Development of an Active-Fault Tolerant Control Applied to PV systems - INSA Toulouse - Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Development of an Active-Fault Tolerant Control Applied to PV systems

Développement d'un contrôle actif tolérant aux défaillances appliqué aux systèmes PV

Résumé

This work contributes by developing an active fault tolerant control (AFTC) for Photovoltaic (PV) systems. The fault detection and diagnosis (FDD) methodology is based on the analysis of a model that compares real-time measurement. We use a high granularity PV array model in the FDD tool to allow faults to be detected in complex conditions. Firstly, the research focuses on fault detection in complex shadow conditions. A real-time approach is presented to emulate the electrical characteristics of PV modules under complex shadow conditions. Using a precise emulators approach is a real challenge to study the high nonlinearity and the complexity of PV systems in partial shading. The real-time emulation was validated with simple experimental results under failure conditions to design specific fault-detection algorithms in a first sample. The second part of the research addresses the FDD method for DC/DC and DC/AC power converters that are connected to the grid. Primary results allowed us to validate the system’s recovery for normal operating points after a fault with this complete AFTC approach. Emulations based on the simulation of distributed power converters, fault detection methodologies based on a model, and a hybrid diagnostician were then presented.
Ce travail contribue à la mise au point d’un contrôle actif à tolérance de pannes (AFTC) pour les systèmes photovoltaïques (PV). La méthodologie de détection et de diagnostic des pannes (FDD) repose sur l'analyse d'un modèle comparant les mesures en temps réel. Nous utilisons un modèle de réseau PV à haute granularité dans l'outil FDD pour permettre la détection des défauts dans des conditions complexes. Premièrement, la recherche se concentre sur la détection de fautes dans des conditions d'ombre complexes. Une approche en temps réel est présentée pour émuler les caractéristiques électriques des modules PV dans des conditions d'ombre complexes. Utiliser une approche d'émulateurs précis est un véritable défi d'étudier la grande non-linéarité et la complexité des systèmes PV en ombrage partiel. L'émulation en temps réel a été validée à l'aide de résultats expérimentaux simples dans des conditions de défaillance, afin de concevoir des algorithmes de détection de défauts spécifiques dans un premier échantillon. La deuxième partie de la recherche concerne la méthode FDD pour les convertisseurs de puissance DC / DC et DC / AC connectés au réseau. Les résultats primaires nous ont permis de valider la récupération du système pour les points de fonctionnement normaux après une défaillance de cette approche AFTC complète. Des émulations basées sur la simulation de convertisseurs de puissance distribués, des méthodologies de détection de pannes basées sur un modèle et un diagnosticien hybride ont ensuite été présentées.
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Dates et versions

tel-02147149 , version 1 (04-06-2019)
tel-02147149 , version 2 (08-07-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02147149 , version 1

Citer

Luis Antonio Garcia-Gutierrez. Development of an Active-Fault Tolerant Control Applied to PV systems. Micro and nanotechnologies/Microelectronics. Université Toulouse 3 Paul Sabatier (UT3 Paul Sabatier), 2019. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02147149v1⟩
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