Post on 10-Sep-2019
transcript
Contrôle optimal de la source hybride basé sur la combinaison
entre la PBC et HJB
Amel BENMOUNA1,2, Mohamed BECHERIF1,2, Loïc BOULON3, Daniel DEPERNET1,2
1FCLab, FR CNRS 3539, Femto-ST, UMR CNRS 6174, Bourgogne Franche-Comte University/UTBM, Belfort Cedex, France
2FCLAB, Univ. Bourgogne Franche-Comté, UTBM, CNRS Rue Ernest Thierry Mieg, F-90010 Belfort, France
3Université du Québec à Trois-Rivières, Hydrogen Research Institute, Trois-Rivières, Canada
1
Outline
• Introduction
• Modélisation du système global PàC/SC
• Interconnection and Damping Assignment-Passivity Based Control (IDA-PBC)
• Fonction coût en utilisant la méthode HJB
• Test experimental
• Résultats expérimentaux
• Conclusion
3
Introduction
Gestion d’énergie d’un système hybride
Composition de la chaine énergétique
4
Réduire la consommation du
système
Augmenter la durée de vie des
sources
Assurer la demande en énergie
Contrôle basé sur la passivité
+
Méthode d’Hamilton Jacobi Bellman
PàCSource de
stockage
DCDC
BUS DC
Charge
DC
DC CmdeCmde
Introduction
Objectives :
5
• Contrôle de la tension du bus DC
• Augmenter la durée de vie de la PàC
• Demande en énergie dans les phases de transition est fournie par le SC
• Limitations des sources embarquées
Interconnection and Damping Assignment-Passivity Based Control (IDA-PBC)
Passive: l'énergie stockée dans un intervalle de temps n'est jamais supérieure à l'énergie fournie pendant cette période.
Stabilité au sens de Lyapunov
Fonction d’énergie = Equilibre désiré
Ajout d’amortissement et d’interconnexion
Conception PBC
Interconnection and Damping Assignment-Passivity Based Control (IDA-PBC)
PCH
Trajectoires d’équilibre:
Fonction d’énergie désirée du système est :
PCH representation of new system is:
Interconnection and Damping Assignment-Passivity Based Control (IDA-PBC)
−
−
−=−
2
DC
DC
DCDC
2
DCDC
2
DC
1
DC
1
00C
10
00C
100
0C
10
C0
C
1-0
C0
C
000C
-0
L
L
L
SC
SCSC
LSCFC
FC
L
R
L
L
LL
LLL
L
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5
4
3
2
1
~
~
~
~
~
xL
xC
xL
xC
xL
L
CS
SC
SC
FC ( )
( )
( )
( )
−−
−
+
+−
−
LL
L
SC
SC
DC
FC
FC
ExRxL
xC
xxL
xxxC
xVL
52
3
224
32511
21
1
1
1
1
1
( ) ,,xdH
Fonction coût en utilisant la méthode HJB
Contrainte d’optimisation Méthode HJB Critère d’optimisation
Fonction coût
Critére d’optimisation
Contrainte
Equation d’Hamiltonien
Equations canonicales
Test experimental
(a) (b) (c) (d)
(e) (f) (h) (g)
Composants du VE PàC/SC Valeur PàC 15-32 V / 500 W
SCs 32 V, 29 F
Capacité du Bus DC 80 V / 100 mF
Convertisseur 2 kW, contrôle en courant ou en tension
Puissance de la charge 500 W
Résultats expérimentaux
0 50 100 150 200 250 300 350 40020
22
24
26
28
30
32
34
Temps (s)
Ten
sion
de
la P
àC (
V)
0 50 100 150 200 250 300 350 400-10
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0
5
10
15
20
Temps (s)
Cou
rant
de
la P
àC (A
)
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
2
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12
14
15
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0 50 100 150 200 250 300 350 400-10
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Temps (s)
Co
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nt
du
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(A
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100 120 140 160 180 200-10
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0 50 100 150 200 250 300 350 4000
0.2
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0.6
0.8
1
Temps (s)
SO
C d
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C
Résultats expérimentaux
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
2
4
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10
Temps (s)
Co
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ch
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A)
0 50 100 150 200 250 300 350 40041.2
41.4
41.6
41.8
42
42.2
42.4
42.6
Temps (s)
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0 50 100 150 200 250 300 350 400-200
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0
100
200
300
400
500
Temps (s)
Pu
issa
nce
(W
)
PF C
PSC
PL
Conclusion
• Etude expérimentale sur la gestion d’énergie d’un système hybride PàC/SC
• PàC est utilisée dans le régime permanente et le SC dans les phases de transition
• Méthode IDA-PBC + l’approche HJB pour prendre en compte les contraintes de
limitation des sources embarquées et déterminer la répartition optimale de la
puissance.
• La validation expérimentale avec prise en compte des limitations des sources montre
l’efficacité et la faisabilité du contrôle proposé
• Combinaison entre les deux approches présente de bonnes performances