La transition énergétique conduit à une pénétration massive des énergies renouvelables distribuées dans les réseaux électriques basse et moyenne tension. Parmi ces ressources, le solaire photovoltaïque (PV) et le solaire thermique occupent une place centrale en raison de leur modularité, de leur forte disponibilité et de leur intégration croissante dans les bâtiments, quartiers intelligents et micro-réseaux. Cependant, l’intégration massive de production solaire distribuée entraîne plusieurs difficultés techniques : fluctuations rapides de puissance, congestion des réseaux, surtensions locales, problèmes de qualité d’énergie ou encore dépendance accrue aux conditions météorologiques. Parallèlement, les futurs réseaux devront être capables de fonctionner selon différents modes opérationnels : mode connecté réseau, injection limitée, îloté et présenter un fonctionnement résilient en cas de défaut réseau.

Dans ce contexte, les micro-grids hybrides associant PV, solaire thermique, stockage et convertisseurs intelligents constituent une solution prometteuse pour améliorer la flexibilité et la résilience des réseaux énergétiques du futur.

Le PEPR FutuRE identifie explicitement ces enjeux dans les travaux liés au contrôle avancé des systèmes multi-énergies, aux flexibilités distribuées, aux architectures cyber-physiques ainsi qu’aux démonstrateurs expérimentaux interopérables.

La problématique centrale de la thèse est la suivante : comment optimiser les stratégies de contrôle de systèmes solaires hybrides PV/T afin de maximiser l’intégration des ENR tout en assurant des modes de fonctionnement flexibles, stables et résilients en injection réseau et en mode îloté ? Les objectifs principaux de cette thèse seront :

1. Développer des modèles dynamiques hybrides PV/T.
2. Concevoir des stratégies avancées de contrôle multi-modes.
3. Étudier les architectures grid-forming pour microgrids hybrides.
4. Optimiser les transitions connecté/îloté.
5. Intégrer des mécanismes de flexibilité thermique et électrique.
6. Réaliser une validation expérimentale temps réel.

Références bibliographiques indicatives

• Guerrero J.M. et al., “Hierarchical Control of Droop-Controlled AC and DC Microgrids”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2011.
• Lasseter R., “Microgrids”, IEEE Power Engineering Society Winter Meeting, 2002.
• Bidram A., Davoudi A., “Hierarchical Structure of Microgrids Control System”, IEEE Transactions on Smart Grid, 2012.
• Pogaku N. et al., “Modeling, Analysis and Testing of Autonomous Operation of an Inverter-Based Microgrid”, IEEE Transactions on Power Electronics, 2007.
• Hatziargyriou N., Microgrids: Architectures and Control, Wiley, 2014.
• Blaabjerg F. et al., “Power Electronics for Renewable Energy Systems”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2012.
• Rezk H. et al., “Hybrid PV/T Systems: A Review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2019.odifier dans l’interface d’édition: champ 'description' de la page Offre.