Houari Boumediene, BP 32 El-Alia Bab-Ezzouar Algiers, Algeria.

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1 48 Syème neel e ockage énege aocé à e généaeu éolen I.Hamzaou, F.Bouchafaa, A.Talha aboaoy of Inumenaon, Faculy of Eleconc an ompue, Uney of Scence an Technology Houa Boumeene, B El-Ala 6 Bab-Ezzoua Alge, Algea. Emal: hamzaou_hen@yahoo.f, fbouchafa@gmal.com, abalha@gmal.com. éumé- e ype uné e poucon écenalée qu fa l obje e ce acle concene le ouce à énege enouelable e plu paculèen l énege éolenne. objecf éan une pa e popoe une oluon faclan l négaon e éolenne exane e aue pa e popoe un yème e généaon énege à bae éolenne à ee aable pouan pacpe à la geon u éeau. En aon u caacèe è flucuan e aléaoe u en, une éolenne eule ne peu pa fae le églage e la poucon. Afn aue l équlbe poucon conommaon, on popoe une oluon conuée un yème e ockage e ype neel qu jouan le ôle un ampon ene la ouce e le conommaeu. ee oluon poèe une bonne ynamque, un bon enen e une uée e e mlae à l éolenne. e éula e mulaon e l aocaon un SISE aec un généaeu éolenne, pou augmene on aux e pénéaon an le éeau e améloe on conbuon au ece yème ou Malab/Smulnk on péené. Mo clé : énéaeu Eolen, Syème Ineel e Sockage Enege (SISE) Volan neel - MADA - ommane Vecoelle. Inoucon e généaeu éolen on e généaeu on la ouce pmae énege e le en. Il e ben connu que le en a e caacéque è flucuane e mpéble e l e mpoble e pée a aleu pou un momen onné. omme la puance mécanque ébée pa la ubne e è flucuane, la puance génée pa le généaeu éolen ea au flucuane. ela poe beaucoup e poblème pou le geonnae u yème énegéque pou eux aon. Il fau aue la balance ene la puance génée e la puance conommée. De plu, la puance conommée e ffclen péble e aable. A caue e ce econ, le généaeu éolen acuel ne peuen pa fonconne an êe aocé à une ouce claque énege [][4][5]. En ce acle l ée e ockage e exploée, afn e égle la puance ébée u le éeau. e ockage neel e une oluon appopée aux aéogénéaeu, où l offe e melleu aanage pa appo aux aue abe ype e ockage [][]. e yème éue e connecé au éeau (Fg.). ompoe: - Un aéogénéaeu à ee aable ulan une MADA e ploée pa le oo au moyen e coneeu MI à eux neaux, un mulplcaeu e ee e une ubne à o pale. - Un SISE ompoan un olan nee, une machne aynchone à cage (MAS) e e coneeu (A/D/A) MI à eux neaux. En ce acle, nou commençon pa une bèe péenaon u moèle éolen, la machne aynchone à ouble almenaon e a commane népenane e puance ace e éace. Noe éue e concenée u l aocaon un yème neel e ockage énege au généaeu éolenne afn e conue un enble capable e foun e ece yème ou e fonconne en loe. IEO', Q, Q éeau éeau méc, Q Sockage Fg.. Schéma global u yème éué

2 49. Moèle e la ubne a puance aéoynamque (exae u en) appaa au neau u oo e la ubne épen u coeffcen e puance p. Elle e onne pa: aeo p ( λ, β ) ρπ () Ou ρ la ené e l a, le ayon e la pale e la ee u en. p e le coeffcen e puance, on la lme héoque (lme e Bez) e e.59, épen e plueu paamèe [4],[5],[8]: e appo e ee λ éfn pa: λ () angle e calage β. ou la ubne ulée, le coeffcen e puance e appoché pa la fomule uane [8]: 5 ( λ, β ) ( 4 ).exp( ) 6λ λ λ + Aec λ λ β. 5 β +.576, 6,.4, 4 5, 5, e couple aéoynamque (éolen) e le appo e la puance à la ee mécanque e la ubne : ae aeo p ( λ, β ). ρπ a ee mécanque e la ubne e celle e la généace on lée pa le gan u mulplcaeu, an que pou le couple aéoynamque e celle u u mulplcaeu on expmé pa la elaon uane: g a fgue epéene la aaon e p en foncon u appo e ee λ pou un angle e calage nul. Il e cla e cee fgue qu'l y a une aleu e λ ou lequel le coeffcen e puance e maxmé, maxman an la puance pou une ee e en onnée. aeo mec () (4) (5) oeffcen e puance (p) appo e ee (ana) Fg.. oeffcen e puance p en foncon e appo e ee λ équaon (6) onne l expeon e la puance maxmale obenue en ulan la aége MT (Maxmum owe on Tackng) qu pe e égle auomaquen la ee pécfque à a aleu opmale (λ op ), e manèe à oben le coeffcen e puance maxmale ( pmax ): MT ρπ λ 5 p max op a maxmaon e la puance e epéene ou fome e chéma bloc mplfe onne an la fgue. lueu coeceu peuen êe ule, nou aon cho un égulaeu e ype I pou effecue noe moèle.. Moèle e la MADA e équaon élecque claque u MADA an le moèle e AK on éce comme u:. + Φ ωφ q q.q + Φq + ωφ. + Φ ωφq q.q + Φq + ωφ M e (Φq. Q.q ) IEO' e puance ace e éace aoque on éfne pa: Q q + q q q (6) (7) (8) β λ. ubne mec p p ρs aeo g mec Jp + f λp max. ubne ef ef ef Fg.. Schéma bloc e la MT exae aec aeen e la ee

3 5 e puance ace e éace aoque on éfne pa: Q q + q q q e couple élecomagnéque e expmé pa: p( φ. q φq ) Où p e le nombe e pae e pôle 4. ommane e puance ace e éace Un conôle ecoel e cee machne (MADA) a éé conçu en oenan le epèe e AK pou que le flux aoque uan l axe q o conammen nul φ φ eφ [][5][6][7]. q Alo le couple e mplfe: M p φ. q e couple élecomagnéque e la puance ace épena eulen u couan oooque 'axe q. En néglgean la éance u ao, on aua:. An, le couan ooque on lé, q aux puance ace e éace aoque comme u: M q Φ M Q Une égulaon u le couan ooque pe e conôle l'échange e puance ene le ao e le éeau. 'expeon e enon ooque en foncon e couan ooque pe e complée la ecpon u yème à égule on le chéma fonconnel e péené u la fgue 4. q q M M + ( ) gω ( )q; M q M + ( ) + gω ( ) Où g e le glen u généaeu. M + gω. ω (9) () () () ype neel e enage, un olan nee couplé mécanquen à une machne aynchone e ploée pa un coneeu e puance comme epéené à la fgue. énege E ockée an le olan nee J à pou expeon: E V J ou calcule l nee u Volan, on e bae u une puance à foun uan un p : on ouhae que le ockage neel foune la puance nomnale man uan un p l énege néceae au alo: E man. Sachan que : E / J. e que MAX MIN man J ( MAX MIN l en: Nou conaon apè cee équaon que lo e la fabcaon un olan nee pou un SISE, l ya eux conon nale on l fau en compe : a ee maxmale e oaon u olan e la capacé u olan nee. a machne aynchone e choe en foncon e ce aanage en e e mplcé e e obuee e pae ounane, on moèle an le epèe e AK, aec oenaon u flux ooque (Φ q e Φ Φ ), peu êe éc pa le équaon uane: Φ Φ q q Φ + (ω pωω) q + Φ q (ω pωω) + q Mp Φ + Φ q + ω σ σ σ Mp Φ q Φ q ω σ σ σ pm ef Φ q ) q + σ + σ En ngue eux zone e fonconnen pou la machne élecque péené à la fgue 5. [], [5] IEO' () man (w) (Nm) N q puance ouple (4) (5) (6) N ( a / N Fg.4. Schéma bloc e la ommane en puance e la MADA 5. Syème neel e ockage énege Dan l objecf e fae pacpe une éolenne à ee aable aux ece yème, le ockage énege e Fg.5. Allue e la puance e u couple en foncon e la ee - ou, le couple nomnale e la machne N e ponble, ma la puance maxmale e aable, en foncon e la ee ( ma k ), e plu pee que la puance nomnale. ee zone ne péene pa beaucoup néê pou le SISE. - ou >, la puance e maxmum e N coepon à la puance nomnale e la machne, le couple élecomagnéque e alo neen popoonnel à la ee e oaon ( k / ). e la zone e fonconnen ulée an le SISE

4 5 pace qu c la puance e la machne e ponble pou n mpoe quelle ee. e ockage neel aec machne aynchone ea onc ulé an la plage e ee uan N. ean an un fonconnen N à puance nomnale conane. A pa une puance e éféence -ef, on peu éue le couple élecomagnéque e éféence e la machne, -ef, enanan le olan nee pa une meue e la ee e oaon, -me. ef ef me e couple élecomagnéque e éféence, ea êe lmé au couple nomnale pou la plage e ee comp ene e la ee nomnale, au elà e la ee nomnale, la aleu u couple mnuea e manèe à gae le pou -ef. conan. a éucon u couple e effecuée pa le éfluxage e la machne au elà e la ee e ynchonme. a lo e éfluxage e comme u: Φ ef ef pm q me aon u flux e onnée pa l équaon uane: Φ é M + S me a fgue 6 péene le chéma fonconnel e la commane u SISE. e couan -ef e q-ef on éné pa le égulaeu e flux pou le couan axe, e pa la éféence u couple élecomagnéque pou le couan axe q. e couple élecomagnéque éan calculé à pa e l équaon (7), le couan en quaaue e éné pa neon l équaon u couple (6). 6. éula e mulaon (7) (8) (9) a aleu u coeffcen nee a éé calculée pou une plage e ee compe ene 5 e /mn, e une puance nomnale e.5kw uan un p coeponan à.5: X5.5 J (4) (57) X.Kg.m e fgue 7 e 8 lluen le fonconnen u yème e ockage neel. a puance e éféence e la fgue 7 e neée à chaque fo que la ee u olan aen une lme haue ou bae en,5. An, on ane à la MAS e foun où e ocke l énege nomnale. Une puance poe coepon à une puance conommée pa la machne e une puance négae coepon à une puance foune pa la machne. (Kw) Vee e oaon u olan (a/) Tp () Fg.7. uance abobée e ébée pa la MAS Tp () Fg.8. Vee u olan (a/) a foncon pncpale u SISE e e le la puance foune pa le généaeu éolen qu peu caue plueu poblème an le éeau. ou éue au mnmum le flucuaon e cee puance, le SISE o aue la compenaon e aaon e la puance e en. a puance e éféence u SISE e énée pa la fféence ene la puance généée pa le généaeu éolenne e la puance qu l fau éle au éeau ou u le chage olée. IEO' me Φ é me Φ ef ef q U me ef q ef q ef q me Fg.6. Schéma bloc e la commane u yème e Sockage neel

5 5 ef fgue 9. eeau éol. Selon le pncpe llué pa la Fg.9. a puance le pa SISE Dan noe applcaon, la puance e éféence u éeau e fxée à la aleu e -7.5kW, e pou manen le faceu e puance u éeau unae la puance éace e éféence u éeau e fxée à une aleu nulle. a fgue péene le fféene ganeu ubne- MADA. omme la féquence e ganeu aoque e la MADA e mpoée pa le éeau 5Hz, le glen ae u une plage e % en paan pa e aleu nulle. Il e à noe que le pofl u en e cho e façon à oben juen ce fféene aleu u glen, c'e-à-e fféen moe e fonconnen (hypeynchone, hypoynchone, ynchonée) e la MADA. a fgue -c mone l allue e la puance mécanque u l abe (génée pa la ubne) qu ae ene -7kW e -8kW, u le phae e fonconnen en moe hypoynchone ene -7 kw e -7.5kW, e u le péoe e fonconnen en moe hype ynchone ene -7.5 kw e -8kW. a fgue - péene le puance ace e éace échangée ene le éeau e le oo. ee elaon éabl ecen u fa que le coneeu (A/D/A) ne conen aucun élémen e ockage néae, leu en écoulen épen u gne u glen. ou glen négae, le puance on anme u oo au éeau (moe généace hypeynchone). ou glen poe, le puance on anme u éeau au oo (moe généace hypoynchone). ou un glen nul, le oo abobe une puance ace qu epéene le pee joule ooque. a fgue péene le puance ace e éace u éeau. a fgue mone que la enon e mpoée pa le éeau e l amplue e couan njecé au éeau e mpoée pa la commane. a enon e le couan u éeau on en oppoon e phae pou ou le moe e fonconnen, cec jufe que l écoulen e puance e oujou e l aéogénéaeu e le éeau. a fgue péene la enon e le couan e la MAS, e u une péoe coeponan au moe e fonconnen hypoynchone e la MADA, la MAS fonconne en généace (phae e éockage), le couan e en aance e phae pa appo à la enon fg.-a, e u une péoe coeponan au moe e fonconnen hype ynchone e la MADA, la MAS fonconne en moeu (phae e ockage) le couan e en ea pa appo a la enon fg.-b. a fgue 4 mone la aaon e ee u olan nee. ee enèe mnue u e plage coeponan au moe e fonconnen hypo ynchone e augmene u le péoe où la MADA fonconne en égme hype ynchone, e a aleu e peque conane an e plage où la ee mécanque e la MADA e poche e 57/. a fgue 5 nou mone le an e puance ene le SISE e le éeau. e en écoulen e cee puance ae en foncon e la puance généée pa l aéogénéaeu. S cee ene e nféeu à -7.5Kw, le anfe énege u éeau e le SISE (ockage), u SISE e le éeau (éockage) afn e compene le éfc e puance e l éolen. e compoane u flux ooque ec e quaaue e la MAS on lluée u la fgue 6. a compoane en quaaue e oujou nulle, ce qu jufe la commane à flux ooque oené. 7. oncluon Dan ce acle, nou aon éué un généaeu éolen à ee aable aocé à un yème e ockage neel. e SISE e conôlé pa une puance e éféence obenue en foncon e la puance génée e e la puance à enoye au éeau, an le bu éa e le la puance njecée an le éeau afn e pacpe aux ece auxlae (églage e la enon, la féquence, compenaon ). e éula e mulaon monen claen le ockage e la euon énege. 8. éféence [].O.muca, "Syème neel e ockage énege aocé à e éolenne", hèe e ocoa, Ecole Naonale Supéeue A e Mée, ene e lle, 5. [] M.khaech, J.elhaj, M.elleuch, "D fo Thee-hae Inee o Impoe he Inegaon of Wn Tubne Aocae o Flywheel Enegy Soage Sy no he " he 6h nenaonal Mul- onfeence on y, Sgnal an Dece, (SSD) 9. [] A.Boyee, "onôle-ommane un généaeu aynchone à ouble almenaon aec yème e ockage pou la poucon éolenne ", Thèe e ocoa e l uneé Hen oncaé, Nancy 6. [4] A.Dagny, "acpaon aux ece yème e fe éolenne à ee aable négan u ockage neel énege", hèe e ocoa, Ecole Docoale Scence ou l ngéneu, lle, 7. [5].ecleq, "Appo u ockage neel aocé a e éolenne an un éeau élecque en ue 'aue e ece yème", Ecole Docoale Scence ou l ngéneu, lle, 4. [6] K.heam "onbuon à la moélaon e la commane un coneeu ec e féquence Applcaon à la conu e la machne aynchone ", Thèe e ocoa, Ecole naonale polyechnque 8. [7] S.E-Aman. "Moélaon e fféene echnologe éolenne négée an un éeau e Moyenne Tenon", Thèe e Docoa Ea en Eleconque e éne Elecque. Ecole enale e lle (E), 5. [8] N. aeue, "Su l négaon e généaeu éolen an le éeaux fable ou nulae", Thèe e Docoa, Inu Naonal olyechnque e enoble, écbe 5. [9] M.Akaujjaman, M.A.Kah, M.Negneky,.ewch "Smoohng oupu powe of a oubly fe wn ubne wh an Enegy Soage Sy", onféence 6 [] A.ABAOUI, "Ae à la écon pou la éfnon un yème éolen aéquaon au e e a un éeau fable", Thèe e Docoa, École Naonale Supéeue A e Mée ene e Boeaux,6 [].muca, M. aulecu,.sauon,b.obyn,"oe an Effcency of a Flywheel Enegy Soage Sy wh anen- Magne Synchonou Machne Aocae o a Vaable-Spee Wn eneao" IEO'

6 Veécanque (a/) (a) len (b) Tp () Tp () - ubne(kw) () (KW) () Fg.6. ompoane ec e quaaue u Tp () - Fg Fg.9... e e fféene ganeu ubne-mada Tp () e (Kw), Qe(KVA) Vma (V),Ima x (A) Wm(a/) - Qe -4 e Tp () I (A) Tp () Tp () Fg.. e puance ace e éace u éeau Fg.. Tenon e couan u éeau 5 5 Vma (V),Ima x (A) (a) IEO' -ef Ima Vma Ima Ima Tp () Tp -7 () Tp () 6 Fg.. e ganeu élecque -8 aoque e la MAS Tp () Tp( ) - - Vma V(V) e I X.5 (A) Vma (V),Ima x (A) (b) Vma Fg.4. Vee u olan nee Fg.5. a puance e ockage e a éféence Q (wb).8 Qq (wb) Tp() Tp ()