Multi-model for the control design and diagnosis of multi-sources renewable energy systems

Abstract

Ce travail a pour but la modélisation du couplage des convertisseurs statiques sur bus continu. Il donne une explication physique détaillée sur la gestion du flux d’énergie lors du couplage ou du découplage de convertisseurs statiques sur un bus continu. Ce multimodel proposé consiste en une expression mathématique générique ou les paramètres du modèle d’état changent en fonction du nombre de convertisseurs couplés sur le bus continu. Ce multimodel peut être utilisé dans la commande des systèmes hybrides pour optimiser le transfert d’énergie entre les sources renouvelables et la charge supposée variable. Un superviseur utilisant ce model est développé et est appliqué à un système à deux sources constitué d’un panneau solaire et d’une batterie acide plomb. Les équations analytiques de redondances sont introduites pour le diagnostic des systèmes électriques hybrides afin de détecter et d’isoler les défauts qui peuvent affecter les capteurs de courants et de tensions utilisés dans la commande de ces systèmes.

This paper concerns multi-sources renewable energy systems. It describes the design of an average state space model that brings a detailed physical explanation of the coupling and uncoupling of dc/dc power converters on a dc bus. The multi-model proposed consists in a mathematical generic expression whose parameters change according to the dc/dc power converters coupled on the dc bus. It can be used as support for the design of hybrid control laws in order to optimise the energies transfers, according to the power variations of sources and the load characteristics. A supervisory control design that uses this accurate state model is developed and is applied to a two-source system (solar and battery bank). Analytical redundancy equations are also introduced for the diagnosis of hybrid electrical energy systems in order to detect and isolate the (offset) faults that may affect the voltage and current sensors used for the control of the energies transfers.