Robust adaptive nonlinear control of microgrid frequency and voltage in the presence of renewable energy sources

Résumé

Le réchauffement climatique de la planète et la pollution de l'air ont incité une utilization accrue des sources d'énergie renouvelables pour la production d'électricité. Ces nouvelles sources d'énergie propre sont maintenant très demandées pour la mise en place d'un micro réseau qui fournit l'indépendance énergétique aux communautés éloignées des grands centres urbains. Ces micro réseaux doivent être capables de fonctionner soit en mode isolé ou d'être connectés au réseau électrique principal. Ces exigences posent des défis importants. En effet, en mode isolé, petits et moyens réseaux électriques sont très sensibles aux fluctuations de la consommation d'énergie ainsi que des changements dans la puissance produite par des générateurs. En mode connecté au réseau, les sources d'énergie renouvelables ne contribuent pas à la stabilité et la robustesse des réseaux tels que des générateurs conventionnels font. Centrales photovoltaïques représentent des défis lorsqu'ils sont intégrés avec le réseau électrique. Les installations photovoltaïques se concentrent toujours sur l'extraction de la puissance maximale. Cela rend le système de PV plus disponible pour aider à réguler la fréquence du réseau par rapport aux générateurs conventionnels. L'un des principaux objectifs de cette recherche est de développer une technique de contrôle non linéaire adaptative robuste qui fournit des fonctionnalités de régulation de fréquence pour les systèmes photovoltaïques, ainsi que la régulation de tension. Un micro réseau à petite échelle est pris en compte dans notre étude incorporant des générateurs photovoltaïques, générateurs synchrones et la charge. Les modèles dynamiques du micro réseau proposé ont été déterminés. Le modèle final met en évidence les interactions entre les sources d'énergie renouvelable et le reste du réseau. Un nouveau stratégie de contrôle non linéaire adaptatif robuste (exacte d'entrée-sortie rétroaction linéarisation) a été développé afin de répondre à la fois à l'exigence de régulation de la fréquence ainsi que celle de la tension. La nouvelle stratégie de contrôle permet au système de PV d'avoir une réponse similaire à des changements dans la fréquence du micro réseau que celle d'un générateur classique. Le contrôleur est également autoréglage (adaptatif), ainsi que robuste pour compenser la perturbation due à l'évolution de la consommation d'énergie des utilisateurs, ou des défauts dans le micro réseau électrique. La performance des solutions proposées a été évaluée en utilisant la simulation Matlab / Simulink. Pour de plus amples vérifications, un prototype de laboratoire expérimental du micro réseau petite échelle proposé a été élaborée en laboratoire pour la mise en oeuvre de la technique proposée. Cette recherche peut être considérée comme une base importante pour le développement de la centrale du micro réseau pour les collectivités éloignées isolées du réseau principal d'alimentation ou d'un réseau d'électricité à grande échelle avec une plus forte contribution des sources d'énergie renouvelables.

Date	19 juil. 2017
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ouassima Akhrif (Directeur(-trice)) & Aimé Francis Okou (Codirecteur(-trice))