Conception et pilotage de réseaux de convertisseurs génériques dans un contexte Smartgrids

La volonté de vouloir insérer davantage d’énergie renouvelable dans le réseau électrique impose une évolution sur son architecture. Cette évolution va faire que les sources de production de réseau passent d’une centralisation de la production à une décentralisation, afin de faciliter et de répartir le positionnement des sources de production renouvelable et intermittente sur le réseau. Néanmoins, cette insertion décentralisée soulève un ensemble de problèmes, notamment l’utilisation d’une électronique de puissance permettant de faciliter l’accès à ces énergies tout en répondant à des services réseaux. Dans cette thèse, l’étude se focalise dans un premier temps sur un duo de convertisseur permettant de répondre à cette évolution de réseau et de pouvoir effectuer des services réseaux qui potentiellement devront être nécessaire. Ce duo de convertisseur est nommé routeur énergétique au vu des services réseaux qu’ils proposent. Les convertisseurs mis en place, sont l’association d’un QAB et d’un onduleur 4 bras 2 niveaux. L’onduleur 4 bras 2 niveaux, a pour objectif le pilotage ou le soutient d’un réseau triphasé déséquilibré à l’aide d’un service d’aiguillage de puissance entre les phases. Soit une fonction liée au routeur énergétique sur un réseau AC. Le QAB a pour fonction de gérer les flux d’énergies entre des sources de production intermittente, un réseau DC, une batterie et le bus DC de l’onduleur. On le nomme routeur énergétique DC, au vu de la gestion des flux de puissance entre ces équipements DC. Toutefois le fonctionnement de l’onduleur en routeur énergétique présente certaines limites qui sont identifiées et un dimensionnement est proposé en conséquence de cela. De plus, le fonctionnement déséquilibré entraine une puissance fluctuante sur le bus DC, pouvant transiter dans le QAB, ce qui n’est pas acceptable. Pour cela, des stratégies de pilotage de QAB sont proposées pour réduire ces perturbations. Pour finir, une mise en application de ces convertisseurs est effectuée sur un réseau AC triphasé déséquilibré en cas d’îlotage d’une partie du réseau. Une stratégie de repli possible a été mise en œuvre tout en conservant une efficacité maximale dans le cas d’une application grid-forming et sans communication.