Vers une commande robuste adaptative aux conditions temps réel d'un micro-réseau PDF Download

Author: Iréna Horvatic
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Book Description
La transition énergétique actuelle est accompagnée par le développement de micro-réseaux pour favoriser l'insertion massive de systèmes de production d'énergie électrique d'origine renouvelable et améliorer la fiabilité du réseau. Cela induit cependant de fortes contraintes sur le pilotage et le dimensionnement de ces réseaux afin d'optimiser et fiabiliser leurs performances avec un fort taux d'incertitudes liées au fonctionnement en temps réel. Bien souvent, l'optimisation d'une stratégie de gestion d'énergie est dégradée ou perdue lors de son implémentation pratique du fait du comportement réel des composants utilisés pour le pilotage ou la mesure des grandeurs, comme les capteurs. Cette thèse a pour objectif de proposer une méthodologie et des outils d'aide à la décision, pour un concepteur de micro-réseau, de manière à intégrer dès la phase de conception ces incertitudes de fonctionnement afin de garantir le contrôle le plus optimal et robuste possible en situation réelle.Le cas d'étude retenu consiste à contrôler un système de stockage d'énergie pour participer au contrôle primaire de la fréquence d'un micro-réseau insulaire, confronté à des perturbations liées à des variations de charge ou/et de production photovoltaïque. Dans une première partie, la thèse présente la conception d'un contrôle robuste « H-infini » de la fréquence d'un micro-réseau donné, sans tenir compte des incertitudes liées à la mise en œuvre dans des conditions proches du temps réel. Cette stratégie a été élaborée à partir de critères dynamiques imposés par le « grid code » européen. Des simulations ont permis de valider les critères de performance obtenues sans prendre en compte d'incertitude.Dans une seconde partie, une méthodologie de modélisation d'incertitude de fonctionnement est présentée afin de permettre au concepteur de pouvoir modéliser des comportements incertains dynamiques, liés à la présence de certaines composants indispensables. Dans cette thèse, les incertitudes de fonctionnement sont associées au retard incertain provenant de capteur de mesure réellement présent dans le système étudié. Après l'étape de modélisation de l'incertitude, un outil d'analyse appelé « mu-analyse » est utilisé afin de réaliser une analyse de robustesse du système avec ce correcteur, prouvant l'importance de la prise en compte de cette incertitude lors de la conception du correcteur pour garantir les performances dynamiques souhaitées. Cet outil permet d'aider le concepteur dans ses décisions et de prévoir de potentiels futurs problèmes lors de l'implémentation de correcteur en temps réel, pouvant être a minima une perte d'optimalité du contrôle.Afin de garantir la stabilité et les performances dynamiques du système étudié avec la présence d'incertitudes de fonctionnement, une commande robuste est alors synthétisée avec la méthode dite de « mu-synthèse ». Celle-ci permet de prendre en compte les incertitudes dès la phase de conception du contrôleur. Une validation sous simulation est faite, ainsi qu'une comparaison avec la commande précédente. Les correcteurs robustes étant généralement d'ordre élevés, ceci devient un obstacle lors de l'implémentation, surtout pour des applications embarquées. Alors, des techniques de réduction d'ordre sont mises en œuvre pour proposer une solution plus favorable à cela.La dernière partie de la thèse présente des résultats expérimentaux permettant de mettre en évidence sa problématique scientifique, soit la perte d'optimalité d'un correcteur, et de valider la synthèse de contrôleurs robustes intégrant les composants temps réel dès la phase de conception.La thèse propose ainsi un nouveau cadre de conception pour le contrôle des micro-réseaux ou des systèmes électriques.