Modélisation, simulation et développement d'un convertisseur de source de tension connecté au réseau avec atténuation sélective des harmoniques : HiL et validations expérimentales

Cet article présente une technique de développement pour le convertisseur de source de tension (VSC) connecté au réseau. Nous proposons une technique de simulation dans l'environnement MATLAB/Simulink qui émule le fonctionnement du VSC connecté au réseau et contrôlé en temps discret. L'approche de modélisation du circuit commuté est utilisée pour la simulation de l'étage de puissance dans le domaine du temps continu à l'échelle de l'unité physique. L'algorithme de contrôle à temps discret est implémenté dans une fonction MATLAB interprétée à l'échelle de l'unité, qui se synchronise avec la période de commutation. Un tel algorithme de contrôle est facilement traduit en langage C pour la programmation du contrôleur DSP C2000 32 bits avec les mêmes paramètres de régulateurs. La plateforme proposée a été validée avec un simulateur matériel en boucle et en temps réel et avec un VSC de 5 kVA triphasé filtré par LCL connecté au réseau. Le schéma de contrôle à temps discret a été mis en œuvre dans le cadre de référence synchrone avec un contrôle proportionnel-intégral avec des contrôleurs multi-résonants aux ordres harmoniques 6 et 12 pour la suppression des ordres harmoniques 5, 7, 11 et 13 de la tension du réseau. Les résultats expérimentaux concordent étroitement avec les résultats de la simulation. Les courants de réseau expérimentaux étaient conformes à la norme IEEE 1547 grâce aux contrôleurs multi-résonants. La plateforme proposée permet une transition en douceur de la mise en œuvre à un prototype quasi-commercial avec un faible coût d'investissement dans les outils de simulation et de prototypage rapide. Un modèle MATLAB/Simulink de VSC est fourni en annexe de cet article.