Méthodes numériques de stabilité et synthèse de contrôleurs dans les réseaux électriques avec dynamique périodique – SyNNuM

La transition mondiale vers l’énergie renouvelable présente des défis importants pour l'exploitation des futurs systèmes électriques neutres pour le climat, en particulier dans les systèmes à courant alternatif (AC). Un changement structurel majeur est le remplacement des générateurs synchrones conventionnels par des dispositifs interfacés par un onduleur à différents niveaux de tension. Cela conduit à une dynamique de fréquence beaucoup plus rapide dans le réseau. De tels systèmes électriques dominés par des onduleurs sont donc appelés systèmes électriques à faible inertie. Pour garantir le fonctionnement abordable, efficace et durable des futurs systèmes à faible inertie, il existe un besoin crucial de solutions d'analyse et de contrôle nouvelles et flexibles, adaptées à des propriétés globales des systèmes électriques. Étant donné que les systèmes électriques à courant alternatif présentent par nature un comportement périodique, entraînant l’existence d’équilibres multiples, leur analyse et leur synthèse globales sont très difficiles. Pour relever ce défi, notre approche est guidée par l’observation qu’en exploitant la périodicité du système, il est possible d’assouplir les exigences habituelles de définition de la théorie de Lyapunov, tout en garantissant rigoureusement les propriétés de stabilité et de robustesse. En utilisant cette propriété, les partenaires ont développé conjointement la théorie de fonctions de Leonov, qui aborde spécifiquement la nature périodique de la dynamique du système électrique. Inspirés par les progrès récents en matière d'apprentissage profond et de réseaux de neurones inspirés de la physique (PINN), les principaux objectifs de SyNNuM sont orientés vers les prochaines étapes de développement de méthode Leonov, et à dérivation de méthodes numériques pour construire efficacement les fonctions Leonov. Les résultats serviront de lien entre les avancées théoriques de pointe en matière de synthèse de contrôle et un domaine d’application important lié aux futurs systèmes énergétiques, qui sont au centre de nombreux projets de recherche nationaux et européens. À cette fin, nous démontrerons également expérimentalement le potentiel des nouvelles méthodes dérivées sur une configuration de matériel électrique dans la boucle pour les systèmes électriques à faible inertie. Le consortium, composé de la Chaire Systèmes de contrôle et technologie de contrôle de réseau de l'Université technologique de Brandebourg Cottbus-Senftenberg (BTU), en Allemagne, et de l'équipe Valse d'Inria, en France, rassemble des expertises complémentaires et vise à réaliser le fort potentiel de transfert du résultats du projet tout en atteignant l'excellence scientifique, ce qui a déjà été démontré par une collaboration fructueuse de longue date sur les sujets du projet.