Brevet FR2937477A1 — publié le 20100423

SYSTEME ET PROCEDE DE CONTROLE D'AU MOINS UN CONVERTISSEUR DE TENSION A PLUSIEURS CELLULES EN SERIE DESCRIPTION 5 DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un système et un procédé de contrôle d'au moins un convertisseur de tension à plusieurs cellules en série, qui peut être un convertisseur de type � chain link STATCOM � (� STATic 10 synchronous COMpensator � ou compensateur statique synchrone). Pour simplifier la description on considère dans la suite, à titre d'exemple, un convertisseur de tension à plusieurs cellules en série de type � chain 15 link STATCOM �. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans un réseau de transport d'énergie très haute tension, l'électricité est produite par des 20 alternateurs en courant alternatif triphasé, puis la tension est augmentée par des transformateurs élévateurs très haute tension avant d'être transmise sur le réseau La très haute tension permet de transporter l'énergie sur de longues distances, tout en 25 allégeant les structures et en minimisant les pertes par échauffement. Elle reste cependant limitée par des contraintes d'isolement des équipements et par des phénomènes de rayonnement électromagnétique. Le niveau de très haute tension offrant un bon compromis va de 30 400 kV à 800 kV. 2 Pour que la puissance puisse transiter entre une source et un récepteur, il faut que la tension de la source soit déphasée d'un angle 0 par rapport à la tension du récepteur. Cet angle 0 est appelé angle interne de la ligne ou angle de transmission. En notant Vs la tension côté source, Vr la tension côté récepteur, et Xl l'impédance purement inductive de la ligne, les puissances active P et réactive Q fournies par la source ont respectivement pour expressions . P = Vs Vr sin 0 _ VS ù Vs Vr cos 0 P = Vs Vr Xl xi m xi Ces expressions montrent que les puissances active et réactive transmises sur une ligne inductive sont fonction des tensions Vs et Vr, de l'impédance Xl et de l'angle de transmission 0. Pour augmenter la puissance transmissible par la ligne, on peut donc agir de trois façons : - Augmenter les tension Vs et Vr. On est alors vite limité par les distances d'isolement et le dimensionnement de l'installation. Le champ électromagnétique rayonné est plus important. Il y a donc un impact environnemental à prendre en compte. De plus le matériel est plus cher et la maintenance coûteuse. - Agir sur l'angle de transmission 0. Cet angle est fonction de la puissance active fournie par les sites de production. L'angle maximal correspondant à Pmax est 0 = n/2. Pour des angles supérieurs, on entre dans la partie descendance de la courbe P=f(0), qui est 3 une zone instable. Travailler avec des angles 0 trop importants c'est risquer de perdre le contrôle du réseau, notamment dans le cas d'un défaut transitoire (par exemple mise à la terre des phases) sur le réseau où le retour à un fonctionnement normal entraîne une augmentation transitoire de l'angle de transmission (afin d'évacuer l'énergie produite pendant le défaut qui n'a pu être utilisée par la charge et a été emmagasinée sous forme d'énergie cinétique dans les rotors des générateurs). Il est alors impératif que cet angle ne dépasse pas la limite de stabilité. - Agir sur la valeur de l'impédance Xl que l'on peut faire baisser en plaçant un condensateur en série avec la ligne, compensant ainsi la puissance de transport d'énergie. baissant, la puissance un même angle de FACTS Current Transmission Systems �), qui sont des dispositifs électroniques de puissance à grande vitesse de réponse contrôlant la puissance réactive, ouvre de nouvelles perspectives pour une exploitation plus efficace des réseaux 25 électriques. Ils permettent une action continue et rapide sur les différents paramètres du réseau : déphasage, tension, impédance. Ainsi, les transferts de puissance sont mieux contrôlés et les tensions mieux tenues, ce qui permet d'augmenter les marges de 30 stabilité et de tendre vers une exploitation des lignes de transport d'énergie par un transfert de courant 20 réactive générée par la ligne La valeur de l'impédance Xl transmissible augmente pour transmission. L'utilisation des systèmes (� Flexible Alternative 4 maximum à la limite de la tenue thermique de ces lignes à haute et très haute tension. Les FACTS peuvent être regroupés en deux familles : les FACTS parallèles et les FACTS série : - Les FACTS parallèles regroupent notamment le MSC (� Mechanical Switched Capacitor �), le SVC (� Static Var Compensator �) et le STATCOM (� STATIC synchronous COMPensator �). - Les FACTS série regroupent notamment le FC (� Fixed Capacitor �), le TSSC (� Thyristor Switched Serie Capacitor �), le TCSC (� Thyristor Controlled Serie Capacitor �), et le SSSC (� Static Synchronous Serie Compensator �). Le STATCOM, connu comme étant le contrôleur de la puissance réactive du futur, peut être utilisé de la même manière qu'un compensateur synchrone (machine synchrone). Il peut fournir une compensation dynamique de la tension, augmenter la stabilité transitoire et améliorer l'amortissement d'un réseau de transport ou de distribution de l'énergie électrique. Un STATCOM est un système d'électronique de puissance connecté en parallèle, qui injecte dans le réseau de transport d'énergie électrique un courant alternatif contrôlé en phase et en amplitude. L'amplitude des tensions modulées par le convertisseur (en phase avec les tensions réseau), permet d'absorber ou de fournir de la puissance réactive. Il permet ainsi de régler en dynamique la production ou la consommation de puissance réactive. Il est également capable d'amortir des oscillations de puissance en régime transitoire. Le rôle principal d'un STATCOM est de fournir un support de tension en des points critiques d'un réseau de transport et de distribution électrique, en injectant un courant réactif dans le réseau 5 électrique. En général, le courant réactif injecté par un STATCOM, est proportionnel à la différence de tension entre le STATCOM et le réseau. Par conséquent, le contrôle du courant réactif dépend du contrôle de la tension du convertisseur. Une topologie STATCOM spécifique, basée sur l'assemblage de plusieurs cellules standard constituées de convertisseurs, est connue sous le nom de � Chain-Link STATCOM �. Outre le contrôle du courant réactif fourni par un tel convertisseur, le problème principal à résoudre est celui de la répartition de la tension globale sur chaque cellule de ce convertisseur. Le document référencé [1] en fin de description présente une modélisation ainsi que des lois simplifiées d'un tel convertisseur � chain link STATCOM �. Mais : - d'une part, compte tenu des approximations de modélisation et de commande, les lois de commande existantes ne présentent pas un grand degré de robustesse (variations paramétriques, harmoniques, ...) ainsi que de bonnes performances dynamiques, et - d'autre part, il n'existe pas de méthode de commande analytique généralisée à un nombre N de cellules mises en série pour ce type de convertisseur (association de N cellules pont en H commandées en modulation à largeur d'impulsions ou MLI. 6 L'invention a pour objet de proposer un système et un procédé mettant en oeuvre une nouvelle loi de commande qui permet de mieux répartir la tension globale sur chaque cellule d'un convertisseur � chain link STATCOM �. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention concerne un système de contrôle d'au moins un convertisseur de tension à plusieurs cellules en série, comportant une partie AC et une partie DC, caractérisé en ce qu'il comprend une boucle de contrôle de courant à dynamique rapide concernant la partie AC, et une boucle de contrôle de tension à dynamique plus lente relative aux cellules ; en choisissant la loi de contrôle de tension suivante : Zt + dt Zt _Yef û Kizt Ezt û K2z. sign (Ezt où . • K1� et K2Zi sont des gains d'ajustage positifs, • Ci : capacité du condensateur Ci de chaque cellule, • Rpi : pertes associées à chaque cellule, • Zi_ref : valeur référence de Zi= (UDC�) 2, UDC� étant la tension continue aux bornes du condensateur Cl, • EZi : telle que EZi=Zi-Z�_ref . Avantageusement, le système de l'invention comprend une boucle à verrouillage de phase sur la composante de tension globale de sortie de la partie AC. Avantageusement, il comprend, en outre, un module de correction d'erreur de la boucle à verrouillage de phase tel que la composante de tension globale de sortie de la partie AC est donnée par la formule : N /1 Ve = VePLL +KPLL lj f Ezidt i=1 avec : N /1 • KPLL f Ezidt : terme de correction, i=10 • KPLL : gain d'ajustage • Ezi:erreur de suivi du carré de la tension DC. Avantageusement, il comprend un module pour délivrer aux cellules des composantes module et phase par rapport à un référentiel (d, q). Avantageusement, il comprend un convertisseur de type � chain link STATCOM � sur chaque phase d'un réseau triphasé. L'invention concerne également un procédé de contrôle d'au moins un convertisseur de tension à plusieurs cellules en série, comportant une partie AC et une partie DC, caractérisé en ce que l'on détermine directement la tension d'entrée AC de chaque cellule en utilisant une boucle de contrôle de courant à dynamique rapide concernant la partie AC, et une boucle de contrôle de tension à dynamique plus lente relative aux cellules ; en choisissant la loi de contrôle de tension suivante : C i 2 d Z.+ ' 2 RpiC. 1 dtref ù KIzi Ezi ù K2zi sign(Ezi) où . • K1Z� et K2Z� sont des gains d'ajustage positifs, • Ci : capacité du condensateur Ci de chaque cellule, • Rp� : pertes associées à chaque cellule, • Zi_ref : valeur référencée de Zi= (UDCi) 2, UDC� étant la tension continue aux bornes du condensateur Cl, • EZi : telle que EZi=Zi-Z�_ref . Avantageusement, on met en oeuvre une boucle à verrouillage de phase sur la composante de tension globale de sortie de la partie AC. Avantageusement, on utilise, en outre, une correction d'erreur de la boucle à verrouillage de phase tel que la composante de tension globale de sortie de la partie AC (Ve) est donnée par la formule : N /1 Ve = VePLL + KPLL lj f Ezidt i=1 avec : N /1 • KPLL f Ezidt : terme de correction, i=1 • KPLL : gain d'ajustage • Ezi:erreur de suivi du carré de la tension DC. Avantageusement, on délivre aux cellules des composantes module et phase par rapport à un référentiel (d, q). Avantageusement, on utilise un convertisseur � chain link STATCOM � sur chaque phase d'un réseau triphasé. L'invention proposée repose sur les caractéristiques suivantes : • l'introduction d'un modèle dynamique du convertisseur étendu à un nombre N de cellules mises en série ; • l'application de techniques de commande, sur la base du modèle dynamique développé, non linéaire, robuste, généralisée à N cellules. 9 • une amélioration de la boucle à verrouillage de phase proposée pour améliorer la décomposition dans un repère (d,q) des vecteurs tensions et courants mesurés nécessaires à la loi de commande. Le système et le procédé de l'invention présentent donc les avantages suivants : • une modélisation du convertisseur généralisé à N cellules mises en série, • une formulation d'une commande générale valable quelque soit le nombre de cellules mises en série, • une validité de la commande quelque soit le type d'électronique de puissance utilisant une modulation à largeur d'impulsion, • une robustesse de la commande face aux variations paramétriques d'un convertisseur � chain link STATCOM �, • une bonne réponse dynamique. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 illustre une configuration d'un � chain link STATCOM � monophasé de l'art connu mettant en oeuvre le procédé de l'invention. La figure 2 illustre le schéma d'une des cellules DC connectées en série de cette configuration de l'art connu. La figure 3 illustre une configuration � chain link STATCOM � simplifiée, monophasée mettant en oeuvre le procédé de l'invention. 10 La figure 4 illustre le système de contrôle de tension et de courant selon l'invention. La figure 5 illustre la génération de tension distribuée avec des mêmes modules de vecteur (nombre infini de solutions) selon l'art connu. La figure 6 illustre un exemple de réalisation du système de l'invention. La figure 7 illustre une configuration triphasée mettant en oeuvre le procédé de l'invention. Les figures 8A à 18C illustrent différents résultats mettant en évidence les performances de l'exemple de réalisation illustré sur la figure 6. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Un convertisseur STATCOM à plusieurs cellules en série, tel que décrit dans le document référencé [2], comprend, pour chaque phase, N cellules 12 connectées en série. La tension continue de chacune de ces cellules est surveillée en contrôlant la composante active du courant. De plus la composante réactive au courant est contrôlée afin d'ajuster le contrôle de tension Vres de ligne du réseau de transport. Le schéma d'un tel système � chain link STATCOM � monophasé, avec une partie AC 13 (courant alternatif) et une partie DC 14 (courant continu), est illustré sur la figure 1. Il comprend un filtre haute fréquence 10 comportant une résistance R1, une inductance L1 et un condensateur Cf, et un transformateur 11 dont l'impédance est donnée par la résistance R2 et l'inductance L2. La capacité du condensateur de chaque cellule 12 est donnée par Ci (i = 1,...N), tandis que les pertes associées à chaque cellule sont représentées par l'impédance Rpi (i = 1, ...N) . En considérant la partie AC 13 du système associée au filtre HF 10 et au transformateur 11, on obtient la relation donnant la tension réseau : VYeS = R~ i + L~ dt + Vc f (1) et le =l ùlof (2) La tension aux bornes du condensateur Cf est donnée par l'équation : dtVcf c 1cf f en replaçant l'équation (2) dans (3) on obtient : d dt V c f = C i ù C ie ( 4 ) f f On peut également obtenir la relation suivante : Vif = R2ie + L2 dt ie +Ve (5) En combinant les équations (1), (4) et (5), comportement du schéma électrique de la partie AC 13 la figure 1 est donné par le système d'équations différentielles suivantes : d - L R~ L 1 Vcf + 1 Vres dt L~ L1 L1 d Vcf Cf Cf Ze d R2 1 1 d L L2 ef L t ù L = --L +V ùVe t 2 2 (3) 20 le de (6) Si l'on considère le circuit électrique illustré sur la figure 2, on obtient : d dt UDC1 = C Ici t LC i = les = lep ù lR ù lsi L = URi = Uei Ri R R pi pi On obtient, alors, l'expression suivante de la tension continue aux bornes du condensateur Ci d'une cellule 12, illustrée sur la figure 2 : d - U 1. 1. 1 dt D Puisqu'il n'y a aucune charge dans la partie DC du système : isi =0 L'équation (8) devient d 1 1 ù U _ DCi c l ù dt ep RpiCi De plus, on a : UDC UR Ueti (11) L'équation peut être réécrite sous la forme : dt • UDCi C lep R 1C U . La relation entre les entrées/sorties de tensions et courants alternatifs/continus est donnée par l'équation suivante : le 1 0 (7) lep ù c L R C Pi Uei (8) (12) WRi (t) 0 WRi (t) lep Uei (13) On obtient un modèle mathématique décrivant le comportement du schéma électrique de la figure 2, en combinant les équations (12) et (13). dt - UDCi = ù R 1UDCi + C WRi (t) ie pic, (14) Vei = WRi (t) UDCi Le modèle du système est donné alors en associant les équations (6) et (14) avec la tension de filtre de sortie suivante : N Ve =Ve1 +Ve2 +...+VeN ù EVei i=1 On obtient : d 1 - 1=ù R1 1ù V cf + V res dt L1 L1 L 1 1 d - V ù 1 1--le 1 dt ' Cf Cf d dt - ie = 2 --le + ùV - -V L2 4 Ve =Ve +Ve2 +Ve3 +Ve4 = Vei i=1 Vei WRi (t) UDci , i =1,..., N d UDC, UDC, + 1 WRi lt) ie dt R Ci Ci Le modèle ci-dessus n'est pas très utile si on désire contrôler le transfert de puissance active entre la partie AC et la partie DC. On propose donc de contrôler la valeur carré des tensions (UDCi)2. On a la 15 définition suivante : 2 Zi =UDc (18) Sa dérivée temporelle est : d 2 2 Zi z i + UDC WRi (t) Ze Ci Lz cf e (16) (17) (19) obtient . système est réécrit . d - 1 = _ R1 Vcf + V res dt L1 L1 L1 d - Ucf 1 =ù1 --le dt Cf Cf d - i __Rzi 1 + V _ 1 V dt e Lz e L2 Lz e N dt R C. C. (e) vd = e i=1 N veq = 1ve i=1 d - Zi =ù 2 Zi + 2 (ved le p, Cl +vie Les équations (22e), (22f) et (22a) représentent la partie AC du système de l'invention, tandis que les équations (22b) et (22c) représentent la liaison de distribution de tension entre la tension globale Ve de sortie de la partie AC et l'entrée AC sur chaque cellule 12. Le comportement de chaque cellule 12 est finalement donné par l'équation (22d), dans laquelle le terme (V ee +Vq ee) est la puissance active échangée. 14 En utilisant la seconde équation de (14) on d Z. = - 2 Z.+ - dt ' RpiC. ` C. e (20) Le transfert de puissance active dans le représenté par : N i=1 (21) Pi Vei Ze Le système d'équations (17) peut être (f) (a) (22) (b) (c) ù> i=1,...,N (d) Si l'on néglige le filtre haute fréquence dans le domaine des fréquences de travail, le schéma dt R C. C. 15 électrique à contrôler illustré sur la figure 1 peut être simplifié comme illustré sur la figure 3. Le modèle d'état équations suivantes . 2T ùle = ù le +Vef ùVe dt L2T L2T L2T N Vd = Vjv e i=l Zi ( V e Le système d'équation (23) est utilisé pour toute la synthèse de contrôle. Dans le schéma de contrôle, on suppose que ce système représente une connexion basée sur le temps de deux boucles de contrôle. La première boucle de contrôle (20) avec une dynamique rapide donnée par l'équation (23a) concerne la partie AC. La seconde boucle de contrôle (21) avec une dynamique plus lente représentant les cellules est donnée par l'équation (23d). La liaison entre ces deux boucles 20 et 21 est la tension distribuée dans le cadre de référence (d,q), comme illustré dans les équations (23b) et (23c). Dans la boucle de contrôle 20 à dynamique rapide, est représenté un ensemble de contrôle de courant à dynamique rapide 22 et l'obtention d'un signal sinusoïdal 23. Dans la boucle de contrôle 21 à dynamique plus lente relative aux cellules est représenté un ensemble de contrôle de tension à associé est donné par les (a) (b) (23) (c) ù> i=1,...,N (d) dynamique plus lente 24 qui délivre la puissance active Wi. La liaison entre ces deux boucles de contrôle 20 et 21 est obtenue via la consommation de puissance active dans les cellules représentant l'entrée de la boucle de contrôle de dynamique plus lente 21. On dérive la référence de courant te ref pour la boucle de commande à dynamique rapide 20 en faisant 10 la sommation �ri (27) des consommations de puissance active dans les N cellules. Ceci est possible grâce à l'emploi de deux ensembles de contrôle de tension à dynamique lente et à dynamique rapide, la référence de courant ieYef délivrée par la boucle plus lente étant 15 vue comme une variable à variation lente (i.e. variable constante) à partir de la boucle plus rapide. L'algorithme de contrôle interconnecté est obtenu, sur la figure 4 en utilisant une boucle à verrouillage de phase 25 (PLL ou � Phase locked loop �) sur la tension 20 de contrôle Ve. Si on considère l'équation (23d), l'ensemble de contrôle de tension à dynamique plus lente 24 est dérivé (module 26) en utilisant une technique selon la théorie de Lyapunov. Si l'on 25 considère la quantité suivante : wi = vedi ied +1/e q Ze L'équation (23d) peut être réécrite d ùZ . _ - 2 Z. ? LY. dt t R pi Ci l Ci (24) (25) 17 Si l'on considère la fonction de Lyapunov suivante : où Ezi =ZiùZiref est l'erreur de suivi du carré de la tension DC. Le dérivée de la fonction de Lyapunov est donnée par : dtVLyapùE LùR C.Z+Ci p L'équation ci-dessus est définie négative en choisissant la loi suivante de contrôle de tension de l'invention : i = Ci 2 Z. + d Zi ref ù KIzi Ezi ù K2zi sign(Ezi) (28) 2 RpiCi dt où Ki,i et K2,i sont des gains d'ajustage positifs. De la même manière, on considère l'équation (23a) avec l'équation Lyapunov associée donné par Vie = Etié (29) où E1e = ie ù ie ref De manière similaire, la loi de contrôle qui fait converger l'erreur de suivie Eie vers zéro est donnée par : i Ve = L2T klieEie ùk2 iesign(Eie)ù R2T le + 1 Vres ù d ie_ref LaT LaT dt klie et k2 étant des gains d'ajustage _ie positifs. A partir des équations (24), (23b) et (23c), on obtient : 4 E i = Ved le + Veq lé (31) i=1 VLyap (26) d (27) t 1 (30)20 Par conséquent la composante d du courant est calculée par : 4 ~j i ùV Ze id i=l = (32) e vd Ainsi, on a ci-dessous la composante d référence du courant ieref pour la boucle de contrôle rapide : 4 1YiùV'1Le d _ i=1 leref Etant donne que la référence de courant ieref est donnée par une boucle externe, on peut calculer la référence de courant AC ie Yef le_ref ù leref cos(wt) ù leref sin(wt) (34) où w=2,z f , f étant la fréquence du réseau. Si l'on suppose que l'on a seulement deux cellules 12 dans le système, il existe un nombre infini de solutions pour générer VeletVe2 si l'on considère le même module pour tous les vecteurs. Sur la figure 5 sont ainsi présentées trois solutions. Il en serait de même pour N cellules. Pour améliorer le système de l'invention, on délivre aux cellules les composantes module et phase par rapport à un référentiel (d,q) de chaque tension V. A première vue en considérant la tension totale Ve =[VedVeqf les tensions distribuées Ve1 = VdVq ne peuvent être calculées en fixant le même module pour chaque vecteur et en déduisant leurs phases (33) correspondantes. On doit alors fixer une contrainte supplémentaire sur les tensions distribuées. Deux méthodes sont possibles. 1. Méthode 1 On utilise la même composante d pour toutes les tensions distribuées. d d vd vd ye vet e2 ... eN N De l'équation (25), on obtient Vq-~`i-veidled ea (36) lq e En remplaçant les équations (33) et (35) dans (36), on obtient les composantes q de tension distribuée . N Les tensions distribuées à fournir aux cellules sont exprimées : vd e (35) d •d l e e D ji i=1 (37) Ni: 1 l eq vd e Vqe N N 'i ùNedjd i=1 Ni: (38) Il faut remarquer que la relation ci-dessus n'est pas applicable pour ié =0. 2. Méthode 2 On utilise la même composante q pour toutes les tensions. q Vq =Vq =Vq =...=Vq =Ve ea et e2 eN N (39) De l'équation (25), on obtient Ved = i ùVeq le d le (40) (33) et (39) (41) En remplaçant les équations 5 dans (40), on obtient : d q q Ve y Ve le 'q ~ N N Les tensions distribuées à fournir aux cellules sont exprimées : Ved = wi Ve le i=1 Vd q q e y. _ Ve le N wti ùVeq i: N i=1 V' (42) Ved Veq N 10 On peut apporter une amélioration complémentaire. Si l'on considère l'équation (23a) et si l'on suppose que les composantes (d,q) des tensions distribuées Ve, ne sont pas connues exactement, et 15 estimées par Ved estVeq comme . Ved = Ved + AVed (43) Veq = Veq + OVeq où OVed et AVeq sont les erreurs d'estimation sur chaque composante. En remplaçant les équations (24) et (43) dans (25), on obtient : Zi = ù Z. +i + 2 (OVed le + OVe~le dt R p C. C. Ci 20 (44) Comme les composantes q de tension sont très proches de zéro en comparaison avec les composantes d de tension, les erreurs d'estimation peuvent être considérées autour de zéro AVe' =0 . L'équation (44) peut être réécrite Z. =ù 2 Z. + W. + 2 AV Iid dt Rp C. ` Ci Ci ea e Selon la même procédure que pour la synthèse de contrôle de tension à dynamique lente et en utilisant la même fonction Lyapunov, on obtient la dérivée . (45) V Ly°p = EA dt 2 Z.+~dz. +2AVdidj (46) RiC. dt `-Yef et e p a a a i L'équation ci-dessus est définie négative en choisissant la loi de contrôle de tension suivante et l'erreur d'estimation de contrôle adaptatif de puissance : ù Ci 2 Z. + d Zi Yef ù KIzi Ezi ù K2zi Sign(Ezi) ( 47 ) 2 Rp.CI dt _ AVeidk PLLi d f Ezidt Cile o où Kl,i, K2,i et KPLLi sont des gains d'ajustage. L'expression (48) peut être configurée sans détérioration de l'analyse de stabilité globale comme suit . AVei = KPLLi J EZidt ( 4 9 ) 0 où KPLLi sont des gains d'ajustage. La quantité ci-dessus peut être ajoutée directement aux composantes d (48) 22 de chaque tension distribuée correspondant à chaque cellule. Au lieu de corriger chaque tension distribuée de composante d, on peut modifier directement la composante d de tension globale. Les composantes de tension obtenues sont alors utilisées pour calculer la référence de courant ieYef et les tensions distribuées. La composante d de tension globale est 10 recalculée en utilisant la sortie d de la boucle PLL VedPLL et le terme de correction OVed ved = 1 (vee + AVed) = Ve i=1 i=1N N t O ved vePLL + KPLLi f EZi (,Gt (50) i=1 i=1 o Si l'on suppose que le même gain adaptatif est utilisé pour chaque cellule, on obtient : N t 15 vd d e vePLL + KPLL J EZidt (51) =1 V 0 Exemple de réalisation Dans un exemple de réalisation avec un système à quatre cellules 12, le système de contrôle de 20 l'invention est illustré sur la figure 6. Les tensions distribuées des cellules 12 à pont en H sont générées en utilisant la méthode 1 définie ci-dessus, parce que la méthode 2 est très sensible aux harmoniques et doit être utilisée avec ié =0. Sur cette figure 6 on retrouve 25 les dispositifs déjà illustrés sur la figure 4. Le système de l'invention, référencé ici 30, est connecté en entrée à un générateur MLI 31, et est connecté en sortie à des capteurs de mesure 32 et à un dispositif de collecte de données 33. La loi de commande 34 comprend, ici, une correction d'erreur PLL 35, et un algorithme de génération de tensions T distribuées vé ve 36. Cet exemple de réalisation permet de mettre en évidence les performances du système de contrôle de l'invention. Pour montrer les performances en robustesse de la loi de contrôle de l'invention, on utilise différentes valeurs des condensateurs du bus 10 continu (DC) dans le système STATCOM (C1=1,2 CN, C2=CN, C3=CN et C4=0, 8 CN) alors que la loi de contrôle est déduite avec une même valeur nominale (CN=18 mF) pour tous ces condensateurs. Trois types de résultats sont ainsi obtenus. 15 1. Loi de contrôle avec correction PLL (boucle à verrouillage de phase) Les figures 8A, 8B et 8C, illustrent le contrôle en courant AC avec ses composantes d (figure 20 8A) et q (figure 8B) correspondantes : - A 0,5 secondes, 1 p.u. de courant réactif est demandé, - A 1,7 secondes, la référence de contrôle est commutée de 1 p.u. à -1 p.u. de courant réactif. 25 - A 2,5 secondes, la référence de contrôle est réglée à nouveau à 0 p.u. de courant réactif. La figure 8C illustre les valeurs de courant calculées et mesurées. Les figures 9A, 9B et 9C illustrent un � zoom � des figures 8A, 8B et 8C au 30 temps 0,5 secondes.5 24 La tension AC correspondante et les entrées de contrôle de cellules DC sont respectivement représentées sur les figures 10A et 10B. Les figures 11A et 11B illustrent un � zoom � des figures 10A et 10B au temps 0,5 secondes. Les figures 12A et 12B illustrent respectivement les tensions DC et les tensions DC filtrées avec la tension référence. Les figures 13A et 13B illustrent un � zoom � des figures 12A et 12B au temps 0,5 secondes. On peut remarquer que les résultats ainsi obtenus sont très bons en terme de dynamique et de robustesse de la loi de contrôle considérée. 2. Loi de contrôle sans correction PLL La réalisation de cette loi de contrôle présente des erreurs en régime permanent pour les tensions de bus DC. On montre que même si la boucle à verrouillage de phase (PLL) présente de faibles performances, la connexion des sorties de la boucle à verrouillage de phase proposée peut compenser des perturbations et des incertitudes de contrôle. Les figures 14A, 14B et 14C illustrent respectivement des tensions DC, des tensions DC filtrées et une tension de référence (sans correction PLL) et des tensions AC pont en H correspondantes. 3. Comparaison avec une loi de contrôle de l'art connu Afin de mettre en évidence les performances de la loi de contrôle de l'invention, on compare celle- 25 ci avec une loi de contrôle présentée dans le document référencé [1]. Dans ce document, le contrôle des cellules DC est élaboré autour d'une valeur moyenne et une correction de contrôle est ajoutée à chaque cellule si sa valeur est différente de la valeur référence. Ceci justifie les dispersions obtenues des tensions DC autour de la valeur moyenne illustrées sur les figures 16A, 16B et 16C, qui peuvent créer une instabilité de la loi de contrôle. Le contrôle en courant utilisant la technique mise en évidence dans ce document est illustrée sur les figures 15A (courant iq) et 15B (courant id). Par contre, comme illustré sur les figures 18A à 18C, les tensions DC sont bien contrôlées en utilisant la loi de contrôle de l'invention ; la figure 18A illustrant les tensions DC, la figure 18B illustrant les tensions DC filtrées et la tension référence, la figure 18C illustrant la tension DC moyenne et la tension référence. Le contrôle en courant correspondant est illustré sur les figures 17A (courant iq) et 17B (courant id). Exemple de réalisation triphasé La figure 7 illustre une configuration � chain link STATCOM � triphasée mettant en oeuvre le procédé de l'invention, dans lequel sont représentés des STATCOM monophasés : STATCOM 1, STATCOM 2 et STATCOM 3, des filtres 40, 41 et 42, et un calculateur 45 recevant les mesure. 26 REFERENCES [1] "Industrial D-STATCOM chain link Modelling and control" de A. Benchaib, E. Lee-Kwet-Sun, J-L. Thierry et G. de Preville (12th European Conference on Power Electronics and applications, EPE 2007, Aalborg, Danemark, 2-5 Septembre 2007). [2] "Analysis and Performance Investigation of a Cascaded Multilevel STATCOM for Power System Voltage Regulation" de Nitrus Voraphonpiput, Teratam Bunyagul et Somchai Chatratana (Energy for Sustainable Development, Mars 2006)15 REVENDICATIONS1. Système de contrôle d'au moins un convertisseur de tension à plusieurs cellules (12) en série, comportant une partie AC (13) et une partie DC (14), caractérisé en ce qu'il comprend une boucle de contrôle de courant à dynamique rapide (20) concernant la partie AC (13), et une boucle de contrôle de tension à dynamique plus lente (21) relative aux cellules (12) ; en choisissant la loi de contrôle de tension suivante : ù ~ 2 Z. + d ref ù KIzi Ezi ù K2z sign(Ezi) 2 Rp~C~ dt où . • K1 � et K2Zi sont des gains d'ajustage positifs, • Ci : capacité continue du condensateur Ci de chaque cellule, • Rpi : pertes associées à chaque cellule, • Zi-ref : valeur référencée de Zi= (UDC1) 2, UDC� étant la tension continue aux bornes du condensateur Cl, • EZi : telle que EZi=Zi-Z�_ref. 2. Système selon la revendication 1, comprenant une boucle à verrouillage de phase sur la composante de tension globale de sortie de la partie AC (Ve). 3. Système selon la revendication 1, comprenant un module de correction d'erreur de la boucle à verrouillage de phase (35) tel que lacomposante de tension globale de sortie de la partie AC (Ve) est donnée par la formule : N /1 Ve = VePLL +K, l f EZidt i=1 avec : N /1 • KPLL f Ezidt : terme de correction, i=1 • KPLL : gain d'ajustage • EZi:erreur de suivi du carré de la tension DC. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un module pour délivrer aux cellules des composantes module et phase par rapport à un référentiel (d, q). 5. Système selon la revendication 1, comprenant un convertisseur � chain link STATCOM � sur chaque phase d'un réseau triphasé. 6. Procédé de contrôle d'au moins un convertisseur de tension à plusieurs cellules (12) en série, comportant une partie AC (13) et une partie DC (14), caractérisé en ce que l'on détermine directement la tension d'entrée AC (Vei) de chaque cellule en utilisant une boucle de contrôle de courant à dynamique rapide (20) concernant la partie AC (13), et une boucle de contrôle de tension à dynamique plus lente (21) relative aux cellules (12) ; en choisissant la loi de contrôle de tension suivante :C` 2 Z. + d Tef ù KIzi Ezi ù K2zi sign(Ezi) 2 v RpiC dt où . • K1 � et K2Zi sont des gains d'ajustage positifs, • Ci : capacité continue du condensateur Ci de chaque 5 cellule, • Rpi : pertes associées à chaque cellule, • Zi_ref : valeur référencée de Zi= (UDCi) 2, UDC� étant la tension continue aux bornes du condensateur Ci, • EZi : telle que EZi=Zi-Z�_ref . 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel on met en oeuvre une boucle à verrouillage de phase sur la composante de tension globale de sortie de la partie AC (Ve). 15 8. Procédé selon la revendication 6, dans lequel on utilise une correction d'erreur de la boucle à verrouillage de phase tel que la composante de tension globale de sortie de la partie AC (Ve) est 20 donnée par la formule : N /1 Ve = VePLL + KPLL lj f Ezidt i=1 avec : N /1 • KPLL f Ezidt : terme de correction, i=10 • KPLL : gain d'ajustage positif 25 • Ezi:erreur de suivi du carré de la tension DC. 105 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel on délivre aux cellules des composantes module et phase par rapport à un référentiel (d, q). 10. Procédé selon la revendication 6, dans lequel on utilise un convertisseur � chain link STATCOM � sur chaque phase d'un réseau triphasé. 10