Convertisseur multiniveau modulaire coopératif : une étude collaborative sur l'électronique de puissance, le contrôle et les réseaux de données – CARROTS

L'électricité joue un rôle clé dans la transition énergétique. Elle est distribuée par le réseau en courant alternatif qui relient des grandes centrales électriques aux consommateurs sur de longues distances. Les politiques publiques de la transition mettent en avant des systèmes de génération et de stockage distribués, comme la loi française exigeant la couverture des parkings avec des panneaux photovoltaïques. Cependant, ces systèmes produisent de l'énergie en courant continu, nécessitant une conversion en courant alternatif pour être intégrés au réseau.

Les réseaux à courant continu moyenne tension (MVDC) sont une solution intéressante pour l'intégration de ses systèmes distribués. Ils offrent une meilleure efficacité énergétique, un meilleur contrôle et une meilleure fiabilité. Cependant, l'utilisation de convertisseurs d'énergie non standard dans les réseaux à courant continu pose des problèmes d'interopérabilité, de coût de développement et d'obsolescence. Notre projet propose d'améliorer le convertisseur modulaire multiniveau (MMC) pour créer des interfaces de puissance standard, modulaires, robustes et évolutives.

Le MMC est une topologie de convertisseur utilisant des modules basse tension en série. Cela offre une généricité en terme de niveau de tension. Connu pour sa fiabilité et sa robustesse, son principal inconvénient réside dans la complexité de ses architectures de contrôle et de données, qui nécessitent un système de supervision centralisé et coûteux. Cela limite la compétitivité du MMC pour les applications MVDC.

Notre projet CARROTS vise à concevoir un MMC open-source générique avec un contrôle coopératif décentralisé et un réseau de communication peer-to-peer, adapté aux applications MVDC. Ce projet PRCE, d'une durée de 48 mois, implique quatre laboratoires de recherche et une start-up dans le cadre d'une collaboration interdisciplinaire. Nous explorerons les aspects puissance, contrôle et données de cette proposition ambitieuse tout en travaillant dans un cadre d'électronique de puissance open-source. CARROTS vise à créer le premier MMC open-source pour soutenir les initiatives de recherche internationales, et stimuler l'innovation dans l'industrie.