Contribution au contrôle et à la gestion optimale d’énergie dans un micro-réseau

Abstract

L'objectif principal de cette thèse de doctorat est la contribution au développement des techniques de contrôle des micro-réseaux (MR). Elle vise exactement à développer des techniques de contrôle nouvelles pour améliorer les performances et la fiabilité des MRs. Elle se concentre sur l'analyse de la stabilité et le contrôle d'onduleurs montés en parallèles dans un MR. En mode connecté, une stratégie de contrôle basée sur un contrôleur P/Q est proposée afin d'optimiser le flux d'énergie dans un micro-réseau. Au lieu d'utiliser un coefficient de régulateur PI constant, les coefficients du contrôleur PI sont ajustés par un algorithme d'optimisation des colonies de fourmis afin d’améliorer la réponse en régime permanent et éviter l'instabilité de micro-réseau. La limitation du contrôleur de statisme, utilisé pour réaliser le partage de la puissance entre les onduleurs fonctionnant en parallèle en mode îlot, a été également abordée dans cette thèse. Des impédances de sortie inégales entre les unités de génération de distribution (DG) conduisent à une commande de statisme imprécise, en particulier en termes de partage de puissance réactive. Un contrôleur de partage de puissance réactive a été amélioré est proposé pour obtenir un bon partage de puissance réactive, pour une demande de charge de puissance réactive grande et petite, en effet, un retour de courant de sortie DG via une impédance virtuelle est ajusté dans la boucle de tension. Le calcul de l'impédance virtuelle est basé sur la relation entre la puissance réactive de sortie de l'unité DG et son impédance de sortie. Dans une MR à structure conventionnelle, l'inadéquation du partage de puissance réactive est due uniquement à l'inégalité d'impédance de sortie, où dans un MR à structure maillée, de nombreux facteurs peuvent causer cette inexactitude de partage de puissance (exemple : l'inadéquation d'impédance de sortie, l'emplacement des DG, la structure du micro-réseau, etc). A cette fin, un contrôleur basé sur l'impédance virtuelle pour un MR à structure maillée est proposé afin d’obtenir un bon partage de puissance réactive, stabilité et précision. La synchronisation des convertisseurs sont aussi analysés et discutées dans cette thèse. Toutes les méthodes proposées sont vérifiées et simulées sous MATLAB / Simulink.