Microsoft Word 89 Le Thi Huong doc Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN 978 604 82 2981 8 531 ĐỒNG BỘ HÓA KẾT NỐI ĐẦU RA INVERTER PV VỚI LƯỚI ĐIỆN HẠ ÁP 1 PHA Lê Thị Hương Trường Đại[.]
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 ĐỒNG BỘ HÓA KẾT NỐI ĐẦU RA INVERTER PV VỚI LƯỚI ĐIỆN HẠ ÁP PHA Lê Thị Hương Trường Đại học Thủy lợi, email: huonglt@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Hệ thống PV nối lưới cần đảm bảo mục đích: khai thác tối ưu cơng suất phát PV đưa tối đa dịng cơng suất vào lưới điện xoay chiều AC Việc lựa chọn hệ số cơng suất phát nguồn PV tương thích với hệ số công suất yêu cầu lưới điện nhằm cho phép điều chỉnh lượng công suất tác dụng công suất phản kháng đưa lên lưới điện tùy theo yêu cầu công suất lưới điện [1,2] Bằng việc điều chỉnh góc lệch pha (δ) điện áp đầu nghịch lưu inverter PV điện áp lưới điện để ổn định dòng điện bơm lên lưới điện áp, tần số lưới điện áp DC thay đổi PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Sơ đồ mạch điện tương đương hệ thống inverter PV pha - nối lưới Hình điện áp lưới Vgrid Các giá trị điện áp dòng điện xoay chiều đầu inverter PV: Vinv 2Vinv s ; iout I out s Hình Giản đồ vecto quay đại lượng mạch điện Trên Hình 3, giả sử góc lệch pha δ khơng đổi, biên độ điện áp đầu inverter PV(Vinv) thay đổi, thấy biên độ dịng điện Iout góc pha điện áp lưới biến đổi theo Trên Hình 4, giả sử biên độ điện áp Vinv giữ khơng đổi, góc lệch pha δ thay đổi tới giá trị δ2>δ, nhận thấy thay đổi giá trị biên độ dòng điện xoay chiều bơm lên lưới Iout góc lệch pha điện áp lưới φ Hình Sơ đồ mạch điện tương đương Các đặc tinh mạch điện mô tả dạng giản đồ vecto với thành phần giá trị bản: điện áp dòng điện xoay chiều đầu Inverter PV (Vinv, Iout), sụt áp điện cảm (VL = j XLIout = jωLIout) điện áp lưới điện (Vgrid) Hình Trong φ góc lệch pha điện áp lưới Vgrid dịng điện Iout, δ góc lệch pha điện Vinv Hình Điện áp đầu inverter PV thay đổi Mặt khác, từ Hình 2, mối quan hệ đặc tính sau: Vinvsinδ = VL cosφ = XL Iout cosφ (1) Công suất tác dụng đầu inverter PV bơm vào lưới sau: P = Vgrid Iout cosφ = (Vgrid Vinvsinδ)/ XL (2) 531 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Hình Góc lệch pha điện áp đầu inverter PV điện áp lưới thay đổi Phương trình (2) cơng suất nguồn PV bơm vào lưới phụ thuộc vào: điện kháng XL, điện áp đầu inverter PV, điện áp lưới thay đổi góc lệch pha điện áp (δ) Công suất phản kháng inverter PV Q = Vgrid Iout sinφ XL Iout sinφ = Vinv cosδ Vgrid Q = [Vgrid(Vinvcosδ Vgrid)]/ XL (3) Để tối ưu khả mang tải khóa điện tử, biến áp xung, cuộn kháng L nghịch lưu làm việc chế độ đảm bảo: - Giữ công suất phản kháng Q truyền vào lưới gần hay hệ số cơng suất = - Giữ dịng điện bơm vào lưới không đổi điện áp Vdc, điện áp lưới tần số lưới thay đổi Khi Q = thì: I S / Vgrid P Q / Vgrid P / Vgrid Vinv sin / X L I Vgrid tan / X L Vinv = maK1Vdc đó: ma: số điều chế ma= Vs/Vt với Vs điện áp đỉnh sóng sin điều khiển Vt điện áp đỉnh sóng mang tam giác Do Vgrid làm sóng điều khiển nên Vs=K2Vgrid với K2 tỷ số máy biến áp lấy tín hiệu hồi tiếp nên: Vinv = (K2Vgrid /Vt)K1Vdc Vt = Vdccosδ (7) K2 chọn để K1K2 = Nên trì (7) Vinv có giá trị biên độ đỉnh khơng đổi Vdc thay đổi Tín hiệu Vdc đưa vào điều điều khiển để điều chỉnh xung tam giác Vt theo biểu thức (7) Tín hiệu Vdc đưa vào điều khiển để điều chỉnh giá trị đỉnh xung tam giác Vt theo biểu thức (7) Tín hiệu sóng sin lấy từ biến áp hồi tiếp lưới điện dùng làm sóng điều khiển để đảm bảo biểu thức (5) nên điện áp đầu Vinv bám sát theo Vgrid đảm bảo tần số f lưới điện Các trễ điều khiển góc δ cho dòng điện I inverter bơm vào lưới không đổi theo biểu thức (4) (4) (5) và: Vinv cosδ = Vgrid Tức tín hiệu sin lưới điện hồi tiếp làm sóng sin điều khiển Điều cho phép Vinv bám sát theo Vgrid theo tỷ lệ không đổi, với tỷ lệ không đổi cos δ, hệ số công suất mức cao Để I = const, Vgrid tăng k lần tanδ phải giảm k lần ngược lại Khi tần số điện áp không đổi, giữ nguyên δ I = const Khi đó, cần phải làm trễ tín hiệu sóng sin khoảng thời gian t tính sau: t = T –δT/3600 = T(1-δ/360) (6) Phương pháp điều khiển nghịch lưu SPWM dùng tạo sóng sin làm sóng điều khiển trộn với sóng mang tam giác tần số cao, cho độ rộng xung thay đổi để điều khiển thời gian đóng ngắt khóa nghịch lưu Cơng thức sau: 532 Hình Sơ đồ ngun lý điều khiển Hình Sơ đồ nguyên lý kết nối điều khiển Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Hình Sơ đồ điều khiển xung kích KẾT QUẢ Mơ inveter 7000 VA hòa lưới điện pha 220V Tại thời điểm góc lệch pha δ 15, 30, 45 tương ứng với dòng điện Iout 8.48A, 18.38A, 31.1A Các thí nghiệm có thời điểm hịa lưới 0.03s, lúc điện áp Vdc=48V, Vgrid= 220V, thời điểm 0,2s giá trị điện áp pin mặt trời giảm cịn Vdc= 40V, điện áp lưới khơng đổi thời điểm 0,4s Vgrid=260V Hình δ=15, 30, 45 tần số f thay đổi KẾT LUẬN Bằng việc sử dụng hồi tiếp sóng sin điện áp Vgrid làm sóng điều khiển nghịch lưu thay đổi điện áp xung tam giác theo giá trị điện áp chiều pin mặt trời ổn định dòng Iout inverter bơm vào lưới Giá trị dịng Iout có mức ổn định lớn Vdc, Vgrid thay đổi 20%, tự động ổn định sau chu kỳ Tuy nhiên cần giải tình trạng Iout tăng cao trình độ thay đổi tần số TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình δ=15, 30, 45 Vdc, Vgrid thay đổi Mô thời điểm hòa lưới lúc 0.03s, lúc điện áp Vdc=48V, Vgrid=220V, tần số f=50Hz, thời điểm 0,2s tần số lưới giảm f=48Hz Từ 0,2s đến 0,4s dòng điện độ biến đổi mạnh inverter làm việc góc lệch pha δ bé [1] E Rezapour, Md T Bina, A Hajizadeh, 2014.“Active and reactive power controller for singlephase connected photovoltaic systems”, International journal of emerging science andengineering, Vol 2, pp 22-24, Issue 5, March, 2014 [2] L Hassaine, E Olias, J Quintero and A Barrado, 2014.“Power control for grid connectedapplications based on the phase shifting of the inverter output voltage with respect to thegrid voltage”, Electrical power and energy systems, Vol 57, pp 250-260 April, 2014 533 ... năm 2 019 ISBN: 978-604-82-29 81- 8 Hình Góc lệch pha điện áp đầu inverter PV điện áp lưới thay đổi Phương trình (2) cơng suất nguồn PV bơm vào lưới phụ thuộc vào: điện kháng XL, điện áp đầu inverter. .. 2 019 ISBN: 978-604-82-29 81- 8 Hình Sơ đồ điều khiển xung kích KẾT QUẢ Mơ inveter 7000 VA hòa lưới điện pha 220V Tại thời điểm góc lệch pha δ 15 , 30, 45 tương ứng với dòng điện Iout 8.48A, 18 .38A,... biến áp hồi tiếp lưới điện dùng làm sóng điều khiển để đảm bảo biểu thức (5) nên điện áp đầu Vinv bám sát theo Vgrid đảm bảo tần số f lưới điện Các trễ điều khiển góc δ cho dịng điện I inverter