Advanced Approach for the Optimization of a Grid-Tied Photovoltaic System

KIHAL, Abbes; KRIM, Fateh Supervisor

Advanced Approach for the Optimization of a Grid-Tied Photovoltaic System

dc.contributor.author	KIHAL, Abbes
dc.contributor.author	KRIM, Fateh Supervisor
dc.date.accessioned	2026-09-21T10:37:39Z
dc.date.issued	2019
dc.description	Cette thèse de doctorat est l’une des activités de recherche fondamentales de l’exploitation de l’énergie photovoltaïque (PV). L'utilisation de l'énergie PV a attiré l'attention mondiale sur la production future d'électricité afin de répondre à la demande accrue en énergie. Parmi les domaines d'application de ce type d'énergie, un système PV connecté au réseau est considéré comme le plus demandé sur le marché PV, car il permet une meilleure utilisation de l'énergie photovoltaïque et ne nécessite pas de dispositifs de stockage d'énergie, ce qui réduit les coûts tout en nécessitant moins de maintenance. Les systèmes PV connectés au réseau sont généralement classés en deux catégories, à un et deux étages de conversion. L'efficacité résultant de ces systèmes dépend non seulement des conditions de travail, mais également de la chaîne de conversion complète. Cela peut être réalisé par un choix judicieux de configurations ou de topologies, un bon dimensionnement des composants et des techniques de contrôle efficaces. Le travail de recherche présenté dans cette thèse a pour objectif de contribuer à l’optimisation de l’efficacité des systèmes PV connectés au réseau. Cette contribution concerne la modélisation, le dimensionnement et le contrôle d’un système PV à deux étages, connecté au réseau. Néanmoins, l'essentiel de nos travaux de recherche visent à proposer un système de contrôle puissant capable d'atteindre l'objectif susmentionné. Premièrement, le développement de méthodes de suivi du point de puissance maximale (MPPT) basées sur une approche non linéaire appelée contrôle de mode glissant (SMC) pour obtenir une exploitation optimale du générateur PV sous une variation du rayonnement solaire. En outre, le développement d'une nouvelle technique basée sur la théorie SMC pour le contrôleur de la tension intermédiaire permettant de maintenir la tension de liaison continue fixée à la valeur souhaitée, quelle que soit l'irradiation solaire. Par la suite, une commande axée sur la tension (VOC) basée sur la modulation SMC et la modulation vectorielle pour un bon fonctionnement de l’onduleur ainsi que l’injection de courants sinusoïdaux dans le réseau avec un faible taux global d’harmoniques (THD <5%). Toutes ces techniques ont été simulées numériquement sous l’environnement MATLAB / Simulink® et validée pratiquement par un système en temps réel, à l’aide de la carte dSPACE DS 1104
dc.description.abstract	This Ph. D thesis is one of the core research activities of the exploitation of photovoltaic (PV) energy. The use of PV energy has drawn global attention for future electricity production to meet the increased energy demand. Amongst the application fields of this energy type, the grid-tied PV system is considered as the most requested on the PV market because it allows a better use of PV energy and does not need energy storage devices, which reduces cost with less maintenance. The grid-tied PV systems are broadly classified into two categories, single and two conversion stages. The efficiency resulting from these systems depends not only on the working conditions, but also on the complete conversion chain. This can be achieved by a judicious choice of configurations or topologies, good sizing of components and effective control techniques. The research work presented in this thesis is to contribute to the efficiency optimization of grid-tied PV systems. This contribution concerns the modeling, sizing and control of a two-stage grid connected PV system. Nevertheless, the main part of our research is to propose powerful control scheme capable to attain the aforementioned objective. Firstly, the development of a Maximum power point tracking (MPPT) methods based on a non-linear approach called sliding mode control (SMC) to achieve an optimal exploitation of PV generator under solar irradiation changes. Also, the development of new design based on SMC theory for DC-Link voltage controller to maintain the DC-link voltage constant at the desired value during any case of solar irradiation changes. Afterwards, the development of a voltage oriented control (VOC) based on SMC and space vector modulation for proper inverter operation as well sinusoidal currents injection into the mains grid with low total harmonic distortion (THD < 5%).In addition, these schemes have been performed through numerical simulation with MATLAB/Simulink® environment, and validated practically through real-time hardware in the loop system using a dSPACE DS 1104 system
dc.description.sponsorship	هذه الرسال ة هي واحد ة م ن الأنشطة البحثية الأساسية لاستغلا ل الطاقة الكهروضوئية. وق د جذ ب استخدا م الطاقة الكهروضوئية الانتبا ه العالم ي لإنتا ج الكهربا ء في المستقبل لتلبية الطلب المتزايد عل ى الطاقة. م ن بي ن مجالات التطبيق لهذا النو ع م ن الطاق ة ، يعتب ر النظا م الكهروضوئي المتص ل بالشبكة الأكث ر طلبً ا ف ي سو ق الكهروضوئية لأن ه يسم ح باستخدا م أفضل للطاقة الكهروضوئية ولا يحتاج إلى أجهز ة تخزين الطاقة ، مما يقلل من التكاليف و بأق ل الصيان ة. تصنف الأنظمة الكهروضوئية المتصلة بالشبك ة على نطاق واسع إلى فئتين ، احادي مرحل ة التحوي ل وثنائي مرحلة التحويل. الكفاء ة الناتج ة ع ن هذ ه الأنظم ة لا تعتم د فق ط عل ى ظرو ف العمل ، ولك ن أيضً ا عل ى سلسل ة التحويل الكامل ة. ويمك ن تحقي ق ذلك م ن خلال اختيار حكيم للتكوينات أو الطوبولوجيا ، والتحجيم الجيد للمكونات وتقنيات التحك م الفعالة. البح ث المقدم في هذه الرسالة هو للمساهمة في تحسي ن كفاء ة النظام الك هروضوئي المرتبط بالشبكة. وتتعلق هذ ه المساهمة بالنمذج ة والتحجي م والتحكم في النظام الكهروضوئي المتصل بالشبك ة عل ى مرحلتين. ومع ذلك ، فإ ن الجز ء الرئيسي من بحثنا هو اقتراح خط ة تحكم مؤسس على نه ج غي ر خطي يسم ى التحك م بالطريق ة الانزلاقي ة )ت.ط.إ( )MPPT( قوية قادر ة على تحقيق الهد ف المذكو ر أعلاه. أو لاً ، تطوي ر طر ق التتب ع القصوى لنقاط القدر ة في ظ ل تغيرات التشعيع الشمس ي. أيضا ، تطوي ر تصميم جديد يستن د إلى نظرية )ت.ط.إ( لوحدة تحكم في الجهد المستمر بين المحولي ن للحفاظ على PV لتحقيق الاستغلا ل الأمثل لمولد ثابت الجه د مرتبط ا بالقيم ة المرغوب ة خلا ل أ ي حال ة م ن تغيرا ت التشعي ع الشمس ي. بع د ذلك ، تطوي ر التحك م بالجه د الموج ه استناد ا إل ى )ت.ط.إ ( وتشكي ل تعدي ل ناقل م ن أج ل تشغيل ت م تنفي د مخططا ت التحك م هذه م ن خلا ل المحاكاة .)٪THD < العاك س بشك ل صحي ح بالإضاف ة إل ى حق ن التيارا ت الجيبي ة ف ي الشبك ة الرئيسية م ع انخفا ض التشو ه التوافق ي الكل ي ) 5 dSPACE DS ومن خلال البطاق ة الرقمي ة 1104 hardware in the loop الرقمي ة باستخدا م برنام ج ماتلاب ، وت م التحق ق من ذل ك عمليًا بإستخدام نظام
dc.identifier.uri	https://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/2694
dc.language.iso	en
dc.publisher	Setif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Technology
dc.subject	Photovoltaic energy
dc.subject	Grid-tied photovoltaic system
dc.subject	MPPT
dc.subject	Sliding mode control
dc.subject	Total harmonic distortion
dc.title	Advanced Approach for the Optimization of a Grid-Tied Photovoltaic System
dc.type	Thesis

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1

Name:: E-TH1703 Approche avancée pour l’optimisation d’une installation photovoltaïque interconnectée au réseau Kihal, Abbes.pdf
Size:: 12.54 MB
Format:: Adobe Portable Document Format

Download