MỤC LỤC CHƯƠNG I: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT ĐIỆN PHÁT RA TUABIN GIÓ THEO TỐC ĐỘ GIÓ 4 1.1 Xây dựng đường đặc tính công suất điện phát ra của tuabin theo tốc độ gió 4 1.2 Các thành phần của tuabin gió 6 Tìm hiểu các mô hình và lực, mô men tác động lên Tuabin gió 9 CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HÓA MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ TRONG SIMULINK MATLAB VÀ SFUNCTION 12 2.1 Mô hình hóa máy điện không đồng bộ trong Simulink matlab 12 2.1.1 Vector không gian 12 2.1.2 Mô hình ĐCKĐB trong hệ qui chiếu quay 12 2.1.3 Kết quả mô hình MĐ KĐB trên tọa độ αβ, giải bằng phương pháp Runge – Kutta (hàm ode45 trong Matlab) 12 2.1.4 Kết quả mô hình MĐ KĐB trên tọa độ αβ, giải bằng Sfunction 13 2.2 Mô hình năng lượng và biến đổi thông số 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 PHỤC LỤC 20
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÀI TẬP DÀI SỐ MÁY ĐIỆN TRONG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO NHÓM 6 : Lê Danh Huy Bùi Công Minh Hán Đức Thành Vinh Vũ Văn Ngọc Hồng Duy Tính Lê Trọng Phát 20173962 20174071 20174370 20174099 20174266 20174111 Giảng viên hướng dẫn: TS Vũ Xuân Hùng Bộ môn: Viện: Thiết Bị Điện - Điện Tử Điện HÀ NỘI, 22/03/23 Chữ ký GVHD MỤC LỤC CHƯƠNG I: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CƠNG SUẤT ĐIỆN PHÁT RA TUABIN GIĨ THEO TỐC ĐỘ GIĨ gió 1.1 Xây dựng đường đặc tính cơng suất điện phát tuabin theo tốc độ 1.2 Các thành phần tuabin gió Tìm hiểu mơ hình lực, mơ men tác động lên Tuabin gió CHƯƠNG II: MƠ HÌNH HĨA MÁY ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ TRONG SIMULINK MATLAB VÀ S-FUNCTION 12 2.1 Mơ hình hóa máy điện khơng đồng Simulink matlab 12 2.1.1 Vector không gian 12 2.1.2 Mơ hình ĐCKĐB hệ qui chiếu quay 12 2.1.3 Kết mơ hình MĐ KĐB tọa độ αβ, giải phương pháp Runge – Kutta (hàm ode45 Matlab) 12 2.1.4 2.2 Kết mơ hình MĐ KĐB tọa độ αβ, giải S-function 13 Mơ hình lượng biến đổi thông số 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 PHỤC LỤC 20 Danh mục hình vẽ Hình 1: Phân bố xác suất gió Hình 2: Đặc tính hệ số cơng suất Cp với góc theta khác Hình 3: Cơng suất theo tốc độ gió .6 Hình 4: Công suất điện theo tốc độ gió Hình 5: Chiều cao hub theo đường kính Hình 6: Khối lượng nacelle theo đường kính Hình 7: Khối lượng nacelle theo đường kính tuabin gió lớn .6 Hình 8: Nâng kéo cánh quạt tuabin gió Hình 9: Biểu đồlực-vận tốc cánh turbine Hình 10: Lực tác dụng lên rôto tuabin gió (a) Lực li tâm tác dụng lên gốc phiến (b) Lực hướng trục mômen gốc .7 Hình 11: Mặt bên hình chiếu từ rơto góc nghiêng góc hình nón dịch chuyển tháp .7 Hình 12: Dữ liệu công suất địnhh mức so với chiều cao Hub Hình 13: Thành phần lực momen tác động lên Hình 14: Mặt cắt tiết diện ngang cánh quạt .9 Hình 15: Phân tích đường gió góc cánh quạt 10 Hình 16: Phân tích lực tác dụng lên cánh quạt .10 Hình 17: Đường biểu diễn tốc độ gió qua cánh quạt .11 Hình 18: Vận tốc tương đối gió .11 Hình 19: Sơ đồ đấu dây điện áp ĐCKĐB ba pha .12 Hình 20: Vector không gian điện áp stator hệ tọa độ αβ 12 Hình 21: Vector không gian điện áp stator ("u" _"s") ⃗ điện áp pha 12 Hình 22: Mơ hình đơn giản động KĐB ba pha 12 Hình 23: Mạch tương đương động KĐB ba pha 12 Hình 24: Mơ hình tốn học ĐCKĐB rotor lồng sóc hệ tọa độ αβ 12 Hình 25: Điện áp theo hệ quy chiếu Uabc .12 Hình 26: Điện áp theo hệ quy chiếu Uαβ .12 Hình 27: Dòng điện isα isβ 13 Hình 28: Momen điện từ 13 Hình 29: Sơ đồ khối simulink 14 Hình 30: Đặc tính tốc độ khởi động .14 Hình 31: Đặc tính dịng điện 14 Hình 32: Đặc tính momen 14 Hình 33: Khối nguồn Uđm=230V; f=50Hz .15 Hình 34: Khối biến đổi Uabc -> Uαβ 15 Hình 35: Mơ hình tốn học động KĐB 16 Hình 36: Mô hình tốn học động giải Simulink 16 Hình 37: Thiết lập thông số động 17 Hình 38: Khối Matlab Function .18 Hình 39: Kết tính tốn Mơ hình lượng 19 ĐCKĐB KĐB Danh mục từ viết tắt Động không đồng Không đồng CHƯƠNG I: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH CƠNG SUẤT ĐIỆN PHÁT RA TUABIN GIĨ THEO TỐC ĐỘ GIĨ 1.1 Xây dựng đường đặc tính công suất điện phát tuabin theo tốc độ gió Chọn địa điểm đặt tuabin gió Vạn Lý, Nam Định có tốc độ gió trung bình độ cao 65m 6,88m/s, độ cao Hub 100m ta có tốc độ gió trung bình độ cao 100m là: Xác suất mật độ gió tuân theo phân bố Weilbull có phương trình: Trong đó: k hệ số hình dáng, c hệ số tỉ lệ Hệ số c tính theo: gió Chọn hệ số hình dáng k=2 ta có phương trình xác suất mật độ Biểu đồ xác suất mật độ gió: Hình 1: Phân bố xác suất gió Từ đồ thị chọn thơng số tốc độ gió cho tuabin sau: - Tốc độ gió cho phép tua bin phát: cánh - Tốc độ gió tua bin làm việc định mức: - Tốc độ gió nguy hiểm, dừng tua bin: Xây dựng đặc tính hệ số cơng suất (Tip speed ratio) góc cánh quạt hàm hệ số tốc độ đầu : Trong đó: Các hệ số lấy tài liệu “Wind Power in Power Systems” trang 563, cho giá trị theta cố định, khảo sát dải lamda từ 0-10 ta thu đường cong sau: Hình 2: Đặc tính hệ số cơng suất Cp với góc theta khác theo: Xây dựng đặc tính cơng suất đầu theo tốc độ gió: Chọn đường kính cánh quạt D=100m, cơng suất tuabin gió tính Với R=50m, p=1.225 kg/m3 mật độ khối lượng khơng khí, kiểu tuabin cánh truyền thống hệ số 0,411 Đặc tính cơng suất sau: , góc cánh quạt , hệ số tương ứng { , v