FR3004863A1

FR3004863A1 - METHOD FOR GENERATING ELECTRICITY USING AN INSTALLATION COMPRISING AN ENGINE AND AN ENERGY STORAGE DEVICE FOR PUTTING THE LATENCES OF CHANGES IN THE ENGINE REGIME

Info

Publication number: FR3004863A1
Application number: FR1353642A
Authority: FR
Inventors: David Gualino; Mustapha Rahmani; Mazen Alamir
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2014-10-24
Anticipated expiration: 2033-04-22
Also published as: FR3004863B1

Abstract

Le Procédé de production d'électricité à l'aide d'une installation comprenant un moteur (2, 102, 1002) transformant une énergie initiale en un travail mécanique afin d'entraîner un alternateur (3, 103, 1003) produisant de l'électricité et relié électriquement à un bus continu de distribution (4, 1008) au moyen d'un redresseur (1005) et d'un premier convertisseur, ledit bus continu de distribution (4, 1008) étant relié électriquement à un dispositif de stockage d'énergie (5, 110, 1007), notamment une supercapacité, ledit procédé comporte une étape d'ajustement (E1) de l'état de charge du dispositif de stockage (5, 110, 1007) de sorte qu'il permette sélectivement: d'absorber au moins une partie de la puissance électrique délivrée par le moteur (2, 102, 1002) via l'alternateur (3, 103, 1003) en cas de baisse de la production demandée ; de délivrer une puissance électrique d'appoint en cas de hausse de la production demandée, de préférence tout en régulant la vitesse du moteur (2, 102, 1002) à la hausse.The method of generating electricity using an installation comprising a motor (2, 102, 1002) transforming an initial energy into a mechanical work to drive an alternator (3, 103, 1003) producing power electricity and electrically connected to a continuous distribution bus (4, 1008) by means of a rectifier (1005) and a first converter, said continuous distribution bus (4, 1008) being electrically connected to a storage device energy (5, 110, 1007), especially a supercapacitor, said method comprises a step (E1) of adjusting the state of charge of the storage device (5, 110, 1007) so that it selectively allows: absorbing at least a portion of the electrical power delivered by the motor (2, 102, 1002) via the alternator (3, 103, 1003) in the event of a fall in the production requested; to provide a backup electric power in case of increase in the demanded production, preferably while regulating the speed of the engine (2, 102, 1002) upward.

Description

Procédé de production d'électricité à l'aide d'une installation comprenant un moteur et un dispositif de stockage d'énergie permettant de pallier les latences des changements de régime du moteur Domaine technique de l'invention L'invention concerne le domaine de la production d'électricité via un moteur de préférence thermodynamique, notamment Stirling, accouplé à un alternateur. La puissance électrique produite est adaptée à une puissance électrique demandée, c'est-à-dire à une production d'électricité demandée.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of electricity generation using an installation comprising an engine and an energy storage device making it possible to overcome the latencies of the engine speed changes. electricity generation via a thermodynamic engine preferably, including Stirling, coupled to an alternator. The electrical power produced is adapted to a requested electrical power, that is to say to a requested electricity production.

L'invention a pour objet plus particulièrement un procédé de production d'électricité à l'aide d'une installation comprenant un moteur, notamment un moteur Stirling, transformant une énergie initiale, de préférence thermique, en un travail mécanique afin d'entraîner un alternateur générant, sur un bus de distribution relié à l'alternateur, au moins une partie d'une production demandée d'énergie électrique, ledit alternateur étant relié à un dispositif de stockage d'énergie. État de la technique Il est connu d'utiliser des énergies initiales, par exemple renouvelables, pour produire de l'électricité.The subject of the invention is more particularly a method for producing electricity using an installation comprising an engine, in particular a Stirling engine, transforming an initial energy, preferably a thermal one, into a mechanical work in order to drive a generator generating, on a distribution bus connected to the alternator, at least a portion of a requested generation of electrical energy, said alternator being connected to an energy storage device. STATE OF THE ART It is known to use initial energies, for example renewable energies, to produce electricity.

Pour cela il est possible d'utiliser une installation comprenant une centrale solaire combinée à un moteur Stirling. Un tel moteur renferme classiquement un gaz dans un volume hermétique et fonctionne selon un cycle thermodynamique comprenant quatre phases successives : chauffage du gaz isochore/détente isotherme/refroidissement du gaz isochore/compression isotherme. Les phases de détente et de compression produisent un travail mécanique qui dépend de la quantité de chaleur échangée par l'intermédiaire du gaz entre une source chaude du moteur et une source froide du moteur. Cette quantité de chaleur échangée par l'intermédiaire du gaz dépend elle-même notamment de la différence entre la température de la source chaude et la température de la source froide, des pertes thermiques du moteur et des échangeurs thermiques. Un alternateur est accouplé au moteur pour transformer le travail mécanique en une puissance électrique produite par l'installation.For this it is possible to use an installation comprising a solar power plant combined with a Stirling engine. Such an engine conventionally contains a gas in a hermetic volume and operates according to a thermodynamic cycle comprising four successive phases: heating of the isochoric gas / isothermal expansion / cooling of the isochoric gas / isothermal compression. The expansion and compression phases produce a mechanical work which depends on the amount of heat exchanged via the gas between a hot source of the engine and a cold source of the engine. This amount of heat exchanged via the gas itself depends in particular on the difference between the temperature of the hot source and the temperature of the cold source, thermal losses of the engine and heat exchangers. An alternator is coupled to the motor to transform the mechanical work into electrical power produced by the installation.

Il est connu de prévoir une gestion de l'installation permettant que la puissance électrique produite par l'installation soit adaptée à la puissance électrique demandée à l'installation. Cependant, la demande électrique peut varier très fortement d'un instant à l'autre, et cette dynamique très rapide n'est a priori pas compatible avec la dynamique intrinsèquement lente, due aux inerties thermiques élevées, de la commande du moteur Stirling qui passe par une régulation de sa source chaude. Le moteur risque soit de s'emballer (risque mécanique), soit de caler (implique un redémarrage). Pour pallier ces fortes variations, il est connu de moduler le couple de la charge pour contrôler la vitesse et la puissance du moteur Stirling. Cette méthode nécessite l'ajout d'un stockage d'énergie électrique pour faire baisser temporairement le couple résistant de la charge électrique, en alimentant la charge via ce stockage. L'utilisation d'un stockage d'énergie pose des problèmes de détérioration de ce dernier notamment lorsque l'alimentation via ce stockage provoque une baisse de la tension trop importante du stockage, ou lorsqu'une surproduction d'électricité vient surcharger ce stockage. Objet de l'invention Le but de la présente invention est de proposer une solution qui remédie aux inconvénients listés ci-dessus et qui permet d'améliorer la qualité de service de l'installation notamment lors de la modification de la production demandée d'énergie.It is known to provide a management of the installation that the electrical power produced by the installation is adapted to the electrical power required by the installation. However, the electrical demand can vary very strongly from one instant to another, and this very fast dynamic is a priori not compatible with the inherently slow dynamics, due to high thermal inertia, the control of Stirling engine that passes by a regulation of its hot source. The motor may either race (mechanical risk) or stall (involves a restart). To overcome these strong variations, it is known to modulate the torque of the load to control the speed and power of the Stirling engine. This method requires the addition of an electrical energy storage to temporarily reduce the resistive torque of the electric charge, by supplying the load via this storage. The use of energy storage poses problems of deterioration of the latter especially when the supply via this storage causes a drop in the excessive voltage storage, or when overproduction of electricity overloads this storage. OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to propose a solution which overcomes the disadvantages listed above and which makes it possible to improve the quality of service of the installation, in particular during the modification of the requested production of energy. .

On tend vers ce but par l'utilisation d'un procédé de production d'électricité à l'aide d'une installation comprenant un moteur, notamment un moteur Stirling, transformant une énergie initiale en un travail mécanique afin d'entraîner un alternateur produisant de l'électricité et relié électriquement à un bus continu de distribution au moyen d'un redresseur, notamment à pont de diodes double alternance, et d'un premier convertisseur, notamment DC/DC dévolteur, ledit bus continu de distribution étant relié électriquement à un dispositif de stockage d'énergie, notamment une supercapacité, ledit procédé comportant une étape d'ajustement de l'état de charge du dispositif de stockage de sorte qu'il permette sélectivement : - d'absorber au moins une partie de la puissance électrique délivrée par le moteur via l'alternateur en cas de baisse de la production demandée, - de délivrer une puissance électrique d'appoint en cas de hausse de la production demandée, de préférence tout en régulant la vitesse du moteur à la hausse.This goal is attained by the use of a method of generating electricity using an installation comprising an engine, in particular a Stirling engine, transforming an initial energy into a mechanical work in order to drive an alternator producing of electricity and electrically connected to a continuous distribution bus by means of a rectifier, in particular full-wave diode bridge, and a first converter, in particular a DC / DC step-down converter, said continuous distribution bus being electrically connected to an energy storage device, in particular a supercapacity, said method comprising a step of adjusting the state of charge of the storage device so that it selectively enables: to absorb at least a portion of the electrical power delivered by the engine via the alternator in the event of a fall in the production requested, - to deliver additional electric power in the event of an increase in the production requested, preference while regulating the engine speed upward.

Par exemple, l'étape d'ajustement de l'état de charge du dispositif de stockage comprend une étape de régulation d'une tension du bus de distribution et une étape de régulation d'une tension du dispositif de stockage.For example, the step of adjusting the state of charge of the storage device comprises a step of regulating a voltage of the distribution bus and a step of regulating a voltage of the storage device.

De préférence, l'alternateur est relié électriquement au premier convertisseur DC/DC, notamment dévolteur, et l'installation comporte un deuxième convertisseur DC/DC, notamment dévolteur/survolteur, réversible en courant relié électriquement d'une part au niveau de la sortie du premier convertisseur DC/DC et d'autre part au dispositif de stockage d'énergie, la sortie du premier convertisseur DC/DC étant reliée électriquement au bus de distribution, et l'étape de régulation de la tension du bus de distribution comporte l'élaboration d'une première consigne de fonctionnement du deuxième convertisseur DC/DC et l'étape de régulation de la tension du dispositif de stockage comporte une étape d'élaboration d'une deuxième consigne de fonctionnement du premier convertisseur DC/DC. Avantageusement, l'étape de régulation de la tension du bus de distribution continu par l'intermédiaire du deuxième convertisseur DC/DC dévolteur/survolteur associé à un supercondensateur formant le dispositif de stockage d'énergie suit une loi de commande non linéaire de sorte à garantir une réponse adaptée lors d'appels de puissance d'une charge reliée au bus continu. Selon une réalisation, l'installation est configurée de telle manière que la régulation de la tension du bus de distribution et la régulation de la tension du dispositif de stockage permettent de générer un ensemble de références, dont la vitesse de rotation du courant redressé, la tension redressée et le courant de sortie du convertisseur (1004), pour l'installation qui seront suivis en commandant d'une manière optimale le premier convertisseur, notamment en agissant sur son rapport cyclique. Selon une réalisation particulière, le procédé comporte une étape de modification de la production demandée déclenchant une étape d'élaboration d'une consigne de vitesse du moteur de sorte qu'en état stationnaire, à ladite consigne de vitesse élaborée, ledit moteur est placé sur un point de fonctionnement adapté à ladite production demandée. Par exemple, l'étape d'ajustement de l'état de charge du dispositif de 10 stockage comprend un ajustement de la consigne de vitesse élaborée. En particulier, l'étape d'ajustement de l'état de charge du dispositif de stockage comporte : - une étape de détermination des paramètres actuels de fonctionnement du moteur, 15 - une étape de détermination d'une énergie potentielle à déstocker du dispositif de stockage en cas de passage des paramètres actuels du moteur à des paramètres de fonctionnement maximum du moteur, - une étape de détermination d'une énergie potentielle à stocker 20 dans le dispositif de stockage en cas de passage des paramètres actuels du moteur à des paramètres de fonctionnement minimum du moteur, - une étape de détermination d'une valeur représentative d'un état de charge désiré en fonction de l'énergie potentielle à stocker 25 déterminée et de l'énergie potentielle à déstocker déterminée, - une étape de modification de l'état de charge courant du dispositif de stockage de sorte à le placer à l'état de charge désiré. nred X gond l'inertie du moteur, Vrnotaci la vitesse actuelle du moteur, Vrnotmax la vitesse maximale que le moteur peut atteindre, Trnontée le temps de montée du moteur en régime lors du passage de Vrnotaci à Vrnotmax , 10 Prnax la puissance maximale du moteur à la vitesse maximale, Pact la puissance actuelle du moteur, nred le rendement du redresseur et fond le rendement d'un onduleur destiné à être relié à au moins une charge, - l'énergie potentielle à stocker déterminée E stock est donnée par 15 l'équation suivante : Estock -1Jmot x Vmotaci2 avec Jrnot l'inertie du 2 moteur, Vrnotaci la vitesse actuelle du moteur, - l'état de charge désiré en énergie est compris entre Emax = E totale - E stock et Emin = Edestock avec Etotale l'énergie maximale pouvant être stockée dans le dispositif de stockage, 20 - la valeur représentative de l'état de charge désiré est déterminée par une consigne de tension Uscref du dispositif de stockage avec Emin ± Emax , et Csc la capacité du dispositif de stockage. USCrei CSC Le procédé peut être tel que : - l'énergie potentielle à déstocker Edestock déterminée est donnée par l'équation suivante : 1 (Pmax -Pa ci) Edestock = Jrnot X (Vrnotn,ax 2 - Vmotael 2 ) - ' montée avec 2 mot Pa exemple, la consigne de vitesse élaborée est ajustée selon un paramètre de vitesse AV déterminé à partir de la consigne Uscre, et d'une tension mesurée aux bornes du dispositif de stockage d'énergie. Avantageusement, le procédé comporte un recouvrement au moins partiel entre une étape de ralentissement du moteur et une étape de stockage d'énergie issue de l'alternateur dans le dispositif de stockage. Avantageusement, le procédé comporte un recouvrement au moins partiel entre une étape d'accélération du moteur et une étape de fourniture d'énergie par le dispositif de stockage.Preferably, the alternator is electrically connected to the first DC / DC converter, in particular a step-down converter, and the installation comprises a second DC / DC converter, in particular a deflator / booster, reversible in current connected electrically on the one hand at the output of the first DC / DC converter and secondly to the energy storage device, the output of the first DC / DC converter being electrically connected to the distribution bus, and the step of regulating the voltage of the distribution bus includes development of a first operating instruction of the second DC / DC converter and the step of regulating the voltage of the storage device comprises a step of generating a second operating setpoint of the first DC / DC converter. Advantageously, the step of regulating the voltage of the continuous distribution bus via the second DC / DC DC converter / booster associated with a supercapacitor forming the energy storage device follows a nonlinear control law so as to guarantee a suitable response when power is applied to a load connected to the DC bus. According to one embodiment, the installation is configured in such a way that the regulation of the voltage of the distribution bus and the regulation of the voltage of the storage device make it possible to generate a set of references, including the rotation speed of the rectified current, the rectified voltage and the output current of the converter (1004), for the installation which will be followed by optimally controlling the first converter, in particular by acting on its duty cycle. According to a particular embodiment, the method comprises a step of modifying the requested production triggering a step of generating an engine speed setpoint so that, in the stationary state, at said set speed instruction, said engine is placed on an operating point adapted to said requested production. For example, the step of adjusting the state of charge of the storage device comprises an adjustment of the developed speed reference. In particular, the step of adjusting the state of charge of the storage device comprises: a step of determining the current operating parameters of the motor; a step of determining a potential energy to be removed from the storage device; storage in case of passing from the current parameters of the engine to maximum operating parameters of the engine, - a step of determining a potential energy to be stored in the storage device in case of passing from the current parameters of the engine to parameters of the engine. minimum operation of the motor, a step of determining a value representative of a desired state of charge as a function of the potential energy to be stored and the potential energy to be determined, a modification step of current state of charge of the storage device so as to place it in the desired state of charge. nred X gond the inertia of the engine, Vrnotaci the current speed of the engine, Vrnotmax the maximum speed that the engine can reach, Trnontée the time of rise of the engine in regime during the passage of Vrnotaci to Vrnotmax, 10 Prnax the maximum power of the engine at maximum speed, Pact the current power of the engine, nred the efficiency of the rectifier and melts the efficiency of an inverter intended to be connected to at least one load, - the potential energy to be stored determined E stock is given by 15 l equation: Estock -1Jmot x Vmotaci2 with Jrnot the inertia of the 2 engine, Vrnotaci the current speed of the engine, - the desired state of charge in energy is between Emax = E total - E stock and Emin = Edestock with Etotale the maximum energy that can be stored in the storage device, the value representative of the desired state of charge is determined by a voltage reference Uscref of the storage device with Emin ± Emax, and Csc the capacity of the storage device. USCrei CSC The process may be such that: - the potential energy to destock determined Edstock is given by the following equation: 1 (Pmax -Pa ci) Edestock = Jrnot X (Vrnotn, ax 2 - Vmotael 2) - 'rise with 2 word Pa example, the developed speed setpoint is adjusted according to a speed parameter AV determined from the Uscre setpoint, and a voltage measured at the terminals of the energy storage device. Advantageously, the method comprises at least a partial overlap between a motor slowdown step and a power storage step from the alternator in the storage device. Advantageously, the method comprises an at least partial overlap between an engine acceleration step and a power supply step by the storage device.

Par ailleurs, l'étape d'ajustement peut comporter une étape de définition d'une référence de courant de sortie du premier convertisseur. L'invention est aussi relative à une installation comprenant un moteur, notamment un moteur Stirling, transformant une énergie initiale en un travail mécanique afin d'entraîner un alternateur produisant de l'électricité et relié électriquement à un bus continu de distribution au moyen d'un redresseur, notamment à pont de diodes double alternance, et d'un premier convertisseur, notamment DC/DC dévolteur, ledit bus continu de distribution étant relié électriquement à un dispositif de stockage d'énergie, notamment une supercapacité, l'installation comprenant les moyens logiciels et/ou matériels de mise en oeuvres du procédé de production d'électricité tel que décrit. L'invention est aussi relative à un procédé de dimensionnement d'une capacité du dispositif de stockage d'énergie destiné à être utilisé dans un procédé de production tel que décrit et comportant une étape de détermination de l'énergie mécanique maximum apte à être récupérée du moteur et une étape de détermination de la capacité du dispositif de stockage à partir d'au moins l'énergie mécanique maximum déterminée.Furthermore, the adjustment step may comprise a step of defining an output current reference of the first converter. The invention also relates to an installation comprising an engine, in particular a Stirling engine, transforming an initial energy into a mechanical work in order to drive an alternator producing electricity and electrically connected to a continuous distribution bus by means of a rectifier, in particular full-wave diode bridge, and a first converter, in particular a DC / DC step-down, said continuous distribution bus being electrically connected to an energy storage device, in particular a supercapacity, the installation comprising the software means and / or hardware for implementing the power generation method as described. The invention also relates to a method for dimensioning a capacity of the energy storage device intended to be used in a production method as described and comprising a step of determining the maximum mechanical energy that can be recovered. of the motor and a step of determining the capacity of the storage device from at least the determined maximum mechanical energy.

Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement une installation selon un mode d'exécution de l'invention comprenant une centrale solaire, - la figure 2 est une vue plus en détails du fonctionnement d'une centrale solaire associée à un moteur Stirling selon un mode d'exécution particulier de l'invention, - la figure 3 illustre différentes étapes selon une mise en oeuvre particulière d'un procédé de gestion de la production d'électricité, - la figure 4 illustre une partie d'une installation destinée à être utilisée au cours de la mise en oeuvre du procédé de gestion de la production d'électricité, - la figure 5 illustre différentes étapes d'ajustement de l'état de charge d'un dispositif de stockage d'énergie selon un premier mode d'exécution du procédé de gestion de la production d'électricité, - la figure 6 illustre en détails une installation destinée à mettre en oeuvre le procédé selon le premier mode d'exécution de l'invention, - la figure 7 illustre différentes étapes d'ajustement de l'état de charge d'un dispositif de stockage d'énergie selon un deuxième mode d'exécution du procédé de gestion de la production d'électricité, - la figure 8 illustre en détails une installation destinée à mettre en oeuvre le procédé selon le deuxième mode d'exécution de l'invention, - les figures 9 à 12 illustrent des courbes d'évolution des états stationnaires des variables d'état x1, x2, x3, x4, décrites plus loin, en fonction de la commande stationnaire sur u1 de l'un des convertisseurs d'électronique de puissance (le dévolteur à pont complet), - la figure 13 illustre schématiquement la réalisation des commandes permettant de mettre en oeuvre au moins une partie du procédé de gestion de la production d'électricité selon le deuxième mode d'exécution. Description de modes préférentiels de l'invention Comme illustré aux figures 1 à 3, le procédé de production d'électricité à l'aide d'une installation 1 comprenant un moteur 2, notamment un moteur Stirling, transformant une énergie initiale (notamment une énergie thermique) en un travail mécanique afin d'entraîner un alternateur 3produisant de l'électricité et relié électriquement à un bus continu de distribution 4 au moyen d'un redresseur, notamment à pont de diodes double alternance, et d'un premier convertisseur, notamment DC/DC dévolteur/survolteur préférentiellement réversible. On comprend alors que l'on retrouve successivement l'alternateur, le redresseur branché à l'alternateur et le premier convertisseur branché, d'une part, au redresseur et, d'autre part, au bus continu de distribution. Le bus continu de distribution est relié électriquement à un dispositif de stockage d'énergie 5, notamment une supercapacité. Le dispositif de stockage d'énergie 5 et le bus de distribution 4 peuvent être reliés électriquement en parallèle en aval, selon le sens de production de l'électricité, de l'alternateur 3 accouplé à un arbre rotatif du moteur 2. Par « bus continu », on entend avantageusement un bus de distribution de courant électrique continu. Autrement dit, en définissant plus précisément les liens électriques entre alternateur/bus/dispositif de stockage, le redresseur ,notamment à diodes, en série avec le premier convertisseur DC/DC de type dévolteur à pont complet sont interposés entre l'alternateur 3 et le bus de distribution 4. Par ailleurs, au moins un deuxième convertisseur DC/DC (de type dévolteur/survolteur réversible en courant) peut être interposé entre le bus de distribution et le dispositif de stockage d'énergie. Des structures particulières seront décrites plus en détails ci-après. Par « redresseur », on entend un organe électrique configuré de sorte à convertir une tension alternative en tension continue. Par « convertisseur DC/DC », on entend un organe électrique configuré de sorte à convertir une tension continue d'un premier niveau à une deuxième tension potentiellement différente de la première tension. Un convertisseur DC/DC survolteur permet une augmentation de tension et un convertisseur DC/DC dévolteur permet une diminution de tension. Par extension, un convertisseur DC/DC dévolteur/survolteur permet de réaliser les deux fonctions.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other advantages and features will become more clearly apparent from the following description of particular embodiments of the invention given by way of nonlimiting example and represented in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 schematically represents an installation according to an embodiment of the invention comprising a solar power plant, - Figure 2 is a more detailed view of the operation of a solar power plant associated with a Stirling engine according to a particular embodiment of the invention. FIG. 3 illustrates various steps according to a particular implementation of a power generation management method; FIG. 4 illustrates a part of an installation intended to be used during the implementation of of the power generation management method, FIG. 5 illustrates various stages of adjustment of the state of charge of a device. f of energy storage according to a first embodiment of the power generation management method, - Figure 6 illustrates in detail an installation for implementing the method according to the first embodiment of the FIG. 7 illustrates different stages of adjustment of the state of charge of an energy storage device according to a second embodiment of the power generation management method; FIG. in detail an installation intended to implement the method according to the second embodiment of the invention, - FIGS. 9 to 12 illustrate curves of evolution of the stationary states of the state variables x1, x2, x3, x4 , described below, as a function of the stationary control on u1 of one of the power electronics converters (the full-bridge voltage converter), - FIG. 13 schematically illustrates the realization of the commands allowing to implement at least a portion of the power generation management method according to the second embodiment. DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION As illustrated in FIGS. 1 to 3, the method of generating electricity using an installation 1 comprising a motor 2, in particular a Stirling engine, transforming an initial energy (in particular an energy thermal) in mechanical work to drive an alternator 3producing electricity and electrically connected to a continuous distribution bus 4 by means of a rectifier, in particular full-wave diode bridge, and a first converter, in particular DC / DC defolator / booster preferentially reversible. It will be understood that the alternator, the rectifier connected to the alternator and the first converter connected to the rectifier and, on the other hand, to the continuous distribution bus are successively present. The continuous distribution bus is electrically connected to a power storage device 5, in particular a supercapacity. The energy storage device 5 and the distribution bus 4 can be electrically connected in parallel downstream, according to the direction of generation of electricity, of the alternator 3 coupled to a rotary shaft of the engine 2. By "bus continuous "advantageously means a continuous electric current distribution bus. In other words, by more precisely defining the electrical links between the alternator / bus / storage device, the rectifier, in particular with diodes, in series with the first DC / DC converter of full-bridge type devolator type are interposed between the alternator 3 and the generator. distribution bus 4. Furthermore, at least one second DC / DC converter (of the reversible voltage / boost type) can be interposed between the distribution bus and the energy storage device. Specific structures will be described in more detail below. By "rectifier" is meant an electrical device configured to convert an alternating voltage into a DC voltage. By "DC / DC converter" is meant an electrical device configured to convert a DC voltage from a first level to a second voltage potentially different from the first voltage. A DC / DC boost converter enables a voltage increase and a DC / DC converter with a voltage converter allows voltage reduction. By extension, a DC / DC DC converter / booster can perform both functions.

Par « onduleur », on entend un organe électrique configuré de sorte à convertir une tension continue en tension alternative. Il s'agit de la fonction inverse du redresseur. Le procédé comporte une étape d'ajustement El de l'état de charge du dispositif de stockage 5 de sorte que ledit dispositif de stockage d'énergie 5 permette sélectivement, de préférence à tout instant d'une période de fonctionnement du moteur, d'une part, d'absorber au moins une partie de la puissance électrique délivrée par le moteur 2 via l'alternateur 3 en cas de baisse de la production demandée (c'est-à-dire que l'énergie issue de l'alternateur 3 sera envoyée au bus 4 en partie de sorte à satisfaire la nouvelle production demandée et que le surplus sera envoyé au dispositif de stockage 5), et d'autre part, de délivrer une puissance électrique d'appoint en cas de hausse de la production demandée (c'est-à-dire que l'énergie du dispositif de stockage 5 sera envoyée au bus 4 en complément de celle issue de l'alternateur 3 de sorte à satisfaire la nouvelle production demandée), de préférence tout en régulant la vitesse du moteur 2 à la hausse. La production demandée est la production électrique imposée à l'installation. Elle peut être fonction d'une ou plusieurs charges reliées à la sortie de l'onduleur 21. Autrement dit, l'étape d'ajustement de l'état de charge du dispositif de stockage 5 permet de garantir que le niveau de charge, aussi appelé stock d'énergie tampon, contenu dans ledit dispositif de stockage 5 est en permanence adapté à un point de fonctionnement de l'installation et permet donc d'encaisser toute hausse ou baisse de production liée à la demande électrique. En fait, on comprend qu'en cas d'augmentation de la production demandée, le dispositif de stockage 5 va fournir au bus de l'énergie électrique tandis que le moteur va accélérer (palliant ainsi à l'inertie d'accélération du moteur) et qu'en cas de diminution de la production demandée le dispositif de stockage va accumuler une partie de l'énergie électrique tandis que le moteur va ralentir (évitant alors de fournir trop d'électricité sur le bus de distribution). Ainsi, la production effective d'électricité de l'installation atteindra plus rapidement la production demandée. Grace à cette étape d'ajustement El de l'état de charge, il est possible de faire fonctionner l'installation en permanence à son point optimal de fonctionnement et ainsi de minimiser le dimensionnement des différents éléments la constituant. On comprend de ce qui vient d'être dit que l'installation peut comprendre en outre les moyens logiciels et/ou matériels de mise en oeuvre du procédé de gestion de la production d'électricité selon les différentes réalisations décrites dans la présente description. Par ailleurs, pour chaque étape du procédé de gestion, l'installation peut comporter un élément configuré de sorte à réaliser ladite étape. L'avantage de l'utilisation de la supercapacité (aussi appelée supercondensateur) en tant que dispositif de stockage d'énergie est la rapidité à laquelle elle peut absorber ou restituer de l'énergie. Une capacité chimique peut aussi être utilisée en tant que dispositif de stockage d'énergie.By "inverter" is meant an electrical device configured to convert a DC voltage to AC voltage. This is the inverse function of the rectifier. The method comprises an adjustment step E1 of the state of charge of the storage device 5 so that said energy storage device 5 selectively allows, preferably at any time during a period of operation of the engine, to on the one hand, to absorb at least a portion of the electric power delivered by the motor 2 via the alternator 3 in the event of a fall in the production required (that is to say that the energy coming from the alternator 3 will be sent to the bus 4 in part so as to satisfy the new production requested and that the surplus will be sent to the storage device 5), and on the other hand, to deliver a backup electric power in case of increase in the requested production (That is to say that the energy of the storage device 5 will be sent to the bus 4 in addition to that coming from the alternator 3 so as to satisfy the new production requested), preferably while regulating the speed of the engine 2 on the rise. The production requested is the electricity production imposed on the installation. It may be a function of one or more loads connected to the output of the inverter 21. In other words, the step of adjusting the state of charge of the storage device 5 makes it possible to guarantee that the level of charge, also called buffer energy store, contained in said storage device 5 is permanently adapted to an operating point of the installation and therefore allows to collect any increase or decrease in production related to the electrical demand. In fact, it is understood that in case of increase in the requested production, the storage device 5 will provide the bus with electrical energy while the engine will accelerate (thus mitigating the acceleration of the engine inertia) and that in the event of a decrease in production demand, the storage device will accumulate a portion of the electrical energy while the motor will slow down (thus avoiding supplying too much electricity on the distribution bus). Thus, the actual electricity production of the installation will reach the required production more quickly. Thanks to this adjustment step El of the state of charge, it is possible to operate the installation permanently at its optimum operating point and thus minimize the size of the various elements constituting it. It is understood from what has just been said that the installation may further comprise the software and / or hardware means for implementing the power generation management method according to the different embodiments described in the present description. Moreover, for each step of the management method, the installation may comprise an element configured to perform said step. The advantage of using supercapacity (also called supercapacitor) as an energy storage device is the speed with which it can absorb or restore energy. A chemical capacity can also be used as an energy storage device.

La supercapacité peut comporter une ou plusieurs supercapacités élémentaires reliées entre elles de sorte à augmenter la capacité de stockage du dispositif de stockage 5. Selon un mode d'exécution particulier (figure 2), l'installation comporte une centrale solaire destinée à produire de l'électricité. La centrale solaire comprend un circuit hydraulique fermé 6, dans lequel circule un premier fluide caloporteur, tel que de l'eau par exemple, chauffé par des capteurs solaires 7. Ce fluide caloporteur, après son chauffage, peut être stocké dans un réservoir de stockage 8 placé sur une branche du circuit en parallèle à la branche portant les capteurs solaires 7. Tout ou partie du fluide caloporteur chaud produit est orienté vers un moteur Stirling 2 pour apporter l'énergie nécessaire par un premier échangeur thermique chaud 9 du moteur 2, représentant sa source chaude. En aval de l'échangeur 9, le fluide caloporteur retourne dans le réservoir 8 ou vers les capteurs solaires 7. Une première pompe de circulation 10 du fluide est installée sur la branche du circuit comportant les capteurs solaires 7, en amont de ceux-ci. La notion d'amont et d'aval s'entend ici en fonction de la direction d'écoulement du premier fluide caloporteur. Une deuxième pompe de circulation 11 du fluide est installée sur la branche du circuit sur laquelle est placé le premier échangeur 9. Un contrôle des pompes 10, 11 permet de contrôler le débit de fluide caloporteur chaud circulant sélectivement dans les différentes branches du circuit hydraulique 6. Par ce biais, la centrale solaire est adaptée à un fonctionnement jour et nuit, en orientant tout ou partie importante du fluide caloporteur chaud vers les capteurs solaires 7 en journée, afin d'obtenir son chauffage maximal, et en coupant la circulation du fluide (par une action sur la pompe 10) du fluide vers les capteurs solaires 7 la nuit. Ainsi, le fluide caloporteur stocké dans le réservoir 8 prend le relais la nuit pour apporter l'énergie nécessaire au moteur 2. Le moteur 2 Stirling permet de transformer une partie du flux de chaleur apporté par le fluide caloporteur chaud, par l'intermédiaire du premier 5 échangeur chaud 9, en un travail mécanique 12, afin d'entraîner l'alternateur 3 et de produire une énergie électrique 13. L'installation comprend de plus un deuxième circuit hydraulique fermé 14 dans lequel circule un deuxième fluide caloporteur froid, tel que de l'eau, au moyen d'une troisième pompe de circulation 15. Le deuxième fluide 10 caloporteur traverse le moteur Stirling 2 au travers d'un deuxième échangeur thermique froid 16. Le fluide caloporteur froid subit un réchauffement dans le moteur 2, pour lequel il représente la source froide, puis bénéficie d'un refroidissement au niveau d'un échangeur à air 17, notamment grâce à la température de l'air ambiant Tamb, évacuant de 15 la chaleur vers l'air extérieur. Sur la figure 2, les références suivantes ont les significations suivantes : Tc : température du fluide en entrée du champ de capteurs solaires, Tâ' : température du fluide en sortie du champ de capteurs solaires, TRI température du haut de la cuve de la réserve thermique, 20 TR° : température du bas de la cuve de la réserve thermique, Tm' : température d'entrée de l'échangeur chaud moteur, Tmc'c : température de sortie de l'échangeur chaud moteur, température d'entrée de l'échangeur froid moteur, TKc;IF : température de sortie de l'échangeur froid moteur, T'b : température ambiante, hic : débit massique du fluide caloporteur chaud dans le champ de capteurs, riimc : débit massique du fluide caloporteur chaud dans l'échangeur chaud du moteur, rfimF : débit massique du fluide caloporteur froid dans l'échangeur froid du moteur. Le moteur Stirling 2 peut se présenter sous n'importe quelle forme existante. De plus, tous types de capteurs solaires peuvent être utilisés, des capteurs plans, à tube sous vide, à concentration, etc. De manière générale et applicable à tous les modes de réalisation de la présente description, comme illustré à la figure 4 l'alternateur 3 est connecté électriquement à une entrée du redresseur 18. L'installation comporte en outre le convertisseur DC/DC 19 réversible en courant relié d'une part en aval du redresseur 18 et d'autre part au dispositif de stockage d'énergie 5. Le bus de distribution 4 est aussi connecté en aval du redresseur 18. Autrement dit, le bus de distribution 4 et le convertisseur DC/DC 19 réversible sont reliés en parallèles en aval du redresseur 18. De préférence, le bus de distribution 4 comporte un onduleur 20 dont la sortie est reliée à une charge 21 définissant/quantifiant la production demandée, le convertisseur réversible DC/DC 19 étant relié au bus 4 entre le redresseur et ledit onduleur 20. Avantageusement, le convertisseur réversible DC/DC 19 est de type dévolteur/survolteur réversible, ou « Buck-Boost » selon la terminologie anglo-saxonne, ce qui lui permet d'alternativement de recevoir de l'électricité de sorte à la stocker dans le dispositif de stockage 5 et de restituer de l'électricité sur le bus de distribution 4 à partir de l'énergie stockée dans le dispositif de stockage 5. Selon un premier mode d'exécution de l'invention, le procédé comporte une étape de modification E2 de la production demandée déclenchant une étape d'élaboration E3 d'une consigne de vitesse du moteur 2 (figure 3) de sorte qu'en état stationnaire, à ladite consigne de vitesse élaborée, ledit moteur 2 est placé sur un point de fonctionnement adapté à ladite production demandée. Ainsi, après son élaboration, ladite consigne élaborée est appliquée au moteur 2. De préférence, l'étape d'ajustement El de l'état de charge du dispositif de stockage 5 comprend un ajustement de la consigne de vitesse élaborée. En fait l'étape de modification de la production demandée peut être une variation du courant devant être produit notamment au niveau de la charge 21 (figure 4), la tension étant maintenue constante par l'onduleur 20. Ainsi, à partir de mesure des courant et tension au niveau de la charge 21, il est possible d'élaborer une consigne de puissance du moteur P_mot de laquelle on déduit la consigne de vitesse, ainsi que (dans l'exemple du moteur Stirling) celle des débits circulant dans les échangeurs chaud et froid du moteur Stirling, le tout permettant au moteur de fonctionner avec un rendement maximal. Dès lors, les éléments suivants permettent d'apprécier l'élaboration de la consigne de vitesse : o la transformation de la demande électrique Pelec r f (calculée à partir de mesures de courant /tension) en demande mécanique P avec un elec 'f . Dans la pratique on a : Pmé' - r'f 17 élecméca rendement de conversion mécanique vers électrique nélec rtiécaq - 0,8 par exemple. o la détermination de la consigne de vitesse V du moteur à partir d'une cartographie qui donne le point de fonctionnement optimal du moteur caractérisé par la vitesse du moteur en fonction de la puissance mécanique demandé au moteur. D'autres paramètres peuvent mis en entrée de cette cartographie, comme les températures d'entrée des échangeurs chaud et froid, ainsi que la température ambiante. Typiquement, cette cartographie donne des vitesses comprises en 10 rad/s et 100 rad/s pour des puissances comprises entre 1 kW et 10 kW. Ensuite, dans le cas du moteur Stirling, une cartographie peut donner les débits chaud et froid optimaux en fonction de la consigne de vitesse élaborée. D'autres paramètres peuvent être mis en entrée de cette cartographie, comme les températures d'entrée des échangeurs chaud et froid, ainsi que la température ambiante. Typiquement, pour le moteur 2 considéré dans l'exemple, cette cartographie donne des débits entre 1 kg/s et 3 kg/s pour des vitesses variant de 10 rad/s à 100 rad/s. En fait, selon ce premier mode d'exécution, l'étape d'ajustement El de l'état de charge du dispositif de stockage 5 comporte, comme illustré à la figure 5, une étape de détermination E1-1 des paramètres actuels de fonctionnement du moteur 2 comme par exemple la vitesse actuelle du moteur V'taci et la puissance actuelle Pad du moteur 2. Ensuite l'étape El comporte une étape de détermination E1-2 d'une énergie potentielle à 25 déstocker du dispositif de stockage 5 en cas de passage des paramètres actuels du moteur à des paramètres de fonctionnement maximum du moteur 2 et une étape de détermination E1-3 d'une énergie potentielle à stocker dans le dispositif de stockage 5 en cas de passage des paramètres actuels du moteur 2 à des paramètres de fonctionnement minimum du moteur. Les étapes E1-2 et E1-3 peuvent être mises en oeuvre l'une après l'autre sans préjudice de l'ordre, ou encore être mises en oeuvre concomitamment. Ensuite, il peut être réalisé une étape de détermination E1-4 d'une valeur représentative d'un état de charge désiré en fonction de l'énergie potentielle à stocker déterminée et de l'énergie potentielle à déstocker déterminée et enfin une étape de modification E1-5 de l'état de charge courant du dispositif de stockage 5 de sorte à le placer à l'état de charge désiré. Selon une mise en oeuvre particulière, l'énergie potentielle à déstocker déterminée (E1-2) est donnée par l'équation suivante : 1 i 2 \ / \ ( Pm ax - Pact ) ', T = -2 mot x (Vmotmax avec mot l'inertie du Edestock - v motael 2 / + " ' montée ' nred X nond moteur, Vrnotaci la vitesse actuelle du moteur, Vrnotmax la vitesse maximale que le moteur peut atteindre, Trnontée le temps de montée du moteur en régime lors du e de Vael passage mot Vrnotmax , Prnax la puissance maximale du moteur à sa vitesse maximale,act la puissance actuelle du moteur, n.red le rendement du P fond . redresseur et n le rendement de l'onduleur destiné à être relié à au moins une charge. Par ailleurs, l'énergie potentielle à stocker déterminée Estock (E1-3) 1 est donnée par l'équation suivante : Estock = -Jrnot X Vrno i 2 (avec Jmot l'inertie du moteur et Vmotaci la vitesse actuelle du moteur), et l'état de charge désiré en énergie est compris entre Emax = Etotale - Estock et Emin - Edestock ' avec E totale l'énergie maximale pouvant être stockée dans le dispositif de stockage 5 ( Etotaie étant généralement connu des spécificités constructeur dudit dispositif de stockage 5). Enfin, la valeur représentative de l'état de charge désiré est déterminée par une consigne de tension Uscref du dispositif de stockage 5 avec ), Uscre, - +E' rs , et Csc la capacité du dispositif de stockage 5 -sc (notamment une supercapacité).The supercapacity may comprise one or more elementary supercapacitors interconnected so as to increase the storage capacity of the storage device 5. According to a particular embodiment (FIG. 2), the installation comprises a solar power station intended to produce electricity. 'electricity. The solar power plant comprises a closed hydraulic circuit 6, in which a first coolant circulates, such as water for example, heated by solar collectors 7. This heat transfer fluid, after its heating, can be stored in a storage tank 8 placed on a branch of the circuit in parallel with the branch carrying the solar collectors 7. All or part of the hot heat transfer fluid produced is directed to a Stirling engine 2 to provide the necessary energy by a first hot heat exchanger 9 of the engine 2, representing his hot spring. Downstream of the exchanger 9, the coolant returns to the tank 8 or to the solar collectors 7. A first circulation pump 10 of the fluid is installed on the branch of the circuit comprising the solar collectors 7, upstream of these . The concept of upstream and downstream is understood here according to the flow direction of the first heat transfer fluid. A second circulation pump 11 for the fluid is installed on the branch of the circuit on which the first exchanger 9 is placed. A control of the pumps 10, 11 makes it possible to control the flow of hot heat transfer fluid circulating selectively in the different branches of the hydraulic circuit 6 By this means, the solar power station is adapted to a day and night operation, directing all or a large portion of the hot heat transfer fluid to the solar collectors 7 during the day, in order to obtain its maximum heating, and by cutting the circulation of the fluid. (by an action on the pump 10) of the fluid to the solar collectors 7 at night. Thus, the heat transfer fluid stored in the tank 8 takes over at night to provide the necessary energy to the engine 2. The Stirling 2 engine can transform a portion of the heat flow provided by the heat transfer fluid, through the first heat exchanger 9, in a mechanical work 12, in order to drive the alternator 3 and to produce electrical energy 13. The installation further comprises a second closed hydraulic circuit 14 in which a second cold heat transfer fluid circulates, such as water, by means of a third circulation pump 15. The second heat transfer fluid 10 passes through the Stirling 2 engine through a second cold heat exchanger 16. The cold heat transfer fluid undergoes a heating in the engine 2, for which it represents the cold source, then enjoys cooling at an air exchanger 17, in particular thanks to the ambient air temperature Tamb, evacuating from the heat to the outside air. In FIG. 2, the following references have the following meanings: Tc: fluid temperature at the input of the solar collector field, T '': fluid temperature at the outlet of the solar collector field, TRI temperature at the top of the tank of the reserve thermal, 20 TR °: temperature of the bottom of the tank of the thermal reserve, Tm ': inlet temperature of the hot engine exchanger, Tmc'c: output temperature of the hot engine exchanger, inlet temperature of the cold engine exchanger, TKc; IF: cold engine heat exchanger outlet temperature, T'b: ambient temperature, hic: mass flow rate of the hot heat transfer fluid in the sensor field, riimc: mass flow rate of the hot heat transfer fluid in the hot engine exchanger, rfimF: mass flow rate of the coolant in the cold engine exchanger. The Stirling 2 engine can be in any existing form. In addition, all types of solar collectors can be used, flat collectors, vacuum tube, concentration, etc. In a general manner and applicable to all the embodiments of the present description, as illustrated in FIG. 4, the alternator 3 is electrically connected to an input of the rectifier 18. The installation further comprises the DC / DC converter 19 which is reversible. current connected on the one hand downstream of the rectifier 18 and on the other hand to the energy storage device 5. The distribution bus 4 is also connected downstream of the rectifier 18. In other words, the distribution bus 4 and the converter DC / DC 19 reversible are connected in parallel downstream of the rectifier 18. Preferably, the distribution bus 4 comprises an inverter 20 whose output is connected to a load 21 defining / quantifying the production requested, the reversible converter DC / DC 19 being connected to the bus 4 between the rectifier and the said inverter 20. Advantageously, the reversible DC / DC converter 19 is of the reversible deflator / boost type, or "Buck-Boost" according to the terminology this allows it to alternately receive electricity so as to store it in the storage device 5 and restore electricity on the distribution bus 4 from the energy stored in the storage device 5. According to a first embodiment of the invention, the method comprises a modification step E2 of the requested production triggering a step E3 development of a speed setpoint of the engine 2 (Figure 3) so that in stationary state, at said set speed, said motor 2 is placed on an operating point adapted to said requested production. Thus, after its elaboration, said elaborated instruction is applied to the motor 2. Preferably, the adjustment step El of the state of charge of the storage device 5 comprises an adjustment of the developed speed reference. In fact, the step of modifying the production required may be a variation of the current to be produced, in particular at the level of the load 21 (FIG. 4), the voltage being kept constant by the inverter 20. Thus, from measurement of the current and voltage at the level of the load 21, it is possible to develop a motor power setpoint P_mot from which the speed reference is deduced, as well as (in the example of the Stirling engine) that of the flow rates circulating in the exchangers hot and cold engine Stirling, all allowing the engine to operate with maximum efficiency. Therefore, the following elements make it possible to assess the development of the speed reference: o the transformation of the electrical demand Pelec r f (calculated from current / voltage measurements) into mechanical demand P with an elec 'f. In practice, the efficiency of mechanical to electrical conversion has been reduced to e.g. 0.8. o determination of the engine speed reference V from a map that gives the optimal operating point of the engine characterized by the speed of the engine according to the mechanical power demanded from the engine. Other parameters can be input from this map, such as the inlet temperatures of the hot and cold exchangers, as well as the ambient temperature. Typically, this mapping gives speeds in 10 rad / s and 100 rad / s for powers between 1 kW and 10 kW. Then, in the case of the Stirling engine, a mapping can give the optimal hot and cold flow rates according to the developed speed setpoint. Other parameters can be input from this map, such as the inlet temperatures of the hot and cold exchangers, as well as the ambient temperature. Typically, for the engine 2 considered in the example, this mapping gives flow rates between 1 kg / s and 3 kg / s for speeds ranging from 10 rad / s to 100 rad / s. In fact, according to this first embodiment, the adjustment step El of the state of charge of the storage device 5 comprises, as illustrated in FIG. 5, a step of determining E1-1 of the current operating parameters. of the engine 2, for example the current speed of the engine V'taci and the current power Pad of the engine 2. Then the step E1 comprises a step of determination E1-2 of a potential energy to destock the storage device 5 when the current parameters of the engine are passed to maximum operating parameters of the engine 2 and a step E1-3 for determining a potential energy to be stored in the storage device 5 in the event of the current parameters of the engine 2 being changed to Minimum operating parameters of the motor. The steps E1-2 and E1-3 can be implemented one after the other without prejudice to the order, or be implemented concomitantly. Then, it is possible to carry out a determination step E1-4 of a value representative of a desired state of charge as a function of the potential energy to be stored and the potential energy to be determined, and finally a modification step. E1-5 of the current state of charge of the storage device 5 so as to place it in the desired state of charge. According to one particular implementation, the potential energy to be determined is determined by the following equation: 1 i 2 \ / \ (Pm ax - Pact) ', T = -2 word x (Vmotmax with word the inertia of the Edestock - v motael 2 / + "'rise' nred X nond motor, Vrnotaci the current speed of the engine, Vrnotmax the maximum speed that the engine can reach, Trnontée the time of rise of the engine in regime during the e of Vael passage word Vrnotmax, Prnax the maximum power of the engine at its maximum speed, act the current power of the engine, n.red the performance of P bottom rectifier and n the efficiency of the inverter intended to be connected to at least one In addition, the potential energy to be stored determined Estock (E1-3) 1 is given by the following equation: Estock = -Jrnot X Vrno i 2 (with Jmot the inertia of the motor and Vmotaci the current speed of the motor ), and the desired state of charge in energy is between Emax = Etotale - Estock and Emin - Edest ock 'with E total the maximum energy that can be stored in the storage device 5 (Etotaie being generally known manufacturer specificities of said storage device 5). Finally, the value representative of the desired state of charge is determined by a voltage setpoint Uscref of the storage device 5 with), Uscre, + E 'rs, and Csc the capacity of the storage device 5 -sc (notably a supercapacitor).

Pour finir, la consigne de vitesse élaborée V peut être ajustée selon un paramètre de vitesse AV déterminé à partir de la consigne Uscre, et d'une tension mesurée aux bornes du dispositif de stockage d'énergie 5. C'est cet ajustement AV qui va permettre de modifier automatiquement l'état de charge du dispositif de stockage 5 à la valeur voulue.Finally, the developed speed setpoint V can be adjusted according to an AV speed parameter determined from the Uscre setpoint, and from a voltage measured at the terminals of the energy storage device 5. It is this AV adjustment which will allow to automatically change the state of charge of the storage device 5 to the desired value.

Un exemple de contrôleur utilisé pour ajuster AV est un contrôleur classique de type PID (Proportionnel, Intégrale, Dérivée) dont la structure ( 1 t xp X (USCrei USC ) y particulière est la suivante : kp x 1+ + d t,xp 1+ td kd ) avec kp = gain proportionnel ; ti = constante de temps du terme intégrale ; td constante de temps du terme dérivée ; kd gain de la composante dérivée ; p variable de Laplace. Autrement dit, ce premier mode d'exécution peut consister en : - une élaboration, grâce à la puissance demandée par la charge 21, des débits des caloporteurs chauds et froid ainsi que de la consigne de vitesse de rotation du moteur, - un ajustement de la consigne de la vitesse de rotation élaborée du moteur pour garantir que l'état de charge composant le stock d'énergie tampon permettra de faire face à n'importe quelle hausse ou baisse de puissance demandée par la charge 21, - une première commande visant à contrôler la vitesse de rotation du moteur peut utiliser comme variable de commande le courant de sortie du convertisseur DC/DC 19 qui commande le dispositif de stockage, - une deuxième commande permettant d'asservir le courant de sortie du convertisseur DC/DC 19. La figure 6 illustre de manière détaillée et complète une installation selon le premier mode d'exécution de l'invention. Sur cette figure 6 l'installation 101 comporte un moteur Stirling 102 comprenant une machine thermodynamique 102a et un arbre moteur 102b dont le couple moteur C_mot est issu de la machine thermodynamique 102a. L'arbre moteur 102b tourne à une vitesse V_mot de sorte à coopérer avec l'alternateur 103 générant une tension d'alternateur U_alt et un courant d'alternateur l_alt. Cet alternateur 103 est relié électriquement à un redresseur 104, de préférence de type dévolteur, ou « buck » suivant la terminologie anglo-saxonne, et configuré de sorte à générer à partir d'une tension alternative U_alt issue de l'alternateur 103 une tension du bus de distribution U_bus et de participer à l'établissement d'un courant continu du bus de distribution l_bus. l_bus et U_bus sont associés à une entrée d'un onduleur 105 fournissant à une charge 106 une tension U_ond définissant un courant l_charge de la charge 106. Le courant l_charge de la charge 106 permet de déterminer la production demandée, ainsi, cette valeur est envoyée à un bloc 107 d'élaboration d'une consigne de puissance du moteur qui détermine une puissance de consigne P_meca_ref qui est transmise à un bloc 108 d'élaboration de la consigne de vitesse V. Avant d'être ajustée pour les besoins de l'ajustement de l'état de charge, cette valeur V devient V_ref et est transmise à un bloc 109 d'élaboration de consignes de débits chaud Débit_c_ref et froid Débit_f_ref au niveau des échangeurs de la machine thermodynamique 102a de sorte à adapter le couple du moteur C_mot et donc sa vitesse V_mot. Entendu qu'un ajustement de la vitesse V_ref provoque temporairement soit un stockage soit une restitution d'énergie à partir du dispositif de stockage d'énergie 110 relié électriquement via un convertisseur DC/DC réversible 111 (de préférence de type dévolteur/survolteur réversible) à la sortie du redresseur 104 et à l'entrée de l'onduleur 105, la valeur V_ref est aussi transmise, ainsi que la vitesse courante du moteur V_mot, à un bloc 112 déterminant une valeur consigne l_sc_ref de courant traversant le dispositif de stockage d'énergie 110. Cette consigne l_sc_ref est ensuite transmise à un bloc 113 qui détermine une consigne de commande C_boost du convertisseur DC/DC 111 de sorte à gérer le dispositif de stockage 110 en modifiant la valeur courante l_sc du dispositif de stockage, de préférence de sorte que l_sc converge vers l_sc_ref. Ensuite, en fonction de la tension U_alt et du courant l_alt de l'alternateur 103 pour la vitesse élaborée V du moteur 102, il est élaboré par un bloc 114 une consigne de tension U_sc_ref à laquelle devrait être placé le dispositif de stockage 110. A partir de cette consigne de tension U_sc_ref et de la tension courante U_sc aux bornes du dispositif de stockage 110, il est élaboré par un bloc 115 un ajustement AV à apporter à la vitesse V élaborée par le bloc 108. Dès lors, V_ref correspond à V auquel AV a été appliqué. De préférence, le redresseur 104 est régulé grâce à l'entrée de commande C_rb (rapport cyclique) par le bloc 116 qui prend en entrée la tension U_bus du bus continu de distribution et une tension U_bus_ref, cette valeur de tension du bus continu étant définie par la tension d'entrée de fonctionnement de l'onduleur, notamment 50 V DC dans l'exemple. De préférence, l'onduleur 105 est régulé par l'entrée de commande C_ond (rapport cyclique) par le bloc 117 qui prend en entrée la tension U_ond à la sortie de l'onduleur 105 et une tension U_ond_ref, cette valeur de tension étant celle du réseau que l'on souhaite créer, notamment 220 V AC dans l'exemple. Sur cette figure 6, l_sp est le courant délivré par le convertisseur DC/DC reliant les supercapacités au bus continu - l_bus est le courant prélevé par l'onduleur sur le bus continu - l_rb est la résultante (somme) des courants l_sp et l_bus. Par Ailleurs, C_alt représente le couple électromagnétique de l'alternateur qui dépend du courant l_alt de l'alternateur.An example of a controller used to adjust AV is a conventional controller of the PID type (Proportional, Integral, Derivative) whose structure (1 t xp X (USCrei USC) y is particular: kp x 1+ + dt, xp 1+ td kd) with kp = proportional gain; ti = time constant of the integral term; td time constant of the derivative term; kd gain of the derived component; p Laplace variable. In other words, this first embodiment can consist of: a development, thanks to the power demanded by the load 21, of the flow rates of the hot and cold coolants as well as of the speed reference of the rotation of the motor; the reference of the engine rotational speed to guarantee that the state of charge constituting the buffer energy store will be able to cope with any increase or decrease of power demanded by the load 21, to control the speed of rotation of the motor can use as control variable the output current of the DC / DC converter 19 which controls the storage device, - a second command for slaving the output current of the DC / DC converter 19. FIG. 6 illustrates in a detailed and complete manner an installation according to the first embodiment of the invention. In this Figure 6 the installation 101 comprises a Stirling engine 102 comprising a thermodynamic machine 102a and a motor shaft 102b whose engine torque C_mot is derived from the thermodynamic machine 102a. The motor shaft 102b rotates at a speed V_mot so as to cooperate with the alternator 103 generating an alternator voltage U_alt and an alternator current l_alt. This alternator 103 is electrically connected to a rectifier 104, preferably of the wiper type, or "buck" according to the English terminology, and configured to generate from an alternating voltage U_alt from the alternator 103 a voltage of the U_bus distribution bus and to participate in the establishment of a direct current of the l_bus distribution bus. 1_bus and U_bus are associated with an input of an inverter 105 supplying to a load 106 a voltage U_ond defining a load current L_load of the load 106. The current l_load of the load 106 makes it possible to determine the production requested, thus, this value is sent a block 107 for developing an engine power setpoint which determines a reference power P_meca_ref which is transmitted to a block 108 for generating the speed setpoint V. Before being adjusted for the needs of the adjustment of the state of charge, this value V becomes V_ref and is transmitted to a block 109 for generating hot flow rate setpoints Flow_c_ref and cold Flow_f_ref at the heat exchanger of the thermodynamic machine 102a so as to adapt the engine torque C_mot and therefore its speed V_mot. Understood that an adjustment of the speed V_ref temporarily causes either a storage or a restitution of energy from the energy storage device 110 electrically connected via a reversible DC / DC converter 111 (preferably of the type reversible strainer / booster) at the output of the rectifier 104 and at the input of the inverter 105, the value V_ref is also transmitted, as well as the current speed of the motor V_mot, to a block 112 determining a setpoint value L_sc_ref current flowing through the storage device. 110. This instruction l_sc_ref is then transmitted to a block 113 which determines a command setpoint C_boost of the DC / DC converter 111 so as to manage the storage device 110 by modifying the current value l_sc of the storage device, preferably so that l_sc converges to l_sc_ref. Then, as a function of the voltage U_alt and of the current I_alt of the alternator 103 for the developed speed V of the motor 102, a voltage setpoint U_sc_ref to which the storage device 110 is to be placed is produced by a block 114. From this voltage setpoint U_sc_ref and the current voltage U_sc at the terminals of the storage device 110, a block 115 is made to adjust the AV to be brought to the speed V produced by the block 108. Therefore, V_ref corresponds to V to which AV has been applied. Preferably, the rectifier 104 is regulated by means of the control input C_rb (duty cycle) by the block 116 which takes as input the voltage U_bus of the continuous distribution bus and a voltage U_bus_ref, this voltage value of the continuous bus being defined. by the operating input voltage of the inverter, in particular 50 V DC in the example. Preferably, the inverter 105 is regulated by the control input C_ond (duty cycle) by the block 117 which takes as input the voltage U_ond at the output of the inverter 105 and a voltage U_ond_ref, this voltage value being the network that we want to create, including 220 V AC in the example. In this figure 6, l_sp is the current delivered by the DC / DC converter connecting the supercapacities to the DC bus - l_bus is the current taken by the inverter on the DC bus - l_rb is the resultant (sum) of currents l_sp and l_bus. Elsewhere, C_alt represents the electromagnetic torque of the alternator which depends on the current l_alt of the alternator.

Selon un deuxième mode d'exécution de l'invention, un contrôle permettant de fixer ou de réguler la tension au niveau du bus de distribution et la tension du dispositif de stockage peut permettre de réguler, d'une manière optimale, entre autres la vitesse de rotation du moteur tout en ajustant l'état de charge du dispositif de stockage.According to a second embodiment of the invention, a control to set or regulate the voltage at the distribution bus and the voltage of the storage device can be used to regulate, in an optimal manner, among others the speed rotation of the motor while adjusting the state of charge of the storage device.

Autrement dit, comme illustré à la figure 7, l'étape d'ajustement El de l'état de charge du dispositif de stockage comprend une étape de régulation El-la d'une tension du bus de distribution et une étape de régulation El -2a d'une tension du dispositif de stockage. Comme illustré à titre d'exemple du deuxième mode d'exécution, pour l'installation 1001 de la figure 8, l'alternateur 1003 associé au moteur 1002 est relié électriquement au premier convertisseur 1004 DC/DC (aussi appelé dans l'exemple convertisseur DC/DC dévolteur), de préférence par l'intermédiaire d'un redresseur 1005. Le premier convertisseur DC/DC 1004 est, de préférence un convertisseur DC/DC de type isolé à pont complet, ou « full bridge » selon la terminologie anglo-saxonne. Le redresseur 1005 est quant à lui, de préférence, un pont redresseur à diode double alternance, de type PD3. L'installation 1001 comporte en outre un deuxième convertisseur DC/DC 1006 (aussi appelé dans l'exemple convertisseur DC/DC dévolteur/survolteur) réversible en courant (de préférence de type Buck Boost) relié, d'une part, au niveau de la sortie du premier convertisseur DC/DC 1004 et, d'autre part, au dispositif de stockage d'énergie 1007, la sortie du premier convertisseur DC/DC 1004 étant aussi reliée électriquement au bus de distribution 1008. Ainsi, l'étape de régulation El-la de la tension du bus de distribution 1008 peut comporter l'élaboration d'une première consigne Cl de fonctionnement du deuxième convertisseur DC/DC 1006 et l'étape de régulation E1-2a de la tension du dispositif de stockage 1007 peut comporter une étape d'élaboration d'une deuxième consigne C2 de fonctionnement du premier convertisseur DC/DC 1004. Ces première et deuxième consignes Cl, C2 peuvent être déterminées par un bloc 1009 d'élaboration des consignes, ledit bloc 1009 étant destiné à ajuster l'état de charge dudit dispositif de stockage 1007. Un troisième convertisseur DC/AC 1010 et de préférence de type boost associé à un onduleur est situé sur le bus 1008 juste en amont de la charge 1011 pour alimenter cette dernière en tension alternative 230 V AC 50 Hz. De préférence, l'étape de régulation de la tension du bus de distribution continu par l'intermédiaire du deuxième convertisseur DC/DC dévolteur/survolteur 1006 associé à un supercondensateur formant le dispositif de stockage d'énergie suit une loi de commande non linéaire de sorte à garantir une réponse adaptée lors d'appels de puissance d'une charge 1011 reliée au bus continu.In other words, as illustrated in FIG. 7, the adjustment step E 1 of the state of charge of the storage device comprises a step El-la of regulating a voltage of the distribution bus and a regulating step El - 2a of a voltage of the storage device. As illustrated by way of example of the second embodiment, for the installation 1001 of FIG. 8, the alternator 1003 associated with the motor 1002 is electrically connected to the first converter 1004 DC / DC (also called in the example converter DC / DC deflator), preferably via a rectifier 1005. The first DC / DC converter 1004 is preferably a DC / DC converter of the isolated type with full bridge, or "full bridge" according to the English terminology -saxonne. The rectifier 1005 is, for its part, preferably a full wave diode rectifier bridge, PD3 type. The installation 1001 also comprises a second DC / DC converter 1006 (also called in the example DC / DC convertor defolator / booster) reversible current (preferably Buck Boost type) connected, on the one hand, at the level of the output of the first DC / DC converter 1004 and, secondly, the energy storage device 1007, the output of the first DC / DC converter 1004 also being electrically connected to the distribution bus 1008. Thus, the step of El-la regulation of the voltage of the distribution bus 1008 may comprise the development of a first operating setpoint C1 of the second DC / DC converter 1006 and the regulation step E1-2a of the voltage of the storage device 1007 may include a step of generating a second setpoint C2 of operation of the first DC / DC converter 1004. These first and second setpoints C1, C2 can be determined by a set-up block 1009, said block 1009 being set to adjust the state of charge of said storage device 1007. A third DC / AC converter 1010 and preferably boost type associated with an inverter is located on the bus 1008 just upstream of the load 1011 to supply the latter with voltage alternating 230 V AC 50 Hz. Preferably, the step of regulating the voltage of the continuous distribution bus via the second DC / DC converter deflator / booster 1006 associated with a supercapacitor forming the energy storage device follows a nonlinear control law so as to guarantee an appropriate response during power calls of a load 1011 connected to the DC bus.

Par ailleurs sur cette figure 8, PL représente la puissance demandée, m. h le débit du caloporteur chaud, m.c le débit du caloporteur froid, TH in la température du caloporteur chaud à l'entrée de l'échangeur chaud du moteur, TCin la température du caloporteur froid à l'entrée de l'échangeur froid du moteur, û la vitesse de rotation en rad/s de l'arbre moteur, Ired le courant en sortie du redresseur 1005, Vred la tension en sortie du redresseur, ifb_in le courant à l'entrée du premier convertisseur DC/DC 1004, iLfb le courant en sortie du premier convertisseur 1004 avant la liaison avec le deuxième convertisseur 1006, iLbb le courant de sortie au niveau du deuxième convertisseur 1006, Vsc la tension du dispositif de stockage d'énergie 1007, Vbus la tension du bus continu 1008, iond le courant du bus juste avant le troisième convertisseur 1010, iL le courant de la charge 1011 ou courant à l'entrée du convertisseur AC/DC 1010, et VL la tension de la charge 1011. Par ailleurs, l'installation est configurée de telle manière que la régulation de la tension du bus de distribution 1008 et la régulation de la tension du dispositif de stockage 1007 permettent de générer un ensemble de références (de la vitesse de rotation, du courant redressé Ired, de la tension redressée Vred et du courant de sortie iLfb du convertisseur 1004) pour l'installation qui seront suivis en commandant d'une manière optimale le premier convertisseur 1004, notamment en agissant sur son rapport cyclique. En fait, dans ce cas particulier, la vitesse de rotation du moteur 1002 sera stabilisée vers un état stationnaire compatible calculé en même temps que les états stationnaires à atteindre sur les variables Ired, Vred et ILfb définis précédemment. Concernant les débits des caloporteurs chauds et froids à l'entrée du moteur Stirling m. h et rn. c respectivement, ceux-ci sont déterminés grâce à une cartographie donnant les points de fonctionnement optimaux du moteur (cartographie calculée hors-ligne) et ayant comme entrées la puissance demandée par la charge PL ainsi que les températures d'entrées des caloporteurs chaud et froid respectivement THin et TCin (qui sont mesurées).Moreover, in this FIG. 8, PL represents the requested power, m. h the flow rate of the hot coolant, mc the flow rate of the cold coolant, TH in the temperature of the hot coolant at the inlet of the hot heat exchanger of the engine, TCin the temperature of the cold coolant at the inlet of the cold exchanger of the engine , the rotational speed in rad / s of the motor shaft, Ired the output current of the rectifier 1005, Vred the output voltage of the rectifier, ifb_in the current at the input of the first DC / DC converter 1004, iLfb the output current of the first converter 1004 before the connection with the second converter 1006, iLbb the output current at the second converter 1006, Vsc the voltage of the energy storage device 1007, Vbus the DC bus voltage 1008, iond the bus current just before the third converter 1010, iL the current of the load 1011 or current at the input of the AC / DC converter 1010, and VL the voltage of the load 1011. Moreover, the installation is configured in such a way that the regulation the voltage of the distribution bus 1008 and the regulation of the voltage of the storage device 1007 make it possible to generate a set of references (of the rotation speed, the rectified current Ired, the rectified voltage Vred and the output current iLfb of the converter 1004) for the installation which will be followed by optimally controlling the first converter 1004, in particular by acting on its duty cycle. In fact, in this particular case, the rotation speed of the motor 1002 will be stabilized towards a compatible steady state calculated at the same time as the steady states to be reached on the variables Ired, Vred and ILfb defined above. Regarding the flow of hot and cold heat transfer at the entrance of the engine Stirling m. h and rn. c respectively, these are determined by means of a map giving the optimum operating points of the engine (computation calculated offline) and having as inputs the power demanded by the load PL as well as the inlet temperatures of the coolant heat and cold respectively THin and TCin (which are measured).

En fait dans ce deuxième mode de réalisation, on développe une commande globale du système en pilotant les deux convertisseurs 1004 et 1006, en effectuant au préalable un calcul et une analyse des états stationnaires pour la partie électrique associée au moteur de préférence Stirling. Cette commande permet de converger rapidement vers l'état désiré tout en maîtrisant les trajectoires d'état ce qui n'est pas possible en utilisant les régulateurs traditionnels de type PID (pour Proportionnel Intégrale Dérivé). Une approche globale permet également de décomposer le système en deux sous-systèmes et d'associer à chacun d'eux un contrôleur permettant de réguler les deux tensions évoquées ci- dessus, notamment via les deux consignes Cl et C2, rapports cycliques des deux convertisseurs Survolteur/Dévolteur réversible et Dévolteur à pont complet respectivement. L'un des principaux avantages de cette solution est la facilité avec laquelle on choisit les paramètres du régulateur en comparaison à l'utilisation de boucles PID imbriquées (où la détermination de chaque fonction de transfert d'un régulateur PID est plus complexe tout en ne garantissant pas une meilleure convergence vers les états désirés. Ceci permet de réguler d'une manière très raide la tension du bus de distribution quelles que soient les variations de la demande de puissance électrique demandée de la charge, et de stabiliser la partie électrique associée au moteur Stirling. Ceci permet également de maintenir l'état de charge de la supercapacité (en maintenant sa tension à sa valeur nominale) à une valeur adéquate afin d'avoir assez d'énergie pour répondre rapidement à une augmentation de la puissance demandée par la charge où d'absorber le surplus d'énergie produite par le moteur lors d'une baisse de la puissance électrique demandée par la charge.In fact, in this second embodiment, a global control of the system is developed by driving the two converters 1004 and 1006, firstly performing a computation and analysis of the stationary states for the electrical part associated with the Stirling preference engine. This command makes it possible to quickly converge towards the desired state while controlling the state trajectories which is not possible using the traditional PID (Proportional Integral Derivative) type regulators. A global approach also makes it possible to split the system into two subsystems and to associate with each of them a controller making it possible to regulate the two voltages mentioned above, in particular via the two setpoints C1 and C2, cyclic ratios of the two converters. Reversing Booster / Reverberator and Full Bridge Volunteer respectively. One of the main advantages of this solution is the ease with which one chooses the parameters of the regulator in comparison with the use of nested PID loops (where the determination of each transfer function of a PID regulator is more complex while not guaranteeing a better convergence towards the desired states.This makes it possible to regulate the voltage of the distribution bus in a very steep manner, whatever the variations in the demand for the requested electric power of the load, and to stabilize the electrical part associated with the The Stirling engine also maintains the supercapacitor's state of charge (maintaining its voltage at its nominal value) at an adequate value in order to have enough energy to respond quickly to an increase in the power demanded by the generator. load where to absorb the excess energy produced by the engine during a decrease in the electrical power demanded by the load.

Le couple moteur d'un moteur Stirling est donné par l'équation :Cm°, a(riih,rfic).0+13(TH,,'TC ) avec Cmot le couple du moteur Stirling, mn et mc les débits des caloporteurs chaud et froid respectivement à l'entrée du moteur et TI-lin et TCin les températures à l'entrée du moteur des caloporteurs chaud et froid respectivement ; a(.) et 13(.) sont des fonctions des débits et température cités précédemment. Ces fonctions sont déterminées expérimentalement en effectuant des essais stationnaires. Autrement dit, ce couple moteur dépend des débits des caloporteurs chaud et froid ainsi que des températures à l'entrée des échangeurs de chaleur coté chaud et froid du moteur Stirling. Dans les lois de commande développées ici, les deux débits des caloporteurs chauds et froid (mn et mc respectivement) sont considérés constants et ne sont pas utilisés comme variables de commande. Seul le contrôle de la partie électrique est considéré ici. Etant donné que les deux parties du système (thermique et électrique) montrent des constantes de temps séparées, la solution proposée peut aisément s'intégrer dans une architecture plus globale qui optimise le comportement du moteur Stirling en manipulant les deux débits massiques cités précédemment.The driving torque of a Stirling engine is given by the equation: Cm °, a (riih, rfic) .0 + 13 (TH ,, TC) with Cmot the torque of the Stirling engine, mn and mc the flows of the coolants hot and cold respectively at the inlet of the engine and TI-lin and TCin the temperatures at the inlet of the engine coolant heat and cold respectively; a (.) and 13 (.) are functions of the flows and temperatures mentioned above. These functions are determined experimentally by conducting stationary tests. In other words, this engine torque depends on the hot and cold heat transfer rates as well as the temperatures at the inlet of the hot and cold heat exchangers of the Stirling engine. In the control laws developed here, the two flows of hot and cold coolants (mn and mc respectively) are considered constant and are not used as control variables. Only the control of the electrical part is considered here. Since the two parts of the system (thermal and electrical) show separate time constants, the proposed solution can easily integrate into a more global architecture that optimizes the behavior of the Stirling engine by manipulating the two mass flow rates mentioned above.

Afin de répondre en temps réel à la demande en puissance de la charge isolée, on régule la tension du bus continu Vbus à 50V d'une manière assez rapide (une tension de 50 V sera compatible avec le bon fonctionnement de l'onduleur 1010). Ainsi, le troisième convertisseur 1010 pourra fonctionner normalement et débitera sur la charge 1011 le courant nécessaire (demandé par la charge 1011 et défini par l'impédance de cette dernière).In order to respond in real time to the power demand of the isolated load, the voltage of the DC bus Vbus at 50V is regulated quite rapidly (a voltage of 50 V will be compatible with the correct operation of the inverter 1010) . Thus, the third converter 1010 will be able to function normally and will charge the load 1011 with the necessary current (requested by the load 1011 and defined by the impedance of the latter).

Afin de garantir un niveau de charge suffisant pour la supercapacité, la tension de celle-ci est régulée à une tension nominale de 125V d'une manière un peu plus lente par rapport à la régulation de la tension du bus continu, qui est la variable la plus critique dans le système ; la tension de 125V est arbitrairement choisie : elle permet de fournir la puissance nécessaire lors de l'augmentation de la puissance demandée par la charge et d'absorber le surplus de puissance dans le cas contraire. Ces objectifs de commande seront atteints en jouant grâce à une architecture de commande sur les rapports cycliques des premier et 10 deuxième convertisseurs DC/DC 1004, 1006 associés au moteur Stirling tels qu'illustrés à la figure 8. En considérant un simple gain statique en puissance pour le troisième convertisseur DC/DC boost+onduleur (cas le plus défavorable), le modèle moyen de la partie électrique est donné par : j. 15 dçà(t) = (a(tith , titc ) - Dfr çà(t) I3(TH , TCin ) dt J arb' arbre n-J arbre red dIred (t) = R1 +-.(t) 3.p m., +3.p.N/j..bf Nred 2.Ls dt Ls red 2.7c red 2.7c - Ls dVred(t) . = dt Cf Ilred -Ifb- If bin - k. i L fb afb diLfb k .V 1red ' a fb 'Vbus d,. Lfb Lfb dV 1 .(ii bus = . \ "-fb " .'-bb 'ond dt Ctot PL lond = 20 fond 'Vbus diLbb 1Vsc. a bb -1 .Vbus dt Lbb bb dV -1 . s 1 - .a bb dt Csc où les variables d'état sont: 0(t) représente la vitesse de rotation de l'arbre moteur en rad/s, Ired(t) le courant à la sortie du redresseur à pont de diode double alternance, Vred(t) la tension redressée, Ifbin le courant à l'entrée du convertisseur DC/DC à pont complet, iLfb le courant de sortie du convertisseur DC/DC à pont complet, Vbus la tension du bus continu, lond le courant à l'entrée de l'onduleur DC/AC, PL la puissance consommée par la charge AC isolée, iLbb le courant à la sortie du convertisseur DC/DC Dévolteur/Survolteur réversible, Vsc la tension du dispositif de stockage (supercondensateur). Les variables de commande sont : afb le rapport cyclique du convertisseur DC/DC Dévolteur à pont complet et abb le rapport cyclique du convertisseur DC/DC Dévolteur/Survolteur réversible.In order to guarantee a sufficient charge level for the supercapacity, the voltage of this supercapacitor is regulated at a nominal voltage of 125V in a slightly slower manner than the regulation of the DC bus voltage, which is the variable the most critical in the system; the voltage of 125V is arbitrarily chosen: it allows to provide the necessary power when increasing the power demanded by the load and to absorb the surplus power in the opposite case. These control objectives will be achieved by playing through a control architecture on the duty cycle of the first and second DC / DC converters 1004, 1006 associated with the Stirling motor as illustrated in FIG. 8. Considering a simple static gain in FIG. power for the third converter DC / DC boost + inverter (worst case), the average model of the electric part is given by: j. 15 d (t) = (a (tith, titc) - Dfr ç (t) I3 (TH, TCin) dt J arb 'tree nJ tree red dIred (t) = R1 + -. (T) 3.p m. , + 3.pN / j..bf Nred 2.Ls dt Ls red 2.7c red 2.7c - Ls dVred (t). = Dt Cf Ilred -Ifb-If bin-k. I L fb afb diLfb k .V 1red 'a fb' Vbus d, Lfb Lfb dV 1. (ii bus =. \ "-fb" .'- bb 'ond dt Ctot PL lond = 20 background' Vbus diLbb 1Vsc. a bb -1 .Vbus dt Lbb bb dV -1. s 1 - .a bb dt Csc where the state variables are: 0 (t) represents the rotational speed of the motor shaft in rad / s, Ired (t) the current at the output of the rectifier Full-wave diode bridge, Vred (t) rectified voltage, Ifbin the current at the input of the full-bridge DC / DC converter, iLfb the output current of the full-bridge DC / DC converter, Vbus bus voltage continuous, lond the current at the input of the inverter DC / AC, PL the power consumed by the isolated AC load, iLbb the current at the output of the converter DC / DC reversible Volver / Booster, Vsc the voltage of the device storage (supercapacitor). The control variables are: afb the cyclic ratio of the DC / DC converter full-bridge volt- age and abb the duty cycle of the DC / DC convertor Reversing volt / reversible booster.

Concernant les paramètres du modèle, ceux-ci sont définis par : « p» le nombre de paires de pôles de la machine synchrone, .1 -arbre l'inertie de l'arbre tournant, Of la constante de la force électromotrice du moteur synchrone, Rs et Ls sont respectivement la résistance statorique et l'inductance statorique du moteur synchrone à aimant permanent, Cf est la valeur de la capacité à l'entrée du convertisseur DC/DC Dévolteur à pont complet, k et Lfb sont respectivement le rapport de transformation et la valeur de l'inductance de sortie du transformateur du convertisseur DC/DC Dévolteur à pont complet, Lbb est la valeur de l'inductance de sortie du convertisseur DC/DC Dévolteur/Survolteur réversible, Csb est la valeur de la capacité du supercondensateur, n land est la valeur de 3004 86 3 29 l'efficacité de l'onduleur (convertisseur DC/AC 1010), Ctot est la valeur de la capacité équivalente du bus de distribution continu (capacité équivalente à la mise en parallèle des capacités de sortie des deux convertisseurs DC/DC Dévolteur/Survolteur réversible et du DC/DC 5 dévolteur à pont complet ainsi que la capacité d'entrée de l'onduleur). Ce modèle peut être écrit sous la forme : *3 =a8'X2- a8'k.x4'U1 10 *4 =-a9.x5+k.a9.x3.u1 PL X5 - (-y 4 x6) fond X5 *6 = -a11'x5 +a11'x7'U2 X7 - -a12.x6.u2 avec : xl = Q, X2 = Ired X3 = Vred x4 = iLfb, x5 = Vbus3 X6 = ll-bb 3 X7 =Vsc les 15 valeurs des paramètres « a» étant données par : a(rhh,rnc)-Dfr 13(THin,TCin ) 3.P.-N/j.(1)f IR, 3.p al -- i i , a4 = , a5 = , 1_, 2.-rr arbre arbre TT"uarbre 3.p..e(tef 1 1 1 1 1 1 a6 , a7 = , a8 =-cf , a9 = , a10 = , an = L- , au, = - 2.7c 2.L - L Ln, ' Csc s s 20 Ainsi, les objectifs de commande sont de réguler x5= Vbus autour de x5st= Vbusref= 50V (où X5st est la valeur stabilisée de x5) et de garder x7= Vsc autour de x7sf = Vscref = 125 V (où X7st est la valeur stabilisée de X7).Concerning the model parameters, these are defined by: "p" the number of pairs of poles of the synchronous machine, .1 -tree the inertia of the rotating shaft, Of the constant of the electromotive force of the synchronous motor , Rs and Ls are respectively the stator resistance and the stator inductance of the permanent magnet synchronous motor, Cf is the value of the input capacitance of the full-bridge DC / DC converter, k and Lfb are respectively the ratio of transformation and the value of the transformer output inductance of the full-bridge DC / DC converter, Lbb is the value of the output inductance of the reversible DC / DC convertor Devolator / Booster, Csb is the value of the capacitance of the supercapacitor, n land is the value of 3004 86 3 29 the efficiency of the inverter (DC / AC converter 1010), Ctot is the value of the equivalent capacity of the DC bus (capacity equivalent to paralleling) the output capabilities of both reversible DC / DC converters DC / DC converters and DC / DC 5 full bridge voltage converter as well as the input capacity of the inverter). This model can be written as: * 3 = a8'X2- a8'k.x4'U1 10 * 4 = -a9.x5 + k.a9.x3.u1 PL X5 - (-y 4 x6) background X5 * 6 = -a11'x5 + a11'x7'U2 X7 - -a12.x6.u2 with: xl = Q, X2 = Ired X3 = Vred x4 = iLfb, x5 = Vbus3 X6 = ll-bb 3 X7 = Vsc the 15 values of the parameters "a" being given by: a (rhh, rnc) -Dfr 13 (THin, TCin) 3.P.-N / d (1) f IR, 3.p al-ii, a4 = , a5 =, 1_, 2.-rr tree shaft TT "tree 3.p..e (tef 1 1 1 1 1 1 a6, a7 =, a8 = -cf, a9 =, a10 =, an = L-, at, = - 2.7c 2.L - L Ln, 'Csc ss 20 Thus, the control objectives are to regulate x5 = Vbus around x5st = Vbusref = 50V (where X5st is the stabilized value of x5) and to keep x7 = Vsc around x7sf = Vscref = 125 V (where X7st is the stabilized value of X7).

Pour cela les commandes suivantes sont à disposition : - u1 appartenant à l'intervalle [0, 1] qui définit le rapport cyclique du convertisseur DC/DC dévolteur 1004, - u2 appartenant à l'intervalle [0, 1] qui définit le rapport cyclique du convertisseur DC/DC dévolteur/survolteur réversible 1006, par ailleurs, ce système est aussi soumis à la contrainte xi > 0 (avec i pouvant prendre dans le cadre de ladite contrainte les valeurs 1 à 5 et 7). On comprend donc que cette contrainte ne s'applique pas à x6 : en effet, étant donné que le deuxième convertisseur est un convertisseur réversible en courant, x6 = iLbb peut être positif ou négatif. En revanche, le premier convertisseur étant non réversible, le courant ne peut être que positif, il doit en outre être éloigné de zéro d'au moins la moitié du taux d'ondulation du courant afin de ne pas avoir un mode de conduction discontinu du courant dans lequel les équations différentielles deviennent plus compliquées. En calculant les valeurs des paramètres « ai » avec i variant ici de 1 à 12, on a pu noter que le terme correspondant à "a5.x1.x2" (chute de tension due à l'empiétement du pont de diodes double alternance) pouvait être 20 négligé devant les autres termes de la deuxième équation du système d'état (l'équation dired(t) ). dt Alternativement, le système associé au deuxième mode de réalisation de l'invention peut aussi être décomposé en deux sous-systèmes.For that the following commands are available: - u1 belonging to the interval [0, 1] which defines the duty ratio of the DC / DC converter 1004, - u2 belonging to the interval [0, 1] which defines the ratio cyclic converter DC / DC converter / reversible booster 1006, moreover, this system is also subjected to the stress xi> 0 (with i can take under the constraint values 1 to 5 and 7). It is therefore understood that this constraint does not apply to x6: indeed, since the second converter is a reversible current converter, x6 = iLbb can be positive or negative. On the other hand, the first converter being non-reversible, the current can only be positive, it must also be removed from zero by at least half the current ripple rate in order not to have a discontinuous conduction mode of the current. current in which the differential equations become more complicated. By calculating the values of the parameters "ai" with i varying here from 1 to 12, it was noted that the term corresponding to "a5.x1.x2" (voltage drop due to the encroachment of the bridge of diodes double alternation) could be neglected in the other terms of the second equation of the state system (the equation dired (t)). Alternatively, the system associated with the second embodiment of the invention can also be broken down into two subsystems.

Le premier sous-système correspond aux quatre premières équations de - - - - x1,x2,x3, x4 du système d'état qui ne dépendent que de « u1 » comme variable de commande. Cette partie dépend aussi de x5, mais on suppose que cette variable est parfaitement régulée (ce qui est le cas 5 grâce à notre commande), et on peut alors remplacer x5 par sa valeur stationnaire (désirée) X5st et écrire la première partie du système sous la (xi forme : = A(u1).z +B. ( ,avec z= . Le deuxième sous-système : a2 vst \A5 ) correspond aux trois dernières équations du système d'état global x5,x6,x7 qui ne dépendent que de « u2» comme variable de commande. 10 L'état stationnaire du premier sous-système en fonction de « u1 » est (a, donné par : zst(ui )= -[A(4]-1.B. xst \ 5 / Le tracé des états stationnaires en fonction de « u1 » est donné aux figures 9 à 12 qui représentent respectivement xist, x2st, x3st, x4st. Sur ces figures 9 à 12, les abscisses correspondent aux xist et les ordonnées à 15 u 1 . Une fois ces deux sous-systèmes définis, il reste à les commander. Concernant la commande du premier sous-système c'est-à-dire en vue de le faire tendre vers l'état stationnaire « zst(u1) », il est utilisé une commande prédictive à un pas donnée par 2 l'équation : u7t = argrn i n J(u1) = Ilz±(u1) - zstlIpd(e) , avec « arg » ule[0 1] l'abréviation de « argument », et où : - ui°Pt désigne la commande optimale de u1 (commande donnant le meilleur résultat) à appliquer au convertisseur DC/DC dévolteur 1004, - J(ui) est la fonction objective à minimiser par rapport à ul. Cette fonction objective dépend de la norme carrée du vecteur d'erreur entre l'état de z au prochain pas d'échantillonnage z±(u1) estimé grâce au modèle et l'état actuel mesuré « z ». La dite norme carrée du vecteur d'erreur cité précédemment est pondérée par la matrice « Pd(uist) » qui est la matrice de stabilité de Lyapunov pour le sous-système 1 donnée par ; Cette matrice sera calculée hors ligne pour plusieurs valeurs de uist et sera stockée en mémoire.The first subsystem corresponds to the first four equations of - - - - x1, x2, x3, x4 of the state system which depend only on "u1" as the control variable. This part also depends on x5, but we suppose that this variable is perfectly regulated (which is the case 5 thanks to our command), and we can then replace x5 by its stationary value (desired) X5st and write the first part of the system. under the (xi form: = A (u1) .z + B. (, with z =. The second subsystem: a2 vst \ A5) corresponds to the last three equations of the global state system x5, x6, x7 which depend only on "u2" as the control variable The stationary state of the first subsystem as a function of "u1" is (a, given by: zst (ui) = - [A (4] -1.B The plot of stationary states as a function of "u1" is given in Figures 9 to 12, which respectively represent xist, x2st, x3st, x4st, and in these figures 9 to 12, the abscissae correspond to the xist and the ordinate to Once these two subsystems have been defined, it remains to control them, concerning the control of the first subsystem, that is to say in view of the to tend towards the stationary state "zst (u1)", it is used a predictive command at a given step by the equation: u7t = argrn in J (u1) = Ilz ± (u1) - zstlIpd (e), with "arg" ule [0 1] the abbreviation of "argument", and where: - ui ° Pt denotes the optimal command of u1 (command giving the best result) to be applied to the DC / DC convertor 1004, - J ( ui) is the objective function to be minimized with respect to ul. This objective function depends on the square standard of the error vector between the state of z at the next sampling step z ± (u1) estimated by the model and the current measured state "z". The said square standard of the aforementioned error vector is weighted by the matrix "Pd (uist)" which is the stability matrix of Lyapunov for the subsystem 1 given by; This matrix will be computed offline for several values of uist and will be stored in memory.

Concernant la commande du deuxième sous-système, il est utilisé une commande par backstepping permettant de réguler x5 = Vbus autour de X5st = Vbusref = 50 V. Cette commande est donnée par les équations suivantes : u2 = 1 .(a11.x5 -a10.(x5 -xs6f )+Xr6ef -À6.(x6 -xr6ef )) all.x7 p xr6ef = L X4 ± À . (X5 - X5st ) À5 et À6 sont les paramètres de rlond.x5 a10 , et ici réglage de la commande par backstepping. Etant donné que la commande par backstepping donnée par les équations précédentes est très rapide, on obtient très vite le régime , avec permanent stationnaire en x5 ( *5 =0) soit : x6 -x4 + . Ainsi, on fond X st remarque qu'on peut réguler la valeur de x6 grâce à x4. Pour réguler la tension de la supercapacité x7 autour de X7st = 125 V, on impose à x6 la valeur : x-6't = k6.tanh(fl.(x7 - x7)) , où k6 et 13 sont des paramètres de réglage. Ainsi, on tire la valeur de X4st qui sera donnée par xs: -k6.tanh(13-(x7 -x;t))+ PL st nond 'X 5 Grâce à la courbe de la figure 12 donnant X4st en fonction de ut pour le premier sous-système, on tire utst qui sera utilisé lors de la commande du premier sous-système 1. La figure 13 permet d'illustrer l'architecture de commande globale du système associant les premier et deuxième sous-systèmes. On comprend de cette figure 13 que du fait de la présence d'un zéro instable, lors du passage de la variable d'état x4 d'une valeur à une autre, plus grande par exemple, cette variable subit d'abord une décroissance avant d'atteindre sa valeur de référence plus grande avant d'atteindre sa référence X4st, ce qui peut conduire à des valeurs de x4 très proche de zéro voire négatives (le phénomène inverse se produit lors de passage de x4 à une autre valeur plus petite). Pour remédier à ce problème, X4st est filtré avant de déterminer utst, ce qui a pour effet de retarder quelque peu la convergence de x4 mais réduit considérablement l'effet de l'undershoot. Ainsi, il est possible de montrer que l'insertion d'un filtre suffisamment lent conduit toujours à la non violation de la contrainte de positivité des variables. On comprend de ce qui a été dit ci-dessus que le dispositif de stockage d'énergie, notamment lorsqu'il est formé par une supercapacité, doit être convenablement dimensionné pour faire face aux hausses et aux baisses de la production demandée au cours du temps. Autrement dit, l'invention est aussi relative à un procédé de dimensionnement d'une capacité du dispositif de stockage d'énergie destiné à être utilisé dans un procédé de production tel que décrit. Un tel procédé de dimensionnement comporte une étape de détermination de l'énergie mécanique maximum apte à être récupérée du moteur et une étape de détermination de la capacité du dispositif de stockage à partir d'au moins l'énergie mécanique maximum déterminée. Plus particulièrement, l'étape de détermination de l'énergie mécanique maximum peut prendre en compte au moins l'un des deux cas dimensionnant décrits ci-après. Le premier cas dimensionnant correspond au passage de la puissance max à une puissance nulle, par exemple de 10kW à OkW. Ce cas se présente dans une installation en site isolé lorsque la charge du réseau s'arrête brusquement soit volontairement, soit suite à un incident électrique. Il faut alors être capable de stocker l'ensemble de l'énergie mécanique Eniecamax contenue dans le moteur dans le dispositif de stockage 5 d'énergie électrique, ce stockage étant au maximum égal à 1, Eelec = -LeSC X USC2max - L'énergie mécanique Emecamax est donnée par l'équation Emecamax -;Jmotx Vmotmax2. Dans notre exemple, l'inertie du moteur J', vaut 0,23 kg.m2, sa vitesse maximale V'tmax étant de 100 rad/s. Son énergie mécanique maximale Emecamax est donc de 1150 J. Le deuxième cas dimensionnant correspond au passage de la puissance nulle à la puissance maximale au sein du réseau électrique de l'installation. Il faut alors permettre au moteur de monter à son régime maximal, ce qui revient à lui fournir l'énergie Ernecarn. avec Emecamaxmotx Vmot max2 tout en fournissant au réseau la puissance maximale P 'pendant la montée en régime du moteur Tmantae , donc en fournissant l'énergie Eraseaumax Pmax x Trnontée - Dans notre exemple, Prnax est égale à 10 kW, et Tmontée est de 1 s. On comprend que le deuxième cas est le plus dimensionnant en terme d'énergie. On l'utilisera donc préférentiellement pour déterminer la capacité minimale Cscmin du dispositif de stockage d'énergie dans le cadre du procédé de production d'électricité.Concerning the control of the second subsystem, a backstepping command is used to regulate x5 = Vbus around X5st = Vbusref = 50 V. This command is given by the following equations: u2 = 1. (a11.x5 -a10 (x5 -xs6f) + Xr6ef -A6. (x6 -xr6ef)) all.x7 p xr6ef = L X4 ± A. (X5 - X5st) At5 and À6 are the parameters of rlond.x5 a10, and here setting of the control by backstepping. Given that the backstepping control given by the previous equations is very fast, we obtain very quickly the regime, with permanent stationary in x5 (* 5 = 0) is: x6 -x4 +. Thus, one melts X st remarks that one can regulate the value of x6 thanks to x4. To regulate the voltage of the supercapacitance x7 around X7st = 125 V, x6 is imposed on x6: x-6't = k6.tanh (f1 (x7-x7)), where k6 and 13 are setting parameters . Thus, we get the value of X4st which will be given by xs: -k6.tanh (13- (x7 -x; t)) + PL st nn 'X 5 Thanks to the curve of figure 12 giving X4st as a function of ut for the first subsystem, utst is used which will be used when controlling the first subsystem 1. FIG. 13 illustrates the overall control architecture of the system associating the first and second subsystems. It will be understood from this FIG. 13 that because of the presence of an unstable zero, when the state variable x4 passes from one value to another, for example greater, this variable first undergoes a decay before to reach its larger reference value before reaching its reference X4st, which can lead to values of x4 very close to zero or even negative (the opposite phenomenon occurs when changing from x4 to another smaller value) . To remedy this problem, X4st is filtered before determining utst, which has the effect of somewhat delaying the convergence of x4 but considerably reduces the undershoot effect. Thus, it is possible to show that the insertion of a sufficiently slow filter always leads to no violation of the positivity constraint of the variables. It is understood from what has been said above that the energy storage device, especially when it is formed by a supercapacity, must be suitably sized to cope with increases and decreases in production demand over time. . In other words, the invention also relates to a method of dimensioning a capacity of the energy storage device for use in a production method as described. Such a sizing method comprises a step of determining the maximum mechanical energy that can be recovered from the engine and a step of determining the capacity of the storage device from at least the determined maximum mechanical energy. More particularly, the step of determining the maximum mechanical energy can take into account at least one of the two dimensioning cases described below. The first sizing case corresponds to the transition from the maximum power to zero power, for example from 10kW to OkW. This case occurs in an isolated site installation when the load of the network stops abruptly either voluntarily or following an electrical incident. It must then be able to store all the mechanical energy Eniecamax contained in the engine in the storage device 5 of electrical energy, this storage being at most equal to 1, Eelec = -LeSC X USC2max - The energy Emecamax mechanics is given by the equation Emecamax - Jmotx Vmotmax2. In our example, the inertia of the engine J 'is 0.23 kg.m2, its maximum speed V'tmax being 100 rad / s. Its maximum mechanical energy Emecamax is therefore 1150 J. The second case dimensioning corresponds to the passage of the power zero to the maximum power within the electrical network of the installation. It is then necessary to allow the engine to go up to its maximum speed, which amounts to providing Ernecarn energy. with Emecamaxmotx Vmot max2 while supplying the network with the maximum power P 'during the revving of the Tmantae motor, thus supplying the energy Eraseaumax Pmax x Trnontée - In our example, Prnax is equal to 10 kW, and Tm is 1 s. We understand that the second case is the most dimensioning in terms of energy. It will therefore preferably be used to determine the minimum capacity Cscmin of the energy storage device as part of the power generation process.

Dès lors, Csc - 2 x E totale Emecamax Eréseaumax soit 11150 J 2 , avec E totale uSC',ax dans notre exemple. En choisissant une supercapacité de tension maximale Uscmax de 125V, on arrive alors à déterminer la capacité minimale Cscm. de la supercapacité, soit 1,43 F. Par sécurité et pour augmenter la durée de vie de la supercapacité, on choisira une valeur supérieure, par exemple 5 F.Therefore, Csc - 2 x E total Emecamax Ereseaumax is 11150 J 2, with E total uSC ', ax in our example. By choosing a UsCax maximum voltage supercapacity of 125V, it is then possible to determine the minimum capacity Cscm. of supercapacity, 1.43 F. For safety and to increase the life of the supercapacity, we will choose a higher value, for example 5 F.

De manière applicable aux différents modes de réalisation du procédé de production d'électricité, ce dernier comporte un recouvrement au moins partiel entre une étape de ralentissement du moteur 2 et une étape de stockage d'énergie issue de l'alternateur 3 par le dispositif de stockage.In a manner applicable to the various embodiments of the power generation method, the latter comprises at least a partial overlap between a motor 2 slowdown step and a power storage step from the alternator 3 by the power supply device. storage.

Par ailleurs, ce dernier peut aussi comporter un recouvrement au moins partiel entre une étape d'accélération du moteur 2 et une étape de fourniture d'énergie par le dispositif de stockage. Autrement dit, en particulier en combinaison avec le premier mode d'exécution de l'invention, le procédé de production d'électricité peut comporter une étape de régulation du dispositif de stockage d'énergie de sorte à délivrer une puissance nécessaire à une hausse de la production demandée tout en régulant la vitesse du moteur à la hausse, ou absorber au moins une partie de la puissance délivrée par le moteur pour s'adapter à une baisse de la production demandée. En fait, en fonction de la consigne de vitesse ajustée et de la vitesse réelle du moteur (pouvant être déduite de la mesure de la tension alternateur) il est élaboré une première commande visant à contrôler le courant en sortie du deuxième convertisseur qui commande le dispositif de stockage. Cette commande peut être réalisée par une technique de placement de pôles connue de l'homme du métier. De manière générale, l'étape d'ajustement El peut comporter une étape de définition d'une référence de courant de sortie du premier convertisseur 1004 (courant iLfb). Cette référence de courant servira ensuite à définir les états stationnaires du système (1002 ,1003,1005,1004) à savoir :la vitesse de rotation, le courant redressé Ired, la tension redressée Vred et le courant de sortie iLfb du convertisseur 1004. Puis, une commande optimale prédictive à un pas sera appliqué au système (1002 ,1003,1005,1004) afin d'atteindre ces références en agissant sur le rapport cyclique du premier convertisseur (1004). L'invention est aussi relative à un support d'enregistrement de données lisible par un calculateur, sur lequel est enregistré un programme informatique comprenant des moyens de codes de programme informatique de mise en oeuvre des étapes du procédé de gestion de la production d'électricité. L'invention est aussi relative à un programme informatique comprenant 10 un moyen de codes de programme informatique adapté à la réalisation des étapes d'un procédé de gestion de la production d'électricité, lorsque le programme est exécuté par un calculateur.Furthermore, the latter may also include at least a partial overlap between an accelerating step of the motor 2 and a step of supplying energy by the storage device. In other words, in particular in combination with the first embodiment of the invention, the electricity production method may comprise a step of regulating the energy storage device so as to deliver a power necessary for a rise in energy consumption. the required production while regulating the engine speed up, or absorb at least a portion of the power delivered by the engine to accommodate a decline in production demand. In fact, as a function of the adjusted speed setpoint and the actual engine speed (which can be deduced from the measurement of the alternator voltage), a first command is developed to control the output current of the second converter which controls the device. storage. This control can be achieved by a pole placement technique known to those skilled in the art. In general, the adjustment step E1 may comprise a step of defining an output current reference of the first converter 1004 (current iLfb). This current reference will then be used to define the stationary states of the system (1002, 1003, 1005, 1004) namely: the rotational speed, the rectified current Ired, the rectified voltage Vred and the output current iLfb of the converter 1004. Then , a one-step optimal predictive control will be applied to the system (1002, 1003, 1005, 1004) to achieve these references by acting on the duty cycle of the first converter (1004). The invention also relates to a data storage medium readable by a computer, on which is recorded a computer program comprising computer program code means for implementing the steps of the power generation management method. . The invention also relates to a computer program comprising computer program code means adapted to perform the steps of a power generation management method, when the program is executed by a computer.

Claims

REVENDICATIONS1. Method for generating electricity using an installation comprising a motor (2, 102, 1002), in particular a Stirling engine, transforming an initial energy into a mechanical work in order to drive an alternator (3, 103, 1003 ) producing electricity and electrically connected to a continuous distribution bus (4, 1008) by means of a rectifier (1005), in particular with a bridge of full-wave diodes, and a first converter, in particular DC / DC (104, 1004), said continuous distribution bus (4, 1008) being electrically connected to an energy storage device (5, 110, 1007), in particular a supercapacity, said method comprising an adjustment step (El) ) of the state of charge of the storage device (5, 110, 1007) so that it selectively enables: - to absorb at least part of the electric power delivered by the motor (2, 102, 1002) via the alternator (3, 103, 1003) in the event of a fall in the production requested, - to supply a supplementary electric power in the event of an increase in the production demand, preferably while regulating the speed of the motor (2, 102, 1002) on the rise.

2. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the step of adjusting (El)) the state of charge of the storage device comprises a step of regulating (E1-1a) a voltage of the distribution bus (4, 1008) and a step of regulating (El - 2a) a voltage of the storage device (5, 110, 1007).

3. Method according to the preceding claim, characterized in that the alternator (1003) is electrically connected to the first DC / DC converter (1004), in particular defolator, and in that the installation (1001) comprises a second DC / DC converter. DC (1006), in particular a step-up / booster, reversible current connected electrically on the one hand at the output of the first DC / DC converter (1004) and on the other hand to the energy storage device (1007), the output of the first DC / DC converter (1004) being electrically connected to the distribution bus (1008), and in that the step of regulating the voltage of the distribution bus (1008) comprises generating a first set of operation of the second DC / DC converter (1006) and the step of regulating the voltage of the storage device (1007) comprises a step of generating a second operating setpoint of the first DC / DC converter (1004).

4. Method according to one of claims 2 or 3, characterized in that the installation (1001) is configured in such a way that the regulation of the voltage of the distribution bus (1008) and the regulation of the voltage of the device of storage (1007) makes it possible to generate a set of references, including the rotation speed of the rectified current (Ired), the rectified voltage (Vred) and the output current (iLfb) of the converter (1004), for the installation which will be followed by optimally controlling the first converter (1004), in particular by acting on its duty cycle.

5. Method according to claim 1, characterized in that it comprises a step of modifying (E2) the requested production triggering a step of elaboration (E3) of a speed reference (V) of the engine (2, 102). ) so that in stationary state, said developed speed setpoint (V), said motor (102) is placed on an operating point adapted to said requested production.

6. Method according to claim 5, characterized in that the adjustment step (El)) of the state of charge of the storage device (5, 110) comprises an adjustment (AV) of the developed speed reference ( V).

7. Method according to one of claims 5 or 6, characterized in that the adjustment step (El)) of the state of charge of the storage device (5, 110) comprises: - a determination step ( E1-1) current operating parameters of the motor (2, 102), - a step of determining (E1-2) a potential energy to be removed from the storage device (5, 110) in case of passage of the current parameters from the motor (2, 102) to maximum operating parameters of the motor (2, 102), - a step of determining (E1-3) a potential energy to be stored in the storage device (5, 110) in passing from the current parameters of the motor (2, 102) to the minimum operating parameters of the motor (2, 102), - a step of determining (E1-4) a value representative of a desired state of charge according to the potential energy to be stored and the potential energy to be determined, - a modification step tion (E1-5) of the current state of charge of the storage device (5, 110) so as to place it in the desired state of charge.

8. Method according to the preceding claim, characterized in that- the potential energy to destock determined Edstock is given by the following equation: 1 2 2, (Pmax Pact) Edestock = -2Jmot X (Vmotmax - Vrnotad) mounted, with Jmot the inertia of the motor, Vmotaci the current speed of the engine, Vmotmax the maximum speed that the engine can reach, Tmounted the time of rise of the engine in regime during the passage from Vmotaci to Vmotmax, 13 ,,,, ax the maximum power of the motor at the maximum speed, act the current power of the engine, nred the efficiency of the rectifier P and base the efficiency of an inverter intended to be connected to at least one load, - the potential energy to be stored determined E stock is given by the following equation: Etock -1Jmot x Vmotaci2 with Jrnot the inertia of the 2 motor, Vmotaci the current speed of the motor, - the desired state of charge in energy is between 15Emax - Etotale - Estock and Emin = Edestock 5 with Etotale en maximum value that can be stored in the storage device (5, 110), - the value representative of the desired state of charge is determined by a voltage reference Uscref of the storage device (5, i 110) with U l E scre - m, n + E max, and Csc the capacity of the storage device (5, 110).

9. Method according to the preceding claim and claim 6, characterized in that the developed speed reference (V) is adjusted according to a speed parameter AV determined from the setpoint nred X CSCUscre gond, and a voltage measured at terminals of the energy storage device (5, 110).

10. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least a partial overlap between a motor slowing step (2, 102, 1002) and a step of storing energy from the alternator (3, 103, 1003) in the storage device (5, 110, 1007).

11. Method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises an overlapping at least partially between an accelerating step of the motor (2, 102, 1002) and a step of supplying energy by the storage device (5, 110, 1007).

12. The method as claimed in claim 3, characterized in that the step of regulating the voltage of the DC distribution bus via the second DC / DC DC converter / boost converter (1006) associated with a supercapacitor forming the storage device. of energy follows a nonlinear control law so as to ensure an appropriate response during power calls of a load (1011) connected to the DC bus.

13. Method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the adjustment step (El)) comprises a step of defining an output current reference (iLfb) of the first converter (1004) .25

14. Installation comprising a motor (2), in particular a Stirling engine, transforming an initial energy into a mechanical work in order to drive an alternator (3) (3, 103, 1003) producing electricity and electrically connected to a bus continuous distribution (4, 1008) by means of a rectifier, in particular full-wave diode bridge (1005), and a first converter, in particular DC / DC (104, 1004), said continuous distribution bus ( 4, 1008) being electrically connected to an energy storage device (5, 110, 1007), especially a supercapacitor, characterized in that the installation comprises the software and / or hardware means for implementing the method according to the invention. any preceding claim.

15. A method of dimensioning a capacity of the energy storage device for use in a production method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that it comprises a step of determining the maximum mechanical energy able to be recovered from the engine and a step of determining the capacity of the storage device from at least the maximum determined mechanical energy.