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Une nouvelle stratégie de contrôle basé sur le concept de statisme pour la synchronisation et le partage de puissance dans un micro réseau autonome dans le nord du Canada

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Dubuisson, Félix (2019). Une nouvelle stratégie de contrôle basé sur le concept de statisme pour la synchronisation et le partage de puissance dans un micro réseau autonome dans le nord du Canada. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans la majorité des réseaux isolés, l’électricité est produite exclusivement grâce à des générateurs diesel. Mais, le diesel est coûteux et responsable de l’émission de gaz à effet de serre. Dans la plupart de ces cas, il n’est pas raisonnable d’imaginer connecter ces réseaux isolés au réseau principal, pour des contraintes de coûts principalement. Ainsi l’intégration de sources d’énergies renouvelables dans ces petits réseaux aurait un impact positif sur la quantité de diesel utilisée et donc sur la qualité de l’air, mais également sur le coût de production de l’électricité. Seulement, le fonctionnement en parallèle de différentes sources d’énergie au sein d’un réseau isolé nécessite des algorithmes de contrôle sophistiqués.

Ainsi, dans ce travail de recherche, le système étudié est composé de deux génératrices diesel, d’une éolienne, de panneaux solaires et de batteries. Une nouvelle stratégie de contrôle base sur le concept de statisme est présentée. Cette stratégie de contrôle vise à atteindre de hautes performances lors de la synchronisation entre les sources d'énergie et à assurer un bon partage des puissances dans un système de production d'énergie hybride autonome. La synchronization des deux générateurs diesel est assurée grâce à la compensation de courant croisé. Une method de Perturbation et Observation est utilisée pour extraire le maximum de puissance de l'éolienne à vitesse variable, sans utiliser de capteur de vitesse. Pour obtenir des performances élevées du générateur photovoltaïque, aucun algorithme MPPT n'est utilisé. Le convertisseur CC-CC hacheur-élévateur utilisé pour réguler la tension du bus CC est utilisé pour extraire la puissance maximale du générateur photovoltaïque. Ce convertisseur CC-CC hacheur-élévateur est également utilisé pour assurer un nivellement de la puissance par temps et par variation de charge.

Enfin, les résultats de la simulation obtenus montrent des performances satisfaisantes en présence de conditions difficiles, telles que des variations de charge et de conditions météorologiques.

Titre traduit

New control strategy based on the droop control for synchronization and power sharing in hybrid standalone system in northern Canada

Résumé traduit

In most isolated areas, electricity is produced exclusively thanks to diesel generators. But diesel is expensive and responsible for the emission of greenhouse gases. Generally, it is not reasonable to consider to connect it to the main grid because of cost issues mainly. Thereby the integration of renewable energy sources in isolated microgrids would have a positive impact on the diesel quantity needed. Reducing diesel allows improved air quality and a reduced cost of electricity production. However, the parallel operation of different energy sources in an isolated microgrid requires complex control algorithms.

Therefore, in this research work, the proposed topology consists of two diesel generators, a wind turbine, solar panels and batteries. A new control strategy based on droop control concept to achieve high performance during transition synchronize between energy sources, to share the power in hybrid standalone power generation system, is presented. The synchronization between two diesel generators is assured thanks to cross current compensation. A Perturb and Observe method is used to achieve Maximum Power Point Tracking without using any speed sensors from the variable speed Wind Turbine. To achieve high performance from the Photovoltaic array, no MPPT algorithm is used, the DC-DC Buck-Boost converter used to regulate the DC voltage is used to extract the maximum power from the PV array. This DCDC Buck-Boost converter is also used to ensure power levelling during weather and load variation.

Finally, the obtained simulation results show satisfactory performance in the presence of severe conditions, such as load and weather conditions change.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Rapport de mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie électrique". Comprend des références bibliographiques (pages 89-92).
Mots-clés libres: énergies renouvelables, système hybride, réseau autonome, concept de statisme
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Chandra, Ambrish
Codirecteur:
Codirecteur
Saad, Maarouf
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt: 09 avr. 2019 17:19
Dernière modification: 09 avr. 2019 17:19
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2269

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