Conception et mise en œuvre d’un système SCADA pour une ministation photovoltaïque

Abstract

Ce mémoire est consacré à la conception et à la mise en œuvre d’un système SCADA destiné à la supervision d’une mini-station photovoltaïque. Le système simulé repose sur un ensemble de sources de courant représentant les cellules photovoltaïques, associées à un pont de diodes BYT28 et à un hacheur Buck composé du MOSFET IRF540N, de l'inductance L1 (100 mH), de la diode MBR20100 et du condensateur C1 (100 µF), courant des panneaux solaire en 4 (2000 mA). La régulation de la tension de sortie est assurée par une boucle de commande fermée basée sur un signal PWM à rapport cyclique variable, élaboré par le générateur de fonctions XFG1 et piloté via les terminaux de co-simulation LabVIEW. L'interface SCADA, développée sous LabVIEW, permet la supervision en temps réel des grandeurs électriques de la station, notamment la tension, le courant et la puissance de sortie. Les résultats de simulation obtenus sous Multisim démontrent la capacité du système à stabiliser la tension de sortie autour de 99,8 V et la puissance à 19,92 kW, malgré les fluctuations de la tension d'entrée, confirmant ainsi l'efficacité du hacheur Buck dans la poursuite du point de puissance maximale (MPPT). Mots-clés : Système SCADA, Mini-station photovoltaïque, Hacheur Buck, PWM, LabVIEW, Multisim, MPPT, Co-simulation. مـــلــخـــص : تتناول هذه المذكرة تصميم وتنفيذ نظام (SCADA (مخصص لإلشراف والتحكم في محطة كهروضوئية مصغرة. ُمحاكى على مجموعة من مصادر التيار التي تمثل الخاليا الكهروضوئية، والمقترنة بجسر ثنائيات من يعتمد النظام ال نوع (28BYT (ومحّول خافض للجهد (Buck (يتكون من ترانزستور (MOSFET (من نوع (N540IRF (، وملف حثي (1L (بقيمة 100 ميلي هنري، وثنائي (20100MBR (، ومكثف (1C (بسعة 100 ميكروفاراد، تيار األلواح الشمسية 4 )2000 ملي أمبير(. يتم تنظيم جهد الخرج بواسطة حلقة تحكم مغلقة تعتمد على إشارة (PWM (ذات نسبة تشغيل متغيرة، يتم توليدها بواسطة مولد الوظائف 1XFG والتحكم فيها عبر منافذ المحاكاة المشتركة (simulation-Co (الخاصة ببرنامج(LabVIEW( تتيح واجهة (SCADA (المطورة باستخدام (LabVIEW (اإلشراف اآلني على المتغيرات الكهربائية للمحطة، وال سيما جهد الخرج والتيار والقدرة الكهربائية. وتُظهر نتائج المحاكاة المحصل عليها باستخدام (Multisim(قدرة النظام على تثبيت جهد الخرج عند حوالي 99.8 فولت والقدرة عند 19.92 كيلوواط، رغم تقلبات جهد الدخل، مما يؤكد فعالية المحول الخافض (Buck (في تتبع نقطة القدرة العظمى(MPPT( الكلمات المفتاحية: نظام (SCADA(، محطة كهروضوئية مصغرة، محول خافض للجهد (Buck (، تعديل عرض النبضة (PWM(،) LabVIEW(،) Multisim(، تتبع نقطة القدرة العظمى (MPPT (، المحاكاة المشترك -Co( .simulation) Abstract: This thesis is devoted to the design and implementation of a SCADA system for the supervision of a mini photovoltaic power station. The simulated system is based on a set of current sources representing photovoltaic cells, coupled with a BYT28 diode bridge and a Buck converter composed of an IRF540N MOSFET, an L1 inductor (100 mH), an MBR20100 diode, and a C1 capacitor (100 µF), solar panel current 4 is (2000 mA). The output voltage regulation is ensured by a closed-loop control system based on a Pulse Width Modulation (PWM) signal with a variable duty cycle, generated by the XFG1 function generator and controlled through the LabVIEW co-simulation terminals. The SCADA interface, developed using LabVIEW, enables real-time monitoring of the station's electrical parameters, including output voltage, current, and power. The simulation results obtained using Multisim demonstrate the system’s ability to stabilize the output voltage at approximately 99.8 V and the output power at 19.92 kW despite fluctuations in the input voltage, thereby confirming the effectiveness of the Buck converter in Maximum Power Point Tracking (MPPT). Keywords: SCADA System, Mini Photovoltaic Power Station, Buck Converter, PWM, LabVIEW, Multisim, MPPT, Co-simulation.