CRAN - Campus Sciences
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Sujet de Thèse : Commande et Observation de systèmes singuliers interconnectés non linéaires. Applications aux systèmes de réseaux électriques intelligents (Smart Grids)
Dates : 2017/10/01 - 2020/09/30
Directeur(s) CRAN : Marouane ALMA , Mohamed DAROUACH
Description : Description :
Contexte général :
L’évolution qu’a connu la production et la gestion de l’électricité depuis le 19ème siècle, l’utilisation du charbon, jusqu’au 21ème siècle et le développement de nouvelles sources d’énergies (Energies Renouvelables, Nucléaire, Gaz, Charbon propre) en passant par les énergies fossiles et l’hydroélectricité au milieu du 20ème siècle, a permis une prise en compte de plus en plus conséquente des contraintes environnementales. Ceci a également permis le passage de l’époque de la production centralisée avec un flux unidirectionnel de distribution d’énergie, vers une ère où la production pourrait être centralisée ou décentralisée, avec un flux bidirectionnel de distribution.
Cette évolution a vu apparaître de nouvelles problématiques de tenue de tension liées au déséquilibre entre phase et profil de consommation réel et à l’influence de la production décentralisée. La solution qui a été adoptée est appelée réseaux électriques intelligents ou « smart grids ». La commande de ces systèmes interconnectés est d’un grand intérêt de nos jours.
Lors de la modélisation des systèmes de transport et de distribution d’électricité, les équations obtenues ne sont pas toutes dynamiques, d’où l’intérêt d’utiliser des approches des systèmes singuliers pour le traitement de ce type de procédés.

Contexte scientifique :
Les systèmes singuliers ou algébro-différentiels sont considérés comme une généralisation des systèmes dynamiques usuels. Ils comportent, en plus des relations dynamiques, des équations algébriques ou statiques, et permettent donc de conserver à certaines variables d’état, leur signification physique, ce qui leur donne l’appellation de systèmes descripteurs.
Plusieurs équipes de recherche ont travaillé, depuis les années 90, sur la généralisation des résultats des systèmes dynamiques aux systèmes singuliers. Néanmoins, certains sujets restent peu traités, notamment ceux qui concernent les problèmes d’estimations d’état et de paramètres et la commande des systèmes singuliers non-linéaires de grande dimension ou interconnectés.
Le but de cette thèse est en première phase de proposer de nouveaux algorithmes d’observation adaptatifs ou pas, pour l’estimation des états et des paramètres des différents sous-systèmes. Le second objectif et de proposer de nouvelles lois de commandes centralisées et décentralisées pour réaliser différents objectifs. Ces résultats seront validés en simulations et sur une plate-forme de gestion électrique intelligente (smart grid), pour la distribution optimale d’électricité selon le profil de demande des différentes charges (consommateurs).

Références :

[1] M. Alma, M. Darouach, “Adaptive observer design for a class of linear descriptor systems”, Automatica, Volume 50, Issue 2, 2014, pp 578-583.
[2] M. Alma, H.S. Ali, M. Darouach, N. Gao, “An H∞ adaptive observer design for linear descriptor systems”, American Control Conference, ACC 2015, Chicago, USA, 2015.
[3] N. Gao, M. Darouach, M. Alma, H. Voos, “Decentralized dynamic-observer-based control for large scale nonlinear uncertain systems”, American Control Conference, ACC 2015, Chicago, USA, 2015.
[4] N. Chen, W. Gui, G. Zhai, “Robust decentralized H∞ control for interconnected descriptor systems with norm-bounded uncertainties”, Asian journal of control, Volume 11, Issue 1, 2009, pp 78-88.
Mots clés : Systèmes singuliers, systèmes interconnectés, observateurs, adaptatifs, commande, smart grids
Conditions : Durée : 3ans
Employeur : Université de lorraine
Profil attendu : Master
Département(s) :
Contrôle Identification Diagnostic
Financement : Allocation doctorale de l'ED IAEM (demande)