Soutenance de Thèse de Manelle Hasnaoui, Salle 720_ENIT

Sujet:

Etude, conception et mise en œuvre d’un émulateur de générateur photovoltaïque utilisé dans les essais normatifs d’onduleurs photovoltaïques connectés au réseau

Résumé :

Vu l’augmentation du nombre d’installations photovoltaïques raccordées au réseau de distribution national, des exigences de raccordement à ce réseau ont été établies par les opérateurs nationaux. Ces exigences précisent les spécificités techniques requises pour l’onduleur de tension qui interface la source de génération distribuée et le réseau de distribution. Par ailleurs, ces onduleurs doivent répondre aux normes de sécurité et de performances. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons à la norme relative à l’efficacité globale des onduleurs photovoltaïques (OPV) raccordés au réseau, NT 67.50, intitulée « Efficacité globale des onduleurs photovoltaïques raccordés au réseau », version tunisienne de la norme européenne NF EN 50530 portant le même titre. Cette norme détaille le banc d’essai à utiliser pour les tests à mener afin d’évaluer l’efficacité des onduleurs, notamment l’efficacité du suivi du point de puissance maximale et l’efficacité de la conversion. Les travaux menés ont visé l’étude, la conception et la mise en œuvre d’un émulateur de générateur photovoltaïque destiné au banc d’essai spécifié par la norme NT 67.50 pour les essais normatifs d’onduleurs photovoltaïques connectés au réseau. Les travaux présentés sont décrits dans ce mémoire, composé de trois chapitres. En premier lieu, la structure de l’émulateur a d’abord été étudiée à travers la présentation d’un état de l’art regroupant différents travaux proposés dans la littérature scientifique. Puis, la modélisation, le dimensionnement et la synthèse de la commande et de la structure retenues ont été développés ainsi qu’une interface IHM pour faciliter les essais normatifs basés sur le test de l’efficacité de du suivi du point de maximum de puissance (MPPT) statique. Enfin, un prototype de 6 kVA a été conçu. Il a permis de valider les performances de l’émulateur développé ainsi que l’IHM et la procédure de tests prénormatifs.

Mots clé : Photovoltaïque, Onduleur PV, Emulateur, normes, banc d’essai, tests normatifs, procédure d’essai, performance, efficacité.

Abstract

Due to the ever-increasing number of grid-connected photovoltaic installations, the national electricity operators have established several requirements. These requirements define the technical specifications for the voltage inverter to connect a distributed generation source to an electrical distribution network. Besides, these inverters must fulfill standards treating the safety and the performances of the photovoltaic systems. This thesis focuses on the standard related to the overall efficiency of grid-connected photovoltaic inverters, NT67.50. This standard proposes a test bench and guidelines for test procedures to assess the efficiency of PV inverters, including the maximum power point tracking and the conversion efficiencies. According to this context, this thesis intends to make a further contribution toward the design and the implementation of a photovoltaic generator emulator, based on the requirements of the test bench specified by standard NT 67.50 entitled "Overall efficiency of grid-connected photovoltaic inverters", Tunisian version of the European standard NF EN 50530 with the same title. This thesis report is organized in three chapters. At first, a review of issues in PV generator emulators, their power topologies and control algorithms is given. Then, the conception of the power stage and the design of the control of the selected structure are presented, as well as an interface HMI, based on the test of the static MPPT efficiency, has been proposed to facilitate the normative tests. And finally, a 6 kVA experimental prototype is described, and experimental results discussed. They validate the effectiveness and the performance of the developed emulator as well as the HMI and the testing procedure.

Keywords : Photovoltaic, PV inverter, Emulator, Standard, Test bench, Normative tests, Test procedure, Performance, Efficiency.