Développement des modèles numériques pour simulation en temps réel des convertisseurs d'énergie électrique à structure complexe type multicellulaires

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La simulation en temps réel est devenue au cours des dernières années un outil essentiel au développent de convertisseurs complexes et de leur commande. Les convertisseurs multicellulaires, en forte émergence dans les applications des réseaux électriques, sont de bons exemples de ces convertisseurs complexes. Les problèmes de conception et de simulation associés à ce type de convertisseur se situent au niveau du nombre important de composants devant être simulés ainsi que les nombreux signaux de grille utilisés pour les contrôler. Ces signaux doivent être parfaitement cadencés afin d'éviter l'injection d'impulsions non désirées à la sortie du convertisseur. Puisque le nombre de cellules est élevé, il devient extrêmement difficile de mesurer expérimentalement le problème lié à la propagation de ces signaux. À l'aide de la simulation temps réel, il est possible de visionner la séquence temporelle des signaux de grille et de s'assurer que le contrôleur fonctionne adéquatement. Ce projet de recherche vise particulièrement à apporter une solution efficace et innovatrice aux problèmes et empêchements liés à la réalisation d'une nouvelle famille des convertisseurs multicellulaires de type « Modular Multilevel Converters » (MMC ou M2C) en utilisant une approche de simulation temps réel. En utilisant la technologie de FPGA pour faire la simulation temps réel, un convertisseur comportant 1200 cellules, ou 200 niveaux, pourra être simulé. En plus de la modélisation, des techniques permettant de découpler les systèmes seront étudiés. En découplant les systèmes, il devient possible de distribuer la charge de calcul sur plusieurs FPGA et augmenter la taille du convertisseur pouvant être simulé. Cette proposition consiste à apporter une solution innovatrice à cette problématique et permettra à OPAL de commercialiser une solution pour un très grand nombre de niveaux offrant une meilleure stabilité.