Institut national polytechnique de Lorraine

RUER Alexandre MASTER EE2
Tuteur entreprise:
L. DECHAMBENOIT
Converteam SAS
90010 Belfort – France
24 Avenue du Maréchal Juin
90000 Belfort – France
Date : Mars - Août 2010
Tuteur école :
Daniel HISSEL
UFR STGI
Faculté des Sciences Louis Néel
Rue Chantereine
90016 Belfort
STAGE DE FIN D’ETUDES :
Simulation d’une installation solaire

Remerciements
Je tiens en premier lieu à remercier la société Converteam Belfort et son personnel
pour m’avoir accueillit et m’avoir permit de réaliser ce stage de fin d’études qui s’est déroulé
de mars à août 2010.
Je remercie plus particulièrement, Mrs L.Dechambenoit pour m’avoir encadré dans
ce projet. Un grand merci également à Mrs O.Rudloff, M.Coulibaly, M.Amghirida et M.Saje
pour leurs connaissances techniques et leur aide précieuse.

RUER Alexandre Rapport de stage : Simulation d’une installation solaire Page 1
Résumé
L’objectif de ce stage est de réaliser la simulation sous Matlab Simulink Plecs d’une
installation solaire avec AFE MV3000.
Il permettra de vérifier le bon fonctionnement théorique du système et de correctement dimensionner
les éléments qui le composent.
La simulation permettra également de vérifier la bonne mise au normes (harmoniques, niveau de
tension,…) vis-à-vis notamment d’EDF mais aussi des conditions d’utilisation en fonctionnement
normal des composants du système.
La simulation comprend la modélisation des panneaux photovoltaïques, et de l’onduleur MV3000
Le processus et les résultats des performances réseaux (TDH, réactif) seront présentés suite aux
différentes simulations.
Abstract
The purpose of this training period is to realize a simulation on Matlab Simulink Plecs of a
solar system with AFE MV3000
This simulation will verify the efficiency of the system in the different operating points of operation
and properly size the elements that compose it.
The simulation will also verify the proper standards in (harmonics, voltage level, ...) to be compliance
with EDF, but also conditions of use in normal operation of the system components.
The simulation includes modeling of photovoltaic panel, inverter MV3000 and grid.
The process and results of network performance (TDH, reactive) will be presented in response to
different simulations.

RUER Alexandre Rapport de stage : Simulation d’une installation solaire Page 2
Sommaire
Introduction ....................................................................................................................................... 5
I. Présentation de l’entreprise ............................................................................................................. 6
1. CONVERTEAM ........................................................................................................................... 6
1.1. Un peu d’histoire ................................................................................................................. 6
1.2. Les marchés ......................................................................................................................... 8
1.3. Un groupe mondial .............................................................................................................. 9
2. Le management de l’entreprise ................................................................................................... 10
2.1. L’organisation générale ..................................................................................................... 10
2.2. Les chiffres ........................................................................................................................ 11
3. Le secteur des énergies renouvelables ......................................................................................... 11
II. Simulation de l’installation solaire ................................................................................................ 12
1. Le logiciel Plecs .......................................................................................................................... 12
2. L’ensemble générateur PV .......................................................................................................... 13
2.1. La cellule PV ..................................................................................................................... 13
2.1.1. Principe........................................................................................................................ 13
2.1.2. Technologies de cellules solaires ................................................................................ 14
2.1.3. Modèle PV ................................................................................................................... 15
2.1.4. Caractéristiques d’une cellule PV ............................................................................... 16
2.2. Module et champ PV ......................................................................................................... 20
2.3. Modélisation de l’ensemble générateur photovoltaïque sous Matlab simulink Plecs: ...... 22
2.4. Recherche du point maximum de fonctionnement (MPPT) .............................................. 24
2.4.1. Algorithme de conductance progressive : ................................................................... 25
2.4.2. Algorithme de la tension en boucle ouverte : .............................................................. 25
2.4.3. Algorithme de courant de court-circuit : ..................................................................... 26
2.4.4. Algorithme de Perturbation et Observation (P&O) : ................................................... 27
2.4.5. Algorithme décrit sous matlab simulink(P&O) :......................................................... 28
3. Les Onduleurs solaires ................................................................................................................ 31
3.1 Description générale .......................................................................................................... 31
3.2 Modélisation de l’AFE ...................................................................................................... 33
3.3.1 La régulation de tension bus continue ......................................................................... 36
3.3.2 La régulation de courant .............................................................................................. 38
4. Les différentes configurations et architectures simulées ............................................................. 40

RUER Alexandre Rapport de stage : Simulation d’une installation solaire Page 3
5. Les harmoniques : Normes et performances relevées ................................................................. 41
5.1. Origine et conséquences des harmoniques ........................................................................ 41
5.2. Taux de Distorsion Harmonique (THD)............................................................................ 42
5.3. Réglementation sur le raccordement au réseau électrique EDF ........................................ 43
5.4. Etude harmonique ............................................................................................................. 45
5.4.1 Onduleur MV3000 avec MLI H3PWM et filtre sinus :............................................... 45
5.4.2 Onduleur MV3000 avec MLI H3PWM avec imbrication de pulses ........................... 50
6. La compensation d’énergie réactive ............................................................................................ 53
6.1. L’énergie réactive .............................................................................................................. 53
6.2. Le facteur de puissance ..................................................................................................... 53
6.3. Représentations graphiques ............................................................................................... 54
6.4. La compensation de l’énergie réactive par l’AFE ............................................................. 54
7. Mise à la terre du bus DC ............................................................................................................ 55
8. Filtre EMC du bus DC ................................................................................................................ 55
Bibliographie ..................................................................................................................................... 60
Table des figures et tableaux ............................................................................................................. 61