Optimisation intelligente du VSC dans un système hybride PV–éolienne–batterie : Analyse comparative des performances entre PI et ANFIS

Abstract

Résumé : Ce travail présente une stratégie avancée d'exploitation et de contrôle d'un système énergétique hybride multi-sources comprenant des générateurs d'énergie solaire, une éolienne, ainsi qu'un système de stockage par batteries. L'objectif principal est d'améliorer la gestion des flux d'énergie et d'élever la qualité de l'énergie électrique injectée dans le réseau par l'intermédiaire d'un convertisseur de source de tension (VSC). À cet effet, deux stratégies de contrôle indépendantes ont été étudiées et évaluées pour le contrôle du convertisseur de source de tension ; la première repose sur un régulateur classique de type PI assurant la stabilité de base et la régulation de la tension du bus continu, tandis que la seconde est basée sur un système d'inférence neuro-flou adaptatif (ANFIS) permettant d'ajuster dynamiquement les paramètres de commande afin de compenser la non-linéarité du système et d'améliorer la robustesse face aux variations climatiques et aux fluctuations de charge. La comparaison entre les deux approches permet d'évaluer les performances de chacune en termes de réduction de l'erreur de suivi du courant et de diminution du taux de distorsion harmonique du courant injecté dans le réseau. Les résultats de simulation numérique réalisés sous l'environnement MATLAB/Simulink confirment l'efficacité des deux approches proposées, montrant une bonne réponse dynamique lors des perturbations, une régulation précise de la tension du bus continu, ainsi qu'une amélioration notable de la qualité de l'énergie électrique, garantissant ainsi une gestion énergétique optimale et sûre. الملخص:

يقدم هذا العمل استراتيجية متقدمة لتشغيل والتحكم في نظام طاقة هجين متعدد المصادر، يتألف من مولدات طاقة شمسية، وتوربين رياح، ونظام تخزين بطاريات. يهدف البحث بشكل أساسي إلى تحسين إدارة تدفق الطاقة ورفع جودة الطاقة الكهربائية المُضخّة إلى الشبكة عبر محول مصدر الجهد (VSC). لتحقيق هذه الغاية، دُرست وقُيّمت استراتيجيتان مستقلتان للتحكم في محول مصدر الجهد. تعتمد الأولى على وحدة تحكم تناسبية تكاملية (PI) تقليدية، تضمن الاستقرار الأساسي وتنظيم جهد ناقل التيار المستمر، بينما تعتمد الثانية على نظام استدلال عصبي ضبابي تكيفي (ANFIS) يُعدّل معلمات التحكم ديناميكيًا للتعويض عن اللاخطية في النظام، وتحسين مقاومته للتغيرات المناخية وتقلبات الأحمال. تتيح مقارنة النهجين تقييم أداء كل منهما من حيث تقليل خطأ تتبع التيار وخفض التشوه التوافقي الكلي (THD) للتيار المُضخّ إلى الشبكة. تؤكد نتائج المحاكاة العددية التي تم الحصول عليها باستخدام بيئة MATLAB/Simulink فعالية كلا النهجين المقترحين، حيث تُظهر استجابة ديناميكية جيدة للاضطرابات، وتنظيمًا دقيقًا لجهد ناقل التيار المستمر، وتحسنًا ملحوظًا في جودة الطاقة، مما يضمن إدارة مثلى وآمنة للطاقة.