Abréviations :
PV Photovoltaïque
GPV Générateur Photovoltaïque
MPP Maximal Power Point
FF Fill Factor
DC-DC Continu-Continu
DC-AC Continu-Alternatif
MPPT Maximum Power Point Tracking
MLI Modulation de Largeur d'Impulsions
PWM Pulse Width Modulation
IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
P&O Pertub&Observ
IncCond Incrément de Conductance
PLL Boucle à Verrouillage de Phase
THD Taux de Distorsion Harmonique
GTO Gate Turn Off
FA Filtre Actif
PF Filtre Passif
FAP Filtre Actif Parallèle
PCC Point of Commum Coupling
PI Proportionnel Intégral
FFT Fast Fourier Transform
CS Composantes Symétriques
Indices:
s Série
p Parallèle
r Grandeur réseau
pv Photovoltaïque
o Grandeur à la sortie de l'onduleur
d Axe d du repère tournant (d, q)
q Axe q du repère tournant (d, q)
Grandeurs physiques
Ipv Courant fourni par la cellule
Iph Photo-courant
ID Courant de la diode de la cellule
Ish Courant dérivé par la résistance
shunt
I0 Courant de saturation inverse de la diode
Vpv Tension aux bornes de la cellule
Icc Courant de court-circuit de la cellule
Vco Tension en circuit ouvert de la cellule
T Température de la jonction PN
G Eclairement
Ppv Puissance photovoltaïque
Vi Tension d'entrée du hacheur
Vo Tension de sortie du hacheur
S Surface
IL Courant traversant l'inductance L
WL Energie emmagasinée dans la bobine
IC1 Courant aux bornes de la capacité C1
I Courant aux bornes de la capacité
Idc Courant à la sortie du bus continu
Vdc Tension du bus continu
Pdc Puissance du bus continu
D Rapport cyclique
VA, VB, VC Tensions simples de l'onduleur
Vr Tension du réseau
'r Courant du réseau
Vrd Composante directe de la tension du réseau
'rd Composante directe du courant du réseau
Vrq Composante en quadrature de la tenion du réseau
'rq Composante en quadrature du courant du réseau
Pinj Puissance active injectée
Qr Puissance réactive du réseau
Pond Puissance de l'onduleur au point de connexion
Pch Puissance de la charge polluante
Pres Puissance du réseau
Liste des figures
Figure I.1 : Schéma de principe de la conversion
photovoltaïque 5
Figure I.2: Evolution de la production mondiale des
différentes technologies de cellules PV 6
Figure I.3: Diagramme des technologies des cellules PV
à base du silicium 7
Figure I.4: Trois types de technologie des cellules
cristallines 8
Figure I.5: Circuit équivalent d'une cellule PV
réelle 9
Figure I.6: Caractéristiques électriques
courant-tension, puissance-tension d'une cellule 10
Figure I.7: Présentation d'une cellule, d'un panneau et
d'un champ photovoltaïque 12
Figure I.8: Association de ns cellules PV en
série 13
Figure I.9: Caractéristique d'un regroupement en
série de ns cellules PV identiques 13
Figure I.10: Association de np cellules PV en parallèle
14
Figure I.11: Caractéristique d'une association en
parallèle de np cellules PV identiques 14
Figure I.12: Association des cellules PV mixtes
(série-parallèle) 15
Figure I.13:Caractéristique
série/parallèle de ns et np cellules PV identiques
15
Figure I.14: Caractéristiques courant-tension,
puissance-tension d'un module GPV 17
Figure I.15. (a):Influence de la température sur I-V,
(b) Influence de la température sur P-V 18
Figure I.16: (c) Influence de l'éclairement sur I-V,
(c) Influence de l'éclairement sur P-V 18
Figure I.17: Influence de la résistance série
sur I-V 19
Figure I.18: Influence de la résistance shunt sur I-V
20
Figure I.19: Protection d'un GPV par des diodes by-pass et
anti-retour 21
Figure I.20: Structure générale des
systèmes photovoltaïques connectés au réseau 22
Figure II.1 : Structure d'étude de la chaine
photovoltaïque 26
Figure II.2: Symbole d'un hacheur 27
Figure II.3: Schéma électrique d'un hacheur
boost 28
Figure II.4: Principe de la commande MLI 29
Figure II.5 : Période de fermeture te d'ouverture du
commutateur 29
Figure II.6 : Schéma équivalent d'un hacheur
Boost 30
Figure II.7 : Formes d'ondes des différents
éléments du convertisseur boost 31
Figure II.8 : Diagramme puissance-fréquence des
composants 35
Figure II.9: Chaine de conversion photovoltaïque avec
convertisseur DC-DC contrôlé par une
commande MPP alimentant une charge DC 36
Figure II.10 : Organigramme de l'algorithme P&O 37
Figure II.11 : Caractéristique du point à
maximum de puissance par la méthode de la dérivée
de la tension 38
Figure II.12 : Montage d'un onduleur de tension 39
Figure II.13 : Schéma synoptique du principe de la
commande par MLI 42
Figure II.14 : Structure de l'onduleur MLI connecté au
réseau 43
Figure II.15 : Circuit global de la commande de l'onduleur
44
Figure II.16: Principe de la PLL dans le domaine de Park 45
Figure II.17 : Boucle de régulation du bus continu
47
Figure III.1: Bloc du GPV implanté sur l'interface
graphique de Simulink 50
Figure III.2: Tension à vide d'un panneau
photovoltaïque en fonction du temps 51
Figure III.3: Caractéristiques du panneau
photovoltaïque 52
Figure III.4: Caractéristiques du générateur
PV 53
Figure III.5: Schéma bloc du GPV, du hacheur et sa
commande MPPT sur l'interface
graphique de Simulink 54
Figure III.6: Schéma
électrique du hacheur boost et sa commande MPPT connecté au
GPV
sous Simulink 55
Figure III.7: Allures des tensions d'entrée et de sortie
du hacheur en fonction du temps 55
Figure III.8: Allures des tensions d'entrée et de sortie
du hacheur en fonction du temps 56
Figure III.9: Allures des puissances en fonction du temps 57
Figure III.10: Schéma bloc de la chaine
photovoltaïque connectée au réseau sur l'interface
graphique de Simulink 58
Figure III.11: Schéma de la
commande de l'onduleur et boucle de régulation du bus continu
sur l'interface graphique de Simulink 59
Figure III.12: Allure des tensions du coté continu du
système PV en fonction du temps 60
Figure III.13: Allure des courants du coté continu du
système PV en fonction du temps 60
Figure III.14: Allures des tensions à la sortie de
l'onduleur 61
Figure III.15: Allures des tensions à la sortie de
l'onduleur 62
Figure III.16: Superposition de la tension VA avec sa
fondamentale 62
Figure III.17: Tensions simples filtrées de l'onduleur
63
Figure III.18: Allure des trois puissances Ppv, Pdc et
Pinj 63
Figure III.19: Allure des trois courants au point de connexion
PCC 64
Figure III.20: Trois tensions simples triphasées du
réseau BT 65
Figure III.21: Superposition des tensions VA, sa fondamentale et
la tension simple Vra du réseau
65
Figure III.22: Allures de la tension du réseau
Vra et du courant ia au point de connexion 66
Figure III.23: Profil proposé pour la variation de
l'éclairement G 66
Figure III.24: Allure des tensions Vpv
et Vdc pour différentes valeurs de l'éclairement
G 67
Figure III.25: Allure des courants Ipv et Idc pour
différentes valeurs de l'éclairement G 68
Figure III.26: Allure de la puissance du GPV et la puissance
active injectée au réseau 69
Figure IV.1: Différents types des filtres actifs 81
Figure IV.2: Montage d'un filtre actif parallèle 82
Figure IV.3: Filtre actif parallèle à structure de
tension 82
Figure IV.4: Schéma du système PV raccordé
au réseau alimentant une charge non-linéaire 83
Figure IV.5: Schéma du principe de l'utilisation du filtre
actif 84
Figure IV.6: Résultats de simulation des puissances pour
une charge où Pch < Pond 86
Figure IV.7: Résultats de simulation des puissances pour
une charge où Pch = Pond 86
Figure IV.8: Résultats de simulation des puissances pour
une charge où Pch> Ppv 87
Figure IV.9: Onde du courant du réseau sans charge non
linéaire connectée 88
Figure IV.10: Spectre du courant du réseau sans charge non
linéaire connectée 88
Figure IV.11: Onde du courant du réseau avec charge non
linéaire 89
Figure IV.12 : Spectre du courant du réseau avec charge
non linéaire connectée 89
Figure IV.13 : Configuration d'un filtre actif parallèle
90
Figure IV.14: Principe des composantes symétriques 93
Figure IV.15 : Principe de l'algorithme d'identification du
courant perturbateur 96
Figure IV.16: Allure de la tension Vdc avec sa
référence 96
Figure IV.17: Allure de la puissance à la sortie de
l'onduleur 97
Figure IV.18 : Allure des différents courants 97
Figure IV.19: Onde du courant du réseau avec charge non
linéaire connectée 98
Figure IV.20: Analyse spectrale du taux de distorsion
harmonique du courant du réseau avec
charge non linéaire connectée 99
Figure IV.21: Superposition de la tension et du courant du
réseau 99
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