thesis

Gestion de l’énergie dans un système multi-sources

Defense date:

Jan. 1, 2015

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Institution:

Caen

Disciplines:

Electrical engineering

Authors:

Directors:

Abstract EN:

In this thesis, an advanced energy management system (EMS) model for a typical Microgrid (MG) working in grid and islanded operating modes was introduced, discussed and analyzed. MG model under consideration included FC (Fuel cell), MT (Microturbine), WT (Wind), PV (Photovoltaic), and ESS (Energy storage system). The established EMS was formulated as a nonlinear optimization model with different equality and inequality constraints for proper solution based on the AIMMS (Advanced Integrated Multidimensional Modeling Software), GA (Genetic algorithm) and PSO (Particle swarm optimization algorithm). In addition, a comparative study of DC/DC boost converter topologies was investigated in order to select the best topology to be used for interfacing the DERs to the MG’s DC-bus. Moreover, a new auto-tuning online controller design for the proposed converters was designed based on MLIB/MTRACE (MATLAB-dSPACE Real-Time Interface Libraries). Furthermore, a novel method for controlling the PWM carriers of multiple DC/DC converters interfaced to MG’s DC-BUS was introduced. The main purpose of this method was to minimize the DC-BUS ripples based on optimizing the PWM carriers’ phase shift angle. Finally, an experimental testbed was built in our laboratory to test in a real-time the aforementioned EMS.

Abstract FR:

Dans cette thèse, un modèle avancé du système de gestion de l’énergie pour un micro-réseau fonctionnant en mode connecté ou isolé, a été présenté, discuté et analysé. Le micro-réseau étudié inclut différents types de sources d'énergie telles que le photovoltaïque (PV), les petites éoliennes (WT), les micro-turbines (MT), la pile à combustibles (FC) et un système de stockage (ESS). Le système de gestion d’énergie établi a été formulé à l’aide d’un modèle d'optimisation non linéaire respectant un certain nombre de contraintes pour parvenir à une solution appropriée. Nous avons testé différents algorithmes stochastiques en optimisation globale pour la prise de décision à savoir : AIMMS (advanced integrated multidimensional modeling), L’algorithme génétique GA, essaim de particules PSO. Une étude comparative de différentes topologies de convertisseurs DC/DC de type boost a été réalisée afin de sélectionner la meilleure configuration pouvant être utilisée pour interfacer les ressources distribuées au bus continu (DC-bus). Le système de contrôle-commande est conçu de telle sorte à effectuer un autoréglage des paramètres en ligne et en temps réel pour les convertisseurs proposés en se servant des librairies MLIB / MTRACE (MATLAB-dSPACE Real-Time Interface Library). En outre, un nouveau procédé pour contrôler le signal de la porteuse servant à générer la MLI pour commander les convertisseurs DC/DC interfacés au bus continu a été introduit. Enfin, un banc d'essai expérimental a été construit dans notre laboratoire pour tester en temps réel le système de gestion d’énergie évoqué précédemment.