Approche avancée pour l’optimisation d’une installation photovoltaïque interconnectée au réseau

Abstract

Cette thèse de doctorat est l’une des activités de recherche fondamentales de l’exploitation de l’énergie photovoltaïque (PV). L'utilisation de l'énergie PV a attiré l'attention mondiale sur la production future d'électricité afin de répondre à la demande accrue en énergie. Parmi les domaines d'application de ce type d'énergie, un système PV connecté au réseau est considéré comme le plus demandé sur le marché PV, car il permet une meilleure utilisation de l'énergie photovoltaïque et ne nécessite pas de dispositifs de stockage d'énergie, ce qui réduit les coûts tout en nécessitant moins de maintenance. Les systèmes PV connectés au réseau sont généralement classés en deux catégories, à un et deux étages de conversion. L'efficacité résultant de ces systèmes dépend non seulement des conditions de travail, mais également de la chaîne de conversion complète. Cela peut être réalisé par un choix judicieux de configurations ou de topologies, un bon dimensionnement des composants et des techniques de contrôle efficaces. Le travail de recherche présenté dans cette thèse a pour objectif de contribuer à l’optimisation de l’efficacité des systèmes PV connectés au réseau. Cette contribution concerne la modélisation, le dimensionnement et le contrôle d’un système PV à deux étages, connecté au réseau. Néanmoins, l'essentiel de nos travaux de recherche visent à proposer un système de contrôle puissant capable d'atteindre l'objectif susmentionné. Premièrement, le développement de méthodes de suivi du point de puissance maximale (MPPT) basées sur une approche non linéaire appelée contrôle de mode glissant (SMC) pour obtenir une exploitation optimale du générateur PV sous une variation du rayonnement solaire. En outre, le développement d'une nouvelle technique basée sur la théorie SMC pour le contrôleur de la tension intermédiaire permettant de maintenir la tension de liaison continue fixée à la valeur souhaitée, quelle que soit l'irradiation solaire. Par la suite, une commande axée sur la tension (VOC) basée sur la modulation SMC et la modulation vectorielle pour un bon fonctionnement de l’onduleur ainsi que l’injection de courants sinusoïdaux dans le réseau avec un faible taux global d’harmoniques (THD <5%). Toutes ces techniques ont été simulées numériquement sous l’environnement MATLAB / Simulink® et validée pratiquement par un système en temps réel, à l’aide de la carte dSPACE DS 1104.