Cette thèse traite la commande et l'optimisation d'une installation photovoltaïquepour un site isolé. Ainsi, nous avons proposé un algorithme par logique flouepermettant la poursuite du point de puissance maximal afin de remédier auxinconvénients des méthodes classiques. Ensuite, nous nous sommes intéressés àl'optimisation de la structure de l'installation. En effet, dans les installationsclassiques, dans le cas de défaillance d'un panneaux, tout le bloc série devientinutilisable, ce qui réduit considérablement les capacités de production del'installation. Pour résoudre ce problème, nous avons proposé un superviseur permettant la reconfiguration automatique de l'installation de telle sorte que seul lepanneaux défaillant est mis hors connexion. Par ailleurs, pour gérer le flux depuissance et pour répondre à la demande de l'utilisateur, nous avons développé un superviseur par logique floue. Ainsi, le surplus de production est stocké systématiquement dans la batterie pour l'utiliser ensuite en cas où la demandedépasse la production. De plus, la structure proposée permet de ne solliciter la batterie en cas de besoin de ce qui permet de prolonger considérablement sa duréede vie. / This thesis addresses the control and optimization of a stand-alone photovoltaicsystem. Thus, we proposed a fuzzy logic algorithm for tracking the maximum powerpoint to overcome the disadvantages of classical methods. Then we focused onoptimizing the structure of the installation. Indeed, in conventional systems, in thecase of failure of a panel, the whole serie block becomes unusable, greatly reducingthe production capacity. To resolve this problem, we proposed a supervisor for theautomatic reconfiguration of the installation so that only the failed panels is takenoffline. Furthermore, to manage the power flow and to meet user demand, wedeveloped a fuzzy supervisor. Thus, the surplus production is systematically storedin the battery for later use in cases where demand exceeds production. In addition,the proposed structure can not draining the battery in case of need thereby greatlyextend its lifetime.

In the search for environmentally friendly methods to implement renewable energy in the power system residential microgrids have been proposed and proven. The direct current (DC) microgrid topology is a promising implementation of a microgrid system due to the increasing amount of DC-operated loads and production units expected in the near future. In this project, the proposed DC microgrid consists of a solar photovoltaic (PV) power source, a battery, a DC load, and an interlinking bidirectional converter to connect the microgrid to the external three-phase power grid. The PV system is controlled with a Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm to maximise the power production in all weathers. The DC bus voltage is stabilised by the battery controller and a coordinated control scheme considering the electricity price and battery State of Charge (SOC) is implemented to govern the power exchange with the utility grid. Simulations of the system are shown to validate the functionality of the microgrid and the performance of the controllers in multiple scenarios. The proposed DC microgrid is proven to function in both utility grid-connected mode and in isolation from the utility grid. / I sökandet efter miljövänliga metoder att implementera förnybar energi i kraftsystemet har lokalt självförsörjande elsystem för bostäder föreslagits och visats fungera. Den likströmsbaserade topologin är en lovande implementering av ett sådant lokalt elsystem till följd av den ökande mängden likströmsdrivna laster och produktionsenheter som förväntas komma inom en snar framtid. I detta projekt består det föreslagna likströmsbaserade elsystemet av en solenergikälla, ett batteri, en likströmslast och en sammanlänkande dubbelriktad omvandlare för att ansluta det lokala elsystemet till det externa trefasiga elnätet. Solenergisystemet styrs med en maximal kraftpunktföljande algoritm för att maximera kraftproduktionen i alla väder. Likströmsbussens spänning stabiliseras av batteristyrenheten och ett samordnat styrschema som tar hänsyn till elpriset och batteriets laddningstillstånd implementeras för att styra energiutbytet med elnätet. Simuleringar av systemet presenteras för att validera mikronätets funktionalitet och styrteknikens prestanda i flera olika scenarier. Det föreslagna likströmsbaserade elsystemet visas fungera i både nätanslutet läge och isolerat från elnätet. / Kandidatexjobb i elektroteknik 2022, KTH, Stockholm

Cette thèse propose principalement, un algorithme État-Flow MPPT basé P&O, amélioré avec deux degrés de liberté, dans lequel le système événementiel (MPPT) de comportement est modélisé par le décrivant en terme de transition entre les états, sous certaines conditions. Secondairement, un algorithme étendu MPPT, base d'exploitation en parallèle de l'état-débit est en outre proposé d'être une solution difficile pour le contrôle indépendant du système hybride, où la caractéristique de contrôle continu peut se présenter au cours d'un certain état de travail tout en discrète, est indiquée le long des transitions d'état. Deux configurations possibles pour le système hybride sont proposées : deux convertisseurs DC/DC séparés, et un convertisseur de sortie unique à double entrée (DISO) de configurations. Enfin, il est proposé, un comportement du système DC modélisation utilisant État-Flow, menant à l'ensemble de la conception de la stratégie de commande qui concernent RES MPPT, RES et la coordination BESS, la stabilité du système d'alimentation et de régulation de la tension du bus DC. La simulation et les résultats expérimentaux valident l'efficacité et l'applicabilité de l'algorithme proposé. Les deux résultats montrent la supériorité du MPPT basé proposé État-Flow pour réduire les oscillations de puissance RESs à l'état d'équilibre dans diverses conditions d'exploitation, en plus de son démarrage plus rapide, et l’opération de transition sans divergence de la MPP, selon des conditions météorologiques variables. / This thesis primarily proposes, an improved P&O based State-Flow MPPT algorithm featuring two degree of freedom, in which the event driven system (MPPT) behaviour is modelled by describing it in terms of transitions among states under certain conditions. Secondarily, an extended parallel operating State-Flowbased MPPT algorithm is further proposed to be a challenging solution for the independent control of the hybrid system, where continuous control characteristic can present during a certain working state while discrete one is indicated along state transitions. Two possible configurations for the hybrid system are proposed; two separate DC/DC converters and dual input single output converter (DISO) configurations. Finally it is proposed, DC system behaviour modelling using State-Flow leading to the whole control strategy design which concern RESs MPPT, RESs and BESS coordination, power system stability and DC bus voltage regulation.Simulation and experimental results validate the effectiveness and applicability of the proposed algorithm, both results show the superiority of the proposed State-Flow based MPPT in reducing the RESs power oscillations at steady-state in various operating conditions in addition to its faster start-up and transition operation without divergence from the MPP during sudden varying weather conditions.