Gestion de l’énergie d’un système hybride autonome pour application « Smart Grid ».

Abstract

Le « Smart Grid » est une dénomination d'un réseau électrique intelligent et performant qui utilise les technologies de l’information dans le but d’optimiser la production, la distribution et la consommation de l'électricité, entrainant la résolution du problème de la gestion de l’énergie, ainsi que l’amélioration de l'efficacité du réseau. Le problème de la gestion de l’énergie consiste à rechercher la répartition de puissance la plus convenable entre les différentes sources constituant un réseau électrique d’architecture hybride. Plusieurs critères d’évaluation interviennent pour le choix de cette répartition, tels que : la consommation du combustible, les émissions polluantes, la puissance limitée des sources, les états de charge des éléments de stockage, la durée de vie des composants, etc. Les algorithmes permettant de résoudre ce type de problèmes sont appelés : « stratégies de commande », ou « lois de gestion de l’énergie », ou aussi « stratégies de gestion de l’énergie ». Pour une application « Smart Grid », la présente thèse est une contribution à la résolution du problème de la gestion de l’énergie d’un système hybride autonome composé de piles à combustible PEM (Proton Exchange Membrane) considérées comme source principale, de batteries lithium-ion et de supercondensateurs utilisés en tant que sources auxiliaires. Dans le but d’obtenir des lois de gestion de l’énergie garantissant d’avoir la meilleur répartition de puissance en provenance des divers points de production, la commande optimale/plate a été optée. Basée sur l’équation d’Euler-Lagrange, et sur les propriétés de la platitude différentielle, la stratégie adoptée a permis de satisfaire les demandes énergétiques de la charge, en tenant compte des contraintes principales suivantes : - Puissance limitée des piles, - Etat de charge final des batteries, qui doit être ramené à chaque fin de cycle à un seuil fourni par la commande optimale, - Tension du bus continu, qui doit être stabilisée à sa valeur de référence issue de la commande plate.