GLOSSAIRE DES TERMES
Convertisseur Boost step-Up en anglais, ou
hacheur parallèle, est
une alimentation à découpage qui convertit une
tension continue en une autre tension continue de plus forte valeur.
Un convertisseur buck ou hacheur série,
est une alimentation à découpage
qui convertit une tension continue en une autre tension
continue de plus faible.
IEEE 1547 il s'agit d'une norme de l'Institut
des ingénieurs
électriciens et électroniciens pour
l'interconnexion des ressources de production décentralisées dans
le réseau.
Modélisation du système
modèle conceptuel résultant d'une modélisation
de
système qui décrit et représente un système
dans le monde réel. Un système comprend plusieurs vues telles que
la planification, l'analyse, la conception, la mise en oeuvre, le
développement, la structure, le comportement, les données
d'entrée et de sortie.
Psim logiciel de gestion des informations de
sécurité
physique conçu pour intégrer des circuits
électriques et électronique afin d'effectuer des simulations.
Ressource distribuée source de
production et de stockage d'électricité qui
est
réalisée par un autre petit dispositif connecté au
réseau, appelé ressource énergétique
distribuée (RED).
Simulink environnement de programmation
graphique basé
sur MATLAB pour la modélisation, la simulation
et l'analyse de systèmes dynamiques multi domaines. Son interface
principale est un outil de diagramme de blocs graphique et un ensemble
personnalisable de bibliothèques de blocs.
Systèmes d'énergie
énergie naturellement reconstituée sur une
échelle
renouvelable de temps humaine, telle que la
lumière du soleil, le
vent, la pluie.
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CHAPITRE 1
INTRODUCTION GÉNÉRALE
Au cours des dernières années, de nombreux
gouvernements sont confrontés à une demande croissante en
énergie. Tout en réduisant les émissions de dioxyde de
carbone lourd émises par les industries, les gouvernements se tournent
vers les sources d'énergie renouvelable (ENR) aux avantages
environnementaux. Ainsi les secteurs privés et gouvernementaux se sont
lancés des défis de réduire les émissions de
dioxyde de carbone de différentes industries, telles que les centrales
à énergie fossile, et soutenir le développement de sources
d'énergie renouvelables. Ils se concentrent maintenant sur la production
décentralisée, un concept prometteur à considérer
pour une solution future dans la résolution des problèmes
techniques, économiques et environnementaux des systèmes
électriques classiques.
En raison de son efficacité opérationnelle
supérieure (40-60%), la production décentralisée est
considérée comme la technologie la plus prometteuse car elle
offre une modularité et une fiabilité optimale, avec la
capacité potentielle de fournir à la fois de la chaleur et de la
puissance pour des opérations combinées de
cogénération de 80% (Chiradeja & Ramakur, 2004).
Pour réduire les impacts potentiels sur la production
décentralisée, des interfaces d'électronique de puissance
sont introduites afin d'intégrer la production énergétique
avec un système d'alimentation électrique existant. Cette
interface traitera les harmoniques les plus élevées provenant des
sources de production. L'interface offre des capacités tout à
fait uniques par rapport aux technologies d'interconnexion traditionnelles
devant être développées en tant que lien entre toutes les
unités de production décentralisée et les consommateurs
car l'interface sépare toutes les unités de production et le
réseau. Elle fournit une alimentation réactive, limite le courant
de défaut ainsi une alimentation de qualité au réseau de
distribution. L'énergie renouvelable basée sur la production
décentralisée peut être un fardeau pour une centrale
électrique conventionnelle ; pourtant, cela augmente l'investissement
dans l'infrastructure de transport électrique. De nombreuses
générations localisées peuvent être l'une des
alternatives au modèle de production centralisé, offrant la
possibilité d'incorporer un stockage d'énergie pour les
influences de puissance.
La plupart des systèmes de distribution sont distants
et les locaux sont principalement basés sur un contrôleur local
avec une communication directe ou un mécanisme de prise de
décision basé sur un agent (Goldstein, et autres, 2003), dans
lequel la
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production éolienne est un exemple typique et
réussi. Pourtant, si les sources d'énergie renouvelables sont
disponibles localement pour alimenter des applications telles que les
systèmes de micro réseaux et d'alimentation des véhicules,
l'organisation des systèmes conventionnels pour les systèmes de
distribution comporte de nombreux aspects pour des améliorations futures
(Jiang et Fahimi, 2011). Les topologies de convertisseur unifié à
plusieurs entrées présentent les avantages suivants : coût
bas, densité de puissance élevée et facilité de
gestion. De nombreuses recherches sur le système de conversion à
entrées multiples au cours des dernières années ont abouti
à une grande variété de topologies (Kwasinski, 2009).
Généralement, le convertisseur à entrées multiples
est classé en deux types de topologie : le convertisseur à
couplage magnétique (CCM) et le convertisseur à couplage
électrique (CCE). En ce qui concerne le CCM, les méthodes de
multiplexage par addition de flux et dans le domaine temporel sont
principalement utilisées pour transférer de l'énergie du
côté primaire du convertisseur au côté secondaire.
Par contre les CCE sont implémentés avec des
topologies non isolées comme les cellules de commutation buck boost et
boost. La puissance de commande de ce type de convertisseur est simple et le
circuit est généralement simple. Il offre beaucoup moins de
flexibilité sur la tension de sortie avec un coût inférieur
sur le marché. Le CCE s'est rendu plus attrayant dans de nombreuses
applications, telles que les régulateurs de tension pour automobiles et
les microprocesseurs. Les avantages du CCE sont qu'ils peuvent être
montés en parallèle ou dans une configuration en série
(Jiang & Fahimi, 2011).
Dans le cadre de cette recherche, un nouveau concept
d'interfaces universelles d'électronique de puissance est
présenté afin de remédier aux inconvénients
susmentionnés de la topologie des systèmes de convertisseurs avec
multiple-entrées. Le mot « interfaces » est choisi en raison
du fait que les alimentations en courant alternatif et continu peuvent
être reçues en tant que puissance d'entrée et seront
envoyées du côté de la sortie dans le port requis. Un
système à six ports d'entré est présenté
comme modèle afin d'élaborer les processus d'analyse, de
modélisation et de contrôle de la conception.
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1.1 Contexte
Un large éventail d'applications retient de plus en
plus l'attention dans le système d'énergie renouvelable, au cours
des dernières années la demande en électricité a
très fortement augmentée. Par conséquent, une collection
de sources d'énergie renouvelables constitue un bon ajout au
système d'alimentation électrique conventionnel en vue
d'améliorer la capacité d'alimentation.
Afin de réduire les impacts potentiels sur la
production décentralisée, des interfaces d'électronique de
puissance universelle (IEPU) sont introduites pour intégrer la
production décentralisée à un système
d'alimentation électrique existant et pour traiter les harmoniques les
plus élevées provenant des sources de production. L'interface
offre des fonctionnalités uniques en leur genre. Les technologies
d'interconnexion traditionnelles devant être développées en
tant que lien entre toutes les unités de production
décentralisée et les consommateurs pour un courant de
qualité au réseau consommateur (Driesen, et al., Avril 2005).
L'énergie renouvelable peut être un fardeau pour
la centrale électrique conventionnelle. Ainsi, de nombreuses
générations localisées peuvent constituer l'une des
solutions de remplacement du modèle de production centralisé,
offrant la possibilité d'intégrer le stockage d'énergie.
En ce qui concerne les réseaux électriques locaux, la production
décentralisée à convertisseurs multiples a
été introduite dans une revue de littérature
antérieure, en offrant une solution pour la récupération,
la répartition et le stockage de l'énergie. Les sources
d'énergie sont fusionnées dans un système d'alimentation
décentralisé en tant que centrales centralisées distantes
qui prennent la forme de production décentralisée, comme le
montre la figure 1 (a). La production décentralisée basée
sur les énergies renouvelables allégera ensuite les charges des
centrales classiques. Cependant, d'un autre côté cela augmentera
les investissements dans les infrastructures de transport (Jiang et Fahimi,
2011). La production localisée est l'une des options du modèle de
production centralisée, offrant l'occasion de mélanger le
stockage d'énergie dans le but de générer un effet de
levier énergétique. Pour les réseaux électriques
locaux, il a été signalé que des générateurs
généralisés multi-étages offrent une solution pour
la récupération, la répartition et le stockage de
l'énergie, comme illustré à la Fig. 1.1 (b).
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Figure 1. 1: les types de production
La figure 1.1 ci-dessus montre la configuration des
différents types de production (a) Production centralisée dont le
système d'alimentation électrique repose essentiellement sur
trois types de centrales : les centrales thermiques, les centrales hydrauliques
et les centrales nucléaires. (b) installation de petite capacité
de production connectée à un jeu de barres à courant
continu avec partage de production décentralisée (Jiang et
Fahimi, 2011).
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