Hcmute nghiên cứu nâng cao ổn định động của hệ thống tích hợp năng lượng gió, năng lượng mặt trời và năng lượng nhiệt điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ỔN ÐỊNH ÐỘNG CỦA HỆ THỐNG TÍCH HỢP NĂNG LƯỢNG GIÓ, NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG NHIỆT ÐIỆN S K C 0 9 MÃ SỐ: T2015-33Ð S KC 0 5 Tp Hồ Chí Minh, tháng 2/2016 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TÍCH HỢP NĂNG LƯỢNG GIĨ, NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐIỆN Mã số: T2015-33Đ Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thị Mi Sa TP HCM, 02/2016 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TÍCH HỢP NĂNG LƯỢNG GIĨ, NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐIỆN Mã số: T2015-33TĐ Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thị Mi Sa Thành viên đề tài: TS Ngô Văn Thuyên TS Trương Đình Nhơn TP HCM, 02/2016 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TÍCH HỢP NĂNG LƯỢNG GIĨ, NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐIỆN Mã số: T2015-33TĐ Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thị Mi Sa Thành viên đề tài: TS Ngô Văn Thuyên TS Trương Đình Nhơn TP HCM, 02/2016 I Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TĨM TẮT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TÍCH HỢP NĂNG LƯỢNG GIÓ, NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐIỆN Mã số: T2015-33TĐ Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Thị Mi Sa TP HCM, 02/2016 II Luan van Mục lục Chương 1: Mở đầu Error! Bookmark not defined 1.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài nước .Error! Bookmark not defined 1.2.Tính cấp thiết Error! Bookmark not defined 1.3.Mục tiêu Error! Bookmark not defined 1.4.Cách tiếp cận Error! Bookmark not defined 1.5.Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined 1.6.Đối tượng phạm vi nghiên cứu, nội dung nghiên cứu Error! Bookmark not defined Chương 2: Ổn định hệ thống điện Error! Bookmark not defined 2.1.Các khái niệm Error! Bookmark not defined 2.1.1 Hệ thống điện (HTĐ) chế độ HTĐ Error! Bookmark not defined 2.1.2 Khái niệm ổn định HTĐ Error! Bookmark not defined 2.1.3 Phân loại ổn định HTĐ Error! Bookmark not defined 2.2.Các tiêu chuẩn đánh giá ổn định tĩnh Error! Bookmark not defined 2.2.1 Tiêu chuẩn lượng Error! Bookmark not defined 2.2.2 Phương pháp dao động bé Error! Bookmark not defined 2.3.Các tiêu chuẩn đánh giá ổn định động Error! Bookmark not defined 2.3.1 Phương pháp diện tích Error! Bookmark not defined 2.3.2 Tiêu chuẩn cân diện tích .Error! Bookmark not defined 2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định động .Error! Bookmark not defined Chương 3: Máy phát điện lượng gió Pin mặt trời Error! Bookmark not defined 3.1 Máy phát điện lượng gió Error! Bookmark not defined 3.1.1 Tuabin gió Error! Bookmark not defined 3.1.2 Máy phát điện đồng nam châm vĩnh cửu Error! Bookmark not defined 3.2.3 Bộ chuyển đổi công suất máy phát điện lượng gió đồng nam châm vĩnh cửu .Error! Bookmark not defined 3.2 Pin mặt trời Error! Bookmark not defined 3.2.1 Giới thiệu pin mặt trời Error! Bookmark not defined 3.2.2 Đặc tính làm việc pin mặt trời Error! Bookmark not defined 3.2.3 Tấm lượng mặt trời .Error! Bookmark not defined III Luan van 3.2.4 Cách ghép nối pin lượng mặt trời Error! Bookmark not defined 3.2.5 Hệ quang điện làm việc với lưới Error! Bookmark not defined 3.2.6 Các biến đổi hệ PV Error! Bookmark not defined Chương 4: Thiết kế điều khiển cho nghịch lưu Error! Bookmark not defined 4.1 Giới thiệu hệ thống điện sử dụng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 4.2 Thiết kế PID phương pháp gán điểm cực Error! Bookmark not defined 4.3 Tính tốn thiết kế PID cho nghịch lưu .Error! Bookmark not defined Chương 5: Mô ảnh hưởng điều khiển PID nghịch lưu Error! Bookmark not defined 5.1 Sự cố ngắn mạch pha Error! Bookmark not defined 5.2 Sự cố đứt đường dây DC Error! Bookmark not defined Chương 6: Kết luận Kiến nghị Error! Bookmark not defined 6.1 Kết luận Error! Bookmark not defined 6.2 Kiến nghị Error! Bookmark not defined Tài liệu tham khảo Error! Bookmark not defined IV Luan van Danh mục bảng biểu Bảng 4.1 Trị riêng hệ thống Error! Bookmark not defined V Luan van Danh mục hình Hình 2.1: Hệ thống điện đơn giản sơ đồ tương đương Error! Bookmark not defined Hình 2.2: Miền làm việc ổn định hệ thống điện đơn giản (đậm) Error! Bookmark not defined Hình 2.3: Mơ hình máy phát nối với vô lớn Error! Bookmark not defined Hình 2.4: Biểu diễn hệ thống mơ hình máy phát cổ điển Error! Bookmark not defined Hình 2.5: Sơ đồ hệ thống sơ đồ thay ngắn mạch Error! Bookmark not defined Hình 2.6: Đồ thị đặc tính cơng suất Error! Bookmark not defined Hình 2.7: Sơ đồ tương đương hệ thống sau cắt ngắn mạch Error! Bookmark not defined Hình 2.8: Mối quan hệ góc – cơng suất Error! Bookmark not defined Hình 2.9: Đáp ứng thay đổi công suất Error! Bookmark not defined Hình 2.10: Sự cố ngắn mạch xảy F (a) mạch tương đương (b) Error! Bookmark not defined Hình 2.11: Minh họa tượng ổn định động Error! Bookmark not defined Hình 3.1: Hệ thống máy phát đồng - PMG .Error! Bookmark not defined Hình 3.2: Sơ đồ chuyển đổi công suất với máy phát PMSG Error! Bookmark not defined Hình 3.3: Đường đặt tính làm việc U – I pin mặt trời Error! Bookmark not defined Hình 3.4: Sơ đồ tương đương pin mặt trời Error! Bookmark not defined Hình32.5: Sự phụ thuộc đặc trưng VA pin mặt trời Error! Bookmark not defined Hình 3.6: Sự phụ thuộc đường đặc tính pin mặt trời vào nhiệt độ pin .Error! Bookmark not defined Hình 3.7: Đường đặc tính tải đặc tính pin mặt trời Error! Bookmark not defined Hình 3.5: Ghép nối tiếp hai môđun pin mặt trời (a) .Error! Bookmark not defined đường đặc trưng VA môđun hệ (b) Error! Bookmark not defined Hình 3.6: Ghép song song hai môđun pin mặt trời (a) Error! Bookmark not defined VI Luan van đường đặc trưng VA môđun hệ (b) Error! Bookmark not defined Hình 4.1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống nghiên cứu .Error! Bookmark not defined Hình 4.2: Sơ đồ điều khiển góc kích nghịch lưu DC-AC Error! Bookmark not defined Hình 5.1: Đáp ứng thông số so sánh trường hợp có khơng có điều khiển thiết kế PID Error! Bookmark not defined Hình 5.2: Đáp ứng hệ thống cố xảy giữa bus DC Error! Bookmark not defined VII Luan van I = I1 = I = … = I i (3.11) n V =  Vi (3.12) i =1 n n P = V.I =  IVi =  Pi i =1 (3.13) i =1 n n I opt = I iopt , Vopt =  Vopti , Popt =  Popti i =1 (3.14) i =1 Trong đó: I, P, V,… dịng điện, cơng śt hiệu điện thế của cả hệ Ii, Vi, Pi… dịng điện, cơng śt, hiệu điện thế của môđun thứ i hệ Iopi, Vopi, Popi… dịng điện làm việc tới ưu, điện thế làm việc tối ưu, công suất làm việc tối ưu của môđun thứ i hệ Iop, Vop, Pop… dịng điện làm việc tới ưu, điện thế làm việc tối ưu, công suất làm việc tối ưu của hệ Khi tải có giá trị < R <  , Các môđun làm việc máy phát tương đương Đường đặc tính vơn – ampe của hệ bằng tổng hình học của hai đường đặc trưng của môđun  Ghép song song modul mặt trời Ở cách ghép này, ta giả sử môđun giớng hệt nhau, có đường đặc tính V - A giớng hết nhau, thơng sớ dịng đoản mạch ISC, thế hở mạch VOC bằng Giả sử cường độ chiếu sáng tấm đồng 32 Luan van (a) (b) Hình 3.6: Ghép song song hai môđun pin mặt trời (a) đường đặc trưng VA môđun hệ (b) Khi ta có: U = U1 = U = … = U i (3.15) n I =  Ii (3.16) i =1 n n i =1 i =1 P = V.I =  VI i =  Pi (3.17) n n i =1 i =1 Vopt = Viopt , I opt =  I opti , Popt =  Popti (3.18) Đường đặc tính VA của hệ được suy bằng cách cộng giá trị dòng điện I ứng với giá trị điện thế V không đổi Trong trường hợp này, pin làm việc máy phát điện tải có giá trị < R <  3.2.5 Hệ quang điện làm việc với lưới Đây hệ PV được kết nối với lưới điện Hệ thống cho phép tự trì hoạt động của tải bằng ng̀n năng lượng dự trữ đờng thời có thể bơm phần năng lượng dư thừa vào lưới điện để bán Khi nguồn pin mặt trời (hay máy phát pin mặt trời) sinh nhiều năng lượng ng̀n năng lượng dư thừa được chuyển vào lưới điện, những điều kiện thời tiết xấu, khơng có nắng hay mây mưa, máy phát pin mặt trời không sinh đủ năng lượng để đáp ứng cho phụ tải hệ lấy điện từ lưới Do hệ PV có thể cần hoặc khơng cần ắc quy để dự trữ năng lượng Bộ biến đổi hệ không chỉ giúp ổn định nguồn năng lượng tạo ng̀n pin mặt trời mà cịn phải đảm bảo nguồn điện năng khỏi hệ quang điện phải đồng với lưới Hệ quang điện mặt trời có thể trở thành phần của lưới điện lớn Cấu trúc của hệ cịn phụ thuộc vào quy mơ của hệ đặc tính phụ tải sử dụng Khi hệ quang điện được mắc với lưới, ng̀n cơng śt có hai chiều hướng Lưới hấp thụ nguồn điện mặt trời cung cấp cho thiết bị tiêu thụ mà hệ PV không thể sinh điện vào 33 Luan van thời gian yếu ánh sáng hoặc ban đêm Đây hình thức được khún khích phát triển nhiều nơi thế giới 3.2.6 Các biến đổi hệ PV Bộ biến đổi giúp liên kết những tấm pin mặt trời với phần lại hệ PV Nó giúp biến đổi ng̀n điện chiều sinh từ pin mặt trời thành nguồn xoay chiều để hoà với lưới Hệ PV làm việc với lưới đòi hỏi độ phức tạp hoạt động, phải có đờng với lưới điện áp, tần sớ, góc pha Bộ biến đổi DC/AC phải tạo được điện áp dạng sin, phải đồng được điện áp, tần số của lưới, phải xác định được điểm làm việc có cơng śt lớn nhất của dãy pin mặt trời Đầu vào của biến đổi phụ thuộc vào điện áp vào cho đến xác định được điểm MPP đường đặc tính I – V Bộ biến đổi phải điều khiển được góc pha của lưới, đầu của DC/AC phải được điều khiển cả điện áp tần sớ Các loại DC/AC thơng thường có thể được điều khiển bằng phương pháp PWM điều chỉnh độ rộng xung hoạt động tần số từ kHz đến 20 kHz 34 Luan van Chương 4: Thiết kế điều khiển cho nghịch lưu 4.1 Giới thiệu hệ thống điện sử dụng nghiên cứu Hệ thống nghiên cứu bao gồm máy phát điện gió tớc độ thay đổi nam châm vĩnh cửu sử dụng chỉnh lưu ngõ DC được nối vào bus chung với hệ thống điện mặt trời Điện áp DC được kết nối vào hệ thống máy phát điện đồng của nhà máy nhiệt điện thông qua nghịch lưu tổng để chuyển đổi điện áp DC thành điện áp AC hòa vào lưới tại bus PCC Do đặc thù của năng lượng gió năng lượng mặt trời không ổn định nên lượng công suất bơm vào lưới có khả năng dao động thế ảnh hưởng đến chất lượng điện năng độ ổn định của hệ thớng điện, thế nghiên cứu điều khiển PID được thiết kế để nâng cao độ ổn định cho hệ thống PV Panel PMSG AC-to-DC Rectifier DC-to-DC Boost Converter PV Panel PMSG AC-to-DC Rectifier DC-to-DC Boost Converter 160 MVA SG DC-to-AC Inverter PCC Hình 4.1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống nghiên cứu 35 Luan van Power Grid 4.2 Thiết kế PID bằng phương pháp gán điểm cực Phương pháp thiết kế PID bằng cách gán cực được thực hiện dựa vào hệ phương trình trang thái được biểu diễn sau: pX = AX + BU + VW (4.1) Y = CX + DU (4.2) Với X biến trạng thái, Y ma trận ngõ ra, U vectơ bù ngõ vào, W tín hiệu nhiễu, A, B, C D ma trận hằng số Để thiết kế điều khiển PID ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của nhiễu tức cho D = V = [14] Hàm truyền của hệ thống sau đưa PID vào được biểu diễn sau: H ( s) = U (s) sTW K = ( K P  I  sK D ) Y (s)  sTW s (4.3) Với s tốn tử Laplace, TW hệ sớ hằng số lọc nhiễu, KP, KI, KD lần lượt hằng sớ tỉ lệ, hằng sớ tích phân hằng số vi phân của điều khiển PID Nghiệm của phương trình tập trị riêng i Từ ta có được phương trình đặc trưng của hệ thống bao gồm cả khâu PID được cho sau det{sI  [A + BH(s)C]} = (4.4) Từ phương trình nếu ta gán cho hệ nghiệm phức cặp cực mong ḿn thay vào phương trình ta có phương trình giải tìm được biến TW, KP, KI, KD 4.3 Tính tốn thiết kế PID cho nghịch lưu Việc ứng dụng điều khiển PID điều khiển nghịch lưu nhằm nâng cao ổn định hệ thớng Tín hiệu ngõ của PID Vc được dùng để bổ sung thêm 36 Luan van vào khâu so sánh sai lệch điện áp DC của nghịch lưu có sơ đờ khới biểu diễn hình 4.2 δ inv0 Vdc δ _ V dc,ref + VC ∑ Δδ inv + K δinv 1+sTδinv _ + ∑ δ VC,max PID inv_max δ inv inv_min sTW 1+sTW Δωr VC,min Hình 4.2: Sơ đồ điều khiển góc kích nghịch lưu DC-AC Do điều khiển PID chỉ phù hợp hệ tuyến tính nên thiết kế ta phải tiến hành tún tính hóa phương trình của hệ thống nghiên cứu tại điểm làm việc định mức Với trình tự thiết kế nêu phần 2.1, từ phương trình trạng thái của hệ thớng ta phân vectơ trạng thái X thành nhóm vectơ sau X = [XPMG, XPV, XSG, XTL]T, XPMG, XPV, XSG XTL lần lượt vec tơ trạng thái của máy phát tuabin gió PMG, hệ thống pin mặt trời, hệ máy phát SG, hệ thống truyền tải nối với bus vô hạn Nghiệm của phương trình tập trị riêng i được cho bảng 4.1 Trong trị riêng 31-32 34-35 đặc trưng cho chế độ dao động chế độ kích từ của máy phát đồng SG chọn công suất tác dụng PG = 0.9 pu, điện áp đầu cực máy phát Vt = 1.0 pu, hệ số công suất PF = 0.975 trễ, tớc độ gió VW = 12 m/s xạ mặt trời 1000 W/m2 Cũng hình 4.1 ta lại thấy rằng tín hiệu ngõ vào của điều khiển PID sai số của tốc độ quay của máy phát đồng  SG Đây thông số thể hiện mức độ dao động của hệ thống nên được lựa chọn để tạo tín hiệu điều khiển VC nhằm nâng cao ổn định cho chế độ ổn định dao động 19 dao động kích từ 22 của máy phát 37 Luan van Bảng 4.1 Trị riêng hệ thống No Subsystem Λ1-2 Λ3-4 Λ5-6 Λ7 Λ8 Λ9-10 Λ11-12 Λ13-14 Λ15 Λ16-17 Λ18-19 Λ20-21 Λ22-23 Λ24-25 Λ26-27 Λ28 Λ29 Λ30-31 Λ32-33 Λ34-35 Λ36 PMG PV TL SG PID System without damping controller -15.5±j3.3×106 -15.1±j3.3×106 -2.4 ± j5.6 -99.2 -100.7 -89.9± j90.1 -15.6± j40.8 -1.5± j1.2 -455.4 -311.4± j2361.8 -17.9 -9.9 -21.5±j10639 -25.4±j105633 -13.5 ± j376.3 -46.3 -37.6 -0.3 ± j9.3* -9.2 ± j11.2 -0.3 ± j1.2* - System with PID damping controller -15.5 ± j3.3×106 -15.1± j3.3×106 -2.3± j5.6 -99.2 -100.7 -89.9± j90.1 -15.6 ± j40.8 -1.5 ± j1.2 -455.4 -311.66 ± j2361.8 -17.871 -9.997 -21.5 ± j106391 -25.4 ± j105633 -13.5 ± j376.335 -46.3 -37.3 -2 ± j9* -7.1 ± j9.2 -1 ± j1.2* -2.145 Do đó, tín hiệu ngõ của cơng thức (4.2) Y =  SG tín hiệu ngõ vào của công thức (4.1) (4.2) U = VC Hàm truyền của hệ thống sau đưa PID vào được biểu diễn sau: H ( s) = V U ( s) = C Y ( s) SG (4.5) Trong trường hợp ta chọn giá trị của chế độ cực 31-32 = -2  j9.0 33-34 = -1  j1.2 Sử dụng phần mềm Matlab để giải hệ phương trình ta tìm được giá trị của điều khiển bao gồm: KP = -0.45, KI = 49.88, KD = 0.22, TW = 0.31s 38 Luan van Chương 5: Mô phỏng ảnh hưởng của điều khiển PID nghịch lưu 5.1 Sự cố ngắn mạch pha Để đánh giá tác động của PID thiết kế, phần tác giả tiến hành mô phỏng hệ thống bị cớ nghiêm trọng ngắn mạch pha xảy tại thời điểm 3s kéo dài sau chu kỳ Mặc dù cớ xảy hệ thớng, nhiên có mức độ nghiêm trọng của nên thường được dùng để kiểm tra độ ổn định của hệ thống điện Giả sử hệ thống vận hành ổn định với thông số định mức nêu chương Hình 5.1 trình bày kết quả so sánh của thông số của hệ thống cố xảy trường hợp có khơng có PID thiết kế cho nghịch lưu Các thông số quan trọng của hệ thống được quan sát tốc độ rotor của máy SG hình (a), cơng śt tác dụng công suất phản kháng của SG thể hiện hình (b) (c), điện áp tại bus PCC điện áp DC được trình bày hình (d) (e), điện áp đầu cực máy phát điện gió điện áp đường dây DC được cho tương ứng hình (f) (g) Có thể nhận thấy từ dạng sóng đáp ứng của thơng sớ có điều khiển PID tham gia vào đáp ứng của hệ thống tốt hơn, cụ thể thời gian ổn định thay đổi từ thời điểm 12s thành 7s có điều khiển PID tham gia vào hệ thớng Điều có nghĩa điều khiển thiết kế bằng phương pháp gán cực nâng cao được độ ổn định của hệ thống 5.2 Sự cố đứt đường dây DC Kết quả mơ phỏng hình 5.2 trình bày đáp ứng của hệ thớng có cớ xảy đường dây DC của hệ thống năng lượng gió, cớ làm máy phát điện gió bị ngắt khỏi hệ thớng Sự cớ cố vĩnh viễn xảy tại điểm đường dây chiều gần máy phát điện gió lúc 5s Đáp ứng độ của thông số cịn lại của hệ thớng cơng śt tác dụng, điện áp đầu cực máy phát điện gió cịn lại, dịng điện chiều phía chỉnh lưu nghịch lưu, tần số lưới, điện áp tại bus PCC được đưa Sau cớ xảy ra, dịng cơng śt của máy phát điện gió bị ngắt khỏi hệ thớng giảm 0, đại lượng khác ổn định tại giá trị 39 Luan van Từ kết quả mơ phỏng ta có thể khẳng định rằng với tham gia của điều khiển PID thiết kế cho nghịch lưu đáp ứng độ của hệ thống được cải thiện dẫn đến nâng cao ổn định cho hệ thống hỗn hợp năng lượng gió, năng lượng mặt trời nhiệt điện 40 Luan van 1.5 1.2 PSG (pu)  r (pu) 1.01 0.9 0.6 0.3 0.99 0 t (s) 12 t (s) (a) r 12 (b) PSG 0.6 0.4 QSG (pu) V PCC (pu) 0.2 0.6 -0.2 0.8 0.4 t (s) 12 t (s) (c) QSG 12 (d) VPCC 1.05 V PMSG (pu) Vdc (pu) 1.5 0.5 0.95 t (s) 12 t (s) 12 (f) VPMSG (e) Vdc 1.14 EDC (pu) 1.5 1.2 PSG (pu) 1.13 1.12 w ithout PID w ith PID 0.9 0.6 0.3 t (s) 12 (g) EDC t (s) 12 Hình 5.1: Đáp ứng thơng số so sánh trường hợp có khơng có điều khiển thiết kế PID 41 Luan van 1.5 0 10 t (s) 15 (pu) 0.9 PMSG2 0.5 P PMSG1 V 0.5 P PMSG1 (pu) (pu) 20 (a)PPMSG1 10 t (s) 15 0.7 0.6 0.5 20 (b)VPMSG1 1.05 10 t (s) 15 20 0.4 Idc (pu) Idc (pu) 0.4 1 (c)PPMSG2 0.8 (pu) PMSG2 0.8 V 0.2 0.95 10 t (s) 15 -0.4 20 0 (d)VPMSG2 10 t (s) 15 20 (e)Idc1 10 t (s) 15 20 15 20 (f)Idc2 1.05 f 0 10 t (s) (g)II 15 20 (pu) inf 60 58 56 V (pu) sys I I (pu) 62 10 t (s) 15 (h) fsys 20 0.95 10 t (s) (i) Vinf Hình 5.2: Đáp ứng hệ thống cố xảy giữa bus DC 42 Luan van Chương 6: Kết luận Kiến nghị 6.1 Kết luận Đề tài trình bày khả năng nâng cao ổn định q độ của hệ thớng điện gió nới với hệ thống pin năng lượng mặt trời qua bus DC chung được nghịch lưu chuyển sang điện áp xoay chiều để kết nối vào lưới điện thông qua hệ máy phát nới với bus vơ hạn Ngồi điều khiển PID được thiết kế để giảm dao động độ của hệ thống dựa vào tín hiệu dao động của máy phát đờng dựa phương pháp gán cực Các kết quả tính tốn mô phỏng miền tần số miền thời gian được trình bày để chứng minh tính hiệu quả của điều khiển thiết kế cho nghịch lưu Có thể kết luận rằng điều khiển PID thiết kế làm giảm dao động độ của hệ thống nhằm nâng cao độ ổn định cho hệ thống đề xuất 6.2 Kiến nghị Mặc dù đề tài thiết kế PID cho nghịch lưu có đáp ứng được yêu cầu đặt Tuy nhiên hệ thống nghiên cứu hệ thống phi tuyến nên điều khiển PID chỉ đáp ứng tốt tại điểm thiết kế Do để đáp ứng tớt cần phương pháp điều khiển phù hợp điều khiển Lead-Lag hoặc điều khiển trượt, điều khiển mờ… 43 Luan van Tài liệu tham khảo [1].K Wang, F Ciucu, C Lin and S H Low, “A stochastic power network calculus for integrating renewable energy sources into the power grid,” IEEE Trans Elected Areas In Communications, vol 30, no 6, pp 1037-1047, Jul 2012 [2].S Bae and A Kwasinski, “Dynamic modeling and operation strategy for a microgrid with wind and photovoltaic resources,” IEEE Trans Smart Grid, vol PP, no 99, 2012 [3].T Hirose and H Matsuo, “Standalone hybrid wind-solar power generation system applying dump power control without dump load,” IEEE Trans Industrial Electronics, vol 59, no 2, pp 988-997, Feb 2012 [4].H Ghoddami, M B Delghavi, and A Yazdani, “An integrated wind-photovoltaicbattery system with reduced power-electronic interface and fast control for grid-tied and off-grid applications,” Renewable Energy, vol 45, pp 128-137, Sept 2012 [5].H Lund, “Large-scale integration of optimal combinations of PV, wind and wave power into the electricity supply,” Renewable Energy, 2006, vol 31, no 4, pp 503515, Apr 2006 [6].D A Halamay, T K A Brekken, A Simmons, and S.McArthur, “Reserve requirement impacts of large-scale integration of wind, solar, and ocean wave power generation,”IEEE Trans.Sustainable Energy, vol 2, no 3, pp 321-328, Jul 2011 [7].S Sarkar and V Ajjarapu, “MW resource assessment model for a hybrid energy conversion system with wind and solar resources,” IEEE Trans Sustainable Energy, vol 2, no 4, pp 383-391, Oct 2010 [8].L A de Souza Ribeiro, O R Saavedra, S L de Lima, and J Gomes de Matos, “Isolated micro-grids with renewable hybrid generation: the case of Lenỗúis island, IEEE Trans Sustainable Energy, vol 2, no 1, pp 1-11, Jan 2011.
 [9].L Wang, K.-H Wang, W.-J Lee, and Z Chen, “Power-flow control and stability 44 Luan van enhancement of four parallel-operated offshore wind farms using a line-commutated HVDC link,” IEEE Trans Power Delivery, vol 25, no 2, pp 1190-1202, Apr 2010 [10] Hồng Dương Hùng, Mai Vinh Hịa, Đồn Ngọc Hùng Anh, “Nghiên cứu hệ thớng tích trữ năng lượng nhiệt mặt trời”, Tạp Chí Khoa Học Và Cơng Nghệ, Đại Học Đà Nẵng - Số 1(36).2010 [11] Tạ Văn Đa, "Đánh giá tài nguyên khả năng khai thác năng lượng gió lãnh thổ Việt Nam", Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ Hà Nội, 10-2006 [12 ]Phan Mỹ Tiên, “Phân bớ tiềm năng năng lượng gió lãnh thổ Việt Nam”, Luận án PTS Khoa học Địa lý - Địa chất Hà Nội, 1994 [13] P Kundur, Power System Stability and Control, New York: McGrawHill, 1994 [14] L Wang, D.-N Truong, “Stability improvement of a DFIG-based offshore wind farm fed to a multi-machine power system using a static VAR compensator”, in IEEE Proc Industry Applications Society Annual Meeting (IAS), 7-11 Oct 2012, pp 1-7 45 Luan van S K L 0 Luan van ... ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TÍCH HỢP NĂNG LƯỢNG GIĨ, NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐIỆN Mã số: T2015-33TĐ Chủ... tiêu: Nghiên cứu thiết kế điều khiển cho nghịch lưu hệ thống điện có tích hợp hệ thống lượng gió, lượng mặt trời lượng từ nhà máy nhiệt điện nhằm nâng cao tính ổn định hệ thống Tính sáng tạo: Nghiên. .. ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TÍCH HỢP NĂNG LƯỢNG GIĨ, NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG NHIỆT ĐIỆN Mã số: