chuyên đề năng lượng gió

Năng lượng tái tạo đang được xem là giải pháp và xu hướng tất yếu của ngành năng lượng hiện nay trên thế giới. Khi các nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá dầu mở ngày càng trở nên cạn kiệt, gây ô nhiêm môi trường nghiêm trọng, buộc các quốc gia trên thế giới phải đẩy mạnh chuyển dịch cơ cấu ngành năng lượng theo hướng sạch và bền vững. Phát triển nguồn năng lượng tái tạo đang dần chiếm vị trí quan trọng trọng sự phát triển kinh tế bền vững

Khoa Điện - Điện Tử - Viễn Thông CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện: Khoa điện-Điện tử-Viễn thông LỜI CẢM ƠN Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, giảng viên khoa Điện - Điện tử - Viễn thông trường người tận tình hướng dẫn, bảo suốt q trình làm chun đề thực tế Ngồi ra, xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Đại học kỹ thuật – công nghệ Cần Thơ nói chung, thầy khoa kỹ thuật Điện Điện tử viễn thơng nói riêng truyền đạt kiến thức quý báo môn đại cương môn chuyên ngành,và tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình học tập Cuối cùng, Xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên suốt q trình học tập hồn thành chun đề thực tế tạo tảng nghiên cứu vững vàng để tiếp tục nghiên cứu luận văn tốt nghiệp sau Xin chân thành cảm ơn! …… , ngày tháng .năm Sinh viên thực NHẬN XÉT Sinh viên thực 1: Sinh viên thực 2: Sinh viên thực 3: Kí tên: Kí tên: Kí tên: Lớp ĐIỂM NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN GIẢNG VIÊN II GIẢNG VIÊN I DANH MỤC HÌNH ẢNH MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Năng lượng tái tạo xem giải pháp xu hướng tất yếu ngành lượng giới Khi nguồn nhiên liệu hóa thạch than đá dầu mở ngày trở nên cạn kiệt, gây ô nhiêm môi trường nghiêm trọng, buộc quốc gia giới phải đẩy mạnh chuyển dịch cấu ngành lượng theo hướng bền vững Phát triển nguồn lượng tái tạo dần chiếm vị trí quan trọng trọng phát triển kinh tế bền vững nước, lợi ích to lớn việc tận dụng tối đa nguồn thiên nhiên vơ tận (như gió, mặt trời…), góp phần giảm tác động hiệu ứng nhà kính biến đổi khí hây gây Theo nghiên cứu quan lượng quốc tến (IEA), đến năm 2025, lượng tái tạo trở thành nguồn sản xuất điện chính, cung cấp phần ba lượng điện giới, ước tính, cơng suất điện gió quang điện vượt cơng suất khí đốt vào năm 2023 than đá vào năm 2024 Do em muốn nghiên cứu tìm hiểu tuabin gió, để lợi dụng sức gió tạo lượng điện mà khơng có dùng nhiên liệu hóa thạch nào, nhằm giúp đảm bảo an toàn lượng, giúp giảm tối thiểu khí thải độc hại nhiên liệu hóa thạch gây nên Tính cấp thiết đề tài Trong thời đại ngày nay, lượng vấn đề cấp thiết tất quốc gia giới Bên cạnh việc nghiên cứu, tìm kiếm loại lượng sử dụng tiết kiệm hiệu lượng mối quan tâm hàng đầu Năng lượng yếu tố cần thiết cho tồn phát triển xã hội, đồng thời yếu tố trì sống trái đất Trong tương lai không sử dụng hợp lý nguồn lượng có sẵng tự nhiên chúng bị cạn kiệt Vì nên nghiên cứu tìm hiểu nguồn lượng sử dụng chúng cách có hiệu để góp phần bảo vệ nguồn lượng trái đất Mục tiêu phạm vi nghiên cứu 3.1 Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu tuabin điện gió Tìm hiểu máy phát kiểu DFIG 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Tìm hiểu nguyên lý hoạt động tuabin gió biến đổi gió sang điện - Tìm hiểu cấu tạo tuabin gió Tìm hiểu ngun lý làm việc hệ thống DFIG Phương pháp nghiên cứu Từ sách vở, giáo trình, tạp chí khoa học, mạng xã hội truyền thống internet… Đối tượng nghiên cứu Tuabin gió Hệ thống DFIG Ý nghĩa thực tiễn khoa học Việc nghiên cứu lượng điện gió giúp giảm phụ thuộc vào thủy điện, dễ khai thác - khơng gây nhiễm mơi trường, có lợi diện tích khai thác, hiệu mặt chi phí, góp phần làm giảm phụ thuộc thuỷ điện, tạo công ăn việc làm Khác với lượng mặt trời, việc khai thác lượng gió có lợi diện tích khai thác Sau lắp đặt tua bin, khu vực sử dụng cho canh tác hoạt động nông nghiệp khác Tuabin gió xây dựng nơng trại, điều kiện kinh tế cho vùng nông thôn Những người nông dân chủ trang trại tiếp tục cơng việc đất họ tuabin gió sử dụng phần nhỏ đất trồng Cấu trúc đồ án Đồ án chia thành chương: - CHƯƠNG MỞ ĐẦU - CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIĨ - CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ TUABIN ĐIỆN GIĨ - CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VỀ MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ KIỂU DFIG - CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ - TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIÓ 1.1 Giới thiệu chung Trong lịch sử, người biết sử dụng lượng gió từ lâu Người Ai cập lợi dụng sức gió đẩy cánh buồm để đưa tàu khơi, người châu Âu sử dụng cối xay gió để xay xát lúa mỳ … Sau đó, người Hà Lan cải thiện cối xay gió để đón liên tục hướng gió Người Mỹ cải tiến cối xay gió để xay ngũ cốc bơm nước Song đến năm 1970 đời tuabin gió đưa việc ứng dụng lượng gió sang trang Đến cuối năm 90 kỷ 20 việc ứng dụng lượng gió có nhiều tiến quan trọng mang tính đột phá Bước sang kỷ 21, người bước đưa lượng gió vào để thay nguồn lượng truyền thống nói, bước đầu thời kỳ bùng nổ lượng gió Nhiều nơi giới trang trại điện gió với qui mơ lớn với hàng trăm hàng ngàn tuabin gió xây dựng Các tuabin gió sử dụng để chuyển đổi lượng khác cối xay gió, sử dụng để bơm nước, xay ngũ cốc… xây dựng vào năm 1887 Giáo sư James Blyth trường Đại học Anderson College, Glassgow (nay Strathclyde University) Thí nghiệm Blyth có ba thiết kế tuabin khác với trụ cao 10 mét (33 foot), cánh khung gỗ bọc vải, ông thử nghiệm lắp đặt khu vườn trang trại riêng ông Marykirk làng nhỏ thuộc Quận Kincardineshire (một quận nằm bờ biển phía đơng bắc Scotland), tuabin gió hoạt động suốt 25 năm sau Phát minh Blyth đánh dấu buổi bình minh phát triển tuabin gió với đặc trưng thiết kế cánh quạt gồm 144 cánh đơn làm từ gỗ tùng tuyết, cánh quạt có đường kính quay 17m tạo cơng suất 12kW Năm 1890 Poul la Cour nhà khoa học người Đan Mạch hồn chỉnh thiết kế tuabin gió lần lắp đại trà Đan Mạch với 2.500 chiếc, tổng công suất ước tính tối đa đạt khoảng 30 MW Các tuabin gió la Cour dùng vào sản xuất điện mà sử dụng việc sản xuất hydro Kể từ đó, tuabin gió lắp đặt hàng triệu người giới, đặc biệt vùng Trung tây Hoa Kỳ, nơi mà nông trại sử dụng máy bơm điện để phục vụ thủy lợi tưới tiêu Năm 1931, tuabin gió đại có trục quay nằm ngang đưa vào sử dụng Yalta, Liên Xô cũ Đó máy phát điện cơng suất lớn 100 kW lắp đặt tháp cao 30m, máy phát điện lập kỷ lục hệ số công suất (tỷ lệ công suất thực tế cơng suất tối đa thiết kế) cho tuabin gió 32% vào thời điểm Năm 1941 lần giới tuabin gió cơng suất 1.25 MW hòa lưới điện Grandpa’s Knob thuộc vùng Castleton bang Virgina Hoa Kỳ Tuabin gió đại xây dựng Đan Mạch khoảng năm 1950 Theo Hiệp hội Cơng nghiệp Gió Đan Mạch (DWIA), 200 tuabin gió hiệu Gedser cơng suất 200 kW xây dựng vào năm 1956 kỹ sư Johannes Juul công ty Điện lực SEASS bờ biển Gedser phía nam Đan Mạch Thiết kế ba cánh gió với cấu tự động điều khiển góc đón gió tuabin máy phát điện khơng đồng tuabin Gedser theo quan chức nhận xét “thiết kế tiên phong cho tuabin gió đại, cánh quạt với dây chằng trơng cổ điển” Hệ thống phanh điều tốc (stall - controlled) tuabin mà Juul phát minh hệ thống phanh khí động lực lắp đầu chóp tâm cánh quạt kích hoạt lực ly tâm trường hợp tuabin quay tốc độ Về hệ thống Juul giống hệ thống điều tốc tuabin gió đại ngày Tuabin Juul chạy liên tục 11 năm mà không cần bảo dưỡng Việc sử dụng lượng điện gió thổi luồng sinh khí sau khủng hoảng dầu lửa giới vào năm 1973 Các nước Đan Mạch, Đức, Thụy Điển, Anh Mỹ đua thiết kế tuabin lớn Năm 1979, kỹ sư Đan Mạch lắp đặt thành cơng tuabin gió với cơng suất 630 kw với hệ thống tự động điều khiển góc nghiêng cánh quạt (Pitch - controlled) hệ thống phanh điều tốc (Stall - controlled) dại Tuy vậy, Hiệp hội Cơng nghiệp Gió Đan Mạch (DWIA) than thở “Mặc dù đại lớn tuan bin gió theo nhiều cách phải đối mặt với thực trạng nghiệt ngã người anh em nước ngồi”, DWIA giải thích “Các tuabin trở nên tốn kém, giá lượng cao gây tranh luận quan trọng lượng gió” Đã có nhiều thảo luận phát triển thiết kế tuabin gió nhằm mục đích tăng hiệu giảm chi phí phong điện Mặt khác, việc phát triển sở hạ tầng ngành cung cấp lượng có ảnh hưởng đáng kể đến việc sử dụng lượng gió Sự phát triển mạng lưới điện thông minh cho phép kết hợp điều phối mượt mà nhà máy phong điện có cơng suất lớn nhỏ khác vào mạng điện chung Ngày nay, kinh tế giới ngày phát triển, kéo theo mở rộng vùng công nghiệp sản xuất, dẫn đến nhu cầu lượng ngày cao, chất lượng cung cấp điện phải ổn định Trong đó, dù ngành điện có bước tiến vượt bậc, không ngừng thay đổi phương thức vận hành cho việc sản xuất, cung cấp điện ngày hiệu Tuy nhiên ngành điện vấp phải khó khăn nguồn nhiên liệu để phát điện – lượng hóa thạch ngày cạn kiệt, khí thải CO2 từ cơng nghiệp, từ hệ thống nhiệt điện nguyên nhân tạo hiệu ứng nhà kính gây tượng nóng lên tồn cầu Chính nhu cầu cấp thiết phải có mơ hình lưới điện tối ưu tính tin cậy cung cấp điện kích thích nhu cầu sử dụng nguồn đáng xem xét Theo tính tốn nhà nghiên cứu, lượng từ mặt trời đến trái đất vào khoảng 173.000 tỉ KW, cịn lượng gió vào khoảng 3.500 tỉ KW Chỉ có đến 1-2% lượng chuyển thành gió (gấp 50 đến 100 lần trái đất) Trong đó, tiềm dễ khai thác sản sinh điện theo phương pháp truyền thống thủy điện, nhiệt điện dần cạn kiệt Riêng Việt Nam phần lượng lớn khai thác từ thủy điện, nhiên theo báo cáo từ Hội thảo Khoa Học gần cho thấy, tiềm khơng cịn vịng vài mươi năm Bên cạnh đó, năm gần tốn mơi trường tồn cầu đưa vào tất ngành cơng nghiệp, phải tìm cách để hạn chế đến mức thấp yếu tố có ảnh hương xấu tới mơi tường cacbon oxit, oxit nitơ, oxit lưu huỳnh…Đứng trước tình lượng gió nguồn lượng đáng xem xét Khi tính đầy đủ chi phí ngồi chi phí phát sinh bên cạnh truyền thống, lợi ích viêc sử dụng lượng gió trở nên rõ rệt So với nguồn lượng gây nhiễm (ví dụ nhà nhiệt điện Ninh Bình) hay phải di dời quy mơ lớn (các nhà máy thủy điện lớn), sử dụng 10 biến đổi PWM sử dụng cơng nghệ PWM sóng sin nên giảm sóng hài cho hệ thống - Bộ biến đổi phía rotor xem biến đổi nguồn áp điều khiển dòng điện Mục đích RSC điều chỉnh cơng suất tác dụng phía stator (hoặc tốc độ quay rotor) cơng suất phản kháng phía stator cách độc lập - GSC thường điều khiển điện áp nhánh DC Bộ biến đổi sử dụng để đảm bào cơng suất phản kháng có cố nâng cao chất lượng điện Năng lượng dự trữ tụ C (nhánh DC) viết: Ec==C (1) Trong đó: Pc cơng suất qua tụ C, Pc = Pr – Pf Pr công suất đầu cào rotor, Pf công suất đầu lưới C giá trị điện dung tụ C VDC điện áp tụ C 3.3 Nguyên lí làm việc Với máy phát, để làm việc ta cần có động sơ cấp kéo rotor máy quay đồng thời cấp nguồn kích từ DC cho dây rotor Máy phát biến đổi công suất trục thành công suất điện để cung cấp cho lưới thông qua dây quấn stator Khi có động cấp kéo trục máy phát quay kéo theo rotor máy phát quay, từ trường tĩnh tạo dòng điện DC cấp vào cuộn dây rotor máy phát quay với tốc độ quay rotor (n r) Kết quả, sinh từ trường cắt qua cuộn dây stator, cuộn dây stator xuất sức điện động cảm ứng Mối quan hệ tần số f s điện áp xoay chiều cảm ứng dây quấn stator máy phát tốc độ quay rotor (nr) thể qua phương trình: fs = (2) Trong đó: np số cực máy phát điện Từ phương trình (2) ta nhận thấy rằng, tốc độ quay rotor máy phát (nr) với tốc độ quay đồng máy phát (n s) tần số điện áp cảm ứng qua dây quấn stator máy phát (fs) với tần số (flưới) mạng lưới Nguyên lí làm việc DFIG tương tự máy phát điện đồng khác chỗ từ trường tạo dòng điện rotor khơng phải tĩnh mà từ trường quay (vì tạo dịng điện xoay chiều pha với tần số f r) với tốc độ nΦ,rotor tỷ lệ với tần số dòng điện cấp vào cuộn dây rotor Điều có 27 nghĩa từ trường quay cắt qua cuộn dây stator không quay sợi quay rotor máy phát mà tác dụng quay dòng điện AC cấp vào cuộn dây rotor Chính cậy, tần số sức điện động cảm ứng dây quấn stator chịu ảnh hưởng cà tốc độ quay rotor (n r) tần số dòng điện cấp cho rotor (fr) Hình 3 dịng điện dây quấn rotor DFIG (vngreenenergy.wordpress.com) Khi từ trường tạo dòng điện cấp vào rotor quay chiều với rotor máy phát, tốc độ quay rotor tổng n r nΦ,rotor Tần số fs sức điện động cảm ứng dây quấn stator máy phát tính theo phương trình (3): fs = + (3) Khi từ trường tạo rotor quay ngược chiều với rotor máy phát, tốc độ quay rotor hiệu nr nΦ,rotor Tần số fs sức điện động cảm ứng dây quấn stator máy phát tính theo phương trình (4): fs = - (4) Nói tóm lại, tần số fs sực điện động cảm ứng dây quấn stator DFIG tỷ lệ với tốc độ nΦ,stator từ trường quay sinh dòng điện dây quay stator Tốc độ nΦ,stator phụ thuộc vào tốc độ quay rotor Tốc độ n Φ,stator phụ thuộc vào tốc độ quay rotor nr (do công suất trục rotor) tần số f r dòng xoay chiều cấp vào rotor máy phát 28 DFIG có khả phát điện áp pha với tần số f s số, tần số fs trì tần số lước tốc độ rotor n r thay đổi dao động công suất động sơ cấp (tốc dộ tuabin gió) Để đạt mục đích trên, tần số f s dòng điện cấp vào dây quấn rotor DFIG phải liên tục điều chỉnh tương ứng với thay đổi tốc độ rotor để trì tần số dòng điện xoay chiều đầu DFIG Tần số fr dòng điện xoay chiều cần thiết để cấp nguồn cho cuộn dây rotor DFIG nhằm trì tần số đầu f s với tần số flưới phụ thuộc vào tốc độ quay rotor máy phát tính theo phương trình sau: = - (5) Từ phương trình (5), tốc độ quay DFIG bẳng tốc độ đồng n s, tần số fr Hz, DFIG hoạt động máy phát điện đồng Khi tốc độ quay rotor nr giảm tốc độ đồng bộ(n r < ns), tần số f, cần phải tăng tương ứng cực tính để đảm bảo thứ tự pha dòng điện xoay chiều pha cấp cho dây quấn rotor tạo từ trường quay chiều với tốc độ quay rotor hình 3.3.1.a Khi tốc độ quay rotor n r tăng tốc độ đồng (n r > ns), tần số fr cần phải tăng tương ứng ngược cực tính để đảm bảo thứ tự pha dòng điện xoay chiều pha cấp cho dây quấn rotor tạo từ trường quay ngược chiều với tốc độ quay rotor minh họa hình 3.3.1.b 3.4 Dịng cơng suất DFIG Dịng cơng suất hệ thống tuabin gió – DFIG thể hình 3.4.1 Ps, Qs công suất tác dụng công suất phản kháng đầu phía stator; P r, Qr cơng suất tác dụng cơng suất phản kháng đầu phía rotor; P f , Qf công suất tác dụng cơng suất phản kháng đầu GSC 29 Hình Dịng cơng suất hệ thống tuabin gió – DFIG (vngreenenergy.wordpress.com) Cơng suất vành trượt chảy theo hai hướng từ rotor tới nguồn từ nguồn vào rotor tốc độ máy phát điều khiền từ hai phía rotor stator, tốc độ đồng Kết quả, DFIG điều khiển hoạt động máy phát động Nếu tốc độ đồng bồ DFIG chế độ động tốc độ đồng DFIG chế độ máy phát, RSC hoạt động chỉnh lưu GSC hoạt động nghịch lưu, công suất vành trượt trả stator Ngược lại, tốc độ đồng DFIG chế độ động cơ, RSC hoạt động nghịch lưu GSC hoạt động chỉnh lưu, công suất cành trượt cung cấp cho rotor Tại tốc độ đồng DFIG hoạt động máy phát điện đồng Công suất công suất điện DFIG tính sau: Pr = Tm ωr (6) Ps = Te ωs (7) Bỏ qua tổn thất máy phát ta có: J = Tm - Te (8) Ở trạng thái xác lập, tốc độ quay rotor không đổi ta có: Tm = Te Pm = Pr + Ps  Pr = Pm – Ps = -s.Ps (9) Trong đó: S= 30 Là hệ số trượt DFIG Hệ số trượt thường nhở nên P, phần Ps Khi DFIG vận hành tốc độ đồng (s0) P, giá trị âm hay công suất P, lấy từ tụ C, làm giảm điện áp DC GSC sử dụng để phát tiêu thụ công suất Pf để giữ cho điện áp DC số Ở trạng thái xác lập, bỏ qua tổn thất biến đổi cơng suất ta có Pr Pf Từ ta có sơ đồ khối tương đương dịng cơng suất thực hệ thống tuabin gió – DFIG với chế độ vận hành riêng biệt chế độ vận hành tốc độ đồn bộ, chế độ vận hành tốc độ hình 3.4.2 Hình 3.4.2 Hướng dịng cơng suất tác dụng stator rotor DFIG tốc độ rotor khác (vngreenenergy.wordpress.com) Ở tốc độ tốc độ đồng bộ, bố biến đổi nhận công suất từ lưới qua vành trượt để cấp cho rotor Do xảy dịng cơng suất khép kín qua stator rotor đảm bảo cho công suất đầu giá trị dương Tại điểm vận hành với tốc độ đồng bộ, cơng suất tác dụng phía rotor khơng có stator cấp cơng suất cho lưới 31 Khi vận hành tốc độ tốc độ đồng bộ, công suất tác dụng phía rotor khơng có staror cấp công suất cho lưới Khi vận hành tốc độ tốc độ động bộ, công suất từ trục chia thành hai phần, phần lớn công suất cấp cho lưới thông qua stator phần nhỏ qua biến đổi cấp vào lưới lúc stator rotor để cấp công suất cho lưới kết tổng công suất đầu lớn 3.5 Mơ hình DFIG Sơ đồ mạch điện thay thể DFIG thể hình 3.5.1 Hình Sơ đồ mạch điện DFIG (tailieutuoi.com) Mơ hình động DFIG biểu diễn hệ tọa độ quay đồng (hệ tọa độ dq) sau: Vqs = RsIqs + ωsΨds + Vds = RsIds - ωsΨqs + Vqr = RrIqr + sωsΨdr + Vdr = RrIdr - sωsΨqr + (10) (11) (12) (13) Trong đó: Vqs, Vds, Vqr, Vdr: tương ứng điện áp stator rotor theo trục q trục d 32 Iqs, Ids, Iqr, Idr: tương ứng dòng điện stator rotor theo trục q trục d Ψqs, Ψds, Ψqr, Ψdr: tương ứng từ thông stator bà rotor theo trục q d ωs: vận tốc góc hệ tọa độ quay đồng sωs = ωs - ωr độ lệch tốc độ đồng tốc độ rotor ωr: vận tốc góc rotor Rs, Rr: tương ứng điện trở mạch startor rotor Từ thơng phương trình tính công thức: Ψds = LsIqs + LmIqr Ψds = LsIds + LmIdr Ψqr = LrIqr + LmIqs Ψdr = LrIdr + LmIds (14) (15) (16) (17) Trong đó: Ls, Lr, Lm: tương ứng điện cảm stator, rotor hỗ cảm với L s = Lls + Lm - Lr = Llr + Lm Lls Llr tương ứng điện cảm dây stato rotor Giải hệ phương trình (14) – (17) ta phương trình dịng điện sau: Iqs = Ψds - Ψqr (18) Ids = Ψds - Ψdr (19) Trong đó: = Là hệ số tản Giả sử bỏ qua tổn hao công suất điện trở stator rotor, công suất tác dụng công suất phản kháng moomen điện từ đầu phía stator rotor máy phát tương ứng là: Iqr = - Ψqs + Ψqr (20) Idr = - Ψds + Ψdr (21) Ps = [VqsIqs + VdsIds] (22) 33 Qs = [+ ] (23) Pr = [VqrIqr + VdrIdr] Qr = [+ ] (24) (25) Te = (ΨdsIqs - ΨqsIds) (26) Trong đó: np số cực máy phát Tổng công suất tác dụng công suất phản kháng sinh DFIG là: Pt = Ps + Pr (27) Qt = Q s + Q r (28) Nếu Pt Qt giá trị dương DFIG phát công suất vào lưới, giá trị âm DFIG tiêu thụ cơng suất lưới 3.6 3.6.1 Các thông số ảnh hưởng Ảnh hưởng thông số điện áp Khi điện áp thay đổi độ trượt tới hạn động khơng thay đổi , cịn mômen tới hạn động thay đổi tỷ lệ với bình phương điện áp lưới Sth = ± = const Mth = ± = var Nếu điện áp đặt vào động giảm thấp làm cho mô men khởi động động giảm thấp động không khởi động Khi giảm áp ta thu họ đường đặc tính sau : Hình 3.6.1 Đặc tính thay đổi điện áp (tailieudientu.irc.tnu.edu.vn) 3.6.2 Ảnh hưởng thông số điện trở phụ mạch rotor 34 Khi thay đổi điện trở mạch rotor độ trượt tới hạn động thay đổi, cịn mơ men tới hạn động không thay thay đổi Sth = ± = var Mth = ± = const Họ đường đặc tính thu thay đổi sau: Hình Đặc tính thay đổi điện trở (tailieudientu.irc.edu.vn) 35 3.6.3 Ảnh hưởng thông số tần số nguồn điện Nếu cung cấp cho động nguồn điện có tần số thay đổi tốc độ động thay đổi dạng đặc tính thay đổi Sth = ± = = var Mth = ± = ± ()2 = var Như mô men tới hạn thay đổi theo thay đổi tỷ số U1/f1 Nếu ta giữ cho tỷ số không đổi Mth khơng thay đổi Hình Đặc tính thay đổi tần số (tailieudientu.irc.edu.vn) 3.6.4 Ảnh hưởng số đôi cực p Đối với động khơng đồng roto lồng sóc nhiều cấp tốc độ để điều chỉnh tốc độ người ta thay đổi thông số đôi cực máy Khi thay đổi số đơi cực p ta có ω0 = = var Sth = ± = const Mth = ± = const Với động mà thay đổi số đôi cực cách thay đổi cách đấu cuộn dây stato thi Mth bị thay đổi Họ đường đặc tính thu thay đổi p = 1; p = Mth = const 36 Hình Đặc tính thay đổi số cặp cực (tailieudientu.irc.edu.vn) 3.7 Ưu nhược điểm DFIG Ưu điểm: - Dễ vận hành, liên tục dài hạn - Ít chi phí vận hành, bảo trì sửa chữa Nhược điểm: -Dễ phát nóng stator, điện áp lưới tăng rotor điện áp lưới giảm - Làm giảm bớt độ tin cậy khe hở khơng khí nhỏ 3.8 Phân tích máy phát DFIG Hệ thống chuyển đổi áp dụng cho DFIG lưới DC Một chuyển đổi stator dựa diode giao tiếp DFIG với lưới DC, có ưu điểm chi phí thấp cấu trúc đơn giản Nhưng điều hịa đạt từ 5,97% đến 11,66% Một hệt thống biến đổi dựa IGBT bao gồm biến đổi phía rotor (RSC) biến đổi phía stator (SSC) kết nối rotor stator với lưới DC Cấu trúc có ưu điểm giảm sóng hài cách hiệu điểu chỉnh từ thơng stator dịng điện linh hoạt theo nhu cầu hệ thống, không giới hạn lưới điện xoay chiều Tuy nhiên cấu trúc cải thiện dẫn đến biến trạng thái đầu hệ thống DFIG với hệ thống chuyển đổi dựa DC gấp đôi so với hệ thống truyền thống, làm tăng đáng kể độ phức tạp khớp nối hệ thống làm tăng độ khó điều khiển hệ thống Áp dụng chiến lược định hướng liên kết thông lượng khe hở không khí gián tiếp để kiểm sốt DFIG lưới điện chiều, liên kết thông lượng khe hở không khí khơng phù hợp để đo lường Điều khiển dự báo mơ hình cho DFIG lưới DC địi hỏi độ xác cao mơ hình hệ thống 37 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Theo kết nghiên cứu cho ta thấy nguyên lý, cấu tạo tuabin gió, máy phát DFIG Thể cơng thức tính tốn, đồ thị ảnh hưởng máy phát Cho biết được hình thành phát triển tuabin gió giới từ xưa đến Sử dụng lượng gió để thay nhiên liệu hóa thạch, khơng gây ô nhiễm môi trường, không khai thác mức nguồn nhiên liệu hóa thạch để tạo điện dẫn đến cạn kiệt 4.2 Kiến nghị Do thời gian nghiên cứu có hạn nên đề tài cịn nhiều hạn chế khơng thể hết hồn tồn mong muốn Mong có nhiều thời gian tạo mơ hình mơ để hiểu tuabin gió máy phát DFIG 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bài giảng cơng nghiệp điện gió – Nguyễn Ngọc Tân [2] Bài giảng truyền động tự động – Ths Thiều Quang Trí [3] K.C Divya, P.S Nagendra Rao, Models For wind turbine generating systems and their application in load flow studies, Electric Power Systems Research 76 (20060 844-856) [4] Kundur, Power system stability and Control, Mc Graw Hill, 1994 [5] https://mysolar.vn/dong-co-tuabin-dien-gio [6] https://kingsolar.com.vn/nang-luong-gio-nguon-nang-luong-sach-day-tiemnang/ 39 ... MÁY PHÁT NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIĨ KIỂU DFIG 3.1 Tuabin gió kiểu DFIG Với tiềm phong phú vơ tận, lợi ích với mơi trường chi phí ngày có tính cạnh tranh nguồn lượng gió Năng lượng gió nguồn lượng tốt... lượng truyền thống nói, bước đầu thời kỳ bùng nổ lượng gió Nhiều nơi giới trang trại điện gió với qui mơ lớn với hàng trăm hàng ngàn tuabin gió xây dựng Các tuabin gió sử dụng để chuyển đổi lượng. .. nguồn lượng dồi 11 Châu Âu, Đan Mạch: năm 1999 Đan Mạch quốc gia có ngành cơng nghiệp lượng gió phát triển giới Trong năm qua Chính Phủ tài trợ khai thác nguồn lượng xanh lượng gió chiếm 11% lượng