(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo

(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo(Luận văn thạc sĩ) Điều khiển độc lập P và Q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 201… (Ký tên ghi rõ họ tên) ii CẢM TẠ Lời Tôi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến cán hướng dẫn khoa học TS PHẠM ĐÌNH TRỰC Người theo suốt tơi q trình làm luận văn Bằng tri thức tận tâm, thầy cho tơi lời khun bổ ích để giúp tiếp cận với tri thức khoa học nhiều cách nhiều góc độ khác suốt q trình thực để tơi định hướng hoàn thành luận văn Chân thành cảm ơn quý thầy, cô Khoa Điện – Điện Tử Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt kiến thức cho tơi suốt thời gian đào tạo trường Chân thành cảm ơn quý thầy, cô Khoa Điện – Điện Tử Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập nghiên cứu thực luận văn Tiếp theo xin chân thành cảm ơn đến gia đình người thân yêu động viên giúp đỡ tôi, chỗ dựa tinh thần vững để tơi vượt qua khó khăn thời gian qua Cuối muốn cảm ơn đến quý công ty TNHH Nguồn Năng Lượng tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Xin chân thành cảm ơn! iii TRƯỜNG ĐH SPKT TP.HCM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độ lập – Tự – Hạnh phúc Tp HCM, ngày tháng năm 2014 TÓM TẮT Họ tên học viên : Lê Thanh Hải Phái : Nam Ngày tháng năm sinh : 20/07/1987 Nơi sinh : Quảng Ngãi Chuyên nghành MSHV : Kỹ Thuật Điện : 128520202017 I – TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐỘC LẬP P VÀ Q CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN GIĨ KHƠNG ĐỒNG BỘ NGUỒN KÉP SỬ DỤNG TRÍ THƠNG MINH NHÂN TẠO II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Xây dựng mơ hình điều khiển độ lập P Q DFIG phần mềm Matlab Simulink  Kết hợp ứng dụng Fuzzy logic vào điều khiển độc lập P Q, so sánh kết đạt có khơng có kết hợp Fuzzy logic III – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ Ngày 22 tháng 02 năm 2014 IV – ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU Trường ĐH SPKT Tp.HCM V – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ Ngày 24 tháng 08 năm 2014 VI – CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS PHẠM ĐÌNH TRỰC Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MƠN QL CHUN NGÀNH TS PHẠM ĐÌNH TRỰC iv MỤC LỤC TRANG Trang tựa Quyết định giao đề tài Xác nhận cán hướng dẫn Lý lịch khoa học i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách chữ viết tắt viii Danh sách hình x Danh sách bảng xiii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ 1.1 Tổng quan chung lượng 1.2 Lịch sử phát triển lượng gió 1.3 Tình hình phát triển điện gió triển vọng tương lai 1.4 Những thuận lợi khó khăn việc sử dụng lượng gió 12 1.5 Tiềm điện gió Việt Nam 14 1.6 Các kết nghiên cứu ngồi nước cơng bố 15 CHƯƠNG 17 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 17 2.1 Các loại turbine gió: 17 v 2.2 Các loại cấu hình turbine gió kết nối vào lưới điện 18 2.2.1 Máy phát điện không đồng nguồn kép (DFIG) 19 2.2.2 Máy phát điện không đồng nguồn kép không chổi quét (BDFIG) 20 2.2.3 Máy phát điện đồng nam châm vĩnh cửu (Permament Magnet SG) 20 2.3 Các thành phần hệ thơng turbine gió – DFIG 21 2.4 Định nghĩa mơ hình mơ 23 2.5 Ưu nhược điểm mục đích xây dựng mơ hình động 24 2.6 Mơ hình động máy điện không đồng 25 2.7 Phương trình chuyển đổi hệ quy chiếu 28 2.7.1 Mối quan hệ hệ thống ba pha hệ thống hai pha 28 2.7.2 Mối quan hệ hệ trục tọa độ tĩnh hệ trục tọa độ quay 29 2.7.3 Mối quan hệ hệ trục tọa độ tĩnh abc hệ trục tọa độ quay dq 30 2.8 Phương trình tốn máy điện khơng đồng nguồn kép DFIG 30 2.8.1 Mơ hình tốn máy điện DFIG vector không gian 31 2.8.2 Mơ hình tốn máy điện DFIG hệ quy chiếu quay 32 CHƯƠNG 35 ĐIỀU KHIỂN PI ỨNG DỤNG FUZZY LOGIC 35 3.1 Bộ hiệu chỉnh PID truyền thống 35 3.2 Bộ hiệu chỉnh PI với khâu hiệu chỉnh anti windup 37 3.3 Điều khiển mờ 38 3.3.1 Khái niệm 39 3.3.2 Định nghĩa tập mờ 40 3.3.3 Cấu trúc điều khiển mờ 40 3.3.4 Nguyên lý điều khiển mờ 40 vi 3.4 Bộ hiệu chỉnh PI ứng dụng Fuzzy logic 41 CHƯƠNG 47 MƠ HÌNH MƠ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ DFIG TRONG MATLAB SIMULINK 47 4.1 Mơ hình máy phát điện nguồn kép DFIG - 2,3 MW 47 4.2 Mơ hình điều khiển converter 51 4.2.1 Mơ hình điều khiển converter phía rotor máy phát 52 4.2.2 Mơ hình điều khiển converter phía lưới 54 4.2.3 Mơ hình điều khiển tốc độ rotor turbine 54 4.2.4 Mô hình nghịch lưu áp cấp nguồn cho rotor máy phát 55 4.3 Mơ hình tua bin gió 55 CHƯƠNG 56 SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC 56 5.1 Mơ hình dùng để chạy mơ Matlab/Simulink 56 5.2 So sánh điều khiển PI truyền thống PI-Fuzzy 59 5.2.1 Cấu trúc điều khiển với điều khiển PI truyền thống PI-Fuzzy 59 5.2.2 Kết mô điều kiện tốc độ gió cố định 60 5.2.3 Kết mơ điều kiện tốc độ gió thay đổi ngẫu nhiên 66 5.3 Phân tích kết mô 72 CHƯƠNG 75 KẾT LUẬN 75 6.1 Kết luận 75 6.2 Hướng phát triển đề tài tương lai 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Chú giải P : Công suất tác dụng (W) : Công suất định mức máy phát (W) Q : Công suất phản kháng (Var) : Điện áp (V) : Dòng điện (A) : Điện trở (Ω) : Cảm kháng (H) : Cảm kháng từ hóa (H)  : Từ thơng (Wb) : Hệ số rung (N.m/s) : Độ cứng truyền (M.m/rad) J : Moment quán tính (N.m) : Moment điện từ (N.m) R : Bán kính quạt gió turbine (m)  : Vận tốc góc (rad/s) : Vận tốc góc trục rotor máy phát (rad/s) : Vận tốc trượt máy phát (rad/s) s : Hệ số trượt p : Số đôi cực abc : hệ quy chiếu abc dq : hệ quy chiếu dq viii Các ký hiệu số  Chỉ số s : Quy phía stator r : Quy phía rotor t : Là ma trận chuyển vị  Chỉ số s : Các đại lượng stator r : Các đại lượng rotor g : Các đại lượng phía lưới ref : Các đại lượng tham khảo sr : Đại lượng tương hỗ stator rotor aa, bb, cc : Đại lượng tự cảm cuộn dây stator a, b, c tương ứng AA, BB, CC : Đại lượng tự cảm cuộn dây stator A, B, C tương ứng gen : Các đại lượng máy phát sharf : Các đại lượng trục truyền turb : Các đại lượng turbin d; q : Các đại lượng trục d, trục q tương ứng hệ quy chiếu dq α, β : Các đại lượng trục α, trục β tương ứng hệ quy chiếu αβ a, b, c : Các đại lượng pha a, pha b, pha c tương ứng stator A, B, C : Các đại lượng pha A, pha B, pha C tương ứng rotor ix DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Cối xay gió Tây Ban Nha Hình 1.2: Lịch sử phát triển lượng gió từ 1996 đến 2008 Hình 1.3: Tổng công suất lắp đặt từ 2010 – 2013 [MW] Hình 1.4: Tổng cơng suất lắp đặt nước Hình 1.5: Tỉ lệ phần trăm cơng suất lắp đặt nước 2013 Hình 1.6: Tổng cơng suất lắp đặt từ 1997 – 2020 [GW] Hình 1.7: Tiềm lượng gió Đơng Nam Á (ở độ cao 65 m) theo Ngân hàng Thế giới Hình 2.1: Phân loại turbin gió Hình 2.2: Turbin gió với DFIG Hình 2.3: Turbin gió với BDFIG Hình 2.4: Turbin gió với PMSG Hình 2.5: Các thành phần hệ thống turbin gió – DFIG Hình 2.6: Sơ đồ cấu trúc chung máy điện khơng đồng Hình 2.7: Hệ quy chiếu quay dq Hình 2.8: Nguyên lý vectơ khơng gian Hình 2.9: Mối quan hệ hai hệ trục toạ độ αβ dq Hình 2.10: Mạch tương đương máy điện DFIG quy đổi phía stator Hình 3.1: Bộ điều khiển PI sử dụng khâu anti-windup Hình 3.2: Nguyên lý điều khiển mờ Hình 3.3: Bộ điều khiển PI sử dụng Fuzzy logic Hình 3.4: Giao diện soạn thảo Fuzzy logic matlab/Simulink Hình 3.5: Soạn thảo hàm thành viên sai số tốc độ e(t) Hình 3.6: Soạn thảo hàm thành viên độ dốc sai số tốc độ de/dt Hình 3.7: Soạn thảo hàm thành viên Kp Hình 3.8: Soạn thảo hàm thành viên Ti Hình 3.9: Soạn thảo luật mờ x Hình 4.1: Khối mơ hình máy phát DFIG Hình 4.2: Khối mơ hình abc2dq Hình 4.3: Khối mơ hình phương trình điện áp stator rotor Hình 4.4: Khối mơ hình tính tốn từ thơng Hình 4.5: Khối mơ hình 2dqabc Hình 4.6: Khối mơ hình điều khiển converter phía rotor máy phát lưới Hình 4.7: Khối mơ hình điều khiển converter phía rotor máy phát Hình 4.8: Khối mơ hình tính tốn vị trí rotor dịng từ hố – Estimate Ims Hình 4.9: Khối chuyển abc sang αβ Hình 4.10: Khối tính điện áp điều chỉnh rotor Hình 4.11: Khối mơ hình điều khiển converter phía lưới Hình 4.12: Khối điều khiển điện áp Vdc “DC-link” Hình 4.13: Khối mơ hình điều khiển tốc độ rotor turtin “speed control” Hình 4.14: Khối mơ hình nghịch lưu áp “Inverter” Hình 4.15: Khối mơ hình turbin gió Hình 5.1: Mơ hình tổng thể hệ thống điều khiển máy phát điện DFIG Hình 5.2: Đồ thị giá trị đặt cơng suất tác dụng Hình 5.3: Đồ thị giá trị đặt cơng suất phản kháng Hình 5.4: Mơ hình điều khiển converter phía rotor máy phát “Rotor Converter Control” sử dụng PI truyền thống Hình 5.5: Mơ hình điều khiển converter phía rotor máy phát “Rotor Converter Control” sử dụng PI truyền thống kết hợp PI-Fuzzy Hình 5.6: Tốc độ gió cố định 12 m/s Hình 5.7: Cơng suất tác dụng trường hợp cố định tốc độ gió Hình 5.8: Cơng suất phản kháng trường hợp cố định tốc độ gió Hình 5.9: Dịng điện stator trường hợp cố định tốc độ gió Hình 5.10: Tốc độ rotor trường hợp tốc độ gió cố định Hình 5.11: Góc pitch quạt gió trường hợp cố định tốc độ gió Hình 5.12: Tốc độ gió thay đổi ngẫu nhiên theo thời gian xi Chương 5: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC With PI-Fuzzy controllers Stator current (A) 2000 1000 -1000 -2000 20 30 40 50 60 Time (s) 70 80 90 100 With traditional PI controllers Stator current (A) 2000 1000 -1000 -2000 75 75.01 75.02 75.03 75.04 75.05 Time (s) 75.06 75.07 75.08 75.09 75.1 75.07 75.08 75.09 75.1 With PI-Fuzzy controllers Stator current (A) 2000 1000 -1000 -2000 75 75.01 75.02 75.03 75.04 75.05 Time (s) 75.06 Hình 5.9: Dịng điện stator trường hợp cố định tốc độ gió 64 Chương 5: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC With traditional PI controller 2000 Rotor speed (rpm) 1500 1000 500 -500 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 100 70 80 90 100 With PI-Fuzzy controller 2000 Rotor speed (rpm) 1500 1000 500 -500 10 20 30 40 50 Time (s) 60 With traditional PI controllers 1600 Rotor speed (rpm) 1550 1500 1450 1400 1350 1300 20 30 40 50 60 Time (s) 70 80 90 100 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers 1600 Rotor speed (rpm) 1550 1500 1450 1400 1350 1300 20 30 40 50 60 Time (s) 70 Hình 5.10: Tốc độ rotor trường hợp tốc độ gió cố định 65 Chương 5: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC With traditional PI controller 30 25 Pitch angle (deg) 20 15 10 -5 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 100 With PI-Fuzzy controller 30 Pitch angle (deg) 25 20 15 10 -5 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 100 Hình 5.11: Góc pitch quạt gió trường hợp cố định tốc độ gió 5.2.3 Kết mơ điều kiện tốc độ gió thay đổi ngẫu nhiên Random Variable Wind Speed 14 13.5 Wind speed (m/s) 13 12.5 12 11.5 11 10.5 10 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 Hình 5.12: Tốc độ gió thay đổi ngẫu nhiên theo thời gian 66 100 Chương 5: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC With traditional PI controllers 1.6 x 10 Active power (W) 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 0.9 20 30 40 50 1.6 60 Time (s) 70 80 90 100 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers x 10 Active power (W) 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 0.9 20 30 40 50 Active power (W) x 10 1.55 1.5 1.45 1.4 75 1.6 Active power (W) 70 With traditional PI controllers 1.6 60 Time (s) x 10 75.5 76 76.5 77 77.5 Time (s) 78 78.5 79 79.5 80 78.5 79 79.5 80 With PI-Fuzzy controllers 1.55 1.5 1.45 1.4 75 75.5 76 76.5 77 77.5 Time (s) 78 Hình 5.13: Cơng suất tác dụng với tốc độ gió thay đổi 67 Chương 5: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC With traditional PI controllers Reactive power (VAR) 12 x 10 10 20 30 40 50 Reactive power (VAR) x 10 90 100 80 90 100 30 40 50 60 Time (s) 70 With traditional PI controllers 1.2 Reactive power (VAR) 80 10 20 x 10 1.1 0.9 0.8 75 1.2 Reactive power (VAR) 70 With PI-Fuzzy controllers 12 60 Time (s) 75.5 x 10 76 76.5 77 77.5 Time (s) 78 78.5 79 79.5 80 78.5 79 79.5 80 With PI-Fuzzy controllers 1.1 0.9 0.8 75 75.5 76 76.5 77 77.5 Time (s) 78 Hình 5.14: Cơng suất phản kháng với tốc độ gió thay đổi 68 Chương 5: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC With traditional PI controllers Stator current (A) x 10 0.5 -0.5 -1 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 100 70 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers x 10 Stator curent (A) 0.5 -0.5 -1 10 20 30 40 50 Time (s) 60 With traditional PI controllers Stator current (A) 2000 1000 -1000 -2000 20 30 40 50 60 Time (s) 70 80 90 100 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers 2000 Stator current (A) 1500 1000 500 -500 -1000 -1500 -2000 20 30 40 50 60 Time (s) 69 70 Chương 5: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC With traditional PI controllers Stator current (A) 2000 1000 -1000 -2000 75 75.01 75.02 75.03 75.04 75.05 Time (s) 75.06 75.07 75.08 75.09 75.1 75.07 75.08 75.09 75.1 With PI-Fuzzy controllers 2000 Stator current (A) 1500 1000 500 -500 -1000 -1500 -2000 75 75.01 75.02 75.03 75.04 75.05 Time (s) 75.06 Hình 5.15: Dịng điện stator với tốc độ gió thay đổi 70 Chương 5: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC With traditional PI controllers 2000 Rotor speed (rpm) 1500 1000 500 -500 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 100 70 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers 2000 Rotor speed (rpm) 1500 1000 500 -500 10 20 30 40 50 Time (s) 60 With tradional PI controllers Rotor speed (rpm) 1700 1600 1500 1400 1300 20 30 40 50 60 Time (s) 70 80 90 100 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers 1700 Rotor speed (rpm) 1650 1600 1550 1500 1450 1400 1350 1300 20 30 40 50 60 Time (s) 70 Hình 5.16: Tốc độ rotor trường hợp tốc độ gió thay đổi 71 Chương 5: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC With traditional PI controller 30 Pitch angle (deg) 25 20 15 10 -5 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 100 70 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers 30 Pitch angle (deg) 25 20 15 10 -5 10 20 30 40 50 Time (s) 60 Hình 5.17: Góc pitch quạt gió trường hợp cố định tốc độ gió 5.3 Phân tích kết mô Do máy công suất lớn nên moment qn tính máy phát lớn, thời điểm khởi động máy chuyển đến trạng thái xác lập phải có lượng thời gian đáng kể Nhìn chung hệ thống vào hoạt động ổn định nhanh sau khoảng 20 giây Mục tiêu điều khiển độc lập công suất P Q máy phát điện gió khơng đồng nguồn kép đáp ứng u cầu Công P Q ngõ máy phát đáp ứng xác theo giá trị đặt máy phát vận hành chế độ xác lập 72 Chương 5: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC Bảng 5.6: Giá trị trung bình Ps Qs trường hợp tốc độ gió cố định Bảng 5.7: Giá trị trung bình Ps Qs trường hợp tốc độ gió thay đổi ngẫu nhiên Với kết thu từ Bảng 5.6 5.7, rõ ràng với việc ứng dụng PI-Fuzzy vào khả phát cơng suất ngõ dựa theo giá trị đặt đạt độ xác cao Bảng liệt kê giá trị trung bình hai khoảng thời gian 45 – 50 giây 75 – 80 giây, hai khoảng thời gian đại diện cho khoảng công suất trạng thái ổn định hai mức khác Khoảng thời gian 45 - 50 giây khoảng thời gian công suất giảm 75 - 80 giây khoảng thời gian công suất sau tăng lên Dựa vào giá trị trung bình thu ta tính phần trăm sai số so với giá trị đặt, kết thu trường hợp điều khiển công suất tác dụng sử dụng PI-Fuzzy đạt hiệu so với sử dụng PI truyền thống, điều khiển cơng suất phản kháng hiệu không nhiều Số liệu thống kê Bảng 5.6 5.7 phù hợp với biểu đồ tương ứng thu Khi điều khiển công suất tác dụng ứng dụng PI-Fuzzy trường hợp tốc 73 Chương 5: SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHI SỬ DỤNG PI SO VỚI SỬ DỤNG PI KẾT HỢP FUZZY LOGIC độ gió cố định, sai số trạng thái ổn định giảm từ 2,7 % xuống 0,04 % (45 – 50 s) giảm từ 1,91 % xuống 0,02 % (75 – 80 s), trường hợp tốc độ gió ngẫu nhiên sai số giảm từ 2.33 % xuống 0,07 % (45 – 50s) giảm từ 1,95 % xuống % (75 – 80 s) Tuy nhiên dòng điện pha stator biến dạng nhiều sử dụng PI-Fuzzy Hình 5.12 5.20 Điều xảy q trình suy luận logic mờ thơng số điều khiển bị thay đổi nhiều thời gian mô Tốc độ cánh quạt máy phát thay đổi phù hợp hai trường hợp Qua kết thu chìa khóa quan trọng việc sản xuất điện với quy mô lớn trang trại gió Một phép tính đơn giản với tốc độ gió ngẫu nhiên thực sở số liệu thống kê cho trang trại máy phát điện gió với 30 turbine gió Các yêu cầu lượng hoạt động cho máy phát điện trang trại 1,5 MW Do đó, tồn trang trại cung cấp tổng cộng 45 MW Bộ điều khiển PI truyền thống gây mát 1,048MW (2,33 % x 30 = 69,9 %) tương ứng với nửa công suất yêu cầu cho máy phát điện Ví dụ hạn chế PI truyền thống khuyến khích người áp dụng điều khiển PI-Fuzzy DFIG lớn tập trung nhiều nghiên cứu để cải thiện hiệu suất cho điều khiển để thu kết tối ưu 74 Chương 6: KẾT LUẬN CHƯƠNG KẾT LUẬN 6.1 Kết luận Các công việc thực luận văn cụ thể sau: - Luận văn mơ hình hóa máy phát điện gió nguồn kép DFIG Matlab có hệ thống tuabin gió máy phát chương trình mô Kết thu hệ thống tuabin gió DFIG điều chỉnh độc lập công suất tác dụng công suất phản kháng, điều làm cho hiệu suất phát điện tốt hơn, cải thiện chất lượng điện - Mô máy phát DFIG trường hợp sử dụng PI truyền thống trường hợp ứng dụng trí thơng minh nhân tạo (PI-Fuzzy) vào điều khiển Kết thu hai trường hợp tốc độ gió cố định tốc độ gió thay đổi điều khiển thu kết tốt giảm sai số đáng kể theo bảng 5.6 bảng 5.7 6.2 Hướng phát triển đề tài tương lai Kết thu áp dụng cho máy phát điều kiên lý tưởng nên hướng phát triển đề tài tương lai - Cần xét đến yếu tố khác ngắn mạch đầu cực máy phát, cân pha … turbin gió gây ảnh hưởng đến hệ thống - Sự ảnh hưởng hệ thống nhiều máy phát điện gió cơng suất lớn đến ổn định hệ thống - Cần tính tốn giới hạn cơng suất phản kháng từ tính tốn kết hợp hệ thống bù cơng suất phản kháng kết hợp kỹ thuật điều khiển để điều khiển điện áp đầu 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Tạ Văn Đa, “Đánh giá tài nguyên khả khai thác lượng gió lãnh thổ Việt Nam”, báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ, Hà Nội 10-2006 Tống Thị Hiếu, “Nghiên cứu hệ thống turbine gió sử dụng máy phát điện không đồng nguồn kép (DFIG)”, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, 2012 Võ Xuân Hải, “Điều khiển định hướng từ thông máy phát điện gió khơng đồng nguồn kép”, Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, 2009 Nguyễn Bách Phúc, Nguyễn Hữu Bính, “Tổng quan phát triển điện gió giới”, Viện Điện – Điện tử Tin học TP HCM Phạm Đình Trực, “Bài giảng Giải tích máy điện nâng cao”, Trường Đại học Bách khoa Hồ Chí Minh, 2014 Cao Xuân Tuyển, Nguyễn Phùng Quang, “Các kết thực nghiệm điều khiển máy điện không đồng nguồn kép hệ thống phát điện chạy sức gió áp dụng phương pháp thiết kế phi tuyến backstepping” – Năm 2006 Bùi Thanh Tân, “Điều khiển độc lập P Q máy phát điện gió khơng đồng nguồn kép”, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, 2011 Phan Thanh Tùng, Vũ Chi Mai, Angelika Wasielke, “ Tình hình phát triển điện gió khả cung ứng tài cho dự án Việt Nam”, dự án Năng lượng gió GIZ, Hà nội, 03/2012 Đàm Quang Minh, Vũ Thành Tự Anh, “Năng lượng gió Việt Nam, tiềm triển vọng”, Tạp chí Tia Sáng, Bộ Khoa học Công Nghệ, 02/04/2006 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG NƯỚC NGOÀI 10 Andreas Petersson, “Analysis, Modeling and Control of Doubly-Fed Induction Generators for Wind Tuabins” Chalmers University of Technology, 2005 11 Morten Lindholm, “Modelling and Impact on power system dynamic”, technical University of Denmark 12 Noel A Janssens, “Active Power Control Strategies of DFIG Wind Turbines”, Senior Member, IEEE, Guillaume Lambin, and Nicolas Bragard – IEEE Power Tech 2007 13 Sim Power Systems For Use with Simulink, “User’s Guide”, 2005 14 Sathyajith Mathew, Assistant Professor & Wind Energy Consultant, “Wind energy”, Faculty of Engineering, KCAET, Tavanur, Malapuram, Kerala, India 15 The World Wind Energy Association, “World Wind Energy Report 2011”, Havana, Cuba, 3-5 June 2013 77 S K L 0 ... ? ?Điều khiển độc l? ?p P Q máy phát điện gió khơng đồng nguồn k? ?p ứng dụng trí thơng minh nhân tạo? ?? vấn đề cần thiết nhằm nâng cao hiệu vận hành máy phát điện gió, g? ?p phần vào việc phát triển nguồn. .. turbine gió kết nối vào lưới điện 18 2.2.1 Máy phát điện không đồng nguồn k? ?p (DFIG) 19 2.2.2 Máy phát điện không đồng nguồn k? ?p không chổi quét (BDFIG) 20 2.2.3 Máy phát điện đồng nam... sinh : Quảng Ngãi Chuyên nghành MSHV : Kỹ Thuật Điện : 128520202017 I – TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU KHIỂN ĐỘC L? ?P P VÀ Q CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ KHƠNG ĐỒNG BỘ NGUỒN K? ?P SỬ DỤNG TRÍ THƠNG MINH NHÂN TẠO II