Contribution au pilotage des sources hybrides d’énergie électrique

Control of hybrid electric energy sources

• Auteur / Autrice : Majid Zandi
• Direction : Bernard Davat, Serge Pierfederici
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique
• Date : Soutenance le 12/11/2010
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale IAEM Lorraine - Informatique, Automatique, Électronique - Électrotechnique, Mathématiques de Lorraine
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe de recherche en électrotechnique et électronique de Nancy (Vandoeuvre-les-Nancy, Meurthe-et-Moselle)
• Jury : Président / Présidente : Maria Pietrzak-David
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Davat, Serge Pierfederici, Maria Pietrzak-David, Brayima Dakyo, Mohamed Machmoum, Jean-Philippe Martin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Brayima Dakyo, Mohamed Machmoum

Mots clés

Mots clés contrôlés

Énergie solaire

Électricité

Mots clés libres

Source hybride électrique

Pile à combustible

Panneau solaire

Batterie

Supercondensateur

Convertisseur DC-DC

Commande plate

Logique floue

Stabilité

Hybrid electric source

Fuel cell

Solar panel

Battery

Supercapacitor

Dc-dc converter

Flatness control

Fuzzy logic

Stability

Résumé

Ce mémoire traite du pilotage de systèmes hybrides de puissance électrique. Les sources principales d’énergie sont un système photovoltaïque et une pile à combustible. Les sources secondaires sont un pack de batteries et un pack de supercondensateurs. Le dimensionnement des sources secondaires est réalisé afin de gérer les transitoires de puissances et de fournir l’appoint d’énergie lorsque celle issue des sources principales est insuffisante. Les sources principales, quant à elles, fournissent l’énergie à la charge en régime permanent. Le contrôle des flux d’énergies et les asservissements de puissance utilisés dans cette thèse sont basés sur le concept de platitude des systèmes différentiels. Ils permettent d’obtenir des propriétés dynamiques élevées en asservissement et en régulation. Le superviseur, permettant de répartir la puissance entre les différents organes de stockage, est réalisé à base de contrôleur flou et assure que les supercondensateurs avec leur convertisseur d’interface sont utilisés comme filtre de puissance et apportent l’énergie en régime transitoire. En revanche, les batteries fournissent ou absorbent l'énergie sur des durées plus longues

This thesis deals with the control of electrical hybrid system. The main sources consist in an association of photovoltaic and fuel cell system. The secondary sources are a bank of batteries and a bank of supercapacitors. The sizing of secondary sources is realized to manage the power during the transient state and provide extra energy when the power of main sources is insufficient in steady state. The main sources provide the essential energy of the electrical hybrid system during steady state. The control of energy flows and power tracking used in this thesis are based on the flatness technique. This control system allows obtaining high dynamic properties in the power tracking and the regulation of system. The supervisor for sharing the power between the different storage devices is realized thanks to a fuzzy logic controller. This controller ensures that the bank of supercapacitors with its interface converter is used as a power filter and provides the energy in transient states. However, the bank of batteries provides or absorbs the energy in longer periods especially during recovery or overload modes