Study of various structures of hybrid systems using renewable energy sources
Etude de différentes structures de systèmes hybrides à sources d'énergie renouvelables
Résumé
The objective of this work in joint supervision between the Technical University of Sofia and the University of Corsica, consists in studying various configurations of hybrid systems using renewable energy sources in two cases: slow variation process (energy aspect) and rapid variation (electrical aspect). After a review, based on international literature, a study of the wind and solar potential and its complementarity was implemented for various Bulgarian and Corsican stations. The various models describing the behaviour of the hybrid system generators are described and validated: photovoltaic and wind, then an analysis of Wind/PV/storage system performances and its optimal sizing have been realized. The choice of adapted storage mean was hydro pumping storage and the impact of such storage in view to increase the renewable energy systems integration limit level was estimated for the Corsican network. Concerning the rapid variation process, our attention was focused to the hybrid system organs in which an asynchronous machine takes part. Models of induction machines, voltage source converters and control systems were developed and validated experimentally. The simulation model has been adapted and implemented in a microprocessor system dSPACE allowing the control in real time of the doubly fed induction generator rotor power converters.
L'objectif de ce travail en cotutelle entre l'Université Technique de Sofia et l'Université de Corse, consiste à étudier différentes structures de systèmes hybrides à sources d'énergie renouvelables et ce, dans deux cadres : des processus à variation lente (aspect énergétique) et à variation rapide (aspect électrique). Après une étude bibliographique basée sur une littérature internationale, une étude du potentiel éolien et solaire et de leur complémentarité est réalisée pour différentes stations Bulgares et Corses Les différents modèles de comportement des générateurs du système hybride ont été présentés et validés : photovoltaïque et éolien, puis une analyse des performances d'un système éolien/PV/Stockage et en son dimensionnement optimisé a été réalisé. Le choix du mode de stockage s'est porté sur les Stations de Pompage à Transfert d'Energie (STEP) et l'apport d'un tel stockage sur l'augmentation du taux de pénétration des sources d'énergie renouvelables a été estimé dans le cas du réseau électrique corse. Dans le cadre de l'étude des processus à variation rapide, l'attention a été portée vers les éléments du système hybride dans lesquels intervient une machine asynchrone. Des modèles de machine asynchrone, de convertisseur de tension réversible et de systèmes de contrôle sous différentes configurations ont été développés et validés expérimentalement. Le modèle de simulation a été adapté et mis en oeuvre dans un système microprocesseur dSPACE, qui permet le contrôle des convertisseurs électroniques dans le circuit du rotor de la machine asynchrone à double alimentation en temps réel.