Analysis, modeling, and control of electric spring for a DC microgrid with high penetration of renewable energies to improve its stability and power quality

Résumé

Ça fait plus d'un siècle que le système d'alimentation à courant alternatif (CA) a dominé le secteur de l'énergie électrique grâce à des performances supérieures par rapport aux systèmes d'alimentation à courant continu (CC). Le réseau électrique CA peut alimenter les clients en transférant la puissance générée sur une longue distance. Cependant, les systèmes électriques modernes sont supposés non seulement rentables, mais aussi durables. Le système à courant continu est fondamentalement plus fiable et robuste et pourrait être adopté localement pour la distribution d'énergie. Enfin, l'idée d'un micro-réseau CC, en tant que solution pour les futurs réseaux intelligents, a gagné en popularité en raison de ses nombreux avantages. Le microréseau CC peut fonctionner sur la base de l'alimentation CC et offre tous les avantages des réseaux CC ainsi que la possibilité d’opérer en mode sois connecté au réseau principal ou îloté pour l'électrification des régions éloignées. Malgré tous les avantages liés au concept de micro-réseaux CC, il reste des défis concernant leur fonctionnement et contrôle en présence de ressources énergétiques renouvelables massivement intégrées exacerbées par leurs caractéristiques naturelles de production intermittente. Ce problème est plus important dans les micro-réseaux, en particulier dans le mode de fonctionnement îloté, qui basé principalement sur les panneau solaire (PV) et éoliennes. Pour résoudre ce problème, la mise en place de nouveaux schémas de régulation semble d’être nécessaire pour maintenir l'équilibre entre consommation et production. Plusieurs solutions sont proposées dans la littérature, par exemple, la gestion de la demande, l'équilibrage de charge, le système de gestion de l'énergie en temps réel et le stockage de l'énergie. Dans cette thèse, notre objectif est d’utiliser une méthode très moderne proposée dans la littérature qui est l'application d’électrique à ressort pour améliorer les performances des micro-réseaux CC. Nous proposons un schéma de partage d'énergie pour coordonner le rôle d’un électrique à ressort CC (ÉRCC) et d'un système de source d'énergie de batterie hybride (BESS hybride) pour améliorer la tension du bus CC lorsque la source principale du microréseau CC est un système PV. Ensuite, deux sont simulées : (1) situation nuageuse dans laquelle la production du système PV principal diminue (2) un défaut à la terre au niveau du bus CC. Les résultats de simulation effectués montrent que (ÉRCC) peut contribuer efficacement et positivement à la stabilité du bus CC, amortir les oscillations, améliorer la qualité de la puissance et de la tension fournies, et libérer le stress du BESS hybride.

Date	25 juil. 2023
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ambrish Chandra (Directeur(-trice))