Convertisseur d'énergie éolienne

production d'énergie éolienne

Le convertisseur de puissance est un élément essentiel de la production d'énergie éolienne. Il transforme l'énergie éolienne instable en électricité, compatible avec le réseau électrique, grâce à des redresseurs et des onduleurs.

Les condensateurs à film dans les convertisseurs peuvent contribuer à optimiser le fonctionnement des systèmes éoliens en améliorant l'efficacité des turbines et le fonctionnement de la chaîne de transmission, en réduisant les pertes du générateur, en augmentant l'efficacité opérationnelle et en améliorant l'utilisation de l'énergie éolienne.

Taper	Filtrage CA	Lien DC	Lien DC	Lien DC	amortisseur IGBT
	FAC-MCM/F	FDC-PB	FDC-MCM/F	FDC-MS	FSC-PS

Capacité nominale (µF)		1uf-500µF	10-3600 µF	400~6000µF
Tension		100~2000 V CC	100-2000 V CC	450-8000 V CC
Température maximale	85℃	105℃	85℃	75℃	85℃
Cas	Aluminium	Plastique	Aluminium	Aluminium	Plastique
Standard	CEI 61071	CEI 61071	CEI 61071	CEI 61071	CEI 61071

Présentation d'un condensateur à film utilisé dans un onduleur solaire

Taper	Filtrage CA	Lien DC	Amortisseur IGBT
	FAC-MCM/F	FDC-MCM/F	FSC-SN

Capacité nominale (µF)	310~3100µF	10-5000 µF	0,15~4,7µF
Tension	150-850 V CA triphasé	450~3600 V CC	630~3000 V CC
Température maximale	85℃	85℃	85℃
Cas	Aluminium	Aluminium	Plastique
Standard	CEI 61071	CEI 61071	CEI 61071
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Le choix du condensateur de liaison CC et du condensateur de filtrage CA repose sur l'équilibre des échanges d'énergie pendant la période transitoire.

Voici des exemples de condensateurs CC et CA utilisés dans un système d'éolienne à générateur asynchrone à double alimentation :

Non	Puissance nominale	2 MW	7,5 kW
1	Plage de vitesse de rotation du rotor	1050~1800 tr/min	1200~1800 tr/min
2	Amplitude nominale de la tension de phase	563 V	311V
3	Inductance mutuelle	2,91 mH	79,30 mH
4	inductance de fuite du stator	0,04 mH	3,44 mH
5	inductance de fuite du rotor	0,06 mH	5,16 mH
6	Rapport entre l'enroulement du stator et l'enroulement du rotor	0,369	0,336
7	Tension du bus DC	1050 V	650 V
8	Condensateur de liaison CC	20000 µF	600 µF
9	inducteur côté grille	125 µH	11 mH
10	inductance côté convertisseur	125 µH	7mH
11	Condensateur de filtrage côté CA	300 µF	6,6 µF
12	Fréquence de commutation	2 kHz	5 kHz

D'après la fiche technique ci-dessus, une capacité de 20 000 µF a été choisie pour le générateur à induction de 2 MW. Afin d'obtenir une capacité de maintien de tension élevée lors des creux de tension, un condensateur de grande capacité est la solution optimale. La disposition des condensateurs sera la suivante : 72 unités de 4 200 µF 400 V CC (4 connectées en série et 18 groupes connectés en parallèle).

Le condensateur de 300 µF est conçu pour le filtre LCL en raison de sa consommation de 10 % de puissance réactive à son régime nominal. Le montage des condensateurs CA est donc prévu avec des condensateurs de 100 µF 780 V CA connectés en triangle. Voir le schéma de câblage ci-dessous ; en pratique, nous avons utilisé 10 condensateurs de 10 µF 780 V CA connectés en parallèle, répartis en 3 groupes connectés en triangle.

Condensateur à film présentant un courant d'ondulation élevé
Condensateur à film présentant un courant d'ondulation élevé
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Condensateur CA haute puissance