| Titre : | Techniques de supervision d’énergie d’un système d’entrainement Electrique hybride. |
| Auteurs : | A Betka, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Université Mohamed Kheider, 2020 |
| ISBN/ISSN/EAN : | 01120010800001311 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Système hybride, stockage d’énergie, générateur PV, Gestion d’énergie, supercondensateurs, logique flou, réseaux de neurone |
| Résumé : |
Dans la présente cette thèse, une contribution à l’étude et à la supervision d’un système
d’énergie renouvelables hybride, dédié au pilotage d’un ascenseur est proposée. Le système comprend un générateur photovoltaïque comme source principale, doté d’un système de stockage de batteries et des super condensateurs (SC), le tout étant connecté à un réseau de distribution externe qui permet l'appoint ou l'évacuation de l'énergie, afin d’alimenter un moteur synchrone à aimant permanent (PMSM), déplaçant la cage de l’ascenseur. L’objectif principal de cette recherche consiste à concevoir deux stratégies de gestion d’énergie, l’une est basé sur l’algorithme intelligent par réseaux de neurone et l'autre basé sur la séparation de fréquence garantissent au système de passer intelligemment entre les différents modes de fonctionnement, en fonction de la demande de la charge et la disponibilité de la source solaire. Ces stratégies ont pour objectif de diriger la composante basse fréquence de la puissance résultante vers la batterie et sa composante haute fréquence vers le SC afin de préserver la durée de vie de la batterie. Par ailleurs, des approches de commande ont été envisagées pour le contrôle des différents sous-systèmes. Le générateur photovoltaïque délivre en permanence son maximum, via une MPPT par logique floue. De plus, pour le système d’entraînement, une commande prédictive (MPC) est utilisée pour le suivi des courants statoriques de l’MSAP permet de récupérer l’énergie durant certaines phases de fonctionnement. Pour tester l'efficacité des algorithmes proposés, les résultats de simulation obtenus avec un profil de charge donnée sont présentés et commentés. Les résultats obtenus montrent la faisabilité du système de contrôle proposé. De ce fait le gestionnaire par RN fonctionne différemment pour gérer la distribution d'énergie entre les différentes sources et la charge, plus intelligemment, par rapport au gestionnaire par séparation fréquentielle conventionnel. |
| Sommaire : |
Résumé........................................................................................................................................ i
Table des matières............................................................................................................. ……iv Liste des figures...................................................................................................................... viii Liste des Tableaux .................................................................................................................... xi Liste notations et symboles...................................................................................................... xii Introduction générale…………………………………………………………….1 Chapitre 1 Etat de l‘art sur les Stratégies de Gestion D‘énergie 1.1 Introduction :............................................................................................................................. 8 1.2 Définition et architectures des SHER : ..................................................................................... 8 1.2.1 Architecture à bus CC (courant continu) : ......................................................................... 9 1.2.2 Architecture à bus AC (Alternative continu): .................................................................. 10 1.2.3 Architecture à bus CC/AC (continu/alternatif) : ............................................................. 11 1.3 Description des différentes sources utilisables: ...................................................................... 11 1.3. 1 Conversion photovoltaïque : .......................................................................................... 12 1.3.2 Systèmes de stockage :.................................................................................................... 13 1.3.2.1 Batteries :................................................................................................................... 13 1.3.2.2 Les super condensateurs........................................................................................... 15 1.3.2.3 Convertisseurs : ........................................................................................................ 16 1.3.2.4 Etude de l’entraînement d’un ascenseur :................................................................. 17 1.4 Etat de l’art des stratégies de gestion d’énergie :................................................................... 20 1.4.1 Stratégies à base de règles :............................................................................................. 20 1.4.1.1 Les règles déterministes : ......................................................................................... 21 1.4.1.2 Stratégies basées sur des règles prédéfinies (Intelligence artificielle): .................... 23 1.4.2 Les stratégies basées sur l’optimisation: ......................................................................... 28 1.4.2.1 La Programmation dynamique: ................................................................................ 29 1.4.2.2 Commande optimale:................................................................................................ 30 1.4.2.3 Commande prédictive:.............................................................................................. 31 1.5 Conclusion: ............................................................................................................................ 32 1.6. Références du chapitre 1:....................................................................................................... 33 TABLE DES MATIERE v Chapitre 2 Modélisation des composants du SEH 2.1 Introduction:........................................................................................................................... 42 2.2 Description du système hybride :........................................................................................... 42 2.3 Dimensionnement des éléments du système hybride : .......................................................... 43 2.3.1 Dimensionnement des convertisseurs statiques: ............................................................. 44 2.3.2 Dimensionnement de la tension de bus continu :............................................................ 45 2.4 Modélisation des sources à puissances finies : ..................................................................... 46 2.4.1 Modèle du générateur photovoltaïque:............................................................................ 46 2.4.1.1 Caractéristique et influence de l’éclairement et de la température:.......................... 47 2.4.2 Modèle de la batterie:..................................................................................................... 49 2.4.2.1 Equation électrique de charge et décharge : ............................................................ 51 2.4.2.2 Etat de charge de la batterie :................................................................................... 51 2.4.3 Modèle des Supercondensateurs: .................................................................................... 51 2.4.3.1 Equation de l’état de charge : ................................................................................... 52 2.4.4 Modèle de la MSAP avec l’Ascenseur :.......................................................................... 53 2.4.4.1 Equations de tensions et de flux:.............................................................................. 54 2.4.4.2 Equations de la machine dans les axes d-q :............................................................. 56 2.4.4.3 Equation mécanique : ............................................................................................... 57 2.4.5 Modèles des convertisseurs statiques :........................................................................... 59 2.4.5.1 Modèle moyen du convertisseur survolteur du GPV : ............................................. 60 2.4.5.2 Modèle moyen du convertisseur bidirectionnel : .................................................... 62 2.4.5.3 Modèle de l’onduleur de tension : ........................................................................... 64 2.4.5.4 Réseau et convertisseur associé :.............................................................................. 65 2.4.6 Modélisation du bus continu :........................................................................................ 66 2.5 Conclusion : .......................................................................................................................... 67 2.6. Références du chapitre 2:....................................................................................................... 68 TABLE DES MATIERE vi Chapitre 3 Description des Approches de Commande d’un SEH 3.1 Introduction :......................................................................................................................... 72 3.2 Description du gestionnaire d’énergie : ................................................................................. 72 3.2.1 Contrôleur robuste du bus continu :................................................................................ 74 3.2.2 Description des Modes de fonctionnement du SGE : ..................................................... 77 3.2.3. Gestionnaire de l’énergie basée sur la séparation fréquentielle :................................... 78 3.2.4. Gestion de l’énergie basée sur le réseau de neurone :..................................................... 81 3.2.4.1 Neurone formel :........................................................................................................ 81 3.2.4.2 Perceptron Multicouches (MLP) : ............................................................................ 83 3.2.4.3 Apprentissage du RNA Multicouches (MLP) : ........................................................ 84 3.3 Commande rapprochée des convertisseurs statiques :.......................................................... 85 3.3.1 Commande côté source photovoltaïque (PV) : ............................................................. 85 3.3.1.1 Configuration interne d’un régulateur par logique floue :........................................ 86 3.3.2 Commande de la batterie :.............................................................................................. 88 3.3.3. Commande des Supercondensateurs :............................................................................ 90 3.3.4 Commande prédictive de la partie de traction (Moteur MSAP) : .................................. 91 3.3.4.1 Eléments de la commande prédictive :..................................................................... 92 3.3.4.2 Modèle au temps discret :......................................................................................... 93 3.3.4.3 Schéma de contrôle................................................................................................... 93 3.3.4.4 Synthèse des différents régulateurs : ........................................................................ 94 3.3.4.5 Correcteur de vitesse : ............................................................................................. 95 3.3.5 Stratégie de contrôle de l’onduleur côté réseau : ............................................................ 97 3.4 Conclusion ............................................................................................................................ 99 3.5. Références du chapitre 3........................................................................................................ 99 Chapitre 4 Résultats de simulation 4.1 Introduction :........................................................................................................................ 104 4.2. Résultats et discussion : ....................................................................................................... 104 TABLE DES MATIERE vii 4.2.1 Choix des entrées ........................................................................................................... 104 4.2.1.1 Les conditions climatiques ...................................................................................... 104 4.2.1.2 Les variations de la charge : ................................................................................... 105 4.2.2 Caractéristique de GPV :............................................................................................... 107 4.2.3 Résulta de simulation du gestionnaire d'énergie basé sur le RNA :.............................. 109 4.2.3.1 Les Résultats de l'apprentissage du gestionnaire par RNA : ................................... 110 4.2.3.2 Les Résultats de test du gestionnaire de RNA :...................................................... 111 4.2.4. Différents modes de fonctionnement du système hybride. ........................................... 114 4.2.4.1 Conditions initiales.................................................................................................. 114 4.2.4.2 Mode 1 : Mode de décharge de la batterie : ............................................................ 115 4.2.4.3 Mode2: Mode de demande de réseau. ..................................................................... 116 4.2.4.4 Mode de charge de la batterie.................................................................................. 117 4.2.4.5 Mode4 : Mode d’injecté au réseau : ....................................................................... 119 4.2.5. Résultat de simulation de l’MSAP :............................................................................. 121 4.2.6. Résultats de simulation du réseau électrique : .............................................................. 124 4.3 Conclusion : ......................................................................................................................... 128 Conclusion générale...................................................... |
| Type de document : | Thése doctorat |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| Th/1080 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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