Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Système PV connecté au réseau“

Ce travail a pour objectif d’analyser les performances des onduleurs photovoltaïques (PV) connectés au réseau électrique pendant le fonctionnement du système PV. L’étude a été réalisée pour les trois onduleurs de l’installation photovoltaïque du Centre de Développement des Energies Renouvelable (CDER, Bouzaréah). Le modèle mathématique utilisé est celui de Sandia (Sandia National Laboratories). Il permet de calculer la puissance de sortie de l’onduleur en fonction de sa puissance d’entrée.

L’énergie solaire photovoltaïque (PV) est parmi les énergies renouvelables la plus utilisée pour la production de l’énergie électrique. Le point le plus important en ce qui concerne l'intégration des systèmes photovoltaïques au réseau est le convertisseur de puissance, notamment les onduleurs qui ne sont pas tout à fait capables de fonctionner en mode avancé. Les nouvelles techniques en développement permettent d'améliorer les performances des onduleurs en assurant l'intégration correcte des systèmes photovoltaïques en tenant compte des caractéristiques du réseau. D’où, des exigences pour le contrôle avancé de l'onduleur connecté au réseau permettent le contrôle complet de l'énergie photovoltaïque fournie, toute en assurant une bonne qualité d’énergie, un faible Taux de Distorsion Harmonique (THD) des courants injectés dans le réseau et le contrôle de la puissance active et réactive. Ce papier présente, les configurations, la classification et les topologies des différents types d’onduleurs PV connectés au réseau. Un résumé concis des méthodes de contrôle pour les onduleurs monophasés et triphasés est également présenté. Un banc d’essai a été réalisé pour la validation expérimentale des techniques de contrôle proposées et développées.

Ce document pose la problématique du stockage associé aux systèmes photovoltaïques couplés au réseau. L’ajout d’un élément de stockage permet de contrôler l’injection sur le réseau pour une plus grande pénétration de l’énergie solaire dans la part de production d’électricité. Ce document fait tout d’abord une présentation rapide des systèmes photovoltaïques connectés au réseau et de la problématique de leur intégration à grande échelle. Les applications possibles avec un système de stockage connecté au réseau sont ensuite exposées ainsi que les différentes technologies existantes. Enfin, le problème de la gestion des flux énergétiques au sein de ces installations est abordé.

L’objectif de ce mémoire est d’assurer une commande vectorielle associée à une électropompe asynchrone immergée. La configuration de ce système comporte un générateur photovoltaïque, un bus PV, un filtre PV connecté à un hacheur survolteur, un bus DC et un onduleur de tension alimentant une machine asynchrone couplée à une pompe centrifuge. L’objectif de ce système consiste à assurer un fonctionnement à puissance maximale du système photovoltaïque pour diverses conditions climatiques. L’adaptation entre le générateur photovoltaïque et la charge a été effectuée moyennant le convertisseur DC/DC.

Cet article étudie l’intégration de la production photovoltaïque au réseau électrique faible. Les objectifs de cet article sont d’intégrer le système PV au réseau électrique faible et proposer une stratégie de contrôle pour l’injection au réseau. Dans ce travail, une stratégie de limitation des fluctuations de puissance est proposée. La simulation de l’ensemble système photovoltaïque, onduleur triphasé, réseau faible a été réalisé dans matlab/simulink. Le contrôle de la puissance injectée a été implémenté et simulé. Les résultats de simulation ont montré que la stratégie de contrôle implémentée permet de fournir la puissance maximale et d'injecter l'énergie au réseau à un facteur de puissance unitaire avec un faible taux de distorsion harmonique.

Ce travail s’inscrit dans le domaine du monitoring de la qualité de l’énergie électrique dans le réseau de distribution basse tension (BT). Il a pour objectif d’établir un diagnostic d’analyse de la qualité de la tension au point de connexion commun (PCC) de l’installation photovoltaïque (PV) du CDER. La fréquence, l’amplitude et le taux d’harmoniques individuelles de la tension ont été évalués selon la norme européenne EN 50160 du Cenelec qui définit les caractéristiques de la tension dans les réseaux de distribution BT publics. Les résultats montrent la conformité des paramètres analysés à cette norme. De plus l’impact de la production PV sur le niveau et le taux global de distorsion harmonique de la tension triphasée au PCC a été examiné. La qualité de la tension de l’intégration de l’énergie PV dans le réseau électrique BT constitue un avantage certain.

Parmi les nombreuses stratégies pédagogiques permettant d’améliorer la motivation, le savoir-être et le savoir-faire des élèves ou des étudiants, la pédagogie par projet est souvent citée comme exemple. C’est dans ce contexte, qu’un challenge intitulé « L’industrie du futur, c’est maintenant ! » a été activé en 2018 pour des élèves ingénieurs de spécialités mécatronique et robotique. Sept équipes tirées au sort et constituées d’élèves en 5ème année à HEI campus Centre ont donc participé à ce challenge. Les enjeux techniques à franchir étaient vastes car ils devaient répondre à certains besoins et services consacrés aux enjeux liés à l’industrie digitale ou l’industrie 4.0. Un système de production de jetons en polymère pour serrure de caddy et connecté en réseau a servi de support. Cet article détaille la stratégie pédagogique qui a été adoptée, le cahier des charges technique ainsi que la planification à respecter et certains résultats significatifs. Un outil de mesures concernant l’efficience de la méthode a également été mis en place. Les résultats ainsi obtenus nous ont permis d’affiner notre retour sur expérience concernant le challenge.

L'étude de faisabilité et la conception optimale d'un système énergétique hybride pour fournir de l'énergie électrique à un site éloigné de M'Sila est examinée dans ce papier. Le but de ce document est de concevoir et de simuler un mini-réseau hybride PV/batterie optimal qui fonctionne d'une manière fiable, afin d'assurer une alimentation électrique ininterrompue. En raison de la nature intermittente des ressources renouvelables, un générateur diesel y est ajouté. Afin de réaliser l'étude de faisabilité du système hybride, la conception optimale du système est basée sur un modèle de simulation développé par le logiciel Homer®. Le logiciel est utilisé pour l'évaluation technique, économique et environnementale. Le concept de la probabilité de perte d’énergie (LPSP) est supposé nul (DPSP = 0 % signifie que la charge est toujours satisfaite), avec un coût net actuel total (TNPC) et un coût énergétique (LCOE) minimal. Dans ce contexte, un profil de charge pratique du site est utilisé avec des données météorologiques réelles. Les résultats de l'optimisation catégorisée montrent que, dans le cas d’une consommation de 9.8 kWh/jour, le système hybride PV/DG/Batterie peut être considéré économique dans le cas où le prix du diesel ne fluctue pas. Le système optimal est composé d'un module PV de 3 kW, d'un générateur diesel de 1 kW, d'un convertisseur de 2 kW et de 4 batteries modèle Hoppecke. D'après les résultats obtenues, la configuration est économique avec un coût en capital de 5.656 $, un coût d'exploitation annuel de 431 $/an, un coût net actuel de 11.159 $/an et un coût unitaire d'énergie de 0.244 $/kWh avec une fraction d'énergie renouvelable de 86 % et une réduction plus de 90.79% dans les émissions.

Ce travail présente un modèle mathématique d'onduleur pour les applications photovoltaïques connectées au réseau pendant le fonctionnement du système PV. L'étude a été réalisée pour les trois onduleurs du système photovoltaïque du Centre de Développement des Energies Renouvelables (CDER, Bouzaréah). Dans cette étude, le modèle d'onduleur Sandia (Sandia National Laboratories) a été utilisé. Un modèle simplifié est proposé. Il calcule la puissance de sortie AC de l'onduleur en fonction de sa puissance d'entrée DC

Un des facteurs majeurs dans l’évaluation du gisement solaire, pour le dimensionnement des systèmes photovoltaïques, est la disponibilité des données d’irradiation globale, horizontale et inclinée qui soient cohérentes et de haute qualité. Dans ce travail, nous analysons les résultats fournis par neuf modèles isotopiques et anisotropiques pour l’estimation des valeurs horaires de l’irradiation solaire diffuse qui seront par la suite utilisées pour l’évaluation des irradiations solaires globales inclinées horaires. La validation des modèles est effectuée par une comparaison entre l’irradiation globale calculée et celui mesuré sur une surface orientée Sud, incliné à 27° et avec un azimut de 20°. Les données des irradiations globales inclinées mesurées sont issues de la banque de données obtenues par le monitoring de la centrale photovoltaïque (PV) connectée au réseau du CDER en utilisant des méthodes à la fois graphiques et statistiques. Différents modèles ont été validés par plusieurs indicateurs statistiques pour diverses conditions de ciel. Des systèmes de notation ont été appliqués dans le but de marquer la performance relative de ces modèles. De bons résultats ont été obtenus pour le cas de l’irradiation globale inclinée, avec une erreur ne dépassant pas les 10%. Les modèles de Muneer et Ma-Iqbal donnent des résultats appréciables pour l’estimation de l’irradiation globale inclinée pour un ciel sans nuages et ceux de Ma-Iqbal et Klütcher pour un ciel très nuageux.

Ces travaux de thèse préparés au laboratoire SATIE, s’inscrivent dans la promotion de l’énergie solaire photovoltaïque (PV). Dans ces travaux, nous nous intéressons particulièrement au dimensionnement et au contrôle-commande du système PV connecté au réseau dans un contexte d’utilisation au Tchad où l’on doit tenir compte des problématiques du coût, du rendement, de fiabilité du système et de la qualité de l’énergie. Le réseau considéré est un réseau basse tension BT (220 V) avec une fréquence égale à 50 Hz mais susceptible de varier, auquel on injecte une puissance de 5,2 kW. Une méthode de dimensionnement des éléments passifs du filtre, a été préposée en premier lieu. Dans le but de réduire le coût de fabrication et le volume du filtre passif, une technique de fragmentation en plusieurs petites inductances en série a été adoptée. Cette technique optimise le volume et le coût du système PV classique. Ensuite, nous avons proposé une nouvelle architecture du système PV connecté au réseau utilisant un onduleur multi-niveaux. L’adaptation de cet onduleur à structure innovante a permis de réduire le coût de fabrication du filtre passif d’environ 40 % par rapport au système classique optimisé, tout en augmentant le rendement. Enfin, une commande PQ découplée, utilisant une boucle à verrouillage de phase PLL pour synchronisation, a été conçue et appliquée aux deux systèmes PV. Elle est bien adaptée au système avec onduleur multi-niveaux
This PhD work, prepared at SATIE laboratory, is part of the promotion of solar photovoltaic (PV) energy. In this work, we are particularly interested in design and control of the grid-connected PV system in a context of use in Chad where cost, reliability, efficiency, and energy quality issues of the system should be taken into account. The considered grid is a low voltage grid (220 V) with a frequency equal to fifty hertz (50 Hz) but likely to vary, in which a power of five point two ( 5.2 kW) is injected. A design method of the filter passive to reduce the filter elements is proposed firstly. In order to reduce manufacturing cost and volume of the passive filter, we apply a technique consisting of dividing each inductance value and making it in several small inductances in series. This technique optimizes the conventional PV system. Then, we proposed a new grid-connected PV system architecture using a multi-level inverter. The adaptation of this innovative structure has reduced the manufacturing cost of passive filter by nearly 40 % compared to the classical optimized system. Finally, a decoupled PQ control, using a phase locked loop for sysnchronization, has been designed and applied for both systems. It is well adapted to the system with multilevel inverter

Les réserves limitées de combustibles fossiles et la pollution entrainée par les gaz produits ouvrent la voie à desressources énergétiques renouvelables (RER) alternatives et prometteuses telles que les ressources solaires (RS)et les ressources éoliennes (RE). Ces ressources sont librement disponibles et respectueuses de l'environnement.Cependant, les RER sont de nature intermittente. Par conséquent, il existe un besoin de lissage des fluctuations depuissance en stockant l'énergie pendant les périodes de surproduction pour la restituer au réseau lorsque lademande énergétique devient importante. Les systèmes de stockage de l'énergie (SSE) peuvent alors être utilisésde manière appropriée à cette fin.L'utilisation de plusieurs sources d'énergie et de stockeurs pour construire des systèmes de puissance hybrides(SPH) exige une stratégie de gestion de l'énergie pour atteindre le minimum de coût des SPH et un équilibre entrela production et la consommation de l'énergie. Cette méthode de gestion de l'énergie est un mécanisme pourobtenir une production d'énergie idéale et pour satisfaire convenablement la demande de charge à rendementrelativement élevé.Dans cette thèse, un SPH intégrant production électrique photovoltaïque, éolienne, une micro-turbine à gaz ainsiqu'un système de stockage de l'électricité par le vecteur hydrogène est considéré. Le but de cette hybridation estde construire un système fiable, qui est en mesure de fournir la charge et qui a la capacité de stocker l'énergieexcédentaire sous forme hydrogène et de la réutiliser plus tard. En outre, le problème d'ombrage partiel dePanneaux Photovoltaïques est étudié de manière approfondie. Une nouvelle solution basée sur des interrupteurssimples et un contrôle par logique floue intégré dans une carte électronique dSPACE a été proposée. Unereconfiguration des panneaux photovoltaïques en temps réel et de déconnexion de ceux ombragés est égalementeffectuée en cherchant à minimiser les pertes de puissance. Le couplage thermique entre ces panneauxphotovoltaïques et un électrolyseur à membrane polymère est également étudié, à l'échelle système. Enrécupérant une partie de l'énergie thermique reçue par les panneaux, une amélioration du rendement du systèmehybride PPVELS MEP est réalisée
The limited reserves of fossil fuel and the pollution gases produced pave the way to promising alternativeRenewable Energy Sources (RESs) such as Solar Energy Sources (SESs) and Wind Energy Sources (WESs).SESs and WESs are freely available and environmentally friendly. However, RESs are intermittent in nature.Therefore, the smoothing of power fluctuations by storing the energy during periods of oversupply and restore it tothe grid when demand becomes necessary. Accordingly, Energy Storage Systems (ESSs) can be appropriatelyused for this purpose.Using several energy sources for constructing HPSs alongside with ESS will require an energy managementstrategy to achieve minimum HPS cost and optimal balance between energy generation and energy consumption.This energy management method is a mechanism to achieve an ideal energy production and to conveniently satisfythe load demand at relatively high efficiency.In this thesis, a Hybrid Power System (HPS) including Renewable Energy Sources (RESs) such as main sourcescombined with Gas Micro-Turbine (GMT) and hydrogen storage system such as Back-up Sources (BKUSs) hasbeen presented. The aim of this hybridization is to build a reliable system, which is able to supply the load andhaving the ability to store the excess energy in hydrogen form and reuse it later when demanded. Consequently, thestored energy at the end of each cycle will be zero and a minimum generated power cost is achieved. In addition,partial shading problem of Photovoltaic (PV) panels is comprehensively studied and a new solution based on simpleswitches and Fuzzy Logic Control (FLC) integrated into dSPACE electronic card is created. Consequently, a realtime PV panels reconfiguration and disconnecting shaded ones is performed and minimum power losses isachieved. Then, the PV panels are connected to a Proton Exchange Membrane Electrolyser (PEM ELS). Theemitted temperature by the PV panels is transferred to the endothermic element PEM ELS. Consequently, anefficiency enhancement of the hybrid system PVPEM ELS is realized

Aujourd'hui, les systèmes photovoltaïques connectés au réseau sont de plus en plus utilisés parmi les systèmes à énergies renouvelables. L’élément clé du système de conversion de puissance est le convertisseur statique connecté au réseau. Pour les applications de faible puissance, le convertisseur monophasé est le meilleur compromis. Les structures de conversion mono-étage permettent d’avoir un rendement plus élevé ainsi qu'un coût et une taille réduits. Cependant, dans des conditions de faible irradiation la tension PV chute, ce qui entraîne l'arrêt de l'onduleur et la perte totale de puissance injectée. Par conséquent, les systèmes à un étage de conversion souffrent d'une plage de fonctionnement réduite. Dans ce travail, nous proposons des solutions pour améliorer le rendement et la fiabilité des systèmes mono-étage connectés au réseau. Pour cela, dans la première partie, un contrôleur basé sur le mode glissant terminal rapide est combiné à un contrôle direct de la puissance. Il est associé à un algorithme de suivi du point de puissance maximale. Les simulations et les résultats expérimentaux sur un banc d'essai de 1kW montrent l'efficacité de la proposition en termes de performance dynamique, de faible distorsion harmonique totale et de robustesse aux variations d'irradiance. Les systèmes mono-étage sont également confrontés à une ondulation de puissance sur le bus continu à la fréquence double de celle du réseau. Ces ondulations de puissance sont néfastes à la durée de vie des panneaux solaires. Ainsi, la deuxième partie de ce travail propose de développer un dispositif qui simultanément réduit les ondulations de puissance et compense la chute de tension. Le dispositif est constitué de deux convertisseurs statiques : un flyback à faible puissance et un pont complet (H-bridge). Le compensateur hybride augmente la plage de fonctionnement de l'onduleur, empêchant son arrêt. Il contribue aussi à augmenter la fiabilité du système. Un banc expérimental de 1kW a été dimensionné et réalisé. Il a permis d’évaluer le dispositif sur plusieurs points de fonctionnement. Les résultats en régime permanent montrent que le compensateur hybride peut simultanément réaliser une atténuation de 85% des ondulations de puissance et une compensation de 20% de la chute de tension. Le dispositif a également de bonnes performances en régime transitoire. Dans la troisième partie de ce travail, la surveillance des modules PV est abordée afin d'augmenter la fiabilité. La méthode proposée est basée sur la spectroscopie d'impédance. Elle ne nécessite pas d’équipement supplémentaire car elle utilise le circuit qui permet d’atténuer les ondulations de puissance. De plus elle ne nécessite pas d'interrompre la production d'électricité. Les résultats de simulation, à l'aide de MATLAB-Simulink®, montrent une réduction de plus de 80% de l'amplitude des ondulations de la tension aux bornes des modules PV. Les résultats montrent que la spectroscopie d'impédance permet d’estimer les paramètres de l'impédance du module PV avec une erreur relative inférieure à 5%. L’évolution de ces paramètres en cours de fonctionnement devrait permettre de surveiller l’état de santé du panneau
Today, grid-connected photovoltaic systems are becoming an increasingly important part of renewable energy. The power conversion system's heart is the grid-connected interface converter based on power electronics. The single-phase inverter is the best compromise for low power applications as an interface for power conversion. Single-stage systems offer higher efficiency and lower cost and size. However, the PV voltage drops under low irradiance conditions, leading to inverter shut down and the total injected power loss.As a consequence, single-stage systems suffer from a low operating range. This work addresses the critical issues of the single-stage single-phase grid-connected PV system, including reliability and efficiency. A fast terminal sliding mode combined with direct power control is proposed in the first part. It is associated with a maximum power point tracking algorithm with power output. Simulations and experimental results on a 1kW test bench show the proposal's effectiveness in terms of dynamic performance, low total harmonic distortion and robustness to irradiance variations. Single-phase power systems also face pulsating power at twice the mains frequency on the DC bus. This pulsating power should not be transferred to the PV side as it reduces the efficiency of the solar panel. Thus, the second part of this work proposes a dual-function decoupling circuit: it mitigates pulsating power and compensates for the voltage drop. Thanks to the following additional power converters, these objectives are fulfilled: a low power flyback and an H-bridge. The hybrid compensator increases the inverter's operating range, prevents its shutdown, and increases the system reliability. A 1kW experimental bench has been designed to evaluate the proposal for several operating points. The steady-state results show that the hybrid compensator can simultaneously achieve 85% compensation of the pulsating power and 20% compensation of the voltage drop. The circuit also shows good transient responses. In the third part of this work, monitoring and fault diagnosis of PV modules are addressed to increase system reliability, efficiency, and safety. The proposed fault diagnosis method is based on online PV impedance spectroscopy without additional equipment. It does not require interrupting the power production and uses the pulsating power decoupling circuit as an impedance spectroscopy tool. The simulation results, using MATLAB-Simulink®, show a reduction of more than 80% ripples amplitude of the PV modules terminal voltage. The results also show that impedance spectroscopy can estimate the PV module impedance parameters with a lower than 5% relative error. The evolution of these parameters during operation should make it possible to monitor the health of the panel

La recherche de type éolien de nos jours fait l’objet de différentes topologies liées aux convertisseurs et aux commandes associées. L’énergie renouvelable de type éolien est en pleine expansion; de ce fait différentes entreprises dans un but de compétitivité recherche des moyens d’optimiser les performances, mais également de réduire les coûts. Ainsi dans ce projet, nous traiterons, dans la finalité de cette étude, de différentes topologies en passant par l’onduleur à trois niveaux ainsi que le redresseur à trois IGBT dit redresseur de vienne. Nous allons évoquer dans un premier temps les topologies des différents types d’éoliennes, pour ensuite décrire plus en détail le type de génératrice utilisée (PMSG ou MSAP), par la suite nous allons rentrer dans l’étude technique d’une topologie usuelle d’électronique de puissance (PMSG/Redresseur/Onduleur quatre interrupteurs) reliée à un réseau monophasé. À partir de là nous dériverons cette topologie à différentes sortes de topologies plus performantes (trois niveaux coté onduleur) puis plus économique (onduleur six interrupteurs et redresseur de vienne). En généralisant nous analyserons les performances qualitatives ainsi que pécuniaires de ces différentes topologies, et nous tenterons de rendre accessibles et performants des dispositifs censés être moins couteux.

Ces travaux de thèse constituent une contribution à l'introduction massive de la production photovoltaïque (PV) sur le réseau électrique. L'énergie PV possède un potentiel immense, notamment dans le secteur de l'habitat, mais l'effet d'intermittence limite son développement à grande échelle. Dans cette thèse nous proposons d'ajouter un élément de stockage aux systèmes photovoltaïques connectés au réseau dans l'habitat. Nous commençons par introduire la notion de gestion d'énergie dans ces systèmes dits « hybrides », dont l'objectif qui a été fixé est de réduire les pics de puissance appelée, voire produite. Ensuite, nous proposons et étudions des stratégies de gestion optimisées d'énergie basées sur des données prévisionnelles d'irradiations, de températures ambiante, de consommation et des prix de l'énergie. Enfin, nous apportons des solutions théoriques originales de gestion en temps réel, notamment en introduisant des réponses au problème des incertitudes sur les prévisions
The work done during this thesis contributes to the intensive penetration of the photovoltaic electricity production into the electric grid. Photovoltaic energy holds an immense potential, in particular in the housing sector, but intermittent nature limits its large scale development. In this thesis, we propose to add a storage element to the grid connected photovoltaic system (housing application). First, we introduce the notion of energy management in these systems called « hybrids systems ». The objective is to reduce the peak power consumption and production. Next, we propose and study optimized energy strategies based on predictive indications of irradiation, ambient temperature, power consumption and electricity grid prices. Finally, we bring theoretical solutions to the real time energy management, notably by proposing a solution to the problem of prediction uncertainty

Cette thèse a pour but l'analyse d'un système photovoltaïque connecté au réseau électrique en prenant en compte le contrôle, l'étude de la stabilité et la fiabilité. Un onduleur de type 2-Niveau a été comparé avec un onduleur multi-niveaux appelé Neutral Point Clamped. Les avantages et désavantage de chaque topologie ont été analysé en considérant l'efficacité énergétique, l'optimisation de l'injection de l'énergie sur le réseau électrique et la fiabilité du système. Pour le contrôle du courant de sortie de l'onduleur, ont été proposées deux solutions : un contrôle basé sur la théorie de la platitude et un contrôle par passivité. Ces deux différents contrôles sont comparés par rapport à la robustesse, la complexité et le nombre de capteurs utilisés. Il a été montré que les deux contrôles sont capables de gérer la problématique de la résonance du filtre LCL. Pour augmenter l'efficacité de l'algorithme MPPT dans une configuration Distributed-MPPT avec la connexion en série des deux sorties des convertisseurs boost, une nouvelle technique a été proposé pour l'équilibrage des tension d'entrée d'un onduleur NPC. En utilisant un outil appelé TPtool, un étude de la stabilité large signal par "Higher-Order-Singular-Value-Decomposition" a été présenté et comparé avec une méthode basée sur les modèles Takagi-Sugeno pour des systèmes non-linéaires. Finalement, l'onduleur 2-Niveaux est comparé avec deux multi-niveaux différents (NPP et NPC) en termes de disponibilité, en prenant en compte les niveaux de redondance des convertisseurs. Pour analyser la disponibilité, a été considérée la théorie des chaines de Markov et pour l'implémentation, le logiciel GRIF a été utilisé
The aim of this PhD thesis is to analyze a PV-grid connected system in terms of control, stability and reliability. A comparison between a classical 2-Level inverter and a multilevel NPC is presented. The advantages and weakness of both the converters are analyzed with respect to the power efficiency, optimization of the energy injection to the grid and reliability of the system. In order to control the inverter output current, two different solutions are proposed: flatness-based control and passivity-based control. These controls are compared in terms of robustness, complexity and number of sensors used. It is shown that both the controls may manage the resonance problems due to a LCL filter. For increasing the efficiency of the MPPT in a configuration Distributed-MPPT with connections in series of the boost converters outputs, a novel technique for the dc voltages balancing of a NPC inverter is proposed. A large stability analysis using "Higher-Order-Singular-Value-Decomposition" is presented and compared with Takagi-Sugeno approach for nonlinear systems. Finally, 2-Level inverter is compared with two multilevel inverters (NPC and NPP) in terms of availability, considering the redundancy levels of the converters. To analyze the systems availability, the Markov chains theory is considered and it is implemented on GRIF

Le travail de recherche de cette thèse se concentre sur l’élaboration de deux modes de fonctionnement du microréseau à savoir : mode connecté au réseau, mode hors réseau comprenant les modes îloté et isolé. Le problème de la défaillance du réseau en mode connecté au réseau et la faible fiabilité de l'alimentation électrique en mode hors réseau doivent être résolues. Ainsi, le but de cette thèse est de proposer un microréseau DC combinant à la fois les avantages du mode connecté au réseau et ceux du mode isolé. On obtient ainsi un microréseau DC qu’on peut qualifier de complet. Le microréseau DC complet contient les sources d'énergie renouvelables, le stockage et le réseau public, et les sources de secours sont utilisées pour réduire le délestage. Dans ce microréseau DC, un système de supervision est proposé dans le but de gérer le flux des puissances. La gestion de la puissance en temps réel dans la couche opérationnelle du système de supervision permet de maintenir l'équilibre de puissance. Dans la couche d'optimisation du système de supervision, l'optimisation journalière est proposée afin de minimiser le coût d'exploitation global. Les résultats de la simulation montrent que le microréseau DC complet peut minimiser les coûts d'exploitation. Ensuite, le système de supervision prend en compte l'efficacité dynamique du convertisseur pour résoudre le problème lié à la qualité de la puissance du microréseau qui peut être dégradée à cause de la tension instable du bus DC. Les résultats de la simulation montrent que la prise en compte de l'efficacité dynamique du convertisseur dans la couche opérationnelle du système de supervision permet de réduire les fluctuations de la tension du bus DC. En ce qui concerne l'importance de la prédiction PV pour l'optimisation de la veille, deux modèles de prédiction sont étudiés et comparés pour donner une puissance de prédiction PV précise. Les résultats montrent que les deux modèles ont presque les mêmes résultats
This thesis focus on the research of the DC microgrid following two operation models: grid-connected mode, and off-grid mode including the islanded and isolated modes. The aim of this thesis is to propose a DC microgrid combining the advantages of the grid-connected or the off-grid mode, which named full DC microgrid. ln the full DC microgrid, the renewable energy sources, storage, and public grid are included, and the back-up sources also applied to reduce the load shedding. ln the full DC microgrid, a supervisory system is proposed to manage the power. The real-time power management in the operational layer of the supervisory system can keep the power balance. ln the optimization layer of the supervisory system, the day-ahead optimization is proposed to achieve the global minimal operation cost. The simulation results show that the full DC microgrid combines both advantages of the grid-connected and the off-grid mode to minimize the operating cost. Then, the supervisory system considers the dynamic efficiency of the converter to solve the problem that the power quality of the microgrid is degraded due to the unstable DC bus voltage caused by the inaccurate power control. The simulation results show that considering the dynamic efficiency of the converter in the operational layer of the supervisory system, the fluctuation of the DC bus voltage can be reduced. Regarding the importance of the PV prediction for the day-ahead optimization, two prediction modes are studied and compared to give a robust PV prediction power. The results are that the two models almost have the same results