Contributions to Predictive Control of Static Converters Associated with a Renewable Energy Production System

Abstract

ان الدافع وراء استخدام المموج متعدد المستويات في المنشآت الصناعية هو الاستفادة من مزايا الطاقة، على سبيل المثال تقليل التشوه التوافقي الكلي للجهد والتيار. يهدف العمل البحثي الذي قدم في هذه الأطروحة إلى تطوير خوارزميات تحكم جديدة للمموج ثلاثي المستويات ((NPC، بحيث تم اقتراح تقنيتين للتحكم ترتكز على قوانين الرقابة التنبؤية: التقنية الأولى تعتمد على مبدأ التحكم التنبؤي المحكم (DBPC). حيث أتاح التحقق التجريبي لها إمكانية اختبار أدائها والموافقة على جدواها والتأكيد على نهجها الأصلي مقارنةً بالتحكم التنبؤي (MPC). بالإضافة إلى ذلك، تحقيق توازن جهد المكثفتان بدون استخدام عامل الترجيح، التقليل من معدل تشويه التيار التوافقي، التقليل بشكل كبير من العبئ الحسابي، والتقليل من الضياعات. التقنية الثانية تعتمد على تقنية التحكم التنبؤي المعدل (M²PC) اذ تعتمد هذه الاخيرة على استخدام تقنية التعديل الشعاعي (SVM) لاختيار شعاع التحكم الأمثل والذي يسمح بالتحكم في المموج L-NPC3 بتردد تبديل ثابت. لتقييم فوائد تقنيات التحكم الثلاث المقترحة (MPC، DBPC، وM²PC) تم اجراء دراسة مفصلة على المموج ثلاثي المستويات NPC المتصل بنظام توليد الطاقة الكهروضوئية والمتصل بشبكة وفقا لمعايير مختلفة. تؤكد النتائج المتحصل عليها مدى فعالية التقنيات المقترحة Abstract The use of multilevel inverters in industrial installations has been motivated by energy benefits, such as reducing the total harmonic distortion of current and voltage. This thesis aims to develop new control algorithms for a three-phase three-level neutral point clamped (NPC) inverter based on predictive control. In this research, two control strategies have been proposed: The first strategy is deadbeat predictive control (DBPC). The experimental validation of this method made it possible to test its performance, approve its feasibility and underline its original approach in comparison with the conventional model predictive control (MPC). Furthermore, balances the dc-link capacitor voltages without using the weighting factor, reduces the total harmonic distortion of output currents, reduces computation burden, and minimizes power losses. The second strategy is modulated predictive control (M²PC). This approach relies on the use of space vector modulation (SVM) for the selection of the optimal control vector and allows to control of the switches of 3L NPC with a constant switching frequency. Last study is focused on the performance evaluation of proposed control strategies (MPC, DBPC, and M²PC) for a three-level NPC inverter grid-connected photovoltaic generation system. The comparative study made it possible to justify the choice of the proposed control strategies.