Commande non linéaire en temps réel d’un système de conversion photovoltaïque

Abstract

تعد مطابقة و ضبط الممانعة بين المولد الكهروضوئي و الشحنة المستهلكة للتيار المتناوب مشكلة تقنية تتمثل أساسا في نقل الطاقة الكهربائية القصوى إلى الشحنة المستهلكة. لقد تمت معالجة المشكل بالكامل في هذه الأطروحة من خلال مقاربة نظامية من وجهة نظر بنية التحويل و نمط التحكم المرتبط بأهداف الأداء العالي و الموثوقية و المرونة. تم تجريب حلين على مستوى طابق الدمج "المستمر- المتناوب" من ناحية نمط التحويل و من ناحية نظام التحكم. الأول يتمثل في تعديل دارة التحويل عن طريق إدماج ضابط الجهد "مستمر-مستمر رافع" بين المدخرة و المحول "مستمر-متناوب" لزيادة فعالية الضبط. بينما يتمثل الثاني في تحسين أهداف الأداء و فعالية الضبط في مجال جد محدود بتقديم طرف تحكم متطورة "بواسطة نظرية ليابونوف، الضبط بوضع الإنزلاق و بواسطة المنطق الضبابي" و هذا بإدراج بطاقة التحكم ذات الزمن الحقيقي ''أردوينو –إينو" النتائج التجريبية المتحصل عليها تظهر بأن استعمال الحلين معا و في نفس الوقت تسمح بالحصول على أحسن نوعية و كفاءة عبور الطاقة مهما كانت الشروط العظمى للتشغيل أو استغلال النظام الكهروضوئي.

L’adaptation d’impédance entre un générateur photovoltaïque et une charge de type alternative est un problème technique que signifie essentiellement le transfert du maximum de puissance électrique à la charge. Le problème est abordé dans sa globalité dans cette thèse par une approche systémique du point de vue architecture de conversion et mode de commande associée visant des performances, fiabilités et flexibilités élevés. Deux solutions expérimentales ont été menées sur l’étage de couplage DC-AC selon d’une part, le type de conversion et d’autre part, celui de stratégie de commande. Le premier correspond à une modification de circuit de conversion en insertion d’un régulateur de tension DC-DC BOOST entre la batterie de stockage et le convertisseur DC-AC pour augmenter la robustesse de réglage. Le second correspond à l’amélioration les performances et la robustesse dans un intervalle de réglage bien déterminé en introduction des méthodes de commande avancés (Par lyapunov, par mode glissant et par logique floue) et en utilisant de la carte de contrôle en temps réel Arduino-Uno. Les résultats pratiques montrent que l’utilisation de deux solutions en même temps permettent d’obtenir la meilleure qualité de transfert énergétique quelque soit les conditions max de fonctionnement et d’utilisation d’un système photovoltaïque.

The adaptation of the impedance between a photovoltaic generator and an AC-type load is a technical problem which essentially means the transfer of the maximum electrical power to the load. The problem is tackled in its entirety in this thesis by a systemic approach from the point of view of the conversion architecture and associated control mode aiming at high performances, reliability and flexibility. Two experimental solutions were carried out on the DC-AC coupling stage on one side, the type of conversion and the other side, that of command strategy. The first is a modification of the conversion circuit by inserting a DC-DC BOOST voltage regulator between the storage battery and the DC-AC converter to increase the robustness of the setting. The second corresponds to the improvement of performance and robustness in a well-determined adjustment interval by introducing advanced control methods (By lyapunov, sliding mode and fuzzy logic) and by using the Arduino-UNO real-time control board. . The practical results show that the use of two solutions at the same time allows to obtain the best quality of energy transfer regardless of the maximum operating and use conditions of a photovoltaic system.