Contribution à l'étude de micro-réseaux autonomes alimentés par des sources photovoltaïques

Contribution to the study of autonomous micro-grid systems supplied by photovoltaic sources

• Auteur / Autrice : Azeddine Houari
• Direction : Farid Meibody-Tabar, Serge Pierfederici
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance le 07/12/2012
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de recherche en énergie électrique de Nancy (Vandœuvre-lès-Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Xavier Roboam
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Philippe Martin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Éric Monmasson, Delphine Riu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Régulateurs électriques

Fiabilité

Systèmes autonomes en énergie

Conversion photovoltaïque

Mots clés libres

DC/AC autonomes

Photovoltaïque

MPPT

Platitude différentielle

Qualité de l'énergie

Stabilité

Critère du cercle généralisé

Autonomous micro-grid system

Photovoltaic

MPPT

Differential flatness

Power quality

Stability

Generalized circle criterion

Résumé

L'orientation énergétique actuelle vers le développement de systèmes électriques isolés, s'est traduit par l'établissement de nouvelles directives sur les performances et la fiabilité des structures de puissance mises en oeuvre, en particulier ceux à base d'énergies renouvelables. C'est dans ce contexte que s'inscrivent ces travaux de thèse, qui aboutissent à l'élaboration de nouveaux outils destinés à l'amélioration de la qualité d'énergie et de la stabilité d'un micro-réseau autonome. Concernant l'optimisation énergétique des interfaces de conversion pour un réseau autonome, nous avons développé de nouveaux algorithmes de commande basés sur le concept de platitude des systèmes différentiels. L'avantage de cette technique réside dans la possibilité d'implémentation de régulateurs à une boucle. Cela garantit des propriétés dynamiques élevées en asservissement et en régulation. De plus, une prédiction exacte de l'évolution des variables d'états du système est possible. Concernant la stabilité des micro-réseaux autonomes, nous avons proposé des outils pour traiter les phénomènes d'instabilités, causés notamment par la perte d'informations de charges et par le phénomène de résonance des filtres d'interconnexion

The actual electrical energy demand focuses on the development of stand-alone electrical systems which leads to the definition of new directives on performances and reliability of the electrical structures, especially those based on renewable energy. The main objective of this work concerns the development of new tools to improve the power quality and the stability of autonomous micro-grid systems. In this aim, new control algorithms based on the concept of differential flatness have been developed. The main advantage of the proposed technique is the possibility of implementing one loop controllers ensuring high dynamic properties. In the same time, it allows accurate prediction of the evolution of all state variables of the system. Concerning the stability of the autonomous micro-grid systems, we proposed tools to deal with instability phenomena either caused by the loss of load information and the resonance phenomenon of the passive filters