de ligne, représentée par une bobine 2.
La source d'alimentation délivre une alimentation de tension va entre la phase et le neutre (pour le réseau monophasé figure 1) ou vab c entre chaque phase et le neutre (pour le réseau triphasé figure 2). Le courant d'alimentation (isa pour la phase du réseau monophasé figure 1, isajt,c pour chaque phase du réseau triphasé figure 2) circule sur la ligne d'alimentation pour alimenter la charge 7.
La source d'alimentation est connectée à la charge 7 au niveau d'un point de couplage commun (PCC). Le point de couplage commun (point of common coupling en anglais) est défini par la Commission Électrotechnique Internationale comme le point d'un réseau d'alimentation électrique, le plus proche électriquement d'une charge particulière, auquel d'autres charges sont ou peuvent être connectées.
Le filtre actif est constitué d'un onduleur 11 de tension et d'une inductance 8, et d'un module de calcul du courant à injecter dans la ou les phases.
L'onduleur 11 de tension, de fonctionnement classique, comprend plusieurs interrupteurs de puissance 12 (par exemple de type IGBT), au nombre de quatre pour le réseau monophasé figure 1 et de six pour le réseau triphasé.
Les interrupteurs de puissance 12 sont reliés à un ou plusieurs condensateurs 13. L'onduleur 11 est en outre relié au fil de neutre au niveau d'un PCC du fil de neutre.
La commande des interrupteurs de puissance 12 permet l'injection de courant dans la ou les phases du réseau, ainsi que dans le fil de neutre. Les interrupteurs de puissance 12 sont ainsi commandés selon un procédé de commande selon un mode de réalisation de l'invention, et en particulier ce procédé comprend une étape d'injection de courant dans chaque phase dont la valeur est calculée ici par le module de calcul du courant injecté.
Le module de calcul permet de calculer le courant injecté grâce à la mesure de différentes valeurs au niveau de la charge 7 et du filtre, notamment :
mesure de iLabc (référence 6): le ou les courants circulant dans chaque phase de la charge 7 par un ou des capteurs 5 de courant, mesure de ifaibiC (référence 10) : le ou les courants circulant dans le filtre actif par un ou des capteurs 9 de courant, mesure de vabc (référence 4) : la ou les tensions entre chaque phase et le fil de neutre par un ou des capteurs 3 de tension, mesure de Vc, la tension du condensateur du filtre actif du réseau monophasé (référence 15, figure 1) mesurée par un capteur 14 de tension, ou de Vcfl et Vcb, les tensions respectivement du condensateur Ch haut et du condensateur Cb bas du filtre actif du réseau triphasé (référence 15 et 15', figure 2) mesurées respectivement par les capteurs 14 et 14' de tension.
Le courant ir injecté dans chaque phase est égal à :
‘r = iL~V,XÎvrnVr ir correspond à ira pour la phase unique du réseau monophasé ou pour la première phase du réseau triphasé, à irb pour la deuxième phase du réseau triphasé et ίο irc pour la troisième phase du réseau triphasé.
Le terme iL de l'équation, le courant instantané dans la charge 7 non linéaire, correspond à iLa pour la phase unique du réseau monophasé ou pour la première phase du réseau triphasé, à iLb pour la deuxième phase du réseau triphasé et iLc pour la troisième phase du réseau triphasé. Il est mesuré par le capteur 5 de courant.
Le terme Vf correspond à la valeur du fondamental de la tension au niveau du point de couplage commun d'une phase, référencée Vfa pour la phase unique du réseau monophasé (figure 1) ou Vfabc pour les trois phases du réseau triphasé (figure 2). Cette valeur est obtenue par traitement des valeurs vab c par un filtre 31 passe-bande (noté BPF pour Band-Pass Filter en anglais). Le filtre 31 passe-bande a pour fonction de transfert :
B. p p2 + B.p + ωθ avec ω0 = 2.n.f0 la pulsation du réseau, f0 étant la fréquence du centre de la bande et B = 2.n.fb; fb étant la largeur de la bande en Hz. Par exemple, pour un réseau 50 Hz, et une largeur de bande de 5 Hz, ω0 = 314 rd/s et B = 31,4 rd/s.
Le terme Vf correspond à la valeur efficace du fondamental de la tension au niveau du point de couplage commun d'une phase, et est déduite de Vf. En particulier Vf est calculée dans le bloc référencé 35, comprenant un multiplicateur 32, un filtre passe-bas 33 (noté LPF pour Low-Pass Filter en anglais) et une fonction mathématique 34 racine carré, de sorte à calculer Vf pour chaque phase selon l'équation :
Le calcul de Vf pour chaque phase permet aussi l'obtention de la valeur J) Vf : dans le réseau monophasé, il n'y a qu'une seule phase, donc = Vfa, soit VfXTiVf = Vf2a dans le réseau triphasé, = Vfa + Vfb + VfC, obtenue grâce à un additionneur 36, avec Vfa la valeur efficace du fondamental de la tension au niveau du point de couplage comme de la première phase, Vfb la valeur efficace du fondamental de la tension au niveau du point de couplage comme de la deuxième phase et VfC la valeur efficace du fondamental de la tension au niveau du point de couplage comme de la troisième phase, soit Vf x Σ / = Vf,ax (yfa + Vfb + Vfc) dans le calcul du courant injecté dans la première phase, Vf ^Vf = Vfb^(yra + Vfb + Vfc) dans le calcul du courant injecté dans la deuxième phase, et Vf =
VfC x (Vfa + Vfb + VfC) dans le calcul du courant injecté dans la troisième phase.
Lorsque le réseau électrique est un réseau embarqué sur lequel un utilisateur peut obtenir l'ensemble des données et mesures, la mesure de la puissance Ps active délivrée par la source peut être obtenue par mesure directe sur la source (mesure de tension aux bornes de la source et du courant de sortie par exemple). Toutefois, la mesure directe de la puissance Ps active délivrée par la source n'est généralement pas possible pour un utilisateur détenant uniquement la charge 7 et le filtre actif. Cette valeur est toutefois déductible des puissances consommées par la charge 7 et le filtre actif.
En particulier, le théorème de Boucherot permet d'écrire que :
PS ~ —(.Pcharge T Pfiitre)
Avec PCharge la puissance active absorbée par la charge 7 et Pfntre la puissance active absorbée par le filtre actif. Cette opération est réalisée par un additionneur 23.
Pcharge est égale à la valeur moyenne de la puissance instantanée pCharge(P) qui est mesurée par la mesure de la ou des tensions va b c instantanées par le ou les capteurs 3 de tension et du ou des courants iiaibiC instantanés par le ou les capteurs 5 de courants :
dans le réseau monophasé : pciiarge(t) = va(t). iLa(t) dans le réseau triphasé : pcharge(t) = va(t). iLa(t) + vb(t). iLb(t) + vc(t). iLc(t)
La valeur pCharge(P) est ensuite passée dans un filtre 24 passe-bas pour obtenir
Pcharge'
Le filtre actif ne doit pas véhiculer de puissance active hormis la puissance active nécessaire pour compenser les pertes dans celui-ci. Les pertes du filtre actif se traduisent uniquement par une décharge du ou des condensateurs de l'onduleur 11 qu'il faut compenser par un prélèvement de courants égaux équivalents sur chaque phase du réseau.
En partant de la puissance active instantanée Pfntre(t) consommée par le filtre, on peut déduire que :
Pfiltre — /pertes * (Vfa + Vf b + f/c)
Avec /pertes la valeur efficace du courant instantanée de perte dans le filtre actif.
La valeur lpertes peut être déduite de la différence de tension aux bornes du ou des condensateurs de l'onduleur 11 avec la valeur de la tension de référence aux bornes du ou des condensateurs, c'est-à-dire la valeur de la tension qui devrait être mesurée aux bornes du ou des condensateurs en l'absence de pertes.
Dans le réseau monophasé, on calcule l'erreur εν entre la valeur Vc de la tension aux bornes du condensateur et la valeur VCre;de la tension de référence aux bornes du condensateur (référence 29, figure 1) via un additionneur 27 et des multiplieurs 28 et 30 :
Zv = Vëref-Vë
L'erreur εν est ensuite traitée successivement dans un régulateur 26 PI puis dans un filtre 25 passe-bas pour donner lpertes·
La valeur lpertes est ensuite multipliée par Vfa calculé précédemment pour donner
P filtreDans le réseau triphasé, on calcule l'erreur ενΛ à partir la valeur VCh de la tension aux bornes du condensateur haut et la valeur VChref de la tension de référence aux bornes du condensateur haut (référence 29 figure 2) via un additionneur 27 et des multiplieurs 28 et 30 :
£vh ~ Vchref — Vch et on calcule l'erreur εν1) à partir la valeur Vcb de la tension aux bornes du condensateur bas et la valeur Vcbref de la tension de référence aux bornes du condensateur bas (référence 29' figure 2) via un additionneur 27' et des multiplieurs 28' et 30' :
£vb — Vcbref — ^Cb
Les erreurs ενΛ et ενύ sont ensuite chacune traitées successivement dans un régulateur PI (référencés 26 et 26') puis ajoutées et passées dans un filtre 25 passe-bas pour donner lpertes·
La valeur lpertes est ensuite multipliée par V^a + Vfb + ^calculée précédemment pour donner Pfntre.
Une fois tous les paramètres de l'équation donnant la valeur du courant à injecter ir calculés, la valeur de ir est comparée pour chaque phase à la valeur if de l'intensité circulant dans le filtre actif. En particulier, l'erreur £i — fi ~ fi est calculée dans un additionneur 22 pour chaque phase, injectée dans un régulateur 21 PI, donnant les valeurs des tensions VLref de référence aux bornes de l'inductance 8 du filtre. Grâce à ces valeurs VLref, à la ou les tensions aux bornes du ou des condensateurs du filtre et à la tension vO/b,c de chaque phase, un rapport cyclique a est calculé dans un bloc 20 de calcul de rapport cyclique. Ce rapport cyclique a passe dans un bloc 18 de limitation et un bloc 16 de comparaison à une porteuse 19 pour en déduire une logique de commande Q. et une logique de commande complémentaire Q. (obtenue via un inverseur 17) pour commander les interrupteurs de puissance 12 de l'onduleur 11 du filtre actif entre un état passant et un état bloqué.
L'ensemble des opérations décrites constitue un nombre d'opérations inférieur au nombre d'opérations généralement effectué dans les filtres actifs de l'art antérieur (environ -20% par rapport aux méthodes pq et environ -40% par rapport à la méthode pqr), pour un résultat plus performant.
L'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation décrits. En particulier, les mesures et/ou les calculs des valeurs nécessaires à la détermination du courant injecté peuvent être fait par des méthodes différentes, et le courant injecté peut être injecté par un filtre actif présentant des composants différents et/ou une configuration différente.

Claims (6)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de commande d'un filtre actif parallèle adapté pour filtrer un réseau électrique déséquilibré et/ou perturbé comprenant une source (1) d'alimentation en tension électrique et une charge (7) non linéaire reliée à la source (1) d'alimentation par un ensemble de fils d'alimentation comprenant n fils d'alimentation, avec n > 1, connectés à la charge au niveau de n points de couplages communs, et par un fil de neutre, comprenant une étape d'injection de courant, dit courant injecté, par le filtre actif dans chaque fil de l'ensemble de fils d'alimentation de sorte à ce que la charge (7) non linéaire soit alimentée par un courant total somme du courant délivré par la source (1) d'alimentation électrique et du courant injecté, et caractérisé en ce que la valeur du courant injecté ir dans chaque fil d'alimentation de l'ensemble de fils d'alimentation est égale à :
    ir = i‘“Îutïy”/ avec iL le courant instantané dans la charge non linéaire, Ps la puissance active délivrée par la source, Vf la valeur efficace du fondamental de la tension au niveau du point de couplage commun dudit fil d'alimentation, Ιθ somme des n valeurs efficaces des fondamentaux des tensions au niveau des points de couplage commun de chaque fil d'alimentation de l'ensemble des fils d'alimentation, et Vf la valeur du fondamental de la tension au niveau du point de couplage commun dudit fil d'alimentation
  2. 2. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur Ps de la puissance active délivrée par la source (1) d'alimentation est déduite de la mesure de la puissance PCharge active consommée par la source (1) d'alimentation et la puissance Pfiitre active consommée par le filtre actif, suivant l'équation :
    PS ~ —ÇPcharge T Pfiitre)
  3. 3. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le réseau électrique est un réseau triphasé, la source (1) d'alimentation et la charge (7) étant reliés par trois fils d'alimentation, constituant trois phases, et l'étape d'injection de courant permettant l'injection de courant dans les trois phases du réseau électrique.
  4. 4. Filtre actif parallèle adapté pour filtrer un réseau électrique comprenant une source (1) d'alimentation en tension électrique et une charge (7) non linéaire reliée à la source (1) d'alimentation par un ensemble de fils d'alimentation comprenant n fil d'alimentation, avec n > 1, connectés à la charge au niveau de n points de couplages communs, et par un fil de neutre, configuré pour permettre une injection de courant, dit courant injecté, dans chaque fil de l'ensemble de fils d'alimentation de sorte à ce que la charge non linéaire soit alimentée par un courant total somme du courant délivré par la source d'alimentation électrique et du courant injecté, et caractérisé en ce qu'il comprend un module de calcul du courant injecté ira dans chaque fil d'alimentation de l'ensemble de fils d'alimentation, le courant injecté étant égal à :
    . . Ps l = lj--—-Vf r L avec iL le courant instantané dans la charge non linéaire, Ps la puissance active délivrée par la source, Vf la valeur efficace du fondamental de la tension au niveau du point de couplage commun dudit fil d'alimentation, Σ^ηη la somme des n valeurs efficaces des fondamentaux des tensions au niveau des points de couplage commun de chaque fil d'alimentation de l'ensemble de fils d'alimentation, et Vf la valeur du fondamental de la tension au niveau du point de couplage commun dudit fil d'alimentation.
  5. 5. Filtre actif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un onduleur (11) comprenant un ensemble d'interrupteurs de puissance (12) disposés en parallèle d'un ou plusieurs condensateurs (13), lesdits interrupteurs de puissance (12) étant pilotés entre un état passant et bloqué selon un rapport cyclique (a) calculé en fonction du courant à injecter.
  6. 6. Réseau de distribution électrique, comprenant une source (1) d'alimentation électrique et une charge (7) de consommation électrique reliée à la source de production (1) électrique par un ensemble de fils d'alimentation comprenant n fil d'alimentation, avec n > 1, connectés à la charge au niveau de n points de couplage commun, et par un fil de neutre, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre actif selon l'une des revendications 4 ou 5 configuré pour injecter du courant dans chaque fil d'alimentation de l'ensemble de fils d'alimentation.
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