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25/10/2022 - Tanguy SIMON

par Laurent Krähenbühl - publié le

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Tanguy Simon soutient sa thèse le 25/10/2022 (10h00)
Lieu : INSA de Lyon, bibliothèque Marie Curie, amphi Émilie du Châtelet (Villeurbanne)

Conception et commande d’un contrôleur de flux de puissance pour les réseaux électriques en basse tension continue

Jury :
Rapporteurs : Xavier ROBOAM (Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier), Giorgio VALMORBIDA (Université Saclay/CentraleSupélec)
Examinateur/trice : Pierre RIEDINGER (Université de Lorraine), Ionela PRODAN (Grenoble INP - Esisar)
Encadrement : Jean-François TRÉGOUËT, Hervé MOREL, Xuefang LIN-SHI (INSA de Lyon / Laboratoire Ampère)

Résumé :
L’installation de générateurs d’énergie renouvelable distribués tels que les panneaux photovoltaïques sur les toitures ainsi que les éoliennes en milieu rural ou industriel transforme profondément les réseaux de distribution. Ainsi, les flux de puissance dans les lignes électriques du réseau peuvent être fortement modifiés voire inversés, si bien que certaines lignes peuvent s’en retrouver surchargées et en sur ou sous-tension. Afin d’améliorer la flexibilité des réseaux et de résoudre ces problèmes, il est pertinent d’une part de mailler le réseau, et d’autre part de passer du courant alternatif au courant continu. Un réseau maillé en courant continu équipé de générateurs non pilotables (panneaux photovoltaïques, éoliennes) requiert alors des \emphcontrôleurs de flux de puissance, c’est-à-dire des dispositifs électroniques capables de piloter la puissance circulant dans chacune des branches auxquelles ils sont reliés.

Après avoir choisi une architecture de convertisseur pour remplir une telle fonction, nous montrons qu’elle peut être modélisée par un système dynamique bi-linéaire dont la sortie est polynomiale. De plus, en vue de pouvoir prendre en compte les incertitudes du réseau, nous construisons un modèle dont les paramètres sont incertains.

Nous analysons alors le modèle ainsi que ses limites physiques, et dégageons des conditions d’existence de points d’équilibre, qui permettent de cerner l’espace dans lequel les paramètres incertains peuvent exister.

Nous proposons deux nouvelles lois de commande pour lesquels des garanties
de stabilité et de robustesse ont été obtenues via le modèle dynamique du convertisseur. Ces deux lois sont comparées entre elles et avec une commande classique de type PI multivariable sur un banc d’essai expérimental.

De manière plus générale, cette étude permet également de proposer une méthode pour la régulation de sortie des systèmes soumis à des incertitudes paramétriques.

Mots-clés :
Commande des systèmes non-linéaires incertains, Convertisseurs de puissance, Commande robuste, Micro-réseaux DC