Optimisation d'un système photovoltaique connecté au réseau sous conditions climatiques variables

Abstract

Ce mémoire porte sur l’optimisation du fonctionnement d’un système photovoltaïque connecté au réseau élec- trique face aux fluctuations climatiques. Pour y parvenir, il propose une stratégie de contrôle basée sur la commande prédictive, une alternative prometteuse aux méthodes classiques de contrôle. La commande prédictive, grâce à sa capacité de prédiction et d’adaptation, offre des performances supérieures pour les systèmes photovoltaïques connectés au réseau électrique. L’algorithme utilisé sélectionne le meilleur état de commutation du convertisseur en minimisant l’écart entre les courants prédits et calculés pour chaque configuration possible du vecteur de ten- sion. Le vecteur de tension optimal, minimisant une fonction de coût prédéfinie, est ensuite appliqué au système photovoltaïque (convertisseur DC/AC) via un algorithme MPPT (Maximum Power Point Tracking) afin de maxi- miser la production d’énergie.

This thesis focuses on optimizing the operation of a grid-connected photovoltaic system in the face of cli- mate fluctuations. To achieve this, it proposes a control strategy based on model predictive control, a promising alternative to traditional control methods. Model predictive control, with its predictive and adaptive capabilities, offers superior performance for grid-connected photovoltaic systems. The algorithm selects the best switching state for the converter by minimizing the difference between predicted and calculated currents for each possible configuration of the voltage vector. The optimal voltage vector, minimizing a predefined cost function, is then applied to the photovoltaic system (DC/AC converter) via an MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithm to maximize energy production.

تركز هذه المذكرة على تحسين أداء نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتصل بشبكة الكهرباء في مواجهة التقلبات المناخية. لتحقيق ذلك، تقترح استراتيجية تحكم تعتمد على التحكم التنبؤي، وهو بديل واعد للطرق التقليدية للتحكم. يوفر التحكم التنبؤي، بفضل قدرته على التنبؤ والتكيف، أداءً متفوقًا لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتصلة بالشبكة الكهربائية. تقوم الخوارزمية المستعملة باختيار أفضل حالة للتبديل في المحول من خلال تقليل الفرق بين التيارات المتوقعة والمحتسبة لكل تكوين محتمل للجهد الكهربائي. يتم بعد ذلك تطبيق متجه الجهد الأمثل، الذي يقلل من دالة تكلفة محددة مسبقًا. على نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية (المحول من DC إلى ( AC من خلال خوارزمية تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) لزيادة إنتاج الطاقة إلى أقصى حد.