Amélioration des performances des réseaux autonomes hybrides dans le nord du Québec

Résumé

Jusqu’à présent, la majorité des communautés isolées au Canada sont alimentées exclusivement par des générateurs diesel. Cette source de production présente plusieurs inconvénients tels que l’émission de gaz à effet de serre, le prix des combustibles ainsi que la pollution. L’emplacement des sites isolés ainsi que leurs caractéristiques géographiques et climatiques justifient leur isolation du réseau principale. Malgré ces inconvénients, le générateur diesel a été le plus utilisé compte tenu de sa disponibilité et de sa fiabilité. Ainsi la combinaison des sources d’énergies renouvelables avec le générateur diesel aurait un impact positif sur l’environnement et le coût de la production de l’énergie. Néanmoins, cette solution nécessite des algorithmes de contrôle assez sophistiqués, car les différentes sources d’énergie fonctionnent en parallèle. Dans ce travail, le système étudié se compose de deux générateurs diesel, une batterie et un panneau photovoltaïque. Une stratégie de partage de puissance entre deux générateurs diesel fonctionnant en parallèle est améliorée pour assurer le bon fonctionnement du système dans le cas de défaut dans la partie DC du système. Un contrôle centralisé a été utilisé, pour atteindre de hautes performances de gestion de l’énergie tout en assurant la régulation de la tension et de la fréquence ainsi que la compensation des harmoniques aux points de raccordement. Une séquence de démarrage a été développée pour superviser le partage de puissance entre les deux générateurs diesel. Ce superviseur a pour but de prolonger la durée de vie des deux machines et gérer le partage de puissance entre les deux générateurs. Le système composé de deux générateurs diesel avec des batteries a été étudié dans le cas d’absence de source d’énergie renouvelable. Cette topologie est renforcée par l’ajout des panneaux photovoltaïques aux deux générateurs diesel et les batteries. Certes que les générateurs diesel ont beaucoup d’inconvénients, néanmoins leurs présences dans le système hybride isolé sont indispensables en raison de leurs continuités de production. Un algorithme de contrôle a été développé avec l’algorithme Stateflow pour gérer l’écoulement de puissance entre les différents éléments du système, tout en réduisant l’utilisation des générateurs diesel. L’extraction de la puissance maximale du panneau photovoltaïque et assurée par la méthode MPPT. La régulation du bus DC et de la fréquence au point de raccordement PCC est assurée par le convertisseur hacheur-élévateur associé à la batterie. Un nouveau contrôle a été proposé pour l’onduleur pour compenser les harmoniques et dépolluer le courant et la tension du générateur diesel tout en assurant la régulation de la tension au point de raccordement PCC. La performance du système proposé a été testée et validée en utilisant MATLAB/SIMULINK.

Date	4 mai 2020
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ambrish Chandra (Directeur(-trice))