Contrôle et optimisation intelligente du moteur synchrone à aimants permanents pour un système de pompage d'eau photovoltaïque

Abstract

Ce mémoire présente une nouvelle approche de contrôle qui associe l'algorithme perturbation et observation (P&O) traditionnel à l'optimisation par logique floue. L'objectif de cette stratégie de contrôle basée sur une taille de pas variable est d'optimiser la performance d'un système de pompage photovoltaïque (PV) en le faisant fonctionner au point de puissance maximale (MPP). Elle ajuste le pas de rapport cyclique en fonction des variations de tension et de puissance du panneau photovoltaïque. Pour cela, un mécanisme de logique floue surveille ces variations et génère une taille de pas de rapport cyclique optimale qui ramène rapidement le rapport cyclique à son état optimal. Cette combinaison permet d'améliorer les performances du l’algorithme P&O-MPPT standard. Le système de pompage photovoltaïque (PV), comprenant l'ensemble du moteur synchrone à aimant permanent (MSAP), a été modélisé et simulé à l'aide du logiciel MATLAB/Simulink. Les résultats des simulations démontrent la supériorité de cette stratégie de contrôle proposée sur la stratégie P&O classique, indépendamment des conditions météorologiques.

This thesis presents a new control approach that combines the traditional perturb and observe (P&O) algorithm with fuzzy logic optimization. The objective of this control strategy based on a variable step size is to optimize the performance of a photovoltaic pumping system by tracking it at the maximum power point (MPPT). It adjusts the actual duty cycle of the acceleration converter according to the voltage and power variations of the photovoltaic panel. For this, a fuzzy logic mechanism monitors these variations and generates an optimal duty step size that quickly returns the service cycle to its previous optimal state. This combination improves the good performance of the standard P&O-MPPT control. The PV pumping system, comprising the permanent magnet synchronous motor (PMSM), was modeled, and simulated using MATLAB/Simulink software. The results of the simulations and experiments demonstrate the superiority of this proposed control strategy over the standard P&O-MPPT strategy, regardless of weather conditions.

تقدم هذه المذكرة نهج تحكم جديد يجمع بين خوارزمية P&O التقليدية وتحسينها بالمنطق الغامض. الهدف من استراتيجية التحكم هذه بناءً على حجم الخطوة المتغير هو تحسين أداء نظام ضخ الماء الكهروضوئي عن طريق تشغيله عند نقطة الطاقة القصوى (MPPT) يقوم بتعديل دورة العمل الفعلية للمحوّل وفقًا لتغيرات الجهد والطاقة للوحات الكهروضوئية لهذا الغرض تراقب آلية المنطق الغامض هذه الاختلافات وتولد حجمًا مثاليًا للخطوة يعيد النظام بسرعة إلى حالته المثلى السابقة. يحسن هذا المزيج أداء التحكم الكلاسيكي P&O-MPPT . تم تصميم ومحاكاة نظام الضخ الكهروضوئي الذي يتكون من المحرك المتزامن للمغناطيس الدائم (MSAP) ،تظهر نتائج عمليات المحاكاة باستخدام برنامج MATLAB/Simulink تفوق استراتيجية التحكم المقترحة هذه على استراتيجية P&O-MPPT الكلاسيكية، بغض النظر عن الظروف الجوية.