(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới

(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin của hệ thống điện gió nối lưới

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - LÊ THÀNH HẢI ĐIỀU KHIỂN GÓC NGHIÊNG CÁNH TUABIN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ NỐI LƯỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - LÊ THÀNH HẢI ĐIỀU KHIỂN GÓC NGHIÊNG CÁNH TUABIN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ NỐI LƯỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS HUỲNH CHÂU DUY TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2017 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Huỳnh Châu Duy (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày 19 tháng 11 năm 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ tên Chức danh Hội đồng PGS.TS.Nguyễn Thanh Phương PGS.TS.Dương Hoài Nghĩa Phản biện TS.Nguyễn Minh Tâm Phản biện PGS.TS Quyền Huy Ánh Ủy viên PGS.TS Lê Minh Phương Ủy viên, Thư ký Chủ tịch Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp.HCM, ngày tháng năm 20 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: LÊ THÀNH HẢI Giới tính: NAM Ngày, tháng, năm sinh: 25/04/1981 Nơi sinh: Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN MSHV: 1541830021 I- Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN GÓC NGHIÊNG CÁNH TUABIN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ NỐI LƯỚI II- Nhiệm vụ nội dung: - Nghiên cứu tình hình khai thác sử dụng nguồn lượng gió; - Nghiên cứu tổng quan hệ thống điện lượng gió; - Nghiên cứu mơ hình tốn máy phát điện gió khơng đồng bộ; - Nghiên cứu đề xuất điều khiển góc nghiêng cánh tuabin gió hệ thống điện lượng gió sử dụng máy phát điện không đồng bộ; - Mô hệ thống điện lượng gió điều khiển góc nghiêng cánh tuabin gió hệ thống điện lượng gió sử dụng máy phát điện không đồng III- Ngày giao nhiệm vụ: IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V- Cán hướng dẫn: PGS TS HUỲNH CHÂU DUY CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) i LỜI CAM ÐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết đạt Luận văn trung thực chưa công bố Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn tài liệu tham khảo Luận văn trích dẫn đầy đủ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Lê Thành Hải ii LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy PGS TS Huỳnh Châu Duy tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành đầy đủ tốt nhiệm vụ giao đề tài luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trang bị cho nhiều kiến thức quý báu trình học tập làm tảng cho tơi hồn thành tốt đề tài luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Lớp 15SMĐ21 động viên giúp đỡ tơi q trình thực đề tài luận văn Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Công nghệ Tp HCM; Khoa Cơ - Điện - Điện tử Viện Đào tạo sau Đại học tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành khóa học đề tài luận văn tốt nghiệp Lê Thành Hải iii TÓM TẮT Luận văn thực nghiên cứu vấn đề liên quan đến, "Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin hệ thống điện gió nối lưới" mà bao gồm nội dung sau: - Chương 1: Giới thiệu - Chương 2: Hệ thống điện gió - Chương 3: Nghiên cứu điều khiển góc nghiêng cánh tuabin gió máy phát điện không đồng - Chương 4: Mô điều khiển góc nghiêng cánh tuabin gió máy phát điện khơng đồng - Chương 5: Kết luận hướng phát triển tương lai iv ABSTRACT The thesis presents issues relating to "Pitch angle control of wind turbines in the grid-connected wind power systems" It consists of the following contents: - Chapter 1: Introduction - Chapter 2: Wind energy power systems - Chapter 3: Pitch angle control of induction generator wind turbines - Chapter 4: Simulation results - Chapter 5: Conclusions and future works v MỤC LỤC LỜI CAM ÐOAN i LỜI CÁM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix Chương .1 GIỚI THIỆU .1 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tính cấp thiết đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu 1.5.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.5.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.6 Bố cục luận văn 1.7 Kết luận Chương 10 HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ 10 2.1 Năng lượng gió .10 2.1.1 Năng lượng gió giới 11 2.1.2 Năng lượng gió Việt Nam 12 2.2 Đặc tính lượng gió 18 2.3 Hệ thống điện gió 19 2.3.1 Tuabin gió 20 2.3.1.1 Cánh quạt (Blades) 21 2.3.1.2 Rotor 22 2.3.1.3 Bước (Pitch) 23 2.3.1.4 Bộ hãm (Brake) 23 vi 2.3.1.5 Trục quay tốc độ thấp (Low-speed shaft) 23 2.3.1.6 Hộp số (Gear box) .23 2.3.1.7 Máy phát điện (Generator) 24 2.3.1.8 Bộ điều khiển (Controller) 25 2.3.1.9 Bộ đo lường tốc độ gió (Anemometer) .25 2.3.1.10 Bộ xác định hướng gió (Wind vane) .25 2.3.1.11 Vỏ (Nacelle) 25 2.3.1.12 Trục tốc độ cao (High – speed shaft) 25 2.3.1.13 Yaw drive 26 2.3.1.14 Yaw motor .26 2.3.1.15 Tháp đỡ (Tower) .26 2.3.1.16 Bộ phận điều khiển tốc độ 27 2.3.2 Máy phát điện hệ thống điện gió 27 2.3.2.1 Tuabin gió tốc độ cố định với máy phát điện không đồng 28 2.3.2.2 Tuabin gió tốc độ thay đổi với máy phát điện khơng đồng rotor lồng sóc 29 2.3.2.3 Tuabin gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng nguồn kép 30 2.3.2.4 Tuabin gió tốc độ thay đổi với máy phát điện đồng nam châm vĩnh cửu 33 Chương 35 NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN GÓC NGHIÊNG CÁNH TUABIN GIĨ CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ 35 3.1 Giới thiệu 35 3.2 Máy phát điện gió 35 3.3 Tuabin gió tốc độ cố định với máy phát điện không đồng 37 3.4 Tuabin gió tốc độ thay đổi với máy phát điện khơng đồng rotor lồng sóc38 3.4.1 Phần stator 40 3.4.2 Phần rotor 42 3.5 Mơ hình tốn máy phát điện khơng đồng 44 3.6 Mơ hình tuabin gió 49 74 Cong suat tac dung nha may dien gio, P(MW) Tổ máy Tổ máy Tổ máy 1 0 10 20 30 Thoi gian, t(s) 40 50 60 Hình 4.11 Cơng suất tác dụng nhà máy điện gió - Trường hợp 4.5 Goc canh tuabin gio, Beta (do) 3.5 Tổ máy 2.5 1.5 0.5 Tổ máy 0 10 20 Tổ máy 30 Thoi gian, t(s) 40 50 60 Hình 4.12 Góc nghiêng cánh tuabin nhà máy điện gió - Trường hợp 75 4.5.2 Trường hợp - Tốc độ gió thay đổi Giả sử tốc độ gió cụm tổ máy 1, sau, Hình 4.13: + Tốc độ gió cụm tổ máy 1: v1 = - 11 (m/s) + Tốc độ gió cụm tổ máy 2: v2 = - 11 (m/s) + Tốc độ gió cụm tổ máy 3: v3 = - 11 (m/s) 12 11.5 11 Toc gio, v(m/s) 10.5 Tổ máy 10 9.5 Tổ máy 8.5 Tổ máy 7.5 10 20 30 Thoi gian, t(s) 40 50 60 Hình 4.13 Tốc độ gió - Trường hợp Nhận thấy rằng: * Tốc độ gió cụm tổ máy thay đổi, v1 = - 11 (m/s) + Khi v1 = (m/s) nhỏ tốc độ gió định mức phép máy phát điện gió phát cơng suất định mức cực đại, P1đm = (MW) Rõ ràng góc nghiêng cánh tuabin, 1 không cần điều chỉnh u cầu trì vị trí tương ứng với 1opt = 00, Hình 4.15 Vì vậy, trường hợp này: + Góc nghiêng cánh tuabin trì: 1opt = 00, Hình 4.15 + Cơng suất phát: P1 = 1,92 (MW), Hình 4.14 76 + Khi v1 = 11 (m/s) lớn tốc độ gió định mức phép máy phát điện gió phát cơng suất định mức cực đại, P1đm = (MW) Rõ ràng trường hợp góc nghiêng cánh tuabin, 1 cần phải điều chỉnh để đảm bảo máy phát điện gió phát cơng suất tối ưu, bảo vệ an toàn cho hệ thống tuabin gió nói riêng hệ thống điện gió nói chung Vì vậy, trường hợp này: - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 1opt = 8,10, Hình 4.15 - Cơng suất: P1 = (MW), Hình 4.14 * Tương tự, tốc độ gió cụm tổ máy 2, v2 = - 11 (m/s) + Khi v2 = (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 2opt = 00, Hình 4.15 - Cơng suất: P2 = 1,92 (MW), Hình 4.14 + Khi v2 = 11 (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 2opt = 8,10, Hình 4.15 - Cơng suất: P2 = (MW), Hình 4.14 * Tương tự, tốc độ gió cụm tổ máy 3, v3 = - 11 (m/s) + Khi v3 = (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 3opt = 00, Hình 4.15 - Cơng suất: P3 = 1,92 (MW), Hình 4.14 + Khi v3 = 11 (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 3opt = 8,10, Hình 4.15 - Cơng suất: P3 = (MW), Hình 4.14 Bảng 4.2 Kết mơ tương ứng với trường hợp - Tốc độ thay đổi Tổ máy Tốc độ gió (m/s) - 11 Góc nghiêng cánh tuabin (độ) - 8,1 Cơng suất phát (MW) 1,92 - Tổ máy - 11 - 8,1 1,92 - Tổ máy - 11 - 8,1 1,92 - Tổ máy 77 Cong suat tac dung nha may dien gio, P(MW) 3.5 Tổ máy Tổ máy 2.5 Tổ máy 1.5 0.5 0 10 20 30 Thoi gian, t(s) 40 50 60 Hình 4.14 Cơng suất tác dụng nhà máy điện gió - Trường hợp Goc canh tuabin gio, Beta (do) Tổ máy Tổ máy Tổ máy 0 10 20 30 Thoi gian, t(s) 40 50 60 Hình 4.15 Góc nghiêng cánh tuabin nhà máy điện gió - Trường hợp 78 4.5.3 Trường hợp - Tốc độ gió thay đổi 12 11.5 Toc gio, v(m/s) 11 10.5 Tổ máy 10 9.5 Tổ máy 8.5 Tổ máy 10 20 30 Thoi gian, t(s) 40 50 60 Hình 4.16 Tốc độ gió - Trường hợp Giả sử tốc độ gió cụm tổ máy 1, sau, Hình 4.16: + Tốc độ gió cụm tổ máy 1: v1 = - 11 - 10 (m/s) + Tốc độ gió cụm tổ máy 2: v2 = - 10 - 12 (m/s) + Tốc độ gió cụm tổ máy 3: v3 = - - 11 (m/s) Cong suat tac dung nha may dien gio, P(MW) Tổ máy 3.5 Tổ máy 2.5 Tổ máy 1.5 0.5 0 10 20 30 Thoi gian, t(s) 40 50 60 Hình 4.17 Cơng suất tác dụng nhà máy điện gió - Trường hợp 79 Nhận thấy rằng: * Tốc độ gió cụm tổ máy thay đổi, v1 = - 11 - 10 (m/s) + Khi v1 = (m/s) nhỏ tốc độ gió định mức phép máy phát điện gió phát cơng suất định mức cực đại, P1đm = (MW) Rõ ràng góc nghiêng cánh tuabin, 1 không cần điều chỉnh yêu cầu trì vị trí tương ứng với 1opt = 00, Hình 4.18 Vì vậy, trường hợp này: + Góc nghiêng cánh tuabin trì: 1opt = 00, Hình 4.18 + Cơng suất phát: P1 = 1,92 (MW), Hình 4.17 + Khi v1 = 11 (m/s) lớn tốc độ gió định mức phép máy phát điện gió phát cơng suất định mức cực đại, P1đm = (MW) Rõ ràng trường hợp góc nghiêng cánh tuabin, 1 cần phải điều chỉnh để đảm bảo máy phát điện gió phát công suất tối ưu, bảo vệ an tồn cho hệ thống tuabin gió nói riêng hệ thống điện gió nói chung Vì vậy, trường hợp này: - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 1opt = 80, Hình 4.18 - Cơng suất: P1 = (MW), Hình 4.17 + Khi v1 = 10 (m/s) lớn tốc độ gió định mức phép máy phát điện gió phát cơng suất định mức cực đại, P1đm = (MW) Rõ ràng trường hợp góc nghiêng cánh tuabin, 1 cần phải điều chỉnh để đảm bảo máy phát điện gió phát cơng suất tối ưu, bảo vệ an toàn cho hệ thống tuabin gió nói riêng hệ thống điện gió nói chung Vì vậy, trường hợp này: - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 1opt = 2,350, Hình 4.18 - Cơng suất: P1 = (MW), Hình 4.17 * Tương tự, tốc độ gió cụm tổ máy 2, v2 = - 10 - 12 (m/s) + Khi v2 = (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 2opt = 00, Hình 4.18 80 - Cơng suất: P2 = 1,92 (MW), Hình 4.17 + Khi v2 = 10 (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 2opt = 2,350, Hình 4.18 - Cơng suất: P2 = (MW), Hình 4.17 + Khi v2 = 12 (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 2opt = 13,050, Hình 4.18 - Cơng suất: P2 = (MW), Hình 4.17 * Tương tự, tốc độ gió cụm tổ máy 3, v3 = - - 11 (m/s) + Khi v3 = (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 3opt = 00, Hình 4.18 - Cơng suất: P3 = 1,92 (MW), Hình 4.17 + Khi v3 = (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 3opt = 00, Hình 4.18 - Cơng suất: P3 = (MW), Hình 4.17 + Khi v3 = 11 (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 3opt = 8,050, Hình 4.18 - Cơng suất: P3 = (MW), Hình 4.17 18 Goc canh tuabin gio, beta(do) 16 14 12 10 Tổ máy Tổ máy Tổ máy 10 20 30 Thoi gian, t(s) 40 50 60 Hình 4.18 Góc nghiêng cánh tuabin nhà máy điện gió - Trường hợp 81 Bảng 4.3 Kết mô tương ứng với trường hợp - Tốc độ thay đổi Tổ máy Tốc độ gió (m/s) - 11 - 10 Góc nghiêng cánh tuabin (độ) - - 2,35 Công suất phát (MW) 1,92 - - Tổ máy - 10 - 12 - 2,35 - 13,05 1,92 - - Tổ máy - - 11 - - 8,05 1,92 - - Tổ máy 4.5.4 Trường hợp - Tốc độ gió thay đổi Giả sử tốc độ gió cụm tổ máy 1, sau, Hình 4.19: + Tốc độ gió cụm tổ máy 1: v1 = - 11 - (m/s) + Tốc độ gió cụm tổ máy 2: v2 = - 10 - (m/s) + Tốc độ gió cụm tổ máy 3: v3 = - 10 - 12 (m/s) 12 Toc gio, v(m/s) 11 10 Tổ máy Tổ máy Tổ máy 10 20 30 Thoi gian, t(s) 40 50 60 Hình 4.19 Tốc độ gió - Trường hợp Nhận thấy rằng: * Tốc độ gió cụm tổ máy thay đổi, v1 = - 11 - (m/s) + Khi v1 = (m/s) nhỏ tốc độ gió định mức phép máy phát điện gió phát công suất định mức cực đại, P1đm = (MW) Rõ ràng góc 82 nghiêng cánh tuabin, 1 khơng cần điều chỉnh yêu cầu trì vị trí tương ứng với 1opt = 00, Hình 4.21 Vì vậy, trường hợp này: + Góc nghiêng cánh tuabin trì: 1opt = 00, Hình 4.21 + Cơng suất phát: P1 = 2,10 (MW), Hình 4.20 + Khi v1 = 11 (m/s) lớn tốc độ gió định mức phép máy phát điện gió phát cơng suất định mức cực đại, P1đm = (MW) Rõ ràng trường hợp góc nghiêng cánh tuabin, 1 cần phải điều chỉnh để đảm bảo máy phát điện gió phát cơng suất tối ưu, bảo vệ an toàn cho hệ thống tuabin gió nói riêng hệ thống điện gió nói chung Trong trường hợp này: - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 1opt = 80, Hình 4.21 - Cơng suất: P1 = (MW), Hình 4.20 + Khi v1 = (m/s) nhỏ tốc độ gió định mức phép máy phát điện gió phát cơng suất định mức cực đại, P1đm = (MW) Rõ ràng góc nghiêng cánh tuabin, 1 không cần điều chỉnh yêu cầu trì vị trí tương ứng với 1opt = 00, Hình 4.21 Vì vậy, trường hợp này: + Góc nghiêng cánh tuabin trì: 1opt = 00, Hình 4.21 + Cơng suất phát: P1 = 1,12 (MW), Hình 4.20 * Tương tự, tốc độ gió cụm tổ máy 2, v2 = - 10 - (m/s) + Khi v2 = (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 2opt = 00, Hình 4.21 - Cơng suất: P2 = 1,96 (MW), Hình 4.20 + Khi v2 = 10 (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 2opt = 2,30, Hình 4.21 - Cơng suất: P2 = (MW), Hình 4.20 + Khi v2 = (m/s): 83 - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 2opt = 00, Hình 4.21 - Cơng suất: P2 = 0,36 (MW), Hình 4.20 * Tương tự, tốc độ gió cụm tổ máy 3, v3 = - 10 - 12 (m/s) + Khi v3 = (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 3opt = 00, Hình 4.21 - Cơng suất: P3 = 1,96 (MW), Hình 4.20 + Khi v3 = 10 (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 3opt = 2,30, Hình 4.21 - Cơng suất: P3 = (MW), Hình 4.20 + Khi v3 = 12 (m/s): - Góc nghiêng cánh tuabin điều khiển tối ưu: 3opt = 13,200, Hình 4.21 - Cơng suất: P3 = (MW), Hình 4.20 Bảng 4.4 Kết mô tương ứng với trường hợp - Tốc độ thay đổi Tổ máy Tốc độ gió (m/s) - 11 - Góc nghiêng cánh tuabin (độ) 0-8-0 Cơng suất phát (MW) 2,10 - - 1,12 Tổ máy - 10 - - 2,3 - 1,96 - - 0,36 Tổ máy - 10 - 12 - 2,3 - 13,20 1,96 - - Tổ máy 84 Cong suat tac dung nha may dien gio, P(MW) Tổ máy 3.5 Tổ máy 2.5 Tổ máy 1.5 0.5 0 10 20 30 Thoi gian, t(s) 40 50 60 Hình 4.20 Cơng suất tác dụng nhà máy điện gió - Trường hợp 18 Goc canh tuabin gio, beta(do) 16 14 12 10 Tổ máy Tổ máy 2 Tổ máy 0 10 20 30 Thoi gian, t(s) 40 50 60 Hình 4.21 Góc nghiêng cánh tuabin nhà máy điện gió - Trường hợp 85 Tóm lại, Qua kết mô trường hợp 1, 2, cho thấy việc điều khiển góc nghiêng cánh tuabin gió thật cần thiết nhằm đảm bảo hệ thống điện gió trì chế độ làm việc an tồn tối ưu Cơng suất hệ thống điện gió ln ln trì để phát cơng suất tối ưu định mức Bảng 4.5 Tổng kết kết mô tương ứng với trường hợp 1, 2, tốc độ không đổi thay đổi Tổ máy Tốc độ gió (m/s) Tổ máy 1,96 Tổ máy 2,98 Tổ máy 10 2,3 Góc nghiêng cánh tuabin Cơng suất phát (độ) (MW) Trường hợp Trường hợp Tổ máy - 11 - 8,1 1,92 - Tổ máy - 11 - 8,1 1,92 - Tổ máy - 11 - 8,1 1,92 - Trường hợp Tổ máy - 11 - 10 - - 2,35 1,92 - - Tổ máy - 10 - 12 - 2,35 - 13,05 1,92 - - Tổ máy - - 11 - - 8,05 1,92 - - Trường hợp Tổ máy - 11 - 0-8-0 2,10 - - 1,12 Tổ máy - 10 - - 2,3 - 1,96 - - 0,36 Tổ máy - 10 - 12 - 2,3 - 13,20 1,96 - - 86 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯƠNG LAI 5.1 Kết luận Luận văn giải vấn đề sau: + Tìm hiểu phân tích tiềm nguồn lượng gió giới Việt Nam Bên cạnh đó, luận văn trình bày số dự án nhà máy điện gió điển hình Việt Nam Nhà máy điện gió Tuy Phong, Nhà máy điện gió Phú Quý, Nhà máy điện gió Phú Lạc, + Tìm hiểu phân tích hệ thống điện gió + Tìm hiểu phân tích ngun lý hoạt động máy phát điện gió khơng đồng cấu hình hệ thống điện gió tốc độ khơng đổi tốc độ thay đổi + Tìm hiểu mơ hình tốn máy phát điện gió khơng đồng + Tìm hiểu thực điều khiển góc nghiêng cánh tuabin gió nhằm đảm bảo cơng suất thu hệ thống điện gió tối ưu, bảo vệ hệ thống điện tuabin gió vận hành an tồn điều kiện tốc độ gió vượt giới hạn tốc độ gió định mức cho phép Các kết mô thu luận văn tương ứng với trường hợp tốc độ gió khơng đổi tốc độ gió thay đổi cho thấy kỹ thuật điều khiển góc nghiêng cánh tuabin gió cho phép phát công suất định mức tối ưu đảm bảo an tồn cho hệ thống tuabin gió nói riêng hệ thống điện gió nói chung 5.2 Hướng phát triển tương lai Nghiên cứu đề xuất kỹ thuật điều khiển tối ưu công suất khác cho hệ thống điện gió nhằm nâng cao hiệu khai thác nguồn lượng gió nhiều tiềm Triển khai thực nghiệm liên quan đến điều khiển tối ưu cơng suất hệ thống điện gió thơng qua kỹ thuật điều khiển trình bày luận văn 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chiến lược phát triển cơng nghệ Điện Lực Tập đồn Điện Lực Việt Nam đến năm 2015 định hướng đến năm 2025 [2] Trang thông tin điện tử Hiệp hội lượng quốc tế (IEA) www.iea.org [3] V Ramakrishnan and S K Srivatsa, "Pitch control of wind turbine generator by using new mechanism", Journal of Electrical Systems, 2013 [4] Mouna Ben Smida and Anis Sakly, “Pitch angle control for variable speed wind turbines”, Journal of Renewable Energy and Sustainable Development, RESD, pp 81-88, 2015 [5] Z Civelek, E Cam, M Luy and H Mamur, “Proportional - integral - derivative parameter optimisation of blade pitch controller in wind turbines by a new intelligent genetic algorithm”, IET Renewable Power Generation, pp 1-9, 2016 [6] S Khajuria J Kaur, với cơng trình nghiên cứu, “Implementation of pitch control of wind turbine”, International Journal of Advanced Research in Computer Engineering and Technology, pp 196-200, 2012 [7] J Zhang, M Cheng, Z Chen and X Fu, “Pitch angle control for variable speed wind turbines”, DRPT 2008, pp 2691-2696, 2008 [8] M H Refan, M Kamarzarrin and A Ameshghi, “Control of wind turbine’s pitch angle based on DFIG by using MRAC and PIP controller”, The 4th Iranian Conference on Renewable Energy and Distributed Generation, pp 119 - 126, 2016 [9] Rukslin, M Haddin and A Suprajitno, “Pitch angle controller design on the wind turbine with permanent magnet synchronous generator (PMSG) based on firefly algorithms (FA)”, International Seminar on Application for Technology of Information anf Communication, pp 13 - 17, 2016 [10] A Hwas and A Katebi, “Wind turbine control using PI pitch angle controller”, IFAC Conference on Advances in PID control, PID, pp - 6, 2012 [11] Trần Ngọc Hữu Trung, “Cực đại công suất hệ thống điện gió”, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, 2015 88 [12] Lê Thành Hưng, “Điều khiển góc nghiêng cánh quạt cơng suất máy phát điện gió khơng đồng nguồn kép”, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, 2014 [13] Trương Minh Kiệt, "Xây dựng thuật tốn MPPT tối ưu cơng suất cho máy phát lượng gió DFIG sử dụng điều khiển thơng minh", Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, 2013 [14] Trần Thanh Tuấn, "Nghiên cứu giải thuật MPPT cải tiến cho turbine gió dùng máy phát điện đồng từ trường vĩnh cửu", Luận văn Thạc Sĩ, Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, 2016 [15] Trang thông tin điện tử Tập đoàn Điện lực Việt Nam www.evn.com.vn [16] Đặng Đình Thống, Cơ sở lượng tái tạo, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 [17] T Burton, D Sharpe, N Jenkin and E Bossanyi, Wind energy handbook, Wiley, 2001 [18] Shabani, A Deihimi, A new method of maximum power point tracking for DFIG based wind turbine, Bu Ali Sina University, Iran, 2010 [19] K Raiambal and C Chellamuthu, Modelling and simulation of grid connected wind electric generating system, IEEE TENCON, India, 2002 [20] S Heier, Grid integration of wind energy conversation systems, John Wiley & Son Ltd., 1998 [21] A G Abo-Khalil, “Model-based optimal efficiency control of induction generators for wind power systems”, IEEE Conference 2011, pp 191-197, 2011 [22] Joris Soens, Vu Van Thong and Johan Driesen, “Modeling wind turbine generators for power system simulations”, European Wind Energy Conference EWEC, pp 2447-2452, 2003 [23] S Heier, Grid integration of wind energy conversion systems, John Wiley & Sons Ltd, 2nd ed., Chichester, UK, 2006 ... tập trung nghiên cứu: + Hệ thống điện gió; + Điều khiển góc nghiêng cánh tuabin hệ thống điện gió nối lưới + Mơ điều khiển góc nghiêng cánh tuabin hệ thống điện gió nối lưới 1.4 Nội dung nghiên... khác hệ thống điện lượng gió có điều khiển góc nghiêng cánh tuabin, thiết kế điều khiển góc nghiêng cánh tuabin phân tích đáp ứng hệ thống điện gió có điều khiển góc nghiêng cánh tuabin tốc độ gió. .. phát điện gió khơng đồng bộ; - Nghiên cứu đề xuất điều khiển góc nghiêng cánh tuabin gió hệ thống điện lượng gió sử dụng máy phát điện khơng đồng bộ; - Mô hệ thống điện lượng gió điều khiển góc nghiêng