Contribution à la Commande d'un Convertisseur de Puissance aux Topologies Améliorées Associé à un Générateur Photovoltaïque Basée sur les Techniques Avancées

Abstract

هذه الاطروحة هي واحدة من الأبحاث التي اجريت على استغلال الطاقة الضوئية. لقد لفت استخدام الطاقة الكهروضوئية انتباه العالم إلى إنتاج الكهرباء لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة. لا تعتمد كفاءة الأنظمة الكهروضوئية على ظروف العمل فحسب، بل تعتمد أيضًا على سلسلة التحويل الكاملة. يمكن تحقيق ذلك من خلال اختيار حكيم للتكوينات، والأبعاد الجيدة للمكونات وطرق التحكم الفعالة. الهدف من هذه الدراسة هو المساهمة في تحسين كفاءة الأنظمة الكهروضوئية سواء المستقلة أو المتصلة بالشبكة. أولاً، تطوير تقنيات تتبع نقطة القدرة القصوى (MPPT) استنادًا إلى الأساليب المحسنة من الطرق التقليدية (P&O ,Inc-Con) من اجل الاستغلال الأمثل لمولد الطاقة الكهروضوئية في ظل تغير مفاجئ في الإشعاع الشمسي. ثم، تطوير تقنية للتحكم في الجهد المستمر بين المحولين والحفاظ عليه ثابتًا على القيمة المرغوبة، أياً كان الإشعاع الشمسي. أخيرًا، يستند مخطط السيطرة على التحكم التنبئي للتشغيل السليم للعاكس وكذلك حقن التيارات الجيبية في الشبكة الرئيسية بمعدل تشوه توافقي كلي منخفض (THD <5٪). تمت محاكاة جميع هذه التقنيات رقميًا باستخدام برنامج ماتلاب.

Cette thèse est l’une des recherches menées sur l’exploitation de l’énergie photovoltaïque. L'utilisation de l'énergie PV a attiré l'attention mondiale sur la production d'électricité afin de répondre à la demande accrue en énergie. L'efficacité des systèmes PV dépend non seulement des conditions de travail, mais également de la chaîne de conversion complète. Cela peut être réalisé par un choix judicieux de configurations, un bon dimensionnement des composants et des méthodes de contrôle efficaces. L’objectif de cette étude est de contribuer à l’optimisation de l’efficacité des systèmes PV soit autonomes ou connectés au réseau. Premièrement, le développement de techniques de suivi du point de puissance maximale (MPPT) basées sur des approches améliorées des méthodes conventionnelles (P&O et Inc-Con) pour obtenir une exploitation optimale du générateur PV sous une variation rapide du rayonnement solaire. Ensuite, le développement d'une technique pour contrôler la tension du bus continu et la maintenir fixée à la valeur souhaitée, quelle que soit le niveau d'irradiation solaire. Enfin, le schéma d’un contrôleur basé sur la commande prédictive pour un bon fonctionnement de l’onduleur ainsi que l’injection de courants sinusoïdaux dans le réseau avec un faible taux global d’harmoniques (THD <5%). Toutes ces techniques ont été simulées numériquement sous l’environnement MATLAB / Simulink®. Mots clés : Energie photovoltaïque ; Système PV autonome ; MPPT ; Système PV connecté au réseau ; La commande prédictive. ; Distorsion harmonique globale.

This thesis is one of the researches dedicated for exploitation of solar photovoltaic energy. The use of PV energy has drawn global attention to the production of electricity to meet the increased demand for energy. The efficiency of PV systems depends not only on working conditions, but also on the complete conversion chain. This can be achieved by a judicious choice of configurations, a good sizing of the components and effective control methods. The objective of this study is to contribute to the optimization of the efficiency of PV systems either autonomous or connected to the network. First, the development of maximum power point tracking (MPPT) techniques based on improved approaches from conventional methods (P&O and Inc-Con) to obtain optimal exploitation of the PV generator under rapid variation in solar radiation. Then, the development of a technique to control the DC-Link voltage and to maintain constant at the desired value, whatever the level of solar irradiation. Finally, the diagram of a controller based on predictive control for proper operation of the inverter as well as the injection of sinusoidal currents into the network with a low Total Harmonic Distortion(THD <5%). All these techniques were simulated digitally under the MATLAB / Simulink® environment.