FR3035277A1 - Systeme electrique regit par un asservissement de l'alimentation de recepteurs electriques a une production d'electricite issue d'un generateur photovoltaique - Google Patents

Systeme electrique regit par un asservissement de l'alimentation de recepteurs electriques a une production d'electricite issue d'un generateur photovoltaique Download PDF

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Abstract

L'invention traite d'un système de synchronisation actif de la puissance d'alimentation d'une ou plusieurs charges électriques avec la production photovoltaïque générée par un capteur solaire, et adaptée par un étage de conversion continu-alternatif. Son fonctionnement est régi pas un ensemble d'algorithmes optimisant la répartition des flux de puissances entre les différents composants du système électriques. Le dispositif est particulièrement destiné au pilotage de résistances chauffantes alimentées en courant alternatif pour des applications de chauffage.

Description

1 La présente invention correspond à un système constitué d'un ou plusieurs générateurs électriques photovoltaïques et d'une ou plusieurs charges électriques variables, piloté de telle sorte que l'alimentation des charges soit synchronisée avec la production photovoltaïque. Un générateur photovoltaïque est par nature non contrôlable car la puissance générée est directement corrélée aux conditions météorologiques de l'instant. Il est alors possible de coupler au générateur photovoltaïque un dispositif de stockage d'énergie qui agit en tampon pour fournir une alimentation stabilisée à des récepteurs électriques : lorsque la production est supérieure à la consommation des récepteurs, le stockage d'énergie fournit le complément de puissance, lorsque la production est supérieure à la consommation, une fraction est accumulée dans le stockage d'énergie. Cependant, certains usages ne requièrent pas forcément une alimentation stabilisée de charges électriques, et il peut être intéressant de mettre en oeuvre une stratégie de pilotage de ces dernières, en asservissant leur puissance d'alimentation à la production photovoltaïque. La présente invention permet de mettre en oeuvre un asservissement de la puissance d'alimentation d'une ou plusieurs charges électriques à la puissance générée en sortie 25 d'un générateur photovoltaïque, dont le signal continu a été préalablement adapté en signal alternatif. L'invention comprend un ou plusieurs capteurs photovoltaïques, un étage de conversion électrique continu-30 alternatif, une ou plusieurs charges électriques, un système de contrôle-commande programmable, et un dispositif de modulation de la puissance d'alimentation de la ou des charges 3035277 2 qui comporte un ensemble d'actionneurs tout ou rien et un variateur de puissance.
35 Les dessins annexés illustrent l'invention. Figure 1 : Schémas unitaire de principe du système ; Figure 2 : Schémas illustrant une variante du système avec 40 un dispositif de contrôle-commande centralisé ; Figure 3 : Schémas illustrant une variante du système avec plusieurs dispositifs de contrôle-commande distribués. En référence à la Figure 1 : 45 Un ou plusieurs capteurs photovoltaïques (A) produisent un signal électrique continu qui est adapté en signal électrique alternatif par un étage de conversion continu-alternatif (B). L'électricité ainsi adaptée est injectée dans un réseau 50 électrique alternatif (E) comportant une ou plusieurs charges électriques (F). L'ensemble ou une partie des charges électriques (F) connectées au réseau électrique (E) est équipé d'un dispositif de modulation de leur puissance d'alimentation composé 55 d'actionneurs tout ou rien et d'un variateur de puissance (D). Ce dispositif (D) permet de connecter ou déconnecter les charges (F) du réseau électrique (E) et de faire varier la puissance électrique qu'elles appellent. Ce dispositif (D) communique avec le système de contrôle-commande (C) par 60 l'intermédiaire d'un réseau de communication filaire ou sans fil. Un système de contrôle-commande (C) embarque des algorithmes qui déterminent périodiquement la valeur cible de la puissance d'alimentation à appliquer à une ou plusieurs charges 3035277 3 65 électriques (F) connectées au réseau électrique (E) et muni d'un dispositif (D). Les algorithmes ont pour objectif de réduire l'écart entre la somme des puissances appelées par la ou les charges électriques (F) connectées au réseau électrique (E) et munies 70 d'un dispositif (D) avec la puissance injectée dans ce même réseau électrique alternatif par la centrale photovoltaïque. La valeur cible fixée par le système de contrôle-commande (C) est transmise au dispositif de modulation de la puissance d'alimentation (D) qui corrige alors la puissance 75 d'alimentation effective pour réduire l'écart avec la valeur cible reçue. Une des caractéristiques du système de contrôle-commande (C) est de mesurer périodiquement les valeurs prises par les variables électriques suivantes en sortie de l'étage de 80 conversion continu - alternatif : courant par phase, tension phase-neutre, tension phase-phase, puissançe active par phase, puissance réelle par phase, puissance active totale, puissance réelle totale. Une des caractéristiques du système de contrôle-commande (C) 85 est de mesurer périodiquement les valeurs prises par des variables autres qu'électriques intervenant dans le processus de gestion de l'alimentation de la ou des charges électriques. Une des caractéristiques du système de contrôle-commande (C) est de pouvoir communiquer avec des équipements tiers et de 90 transmettre des informations à un système d'acquisition distant. En référence à la Figure 2 : 95 Le système de contrôle commande (C) peut prendre la forme d'un dispositif central unique agrégeant l'ensemble des mesures et des décisions. Les signaux de commandes sont alors 3035277 4 transmis aux dispositifs de modulation de la puissance d'alimentation composés d'actionneurs tout ou rien et d'un 100 variateur de puissance (D.1), (D.2), (D.n) des récepteurs électrique respectivement (F.1), (F.2), (F.n) par l'intermédiaire d'un réseau de communication filaire ou sans fil.
105 En référence à la Figure 3 : Le système de contrôle commande peut prendre la forme plusieurs dispositifs distribués et communicant (C.1), (C.2), (C.n), l'un de ces dispositif étant le Maître et les autres 110 unités étant les Esclaves. Les signaux de commandes sont transmis aux dispositifs de modulation de la puissance d'alimentation composés d'actionneurs tout ou rien et d'un variateur de puissance (D.1), (D.2), (D.n) des récepteurs électrique respectivement (F.1), (F.2), (F.n) par 115 l'intermédiaire d'un réseau de communication filaire ou sans fil. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné au pilotage de résistances chauffantes alimentées en courant 120 alternatif pour des applications de chauffage.

Claims (5)

  1. REVENDICATIONSNous revendiquons : 135 1. Un système électrique caractérisé en ce qu'il est composé d'un ou plusieurs récepteurs électriques et d'un ou plusieurs générateurs photovoltaïques dont le signal continu a été préalablement adapté en signal alternatif, régit par un dispositif de contrôle-commande, configuré 140 pour asservir la puissance d'alimentation des récepteurs à la puissance générée, en modulant la puissance d'alimentation desdites récepteurs électriques.
  2. 2. Un système selon la revendication 1 caractérisé en ce que 145 le dispositif de contrôle-commande pilote un ensemble d'actionneurs tout-ou-rien permettant d'alimenter ou non un ou plusieurs récepteurs électriques.
  3. 3. Un système selon la revendication 1 caractérisé en ce que 150 le dispositif de contrôle-commande pilote un variateur de puissance permettant de moduler la puissance d'alimentation d'un ou plusieurs récepteurs électriques.
  4. 4. Un système selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisé 155 en ce que le dispositif de contrôle-commande est central et unique, agrégeant l'ensemble des mesures et des décisions.
  5. 5. Un système selon les revendications 1, 2 ou 3 caractérisé 160 en ce que le dispositif de contrôle-commande est distribué en plusieurs sous-ensembles communicants à travers un réseau de communication filaire ou sans fil, l'un de ces dispositif étant le Maître et les n-1 autres unités étant les Esclaves.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130046415A1 (en) * 2011-08-16 2013-02-21 Peter M. Curtis Programmable power management controller
WO2013115908A1 (fr) * 2012-01-31 2013-08-08 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Systèmes et procédés de protection contre une panne totale de courant

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