Conception et réalisation d'un banc de tests pour micro-onduleurs sur un simulateur temps réel

(fre) La transition énergétique, sûrement l'un des plus grands défis de ce siècle, a permis de voir se développer de nouvelles sources d'énergie. L'une des plus utilisées est l'énergie photovoltaïque. Le principe est la conversion de l'énergie contenue dans l'éclairement provenant du soleil en une énergie électrique sous la forme de courant continu. Cette énergie peut ensuite être stockée dans une batterie, ou transformée par des onduleurs en courant alternatif pour pouvoir être injectée sur le réseau. Ces dernières années, le nombre d'onduleurs disponibles sur le marché a considérablement augmenté. C'est la raison pour laquelle Laborelec - Engie-Lab a développé un banc de tests ainsi que des tests uniques pour micro-onduleurs soumis à des conditions réelles, dans lesquelles la tension AC contient des harmoniques, des creux de tension, des variations de fréquence, etc. Les principaux objectifs de ces tests pour Laborelec - Engie-Lab sont : - D'améliorer leurs connaissances sur les différents micro-onduleurs pour pouvoir répondre aux questions des autres entités du groupe. - De donner des recommandations précises sur la capacité des différents micro-onduleurs disponibles. L'objectif de ce travail de fin d'études est de réaliser le banc d'essai ainsi que son automatisation. Dans ce document, nous verrons les avantages et inconvénients des différentes familles d'onduleurs solaires. Ensuite, des tests seront présentés, qui ont pour but d'observer et de mieux appréhender le comportement des onduleurs sur des réseaux. Ces tests seront accompagnés d'exemples de résultats et de leurs analyses. La seconde partie sera consacrée à la conception d'un banc d'essai pour permettre l'automatisation des tests précités. Dans cette partie, je présenterai les différents éléments que j'ai utilisés pour mettre au point l'installation et l'utilité que je leur aie donnée. Ensuite, nous parlerons de l'automatisation de l'installation pour finir par sa validation. Je conclurai ce rapport par une suite de perspectives qui me paraissent intéressantes pour améliorer le banc d'essai et les algorithmes développés pour l'automatisation

(eng) The energy transition, one of the greatest challenges of this century, led to the development of new energy sources. One of the most used is the photovoltaic energy. The principle is the conversion of the energy contained in the illumination from the sun into electrical energy in the form of direct current. This energy can then be stored in batteries or converted by AC inverters to be injected into the electrical grid. In the last few years, the number of micro-inverters available on the market has considerably increased. That is why Laborelec - Engie-Lab has developed a testing bench as well as unique tests for micro-inverters for real conditions, in which the AC voltage contains harmonics, voltage dips, frequency variations and so on. The main objectives of these tests for Laborelec - Engie-Lab are : - To improve their knowledge of the product “micro-inverter” to answer the questions of other group entities. - To give accurate recommendations on the capacity of the different available micro-inverters. The aim of this master thesis is to realise the testing bench as well as its automation. In this document, we will see the advantages and the disadvantages of the different families of solar inverters. Next, we will present some tests in order to observe and to have a deeper understanding of the inverter's behaviour on the grid. These tests will be accompanied by examples of results and their analyses. The second part will be devoted to the design of a testing bench to allow the automation of the aforementioned tests. In this part, I will present the various elements that I used to develop the installation and the utility that I have given them. Then, we will talk about the automation of the installation to finish by its validation. I will conclude this report with a series of perspectives that I think are interesting to improve the testing bench and the algorithms developed for automation