Contribution aux systèmes photovoltaïques connectés au réseau : contrôle et analyse de la stabilité
Informations sur le document
| Auteur | Ivano Forrisi |
| École | Université de Lorraine |
| Spécialité | Génie Électrique |
| Année de publication | 2016 |
| Type de document | thèse |
| Langue | French |
| Nombre de pages | 138 |
| Format | |
| Taille | 4.35 MB |
- systèmes renouvelables
- contrôle
- analyse de la stabilité
Résumé
I.Systèmes connectés au réseau photovoltaïque
La conversion photovoltaïque capte l'énergie solaire pour la transformer en électricité. L'onduleur à 2 niveaux convertit le courant continu produit par les panneaux solaires en courant alternatif adapté au réseau. Les filtres de sortie LCL assurent la conformité harmonique et la stabilité du système.
II.Onduleur à point neutre clampé NPC
L'onduleur NPC est une variante de l'onduleur à 2 niveaux avec une topologie améliorée. Il offre une réduction des pertes de puissance et une meilleure gestion de l'équilibrage des tensions continues. La modulation PWM contrôle la forme d'onde de sortie de l'onduleur.
1. Onduleur à point neutre clampé
Onduleur NPC (Neutral Point Clamped) là một loại biến tần thường được sử dụng trong các hệ thống năng lượng mặt trời vì có cấu trúc đơn giản, chi phí thấp và độ tin cậy cao. Điểm giữa DC của các IGBT được kết nối với điểm giữa DC của tụ điện ở đầu ra, do đó điểm giữa của DC được kẹp lại giữa hai đầu ra AC. Onduleur này có thể tạo ra các dạng sóng đầu ra sin với nhiễu THD thấp.
2. Modulation của onduleur NPC
Modulation được sử dụng trong onduleur NPC để tạo ra các dạng sóng đầu ra sin với THD thấp. Một số kỹ thuật PWM thường được sử dụng là PS-PWM, POD-PWM và APOD-PWM.
3. Kiểm soát và cân bằng điện áp DC
Việc kiểm soát và cân bằng điện áp DC rất quan trọng trong onduleur NPC để đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống. Trong điểm giữa DC của tụ điện có một dòng điện dao động, dòng điện này có thể ảnh hưởng đến cân bằng điện áp DC. Thuật toán cân bằng được sử dụng để điều chỉnh điện áp đầu vào của mỗi IGBT sao cho điện áp DC của các tụ điện được cân bằng.
III.Contrôle de tension à point neutre variable
Le contrôle indirect par glissement (ISC) est utilisé pour contrôler le convertisseur boost CC/CC et le convertisseur CC/AC. Le contrôle basé sur l'aplatissement assure une réponse rapide et précise du système. L'équilibrage des tensions continues maintient des tensions égales dans les condensateurs de serrage.
IV.Filtre de sortie LCL et contrôle
Le filtre LCL améliore la qualité du courant de sortie et la stabilité du système. Le contrôle basé sur l'aplatissement et le contrôle basé sur la passivité sont utilisés pour concevoir des contrôleurs robustes. Ces contrôleurs assurent la stabilité et une performance harmonique satisfaisante.
1. Conception du filtre
Le filtre LCL est conçu pour atténuer les harmoniques de courant produites par l'onduleur NPC à deux niveaux. La conception du filtre prend en compte les spécifications de la norme IEEE 519 et les contraintes liées à la résonance du filtre. Le filtre LCL permet d'obtenir une atténuation des harmoniques de courant significative, tout en maintenant un faible THD.
2. Contrôle de la tension d alimentation du filtre
La tension d'alimentation du filtre LCL est contrôlée par une boucle de contrôle en tension (CV). La boucle CV utilise une commande proportionnelle-intégrale (PI) pour réguler la tension à la valeur de consigne. La boucle CV assure une alimentation stable et fiable du filtre LCL, garantissant son bon fonctionnement.
3. Contrôle du courant de sortie
Le courant de sortie de l'onduleur NPC est contrôlé par une boucle de contrôle de courant (CC). La boucle CC utilise une commande proportionnelle-intégrale (PI) pour réguler le courant à la valeur de consigne. La boucle CC assure un contrôle précis du courant de sortie, minimisant les distorsions et les pertes de puissance.
V.Analyse de stabilité à grand signal
La stabilité de Lyapunov est utilisée pour analyser la stabilité à grand signal des systèmes non linéaires. La décomposition en valeurs singulières d'ordre supérieur (HOSVD) est appliquée pour modéliser le système. Cette approche permet d'estimer le domaine d'attraction, qui représente les conditions initiales pour lesquelles le système reste stable.