NGHIÊN cứu điều KHIỂN điện áp máy PHÁT điện KIỂU ĐÓNG cắt từ KHÁNG sử DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ dựa TRÊN điều KHIỂN mờ

PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu để phát triển và tồn tại của con người và là một yếu tố đầu vào không thể thiếu được của hoạt động kinh tế. Trong hai thế kỷ trước, nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên... đóng vai trò rất lớn trong quá trình phát triển của xã hội loài người. Tuy nhiên, nguồn năng lượng này ngày càng cạn kiệt. Bên cạnh đó, mức sống của người dân càng cao, trình độ sản xuất của nền kinh tế ngày càng hiện đại thì nhu cầu về năng lượng cũng ngày càng lớn. Việc thỏa mãn nhu cầu này thực sự là một thách thức đối với hầu hết mọi quốc gia, trong đó có cả Việt Nam. Vì vậy, việc khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng mới là hết sức cần thiết.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

ĐỖ HỮU DUẬT

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT ĐIỆN KIỂU ĐÓNG CẮT TỪ KHÁNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

GIÓ DỰA TRÊN ĐIỀU KHIỂN MỜ

Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN

Mã số : 60.52.02.02 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN LÂN TRÁNG

HÀ NỘI – 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả trình bày trong bản luận văn này là trung thực và chưa được công

bố trong bất kỳ công trình khoa học nào trước đó.

Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong bản luận văn của tôi đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả

Đỗ Hữu Duật

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn đối với thầy giáo GS.TS Nguyễn LânTráng, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thờigian qua

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại học Nông nghiệp HàNội, bộ môn Hệ thống điện, gia đình và các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ chúngtôi hoàn thành luận văn này

Vì thời gian có hạn, vấn đề nghiên cứu liên quan đến rất nhiều lĩnh vực nên luậnvăn không thể tránh khỏi thiếu sót và hạn chế Tôi rất mong nhận được nhiều ý kiếnđóng góp của các thầy cô và các bạn

Chương 1: NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

1.2 Hiện trạng sử dụng năng lượng gió phát điện trên thế giới[2-Error! Reference

1.3 Hiện trạng và tiềm năng sử dụng năng lượng gió để phát điện ở Việt Nam

8

1.3.3 Thuận lợi và khó khăn khi phát triển điện gió ở Việt Nam[1,8] 91.4 Nghiên cứu hiện trạng hệ thống phát điện sử dụng năng lượng gió[4,9-12] 101.4.1 Máy phát điện không đồng bộ kiểu lồng sóc 111.4.2 Máy phát điện không đồng bộ kiểu dây quấn 12

1.4.5 Máy phát điện đồng bộ từ trường vĩnh cửu 16

Chương 2: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG

2.1 Tổng quan về máy điện kiểu đóng cắt từ kháng[4,13-17] 182.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát SRG[4, 13-16] 19

2.3 Nguyên lý hoạt động và kết cấu của hệ thống phát điện gió sử dụng

2.3.3 Bộ cảm biến dòng điện và bộ cảm biến vị trí 28

Chương 3: DỰA VÀO PHẦN MỀM MATLAB/SIMULINK THIẾT LẬP

MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ SỬ

3.2 Thiết lập mô hình mô phỏng tốc độ gió[4,13] 303.3 Thiết lập mô hình mô phỏng Tuabin gió[4,13] 34

3.3.2 Nguyên lý thu nhận phong năng của tuabin gió (cách xác định công

3.4 Thiết lập mô hình mô phỏng máy phát SRG[4,13] 403.4.1 Phân tích mô hình toán học tuyến tính của SRG 40

4.1 Giới thiệu về điều khiển mờ[21,22] 49

4.2 Thiết kế bộ điều khiển mờ điều khiển điện áp phát hệ thống phát điện

4.3.2 Kết quả mô phỏng hệ thống máy phát SRG mạch hở 644.3.3 Kết quả mô phỏng điện áp phát của hệ thống phát điện gió ở tốc độ

DANH MỤC HÌNH

1 1 Biểu đồ dung lượng điện gió trên thế giới từ năm 1996 đến năm 2010 8

1 2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát SCIG 11

1 3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát WRIG 12

1 4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát DFIG 13

1 5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát EESG 15

1 6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát PMSG 16

2 2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy phát SRG 4 pha 20

2 3 Mô hình kết cấu chuyển mạch miễn cưỡng của hệ thống phát điện gió

23

3 3 Đặc tính quan hệ Cp = f(λ) của tuabin gió) của tuabin gió 36

3 4 Đường đặc tính Công suất – Tốc độ góc của Tuabin gió 37

3 6 Môdun mô hình mô phỏng quan hệ Cp - λ) của tuabin gió 38

3 7 Đường đặc tính điện cảm của cuộn dây pha SRG khi mạch từ không

3 8 Đặc tính điện cảm phi tuyến tính L( , ) i của máy phát SRG ở các giá

3 9 Mô hình mô phỏng hệ thống máy phát SRG mạch hở 43

3 10 Mô hình mô phỏng cuộn dây pha A của máy phát SRG 43

3 12 Mô hình mô phỏng pha A của bộ biến đổi công suất 44

3 15 Mô hình mô phỏng hệ thống phát điện gió mạch hở sử dụng máy phát

4 1 Sơ đồ khối chức năng của bộ điều khiển mờ cơ bản 50

4 8 Phân bố hàm liên thuộc của các biến mờ E, EC và U 60

4 12 Hình sóng điện áp phát hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát SRG

ở chế độ không tải khi tốc độ gió thay đổi 66

4 13 Mô hình mô phỏng hệ thống phát điện gió mạch kín sử dụng điều khiển mờ

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Dung lượng sử dụng năng lượng gió phát điện của 10 nước đứng đầu

Bảng 3 1 Bảng thông số của máy phát SRG 3 pha 6/4 cực 750W[13] 42

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu để phát triển và tồn tại củacon người và là một yếu tố đầu vào không thể thiếu được của hoạt động kinh tế.Trong hai thế kỷ trước, nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí tựnhiên đóng vai trò rất lớn trong quá trình phát triển của xã hội loài người Tuynhiên, nguồn năng lượng này ngày càng cạn kiệt Bên cạnh đó, mức sống của ngườidân càng cao, trình độ sản xuất của nền kinh tế ngày càng hiện đại thì nhu cầu vềnăng lượng cũng ngày càng lớn Việc thỏa mãn nhu cầu này thực sự là một tháchthức đối với hầu hết mọi quốc gia, trong đó có cả Việt Nam Vì vậy, việc khai thác

và sử dụng các nguồn năng lượng mới là hết sức cần thiết

Năng lượng gió là một dạng năng lượng sạch, có khả năng tái sinh Hiện nay,trên thế giới, việc phát triển Phong điện đang là một xu thế lớn, thể hiện ở mức tăngtrưởng cao so với các nguồn năng lượng khác Thuận lợi lớn nhất của Việt Nam khiphát triển điện gió là nước ta có tiềm năng năng lượng gió tương đối lớn Theo kếtquả điều tra, đánh giá của Ngân hàng thế giới, Việt Nam có tới 8,6% diện tích lãnhthổ được đánh giá là tốt và rất tốt để xây dựng các trạm điện gió cỡ lớn, tập trung và

có tới 41% diện tích nông thôn có thể phát triển trạm điện gió cỡ nhỏ

Máy phát điện kiểu đóng cắt từ kháng có nhiều ưu điểm nổi bật như: kết cấuđơn giản, chắc chắn; tổn thất chủ yếu xuất hiện ở phía stator, do đó dễ làm mát; chịuquá tải ngắn hạn rất tốt và đặc biệt là nó có giá thành thấp nên đang ngày càng được

sử dụng rộng rãi trong thực tế nói chung và trong hệ thống phát điện gió nói riêng.Tuy nhiên máy phát kiểu đóng cắt từ kháng là loại máy có tính chất phi tuyến tínhlớn, việc xác định chính xác mô hình toán của nó là không thể, do đó nếu chỉ dùngphương pháp điều khiển PID thông thường thì rất khó đạt được mong muốn

Điều khiển mờ là một dạng của điều khiển thông minh, với ưu điểm nổi bật là

có thể tổng hợp được bộ điều khiển mà không cần biết trước một cách chính xác đặctính của đối tượng, nên việc sử dụng phương pháp điều khiển mờ để điều khiển điện

áp phát của hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát kiểu đóng cắt từ kháng có thể

là một giải pháp hữu hiệu

Xuất phát từ thực tế trên tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu điều khiển điện

áp máy phát điện kiểu đóng cắt từ kháng sử dụng năng lượng gió dựa trên điều khiển mờ” làm nội dung nghiên cứu của đề tài.

2 Mục đích của đề tài

Điều khiển điện áp của hệ thống phát điện gió nói chung và hệ thống phát điệngió sử dụng máy phát kiểu đóng cắt từ kháng nói riêng là một nội dung quan trọngtrong quá trình thiết kế cũng như vận hành hệ thống Trên cơ sở tìm hiểu đặc tínhcủa máy phát và hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát kiểu đóng cắt từ kháng đềtài sử dụng phương pháp điều khiển mờ để điều khiển điện áp phát một chiều của hệthống

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Tìm hiểu hệ thống phát điện gió nói chung và hệ thống phát điện gió sử dụngmáy phát kiểu đóng cắt từ kháng nói riêng;

- Dựa vào phần mềm Matlab/Simulink thiết lập mô hình mô phỏng hệ thốngphát điện gió sử dụng máy phát kiểu đóng cắt từ kháng;

- Sử dụng phương pháp điều khiển mờ để điều khiển điện áp phát một chiều của

hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát kiểu đóng cắt từ kháng

4 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết với việc thiết lập mô hình mô phỏngtrên phần mềm Matlab/Simulink để thiết kế và kiểm nghiệm hiệu quả của phươngpháp điều khiển điện áp phát của hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát kiểuđóng cắt từ kháng

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát kiểu đóng cắt từ kháng đang đượcnhiều nước quan tâm nghiên cứu, tuy nhiên ở Việt Nam thì các công trình đã công

bố về nội dung này chưa nhiều nên nội dung mà đề tài đề cập sẽ góp phần thúc đẩy

quá trình nghiên cứu lý thuyết cũng như nghiên cứu ứng dụng trong thực tế ở ViệtNam.

6 Cấu trúc của luận văn

Luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận và đề nghị, tài liệu tham khảo gồm có 4chương:

Chương1: Nghiên cứu hiện trạng sử dụng năng lượng gió ở Việt Nam và trênthế giới;

Chương 2: Nguyên lý làm việc và kết cấu của hệ thống phát điện gió sử dụngmáy phát SRG;

Chương 3: Dựa vào phần mềm Matlab/Simulink thiết lập mô hình mô phỏng hệthống phát điện gió sử dụng máy phát SRG;

Chương 4: Dựa vào điều khiển mờ điều khiển điện áp phát hệ thống phát điệngió sử dụng máy phát SRG

Chương 1: NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI

1.1 Đặc điểm của năng lượng gió

Năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu để phát triển và tồn tại củacon người và là một yếu tố đầu vào không thể thiếu được của hoạt động kinh tế.Trong hai thế kỷ trước, nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí tựnhiên đóng vai trò rất lớn trong quá trình phát triển của xã hội loài người Tuynhiên, nguồn năng lượng này ngày càng cạn kiệt Bên cạnh đó, mức sống của ngườidân càng cao, trình độ sản xuất của nền kinh tế ngày càng hiện đại thì nhu cầu vềnăng lượng cũng ngày càng lớn Việc thỏa mãn nhu cầu này thực sự là một tháchthức đối với hầu hết mọi quốc gia, trong đó có cả Việt Nam Vì vậy, việc khai thác

và sử dụng các nguồn năng lượng mới là hết sức cần thiết

Năng lượng gió là một dạng năng lượng sạch, có khả năng tái sinh Hiệnnay, trên thế giới, việc phát triển Phong điện đang là một xu thế lớn, thể hiện ởmức tăng trưởng cao nhất so với các nguồn năng lượng khác[1] Với nhữngthành tựu của thế giới và tiềm năng của Việt Nam về năng lượng gió, chúng tahoàn toàn có thể phát triển nguồn năng lượng này để góp phần vào sự phát triểnkinh tế - xã hội của đất nước

Nguồn năng lượng gió là một dạng nguồn nguyên liệu vô tận, sản xuất điệnnăng từ năng lượng gió giúp làm giảm ô nhiễm không khí Chúng không phóngthích khí CO2, SO2 như khi sử dụng các dạng nguồn năng lượng hóa thạch, do đó

có tác dụng làm sạch không khí, giảm thiểu hiệu ứng nhà kính

1.2 Hiện trạng sử dụng năng lượng gió phát điện trên thế giới [2-Error: Reference source not found]

Phong năng là nguồn năng lượng sạch có thể tái tạo, càng ngày càng thu hútđược các quốc gia quan tâm Sau khi kết thúc chiến tranh thế giới lần thứ nhất một

số quốc gia đã bắt đầu nghiên cứu năng lượng gió để phát điện Tuy nhiên phải đếnnhững năm 70 ~ 80 của thế kỷ trước, việc dùng năng lượng gió để phát điện mới

được chú trọng đúng mức và có tốc độ phát triển nhanh Theo thông báo của ủy bannăng lượng gió, năm 2009 tổng dung lượng của các nhà máy phong điện trên toànthế giới đạt 35800MW, nhưng đến cuối năm 2010 dung lượng đã đạt đến179039MW Tuy nhiên việc sử dụng năng lượng gió để phát điện mới chỉ tập trung

ở một số nước, năm 2010 mười nước đứng đầu chiếm 86,4% tổng dung lượng sửdụng năng lượng phát điện trên toàn thế giới Trong bảng 1.1 cho ta thấy dunglượng phong điện của 10 nước đứng đầu và của cả thế giới có được đến cuối năm

2010 Còn trên hình 1.1 thể hiện dung lượng gió trong 15 năm từ năm 1996 đếnnăm 2010 trên toàn thế giới

Bảng 1.1 Dung lượng sử dụng năng lượng gió phát điện của 10 nước đứng đầu

trên thế giới đến cuối năm 2010 Đất nước Công suất (MW) Tỉ lệ phần trăm (%)

đây ngành công nghiệp phong điện của Trung quốc đã có những bước phát triển độtphá Năm 2006 tổng công suất phát điện gió của Trung quốc đạt 2600MW, tuynhiên các thiết bị vẫn chủ yếu là nhập khẩu từ các Nước Châu Âu, Hoa kỳ và Ấn

độ Tháng 11 năm 2007, Ủy ban phát triển và cải cách của Trung quốc đã đưa ra các

kế hoạch trung hạn và dài hạn để phát triển phát nguồn năng lượng gió, nhằm điềuchỉnh để đến năm 2010 công suất đạt được 5000MW, đến năm 2015 đạt được15000MW và đến năm 2020 đạt được mục tiêu là 30000MW Đồng thời sẽ sử dụngcác thiết kế của Trung quốc nhằm thúc đẩy công nghệ sản xuất và trình độ quản lýtiếp cận với mặt bằng chung của quốc tế Vì vậy từ năm 2007 ngành năng lượng giócủa trung quốc có quy mô bùng nổ và tăng trưởng mạnh mẽ Đến năm 2010 tổngcông suất các nhà máy Phong điện của Trung quốc đạt 44733 MW, vượt xa so với

kế hoạch đề ra năm 2007 và trở thành nước đứng đầu thế giới sử dụng năng lượnggió phát điện Năm 2011 tổng công suất đã đạt đến 62364 MW, chiếm 26,2% tổngcông suất toàn thế giới

Hoa kỳ là quốc gia đầu tiên trên thế giới coi trọng việc sử dụng năng lượng gió

để phát điện Từ những năm 80 của thế kỷ trước đến nay công suất lắp đặt điện giócủa Mỹ gần như liên tục đứng đầu toàn thế giới Đặc biệt từ những năm 90 đến nay

do áp lực của việc bảo vệ môi trường, vấn đề phát triển năng lượng tái tạo nóichung và năng lượng gió nói riêng lại càng được coi trọng và đầu tư nghiêm túc.Hiện nay có 29 bang ở Hoa kỳ đã đưa ra những tiêu chuẩn và chính sách khuyếnkhích sử dụng năng lượng tái tạo Năm 1992, trang trại gió lớn nhất thế giới đượcxây dựng ở đèo Altamol, phía đông Sanfransisco, California có công suất đặt73MW Đến năm 1997 tổng dung lượng Phong điện trên toàn nước Mỹ đạt được1800MW, nhưng do sự phát triển không ngừng với tốc độ cao của nước Đức, Hoa

kỳ đã bị nước Đức vượt qua và chấp nhận ở vị trí thứ 2 trên thế giới Đến cuối năm

2002 tổng công suất lắp đặt lên đến 4674 MW, công suất này đủ đáp ứng cho hơn

130 triệu hộ gia đình Năm 2006, Hoa kỳ lắp đặt hệ thống tuabin mới công suất2454MW và tổng công suất đạt được 11603 MW, nhưng vẫn thấp hơn nước Đức là20621MW và Tây ban nha là 11615MW, xếp thứ 3 Đến năm 2008, công suất điệngió Mỹ đạt 25170 MW Tính đến cuối năm 2010, tổng công suất lắp đặt của Hoa kỳ

đạt đến 40180MW đứng thứ 2 trên thế giới và dự đoán đến năm 2020, Hoa kỳ hyvọng đạt đến 180.000W tăng gấp 4,5 lần; đến năm 2050, năng lượng gió sẽ chiếm10% năng lượng toàn quốc Công nghệ phát điện gió của Hoa Kỳ có cải tiến lớn,chủ yếu là cải tiến về thiết kế của cánh quạt, sử dụng cảm biến, hệ thống điều khiển

tự động, giảm nhân lực ở các giai đoạn sản xuất Chính phủ Hoa Kỳ đang thúc đẩymạnh mẽ ngành công nghiệp sản xuất tuabin gió, làm cho nó trở thành một nền tảngquan trọng của nền công nghiệp năng lượng trong thế kỷ 21

Đức là quốc gia có tốc độ phát triển Phong điện nhanh nhất thế giới Năm 2004công suất phát điện gió chiếm 5,3%, năm 2010 chiếm 14% tổng sản lượng điện toànnước Đức Cuối năm 2010 tổng công suất phát điện gió của Đức là 27214 MW Vớimột kế hoạch dài hạn nước Đức dự kiến đến năm 2025 sản lượng điện gió chiếm25% và sẽ đạt mức 50% vào năm 2050 trên tổng sản lượng điện toàn nước Đức Tây Ban Nha cũng là một quốc gia có tốc độ phát triển nhanh về năng lượnggió Năm 2008, sản lượng điện gió của Tây Ban Nha đạt được 16754 MW Tính đếncuối năm 2010 tổng công suất phát điện gió đạt 20676 MW, chiếm 10,5% tổng điệntoàn quốc gia

Tại Châu Á, Ấn Độ cũng là một quốc gia có sản lượng phát điện gió phát triển,đứng thứ 5 trong số 10 nước có sản lượng nhiều nhất thế giới Những năm 90 củathế kỷ 20, thị trường phát điện gió của Ấn Độ rất ảm đạm nhưng gần đây đã bắt đầuhồi phục Tính đến cuối năm 2003, tổng sản lượng phát điện gió là 2130 MW để trởthành 1 trong 5 nước có sản lượng lớn nhất thế giới Trong vài năm qua, chính phủ

Ấn Độ đã tích cực thúc đẩy sự phát triển của tuabin gió Hiện tại, Ấn Độ có thể sảnxuất 70% linh kiện của tuabin, do vậy giảm thiểu chi phí sản xuất tuabin gió Tínhđến cuối năm 2010 tổng sản lượng phát điện gió của Ấn Độ đạt được 13065MW,chiếm 6,6 % tổng điện quốc gia

Ngoài các nước trên thì Ý, Pháp, Anh và Canada cũng là các quốc gia có tốc độphát triển năng lượng gió nhanh Đan Mạch là một quốc gia sớm quan tâm đến sửdụng năng lượng gió để phát điện và cũng có tốc độ phát triển nhanh Đặc biệt ĐanMạch rất chú trọng đến lĩnh vực sản xuất tuabin gió, năm 1978 Nước này đã thànhlập trạm thí nghiệm phát điện gió để thúc đẩy ngành công nghiệp sản xuất tuabin và

phát điện gió Chính phủ Đan Mạch có kế hoạch dài hạn tới năm 2030 sản lượngphát điện gió đáp ứng được 40% nhu cầu điện của quốc gia.

Global cumulative installed capacity 1996-2010

6,100 7,600 10,20013,60017,400

23,90031,100

39,43147,620

59,091 74,052 93,820 120,291 158,908 197,039

Hình 1 1 Biểu đồ dung lượng điện gió trên thế giới từ năm 1996 đến năm 2010

1.3 Hiện trạng và tiềm năng sử dụng năng lượng gió để phát điện ở Việt Nam

1.3.1 Nhu cầu năng lượng ở Việt Nam

Trong những năm gần đây, tốc độ tăng trưởng kinh tế của Việt Nam tương đốicao, chỉ đứng sau Trung Quốc ở khu vực Châu Á Cùng với nó, tốc độ tăng trưởngcủa ngành năng lượng nói chung và ngành điện nói riêng cũng rất cao Theo dự báocủa Tổng công ty điện lực Việt Nam, nếu tốc độ tăng trưởng GDP trung bình là7,1% năm thì nhu cầu điện của Việt Nam vào năm 2020 khoảng 200.000GWh vàvào năm 2030 là 327.000GWh Trong khi đó, cũng theo Tổng công ty dự tính thìngay cả khi huy động tối đa các nguồn điện truyền thống thì sản lượng điện củachúng ta chỉ đạt 165.000GWh vào năm 2020 và 208.000 GWh vào năm 2030 Điềunày có nghĩa là nền kinh tế sẽ bị thiếu hụt điện một cách nghiêm trọng và tỷ lệ thiếuhụt có thể lên tới 20-30% mỗi năm[5] Để khắc phục điều này, chúng ta cần phải cóchính sách phát triển điện phù hợp Trong ngắn hạn, việc tiết kiệm điện và tăng giáđiện được xem là biện pháp hữu hiệu Tăng giá điện sẽ tăng tích lũy để tái đầu tưvào ngành điện Còn trong trung và dài hạn, ngoài việc mở rộng khai thác nhữngnguồn năng lượng truyền thống như Nhiệt điện, Thủy điện thì cần phải quan tâm

phát triển các nguồn năng lượng khác như điện Hạt nhân và các nguồn năng lượngsạch mà Việt Nam có ưu thế như năng lượng mặt trời, năng lượng gió.

1.3.2 Tiềm năng điện gió của Việt Nam [1,6,7]

Việt Nam là một nước nhiệt đới gió mùa, với bờ biển dài trên 3000km, rất thuậnlợi để phát triển Phong điện Theo Tiến sỹ Tạ Văn Đa[6], trên hải đảo, các vị trí sátbiển và trên các núi cao thì tiềm năng năng lượng gió là tương đối lớn, tổng nănglượng gió/năm đều lớn hơn 500kWh/m2 Tuy nhiên, trên phần lớn lãnh thổ (độ cao10m) thì tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam không cao, tổng năng lượng gió

cả năm chỉ đạt khoảng 200 kWh/m2 Nhưng tại các độ cao 20, 40, 60m thì tiềmnăng năng lượng gió tăng mạnh từ 1,6 đến 6,6 lần

Theo kết quả điều tra, đánh giá của Ngân hàng thế giới về tiềm năng năng lượnggió ở bốn nước Đông Nam Á là Thái Lan, Lào, Campuchia và Việt Nam thì ViệtNam có tiềm năng năng lượng gió lớn nhất, tổng công suất ước đạt 513.360 MW.Việt Nam có tới 8,6% diện tích lãnh thổ được đánh giá là tốt và rất tốt (7,9% tốt và0,7% là rất tốt) để xây dựng các trạm điện gió cỡ lớn, tập trung Nếu xét theo tiêuchuẩn để xây dựng các trạm điện gió cỡ nhỏ phục vụ cho phát triển kinh tế ở nhữngkhu vực khó khăn thì Việt Nam có điều kiện thuận lợi hơn các nước trong khu vực.Theo đánh giá của Ngân hàng thế giới[7], Việt Nam có 41% diện tích nông thôn cóthể phát triển điện gió loại nhỏ, ở Campuchia là 6%, Lào là 13% và Thái Lan là 9%

1.3.3 Thuận lợi và khó khăn khi phát triển điện gió ở Việt Nam [1,8]

Thuận lợi lớn nhất của Việt Nam khi phát triển điện gió chính là do Việt Nam

có tiềm năng năng lượng gió tương đối lớn Một số vùng rất thuận lợi để xây dựngcác trạm điện gió lớn là Bình Thuận và Ninh Thuận, khu vực Tây Nguyên, dãy NúiHoàng Liên Sơn Các vùng này không những có tốc độ gió trung bình lớn mà còn

có số lượng các cơn bão khu vực ít và gió có xu thế ổn định Theo kết quả điều tracủa Bùi Hồng Long và Tống Phước Hoàng Sơn[8], ở những tháng có gió mùa, haivùng Ninh Thuận và Bình Thuận có tỷ lệ gió nam và đông nam lên đến 98% vớivận tốc trung bình 6- 7m/s, tức là vận tốc có thể xây dựng các trạm điện gió côngsuất 3-3,5MW Ngoài ra, các vùng đảo ngoài khơi như Bạch Long Vĩ, đảo Phú Qúy,Trường Sa là những địa điểm gió có vận tốc trung bình cao, tiềm năng năng lượng

gió tốt, có thể xây dựng các trạm phát điện gió công suất lớn để cung cấp nănglượng điện cho dân cư trên đảo Bên cạnh thuận lợi này, Việt Nam là nước pháttriển sau về điện gió nên có thể học hỏi được các kinh nghiệm của những nước đitrước rất thành công trong việc sử dụng năng lượng gió để phát điện như Mỹ, Đức,Trung Quốc và còn được tiếp cận với những công nghệ mới, hiện đại nhằm giảmgiá thành đầu tư cũng như nâng cao được chất lượng điện năng Mặc dù có nhiềuthuận lợi nhưng khi phát triển điện gió, chúng ta vẫn cần phải lưu ý đến một số hạnchế và khó khăn để có thể phát triển nó một cách hiệu quả nhất Nhược điểm lớnnhất của năng lượng gió là sự phụ thuộc vào thời tiết và chế độ gió Thứ hai là cáctrạm điện gió gây tiếng ồn khi vận hành cũng như phá vỡ cảnh quan tự nhiên và cóthể ảnh hưởng đến tín hiệu vô tuyến điện Để khắc phục nhược điểm này, khi thiết

kế, xây dựng các trạm Phong điện cần nghiên cứu kỹ địa hình và chế độ gió, lựachọn thiết bị hiện đại, địa điểm đặt các trạm điện cần có khoảng cách hợp lý với khudân cư, khu du lịch để hạn chế tối đa những tác động tiêu cực mà nó mang tới.Ngoài ra, việc phát triển Phong điện ở Việt Nam còn gặp một số khó khăn khác nữanhư chúng ta chưa có hệ thống chính sách đủ mạnh để khuyến khích phát triển nănglượng mới nói chung và năng lượng gió nói riêng; việc đánh giá tiềm năng nănglượng mới nói chung và năng lượng gió nói riêng còn ít, tản mạn chưa tập trung vàđầy đủ; kinh phí đầu tư ban đầu để xây dựng các trạm phong điện là tương đối lớn

Để giải quyết vấn đề này Chính phủ cần có chính sách phù hợp như xây dựng chínhsách pháp luật cụ thể, chính sách hỗ trợ về tài chính để khuyến khích mạnh mẽviệc phát triển năng lượng mới, trong đó bao gồm cả năng lượng gió

1.4 Nghiên cứu hiện trạng hệ thống phát điện sử dụng năng lượng gió [4,9-12]

Năng lượng gió là một nguồn năng lượng tái sinh xanh sạch, nên được rất nhiềuquốc gia trên thế giới coi trọng đầu tư phát triển và cũng là nguồn năng lượng có tốc

độ phát triển nhanh trong số các nguồn năng lượng tái sinh Hiện nay trong hệ thốngphát điện gió thì máy phát điện thường được sử dụng là: máy phát điện không đồng

bộ, máy phát điện cảm ứng kích từ kép và máy phát điện đồng bộ Trong đó máyphát điện không đồng bộ được chia thành máy phát điện không đồng bộ kiểu lồngsóc và máy phát điện không đồng bộ kiểu dây quấn, còn máy phát điện đồng bộ

được chia thành máy phát điện đồng bộ tự kích và máy phát điện đồng bộ namchâm vĩnh cửu.

1.4.1 Máy phát điện không đồng bộ kiểu lồng sóc

Máy phát điện không đồng bộ lồng sóc (Squirrel Cage Induction Generator,gọi tắt là SCIG) là một dạng máy phát điện cảm ứng, do có kết cấu đơn giản, chắcchắn nên được sử dụng rộng rãi trong các trang trại gió Trong máy phát điện khôngđồng bộ lồng sóc thì cuộn dây startor có kết cấu đối xứng còn dây quân rotor códạng lồng sóc Trong hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát SCIG thì giữa máyphát và tuabin gió có hộp tăng tốc nhiều cấp để điều chỉnh tốc độ rotor theo tốc độgió, còn stator của tua bin gió được kết nối trực tiếp với lưới điện Do hệ thốngphong điện sử dụng máy phát SCIG chỉ vận hành được trong vùng rất hẹp có tốc độlân cận với tốc độ đồng bộ, do đó hệ thống phong điện loại hình này được gọi là hệthống phong điện có tốc độ không đổi

Hình 1 2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát SCIG

Hình 1.2 thể hiện kết cấu của hệ thống phong điện có tần số và tốc độ không đổi

sử dụng máy phát SCIG Khi tốc độ quay của động cơ được truyền động bởi tuabingió có tốc độ lớn hơn tốc độ đồng bộ thì mô men điện từ có hướng ngược lại với mômen quay, máy phát sẽ phát điện, biến cơ năng thành điện năng Khi máy điện dị bộphát ra một lượng công suất tác dụng thì đồng thời nó cũng tiêu thụ một lượng côngsuất phản kháng tương ứng từ lưới điện Vì vậy cần phải lắp đặt thiết bị bù côngsuất phản kháng song song với máy phát nhằm giảm công suất phản kháng và từ đógiảm tổn hao trên đường dây Khi hệ thống phong điện này hoạt động độc lập(không hòa lưới điện) thì cần phải đảm bảo được yêu cầu tự kích của hệ thống máy

phát Trong những năm gần đây, nhằm nâng cao hiệu quả của hệ thống phong điệnkhi tốc độ gió thấp người ta thường sử dụng máy phát điện không đồng bộ ba phahai cấp tốc độ, tương ứng với chế độ 4 cực và 6 cực (như máy phát điện NEGMICON 750kW có công suât 750kW/1 tổ máy).

SCIG có những ưu điểm là có cấu trúc đơn giản, chắc chắn và về cơ bản làkhông cần bảo trì, giá thành thấp, độ tin cậy cao, thích hợp với quy mô sản xuất lớn,

dễ kết nối với lưới điện v.v nên được sử dụng rất rộng rãi Tuy nhiên hệ thốngphong điện sử dụng máy phát SCIG cũng có một số nhược điểm điểm như:

1) Tốc độ quay của động cơ không điều chỉnh được và có giá trị gần như khôngđổi, nó chỉ có thể thay đổi lớn hơn tốc độ đồng bộ trong một phạm vi rất hẹp, nênhiệu quả sử dụng năng lượng gió thấp;

2) Phải cần sử dụng hộp số tăng tốc nhiều cấp, trong khi đó hộp số tăng tốc cógiá thành cao, độ tin cậy thấp và phải thường xuyên bảo dưỡng;

3) Khi vận hành thì tiêu thụ công suất phản kháng từ lưới điện Khi máy điện dị

bộ vận hành ở chế độ máy phát thì dòng kích thích cũng được cung cấp từ phíastator của máy phát, điều này làm cho máy phát điện dị bộ không thể tham gia vàtiến hành điều khiển được điện áp của lưới điện Trong hầu hết các trường hợp, đềucần phải mắc tụ điện song song với máy phát để bù công suất phản kháng

1.4.2 Máy phát điện không đồng bộ kiểu dây quấn

Máy phát điện không đồng bộ kiểu dây quấn (Wound Rotor InductionGenerator, gọi tắt là WRIG) có thể thông qua các thiết bị điện tử công suất để điềuchỉnh điện trở mạch rotor trong khoảng từ giá trị nhỏ nhất (điện trở cuộn dây rotor)đến giá trị lớn nhất (điện trở cuộn dây rotor mắc nối tiếp với điện trở bên ngoài),điều này đồng nghĩa với việc chúng ta có thể vận hành ổn định máy phát khôngđồng bộ rotor dây quấn ở chế độ máy phát với độ trượt s trong khoảng 0,6% ~10%.Như vậy, mặc dù WRIG không thể hoàn toàn vận hành thực hiện quá trình biến tốc,nhưng tốc độ của nó cũng có thể được điều chỉnh trong một phạm vi nhất định Kếtcấu của hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát WRIG được thể hiện như hình 1.3

Hình 1 3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát WRIG

So với máy phát SCIG thì máy phát WRIG có ưu điểm hơn là có thể điều chỉnhđược tốc độ máy phát trong một phạm vi nhỏ, tuy nhiên vì chỉ có thể điều chỉnhđược tốc độ trong phạm vi hẹp nên trong hệ thống phát điện gió vẫn cần có hộp sốđiều chỉnh tăng tốc, đồng thời vẫn cần phải lắp đặt thêm bộ tụ điện để bù công suấtphản kháng cũng như bổ sung thêm bộ khởi động mềm trong hệ thống v.v

1.4.3 Máy phát điện không đồng bộ kích từ kép

Máy phát điện không đồng bộ kích từ kép (Doubly Fed Induction Generator, gọitắt là DFIG) được nghiên cứu sử dụng vào năm 1990 trong hệ thống phong điện có tốc

độ thay đổi Đến nay thì đây là loại máy chính được sử dụng trong hệ thống phát điệngió công suất lớn, cỡ mêgawoát (MW) Kết cấu của nó tương tự như máy phát khôngđồng bộ kiểu dây quấn, cuộn dây stator của máy phát không đồng bộ được kết nối trựctiếp với lưới điện, còn dòng điện kích từ 3 pha tần số thấp cung cấp cho cuộn dây rotorđược lấy từ bộ biến dòng có thể điều chỉnh được cả tần số và điện áp (bộ biến dòng haihướng), sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống được thể hiện trên hình 1.4

Hình 1 4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát DFIG

Nếu so với máy phát điện gió dùng máy phát không đồng bộ kiểu dây quấn có

bộ điều chỉnh điện trở mạch rotor để thực hiện việc điều chỉnh hạn chế tốc độ quaymáy phát thì hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát DFIG không bị tiêu tốn nănglượng do tổn hao trên mạch điện trở phụ, mà nó thông qua bộ biến dòng điện tửcông suất để đưa dòng điện rotor lên lưới Trong thực tế, máy phát DFIG có phạm

vi điều chỉnh tốc độ tương đối sai khác tốc độ đồng bộ khoảng 30% Điều đặc biệtnữa là máy phát này vẫn có thể vận hành ở chế độ máy phát khi tốc độ quay củarotor thấp hơn tốc độ đồng bộ (vận hành ở chế độ dưới đồng bộ) Ở máy phát này,khi phát điện thì cuộn dây stato liên tục phát công suất lên lưới trong quá trình vậnhành, còn dòng công suất của cuộn dây rotor lại có chiều được quyết định bởi hệ sốtrượt của máy phát có dấu dương hay âm

Ưu điểm chính của máy phát DFIG: là máy phát điện có tần số không đổi khitốc độ thay đổi; hệ số công suất có thể điều chỉnh được; đồng thời có thể điều chỉnhđược cường độ dòng điện của rotor cũng như kiểm soát được công suất phát kháccông suất định mức khoảng 30%; giảm được chi phí cũng như mức độ khó khăn khiphải lựa chọn bộ biến tần có công suất lớn khi sử dụng máy phát có toàn bộ côngsuất đi qua bộ biến tần (máy phát DFIG chỉ có một phần công suất của máy phát điqua bộ biến tần) Trong thực tế do dòng kích từ của rotor máy phát DFIG sử dụngdòng xoay chiều có tần số, biên độ, góc pha có thể điều chỉnh được nên việc liên kếtgiữa máy phát với hệ thống điện lực rất dễ dàng và còn được gọi là “ kết nối linhhoạt”

Bên cạnh những ưu điểm kể trên thì máy phát DFIG cũng còn tồn tại một sốnhược điểm như: thiết kế chế tạo và điều khiển khi vận hành máy phát phức tạp,phạm vi thay đổi tốc độ vẫn hẹp; khi tốc độ thấp thì công suất phát cũng thấp và vẫncần phải sử dụng bộ hộp số tăng tốc

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều công ty sản xuất thiết bị phong điện nhưVestas, Gamesa, Repower, Dewind,… đã chế tạo hệ thống phát điện gió sử dụngmáy phát DFIG Ví dụ như công ty Repower đã chế tạo và đưa ra thị trường tổ máyphát điện gió đơn sử dụng máy phát DFIG có công suất tới 5MW; công ty Dewindcủa nước Đức đã đưa ra tổ máy loại D6 (công suất định mức 1250kW, khởi động và

làm việc với vận tốc gió 2,5m/s, 13m/s, 28m/s) có thể coi là sản phẩm điển hình củaloại sản phẩm này.

bộ có 2 loại là máy phát điện đồng bộ tự kích và máy phát điện đồng bộ từ trườngvĩnh cửu Máy phát điện đồng bộ tự kích (Electrically Excited Sychrous Generator,gọi tắt là EESG) có kết cấu stator tương tự như những máy phát điện cảm ứng, trên

bề mặt được trang bị cuộn dây 3 pha, còn trên rotor đặt cuộn dây kích thích nhằm tựkích cho máy phát Máy phát này có kết cấu tương đối phức tạp Trong hệ thốngphát điện gió sử dụng máy phát EESG thì phần quay của máy phát được nối trựctiếp với tuabin gió mà không cần phải nối qua bộ hộp số tăng tốc khi vận hành Sơ

đồ nguyên lý của hệ thống được thể hiện trên hình 1.5

Hình 1 5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát EESG

Ưu điểm của máy phát EESG là có thể vận hành với tốc độ thay đổi trong phạm

vi rộng bằng cách điều chỉnh dòng kích thích của máy phát Khi hoạt động có thể

cung cấp công suất phản kháng cho lưới điện hoặc cho phụ tải Nếu so sánh vớimáy phát điện đồng bộ từ trường vĩnh cửu, thì máy phát EESG không cần vật liệu

từ để làm nam châm vĩnh cửu Hiện nay loại máy này được coi là sản phẩm chủ đạođược chú trọng phát triển trong hệ thống phát điện gió có truyền động trực tiếpkhông cần hộp số tăng tốc, nổi bật cho dòng sản phẩm này là máy phát do công tyEnercon chế tạo Máy phát EESG có nhược điểm là: có cuộn dây kích thích đượcđặt trên rotor của máy phát, hay nói cách khác nó cần phải có thiết bị tự kích vàthiết bị điều chỉnh dòng kích thích; kích thước và trọng lượng máy phát lớn; cấutrúc máy phát và hệ thống điều khiển của nó phức tạp, giá thành cao

1.4.5 Máy phát điện đồng bộ từ trường vĩnh cửu

Máy phát điện đồng bộ từ trường vĩnh cửu (Permanent Magnet SynchronuosGenerator, gọi tăt là PMSG) có cấu trúc của stator máy phát tương tự với máyphát điện đồng bộ bình thường khác, còn rotor của nó là nam châm cơ cấu vĩnhcửu Do không có cuộn dây kích thích, nên không có tổn hao do đó nó có hiệusuất cao Nếu so sánh máy phát PMSG với máy phát EESG thì máy phát PMSG

ưu điểm là: có hiệu suất cao hơn; không có tổn hao trên cuộn dây kích thích,mức độ phát nóng thấp hơn, trọng lượng nhẹ hơn; đặc biệt là không có hệ thốngchổi than – vành trượt nên làm việc tin cậy hơn Nhưng máy phát PMSG cónhược điểm là vật liệu dùng làm nam châm vĩnh cửu có giá thành cao, khó khăntrong gia công cơ khí và đặc biệt là vật liệu nam châm vĩnh cửu khá nhạy cảm,

dễ bị khử từ với nhiệt độ cao Trong những năm gần đây do tính năng và giáthành vật liệu từ của nam châm vĩnh cửu đã được cải thiện nhiều nên việc nghiêncứu ứng dụng máy phát PMSG trong hệ thống phát điện gió ngày càng được chútrọng Hai công ty là Harakosan và Mitsubishi đã sản xuất thành công máy phátđiện PMSG công suất 2MW ứng dụng trong hệ thống phát điện gió Sơ đồnguyên lý hệ thống phát điện gió dùng máy phát PMSG được thể hiện trên hình1.6

Hình 1 6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát PMSG

Từ những phân tích trên ở trên có thể nhận thấy hệ thống phát điện gió hiện nayvẫn còn tồn tại không ít vấn đề cần được tập trung nghiên cứu, trong đó vấn đề quantrọng nhất phải kể đến là nghiên cứu phát triển hệ thống phát điện gió vận hành tốtkhi tốc độ của các tuabin gió thay đổi Máy phát điện kiểu đóng cắt từ kháng với ưuđiểm là có thể khởi động khi tốc độ gió thấp, vận hành với phạm vi thay đổi tốc độgió lớn (thuộc loại máy phát điện gió có tần số không đổi, tốc độ thay đổi) nên rấtphù hợp với xu hướng phát triển của công nghệ phát điện sử dụng năng lượng giótrong tương lai Hiện nay việc ứng dụng máy phát SRG trong hệ thống phong điệnmới ở trong giai đoạn đầu nên còn rất nhiều vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu

Xuất phát từ những phân tích ở trên tác giả lựa chọn “Nghiên cứu điều khiển điện

áp máy phát điện kiểu đóng cắt từ kháng sử dụng năng lượng gió dựa trên điều khiển mờ” làm nội dung nghiên cứu của đề tài.

Chương 2: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ SỬ DỤNG MÁY PHÁT SRG

2.1 Tổng quan về máy điện kiểu đóng cắt từ kháng [4,13-17]

Máy điện kiểu đóng cắt từ kháng thường gọi là máy điện từ kháng là một trongnhững máy điện đầu tiên trên thế giới, nhưng máy điện từ kháng vẫn chưa được chútrọng phát triển do nó có một số nhược điểm mang tính chất tiền định có từ chínhnguyên lý cấu tạo của nó: mô men có nhiều thành phần bậc cao (mô mem lắc) nêngây ra nhiều tiếng ồn hơn so với các loại máy điện thông thường khác; hiệu suất và

hệ số cosφ của máy thấp

Trong những năm gần đây, do công nghệ bán dẫn phát triển mạnh và thu đượcnhiều thành quả đã khắc phục được hạn chế của máy điện từ kháng nên loại máynày ngày càng được quan tâm nghiên cứu ứng dụng Máy điện từ kháng có đặcđiểm nổi bật là: hoạt động trong trạng thái đóng cắt liên tục, đây cũng chính là lý dochủ yếu giải thích tại sao loại máy này chỉ được quan tâm phát triển khi ngành vậtliệu bán dẫn phát triển đạt được những thành công vượt bậc; máy điện từ kháng cònđược biết đến với đặc điểm là máy điện có cực ở cả hai phía, cụ thể là khi nó làmviệc thì cả stato và rotor đều có sự thay đổi từ kháng

Khái niệm máy điện từ kháng đã có từ rất lâu, nhưng hiện nay máy này khi pháttriển lại thường được biết đến với cái tên mới, đó là động cơ bước Nói một cáchkhác động cơ từ kháng là một dạng động cơ bước đã và đang có rất nhiều ứng dụngtrong cả lĩnh vực ứng dụng động cơ bước chuyển động quay và động cơ bước tuyếntính Ý tưởng sử dụng mô hình máy điện từ kháng trong chế độ liên tục (không phải

là chế độ “bước” kinh điển) với bộ điều khiển sử dụng linh kiện công suất bán dẫn

đã được Kosh và Lawrenson khởi xướng vào những năm 60 của thế kỷ 20 Vào thời

kỳ này chỉ có thể sử dụng những mạch công suất thyristor để điều khiển máy điện

từ kháng Ngày nay cùng với sự ra đời của các loại linh kiện bán dẫn như GTO,IGBT, MOSFET đã được áp dụng để thiết kế các bộ điều khiển công suất lớn chomáy điện từ kháng, chính điều này đang làm cho máy điện từ kháng ngày càng được

coi trọng và quan tâm ứng dụng trong thực tế, đặc biệt là trong các hệ thống côngsuất nhỏ.

Ưu điểm nổi bật của máy điện từ kháng là có cấu trúc đơn giản; tổn thất chủ yếu

ở phía stato nên rất dễ làm mát; quán tính rotor bé nên có kết cấu bền vững và phùhợp cho tốc độ quay cao; mô mem khởi động lớn, chịu quá tải ngắn hạn rất tốt Thêmvào đó là máy điện từ kháng có giá thành thấp và không cần bảo dưỡng Chính từnhững ưu điểm này mà động cơ từ kháng đã được ứng dụng tương đối rộng rãi, đặcbiệt là trong ngành giao thông vận tải như chế tạo động cơ điện cho các xe điện v.v ,tuy nhiên việc nghiên cứu máy phát điện từ kháng nói chung và ứng dụng máy phátđiện từ kháng trong hệ thống điện gió nói riêng mới bắt đầu được quân tâm và hiệnnay ở nhiều nước đang được chú trọng nghiên cứu, ứng dụng

2.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát SRG [4, 13-16]

2.2.1 Cấu tạo

Kết cấu của SRG có dạng cực lồi kép tức cả stator và rotor đều có dạng cực lồi.Mạch từ stator và rotor của máy phát đều được cấu tạo bởi các lá thép kỹ thuật điệnhình răng và được ép lại ở áp suất cao (hoặc được ép bởi các lá thép kỹ thuật điệnsau đó được sẻ răng – teeth), chính các phần răng nhô ra tạo lên cực lồi của mạch

từ Việc mạch từ của máy phát SRG đều được cấu tạo bởi các lá thép kỹ thuật điệncũng nhằm mục đích giống như các máy điện khác là để giảm tổn hao do dòng điệnxoáy Tuy nhiên số cực của stato và số cực của rotor trong máy phát SRG là khácnhau Cực từ của rotor máy phát SRG có điểm đặc biệt là trên nó không có dâyquấn và cũng không phải là nam châm vĩnh cửu Còn trên cực từ stato của máy phátSRG có quấn dây, dây quấn này được chia làm 2 phần như nhau và được đặt trên 2cực từ đối xứng nhau qua trục stato Trong thực tế máy phát SRG có thể thiết kế ởnhiều loại khác nhau với số pha, số cực của stato và rotor khác nhau, ví dụ như loại

4 pha 8/6 cực – tức số pha là 4; số cực stato là 8, còn số cực rotor là 6 hoặc loại 3pha 6/4 cực, 3 pha 12/8 cực v.v Khi số pha càng lớn thì bước góc của cực statocàng nhỏ và càng có lợi do giảm được mô mem khởi động, tuy nhiên khi đó kết cấucủa máy điện sẽ càng phức tạp, linh kiện bán dẫn kèm theo sẽ nhiều, điều khiển sẽphức tạp hơn và sẽ có giá thành cao hơn Hình 2.1 thể hiện kết cấu đơn giản của hai

loại máy phát từ kháng: hình 2.1(a) là loại 3 pha, số cực stato là 6, còn số cực rotor

là 4; còn hình 2.1(b) là loại 4 pha, số cực stato là 8, còn số cực rotor là 6

(a) 3 pha(6/4 cấp) (b) 4 pha(8/6 cấp)

Hình 2 1 Cấu tạo máy phát điện SRG

2.2.2 Nguyên lý làm việc của máy phát SRG

Cũng như các loại máy điện quay khác, SRG cũng làm việc tuân theo nguyêntắc cảm ứng điện từ, tuy nhiên điểm khác biệt của máy điện SRG so với các máyđiện khác là không cần hệ thống kích từ, nó chỉ cần một hệ thống cảm kháng phân

bố không đồng đều trên toàn bộ phạm vi khe hở giữa stato và rotor của máy phát [16]

Có thể hiểu đơn giản phương thức hoạt động của máy phát SRG giống như một hệthống các nam châm điện độc lập, dòng trên stato đồng bộ tương ứng với vị trí củarotor máy phát [15]

Điện cảm trên cuộn dây stato của máy phát SRG biến đổi theo vị trí trục củacực từ stato với trục của cực từ rotor, khi trục của phần cực lồi stato và trục củaphần cực lồi rotor trùng nhau thì điện cảm trên cuộn dây pha (cuộn dây stato) là lớnnhất và từ trở thì nhỏ nhất; còn khi trục của phần cực lõm rotor trùng với trục củaphần cực lồi stato thì điện cảm trên cuộn dây pha (cuộn dây stato) ngược lại với trịtrên, tức là nhỏ nhất và từ trở thì lớn nhất Nguyên lý vận hành của máy phát SRGtuân theo “nguyên lý từ trở cực tiểu”, tức từ thông tổng móc vòng có đường sức từđược khép kín tại nơi có từ trở nhỏ nhất, tức là lõi thép của mạch từ rotor luôn có xu

hướng dịch chuyển đến vị trí mà ở đó từ trở của nó là nhỏ nhất, điều này đồng nghĩavới trạng thái trục của cuộn dây stato và trục của từ trường rotor là trùng nhau.

Hình 2.2 minh họa nguyên lý làm việc của máy phát SRG 4 pha 8/6 cực: hình

vẽ trên thể hiện cuộn dây và mạch điện pha A của máy phát, các pha còn lại cũng cókết cấu tương tự Giả sử máy phát được truyền động bởi nguồn sơ cấp bên ngoài vớichiều chuyển động ngược với chiều kim đồng hồ Khi cuộn dây B-B’ của statorthẳng hàng với cực từ 2-2’ của rotor thì cuộn dây pha A có điện, lúc này khóa S1 và

S2 đóng, đường sức từ sẽ được khép mạch bắt đầu từ cực A của stator – khe hởkhông khí – cực 1 của rotor – lõi thép rotor – cực từ 1’ của rotor – khe hở không khí– cực từ A’ của stato, tạo thành một mạch kín Theo “nguyên lý từ trở cực tiểu” thìcực 1-1’ của rotor sẽ có xu hướng chuyển động tới cực A-A’ của stato, cùng với nó

là mô men quay sẽ có hướng cùng chiều với chiều kim đồng hồ, tức ngược vớichiều của mô men tác động bên ngoài, khi đó cơ năng trên trên rotor sẽ được tíchlũy dưới dạng từ trường, đây gọi là giai đoạn kích từ của máy phát SRG Khi khóa

S1 và S2 mở, dòng điện pha trong cuộn dây pha A sẽ đi qua lần lượt diode VD1 và

VD2, năng lượng từ tồn tại dưới dạng từ trường ở giai đoạn trước sẽ được chuyểnhóa thành điện năng phát và được nạp vào nguồn 1 chiều Giai đoạn này còn đượcgọi là giai đoạn phát điện của máy phát SRG

Trên hình 2.2, vị trí tương đối của stator và rotor là vị trí bắt đầu khởi động củamáy phát SRG Khi có ngoại lực tác động làm rotor quay ngược chiều kim đồng hồ,thì lần lượt các pha B, C, D, A tiếp theo sẽ phát điện, thực hiện việc chuyển hóa cơnăng trên rotor thành điện năng trên cuộn dây pha stato, hoàn thành một chu kỳ phátđiện của máy phát SRG Điều đặc biệt của máy phát SRG là nếu ngoại lực bênngoài tác động làm rotor quay ngược chiều kim đồng hồ thì tiếp theo cuộn dây pha

A phát điện sẽ lần lượt là cuộn dây các pha D, C, B, A phát điện để hoàn thành chu

kỳ phát điện của máy phát SRG Như vậy chúng ta có thể thấy hướng mô men điện

từ của rotor có liên quan đến thứ tự phát điện (thông điện) của các cuộn dây phamáy phát SRG, nhưng nó không ảnh hưởng đến chiều của dòng điện pha

2.2.3 Phương pháp điều khiển máy phát SRG

Động cơ điện một chiều có thể điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh điện ápđặt hoặc điều chỉnh dòng kích từ; động cơ điện cảm ứng thì thông qua điều chỉnhtần số nguồn điện để điều chỉnh tốc độ Còn với máy SRG cũng có phương phápđiều khiển riêng của nó

Mục đích điều khiển chính của máy phát SRG hoạt động độc lập hiện nay làđiều khiển điện áp phát của nó, cụ thể là phải đạt yêu cầu điện áp phát luôn ổn địnhtrong quá trình làm việc khi có phụ tải thay đổi Trong thực tế để điều khiển máyphát điện SRG thì người ta thường điều khiển dòng điện, hay nói cách khác chúng

ta thực hiện việc điều chỉnh dòng điện để điều chỉnh điện áp của máy phát Để thựchiện điều khiển dòng điện pha của máy phát SRG, do không có phương pháp điềukhiển trực tiếp nào nên người ta dùng phương pháp gián tiếp, tức là thông qua việcđiều khiển khu vực kích từ để thực hiện mục đích điều khiển Gọi dòng điện khi góc

θ đóng (θoff) là dòng điện kích từ, dòng điện này gọi là Ichop, giá trị của nó thể hiệncường độ kích từ, đồng thời cũng thể hiện giá trị của năng lượng từ trường tích lũy.Đây là tham số điều khiển chính của máy phát SRG

Cuộn dây stator của SRG vừa đóng vai trò là cuộn dây kích từ, vừa là cuộn dâyphần ứng Quá trình kích từ và quá trình phát điện được thực hiện ở hai giai đoạnđiều khiển khác nhau và mục đích của việc thực hiện điều khiển máy phát chính làđiều khiển hai giai đoạn này Máy phát SRG được điều chỉnh linh hoạt là nhờ có

nhiều tham số có thể thực hiện việc điều khiển, như: góc mở θon, góc đóng θoff, điện

áp tự kích Us, dòng điện cắt Ic Xuất phát từ việc điều khiển các tham số này, hiệnnay có 3 phương pháp chính đề điều khiển máy phát SRG, đó là: điều khiển vị trígóc đóng mở (APC), điều khiển độ rộng xung (PWM) và điều khiển dòng điện cắt(CCC) Luận văn tiến hành điều khiển máy phát SRG theo phương pháp điều khiểndòng điện cắt (Ichop hoặc còn gọi là Ic)

2.1.4 Ưu điểm và ứng dụng của máy phát SRG

Động cơ điện từ kháng với nhiều ưu điểm vượt trội đã được nghiên cứu ứngdụng ở nhiều lĩnh vực trong đời sống kinh tế xã hội, điển hình phải kể đến là cácứng dụng của động cơ bước trong lĩnh vực điều khiển tự động hóa hoặc các động cơđiện dùng trong lĩnh vực giao thông vận tải Máy phát điện SRG là một dạng củamáy điện từ kháng, thực hiện chức năng phát điện, tuy hiện nay chưa được coi trọng

và quan tâm đúng mức, nhưng máy phát từ kháng SRG cũng giống như động cơ từkháng SRM có nhiều ưu điểm nổi trội như[4,13-14]:

1) Stato và rotor của máy phát SRG đều có dạng cực lồi, chúng đều được chếtạo từ thép từ thông thường, riêng rotor không có dây quấn và cũng không phải lànam châm vĩnh cửu nên giá thành của nó thấp Đặc biệt rotor không phải là namchâm vĩnh cửu nên nó ít phụ thuộc vào nhiệt độ cao;

2) Khi độ quay thay đổi trong phạm vi tương đối lớn nhất định (cho phép) thìđiện áp phát của máy phát SRG không phụ thuộc vào sự thay đổi của tốc độ quay.Điều này rất có ích trong việc nâng cao hiệu suất của hệ thống phong điện khi dùngmáy phát SRG;

3) Máy phát SRG lại dùng điện áp 1 chiều làm nguồn kích từ, tham số dùng đểđiều khiển máy phát khá phong phú như: điều chỉnh điện áp kích từ, điều chỉnh hạnchế dòng điện cắt, điều chỉnh góc đóng góc mở van đóng cắt trong bộ điều khiểncông suất Điều này rất có lợi trong việc thực hiện điều khiển dòng điện và điện ápphát của máy phát;

4) Kích từ và phát điện của máy phát SRG được thực hiện đồng thời nên kết cấucủa hệ thống được đơn giản hơn khi chế tạo và cũng làm tăng độ tin cậy cho hệthống khi vận hành;

5) Nếu thiết kế hợp lý thì hệ thống phát điện gió dùng máy phát SRG có thểlược bỏ được hộp số tăng tốc, nối trực tiếp tuabin gió với bộ phận quay của máyphát Điều này sẽ tăng được hiệu suất phát điện, giảm được thiết bị để giảm giáthành Đồng thời cũng tăng tính tin cậy của hệ thống khi vận hành

Máy phát SRG với nhiều ưu điểm như có cấu tạo đơn giản, chắc chắn, giá thànhthấp, rotor không có cuộn dây và cũng không phải là nam châm vĩnh cửu, tổn thấtchủ yếu ở phía stato nên rất dễ làm mát, chịu quá tải ngắn hạn rất tốt v.v nên trongtương lai chắc chắn sẽ được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kinh tế xã hội nóichung và lĩnh vực dùng năng lượng gió phát điện nói riêng

2.3 Nguyên lý hoạt động và kết cấu của hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát SRG [4,13,18-19]

Các bộ phân chủ yếu của hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát SRG gồm:tuabin gió, hộp số tăng tốc, máy phát SRG, bộ biến đổi công suất, bộ điều khiểnDSP, bộ nghịch lưu, phụ tải và nguồn pin vừa đóng vai trò là nguồn phụ giúp máyphát khởi động và cũng là nguồn tích trữ điện khi hệ thống phát điện Sơ đồ nguyên

lý hoạt động và kết cấu của hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát SRG được thểhiện trên hình 2.3

Tuabin gió đóng vai trò chuyển đổi năng lượng gió thành năng lượng cơ ởđầu ra Để tăng tốc độ sau đầu ra của tuabin gió người ta dùng hộp tăng tốc trướckhi đưa tới phần quay của máy phát SRG Máy phát SRG là thiết bị chính của hệthống, nó đóng vai trò chuyển đổi cơ năng nhận được từ tuabin gió thành điệnnăng ở đầu ra của máy phát Bộ biến đổi công suất vừa đóng vai trò là tạo nguồnkích thích cho máy phát SRG lại vừa đóng vai trò là bộ nhận năng lượng điện từ

cuộn dây pha máy phát nạp vào pin tích điện khi có năng lượng dư thừa từ máyphát (phụ tải không tiêu thụ hết công suất) Bộ điều khiển kỹ thuật số DSP là bộphận quan trọng của bộ biến đổi công suất nói riêng và của máy phát SRG nóichung Nó vừa thực hiện chức năng thu nhận và xử lý tín hiệu xác định vị trí củarotor, dòng điện và điện áp của máy phát SRG, lại vừa thực hiện chức năng điềukhiển đóng ngắt thiết bị bán dẫn trong bộ điều khiển công suất để thực hiện điềukhiển toàn bộ quá trình vận hành của máy phát SRG Bộ nghịch lưu thực hiệnchức năng chuyển dòng một chiều sau bộ biến đổi công suất thành dòng xoaychiều mong muốn cung cấp cho phụ tải điện Trong trường hợp phụ tải của hệthống phát điện gió dùng máy phát SRG là phụ tải một chiều thì trong hệ thốngkhông cần bộ nghịch lưu Pin tích điện giữ vai trò dự trữ điện năng của hệ thống.

2.3.1 Bộ biến đổi công suất

Việc lựa chọn bộ biến đổi công suất của máy phát SRG được căn cứ vào nhiều yếu

tố, trong đó phải kể đến như điện áp, số pha của máy phát, cũng như loại thiết bị bándẫn thực hiện chức năng đóng ngắt điều khiển dòng phát Bộ biến đổi công suất là thiết

bị rất quan trọng trong hệ thống, việc lựa chọn bộ biến đổi công suất hợp lý sẽ làm tănghiệu quả cũng như làm giảm giá thành của hệ thống phát điện gió dùng máy phát SRG

Sơ đồ cũng như cấu trúc của bộ biến đổi công suất hiện nay khá đa dạng, tuy nhiên bộbiến đổi công suất thường dùng hiện nay gồm một số dạng sơ đồ như: bộ biến đổi nửacầu không đối xứng, bộ biến đổi công suất tổ dây kép, bộ biến đổi công suất có số thiết

bị đóng ngắt ít nhất, hoặc bộ biến đổi công suất theo phương thức phân chia nguồn mộtchiều, sơ đồ cấu trúc của chúng được thể hiện trên hình 2.4, trong đó: hình 2.4a – Bộbiến đổi công suất nửa cầu không đối xứng; hình 2.4b – Bộ biến đổi công suất cuộndây kép; hình 2.4c – Bộ biến đổi công suất có số thiết bị đóng ngắt ít nhất; hình 2.4d –

Bộ biến đổi công suất theo phương thức phân chia nguồn một chiều

(a) (b)

(c) (d)

Hình 2 4 Sơ đồ nguyên lý bộ biến đổi công suất

1) Bộ biến đổi công suất nửa cầu không đối xứng (Hình 2.4a): Mỗi pha có 2

van đóng mở V1, V2 và 2 diode VD1, VD2 Trong đó cả 2 van sẽ cùng thông (đóngmạch) hoặc cùng ngắt (mở mạch) Khi V1, V2 thông (đóng mạch) còn VD1, VD2

đóng thì cuộn dây pha A của máy phát được cấp nguồn từ nguồn một chiều Us banđầu thông qua 2 diode VD1, VD2 và tạo ra dòng điện ia chạy trên cuộn dây Còn khi

V1, V2 ngắt (hở mạch) và VD1, VD2 mở (đóng mạch do điện áp đặt thuận chiều vớidiode) thì dòng điện ia sẽ qua 2 diode VD1, VD2 nối tiếp với điện dung Cs để tíchđiện cho nó Điện dung Cs sẽ thu nhận năng lượng từ trường của cuộn dây pha Amáy phát Trong sơ đồ này thì mạch điều khiển giữa các pha của máy phát làm việchoàn toàn độc lập với nhau Sơ đồ này có đặc điểm là tuy số cuộn dây pha của máy

phát sẽ không bị hạn chế nhưng sẽ có số thiết bị điện tử bán dẫn nhiều nên nó thíchhợp với máy phát SRG có công suất lớn, điện áp cao và số pha nhỏ.

2) Bộ biến đổi công suất cuộn dây kép (Hình 2.4b): Khi cuộn dây pha của

máy phát gồm 2 phần lần lượt có cực tính ngược nhau thì người ta dùng bộ đổi côngsuất cuộn dây kép có sơ đồ như hình 2.4b Trên sơ đồ cuộn dây pha được tách thànhcuộn dây 1 và cuộn dây 2 Khi khóa S thông, điện áp cảm ứng trên cuộn dây 2 sẽ cócực tính là đầu ① ứng với dấu “ +” và đầu ② ứng với dấu “-” Do 2 cuộn dây cócùng trị số điện áp Us nên lúc này điện áp đặt lên VD sẽ ngược chiều so với Us banđầu và có trị số là 2Us Khi S ngắt mạch, điện áp cảm ứng trên cuộn dây 2 có đầu ①ứng với dấu “-” và đầu ② ứng với dấu “ +” và diode VD thông, dòng điện i1 trêncuộn dây pha 1 đảo chiều, hình thành dòng i2 cấp điện cho tụ Cs Sơ đồ này cónhược điểm là điện áp định mức của thiết bị đóng cắt phải lớn hơn ít nhất 2 lần điện

áp định mức của cuộn dây máy phát điện Ngoài ra thì hiệu quả sử dụng dây đồngcủa máy phát điện cũng thấp

3) Bộ biến đổi công suất có số thiết bị đóng ngắt ít nhất (Hình 2.4c): Đây là

một dạng sơ đồ cải tiến mới từ sơ đồ bộ biến đổi công suất nửa cầu không đối xứng

Ở sơ đồ này phía nửa trên của mạch nửa cầu chỉ dùng 1 thiết bị đóng cắt nối với cáccuộn dây pha của máy phát nhằm giảm thiểu số lượng thiết bị bán dẫn trong bộ biếnđổi công suất Ví dụ như trên hình 2.4c thì khóa Sb ở phía trên được nối với cả haicuộn dây, còn ở phía dưới mỗi cuộn dây pha lại được nối với 1 bộ đóng cắt, cụ thể

là Sa và Sc

4) Bộ biến đổi công suất theo phương thức phân chia nguồn một chiều (H2.4d): Điện áp một chiều ở đầu ra Us được phân thành 2 phần bằng nhau vàđặt lên 2 tụ điện có điện dung bằng nhau Cs Các thiết bị đóng cắt được nối nốitiếp với các diode và lần lượt nối so le với các cuộn dây pha như hình 2.4d Khikhóa S1 thông, tụ điện Cs phía trên được xung điện; sau đó S1 ngắt và VD1 thông,cuộn dây 1 thông qua diode VD1 sẽ xung điện cho tụ điện Cs phía dưới Còn khi

S2 thông, tụ điện Cs phía dưới được xung điện bởi cuộn dây 2; sau đó khi S2 ngắtthì cuộn dây 2 thông qua diode VD2 sẽ xung điện cho tụ điện Cs phía trên Với sơ

đồ này, để đảm bảo điện áp làm việc các pha đối xứng nhau thì yêu cầu bắt buộc làmáy phát phải có số pha là số chẵn.

2.3.2 Bộ điều khiển

Có thể nói bộ điều khiển là đầu não của hệ thống phát điện gió, nó thực hiệntoàn bộ chức năng điều khiển quá trình vận hành của hệ thống, điển hình là thựchiện quá trình vận hành tự đồng bộ và phát huy những tính năng ưu việt của máyphát SRG Bộ điều khiển trực tiếp thu nhận tín hiệu từ các bộ cảm biến dòng điện,tốc độ và cảm biến xác định vị trí rotor sau đó phân tích, xử lý rồi đưa ra sách lượcđiều khiển, tín hiệu điều khiển tới thiết bị đóng cắt của bộ biến đổi công suất vàcuối cùng là điều khiển vận hành máy phát SRG Khi thiết kế bộ điều khiển máyđiện dùng bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số (DSP) sẽ giúp cho việc thực hiện những điềukhiển có tích chất phức tạp được thực hiện dễ dàng hơn, đồng thời sẽ phát huy tốtnhững ưu điểm và khắc phục hạn chế những nhược điểm của hệ thống phát điện giódùng máy phát SRG Các bộ phận chính của bộ điều khiển số gồm có phần cứng vàphần mềm Phần cứng gồm bộ vi xử lý CPU, các mạch logic số và bộ kết nối Cònphần mềm thực hiện chức năng xử lý tín hiệu của bộ điều khiển Điểm cần lưu ý lànếu phần cứng và phần mềm của bộ điều khiển số không phù hợp với nhau sẽ ảnhhưởng rất lớn đến chất lượng và hiệu quả của bộ điều khiển

2.3.3 Bộ cảm biến dòng điện và bộ cảm biến vị trí

Bộ cảm biến vị trí là bộ phận không thể thiếu được khi vận hành máy phát SRG.Tín hiệu thu được từ bộ cảm biến này cho chúng ta biết được vị trí tương đối giữastato và rotor của máy phát SRG Bộ cảm biến vị trí thường dùng hiện nay là bộcảm biến quang hoặc cảm biến từ Tín hiệu thu được từ bộ cảm biến dòng chochúng ta biết chính xác dòng điện trong cuộn dây của máy phát SRG Các cảm biếnthường dùng hiện nay là cảm biến theo mẫu điện trở hoặc từ trở

Chương 3: DỰA VÀO PHẦN MỀM MATLAB/SIMULINK THIẾT LẬP MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHÁT

ĐIỆN GIÓ SỬ DỤNG MÁY PHÁT SRG

Hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát SRG là một hệ thống phi tuyến tínhkhá phức tạp, việc thiết lập mô hình toán học một cách chính xác của nó rất khókhăn, bởi vì đường sức từ bão hòa, dòng điện xoáy (do cảm ứng) và hiệu ứng từ trễcủa máy phát SRG đều có tính phi tuyến tính lớn, mà tất cả những yếu tố này đềuảnh hưởng trực tiếp đến tính năng của máy phát Từ những đặc tính này cho thấy,

để xác định một cách chính xác mô hình toán học theo phân tích lý thuyết thôngthường của hệ thống phát điện gió nói chung và của máy phát SRG nói riêng rất khóthực hiện Chính vì thế khi thiết lập mô hình toán học của máy phát SRG, chúng tacần kết hợp tốt giữa phân tích lý thuyết và kết quả thực nghiệm (khảo nghiệm đặctính của máy phát) để xây dựng

Trong chương này luận văn kết hợp giữa phân tích lý thuyết, kết quả thựcnghiệm và sử dụng phần mềm Matlab/Simulink để xây dựng mô hình mô phỏng củatốc độ gió, tuabin gió, máy phát SRG và của hệ thống phát điện gió dùng máy phátSRG hoạt động độc lập cung cấp điện cho phụ tải một chiều Riêng bộ nghịch lưucũng như quá trình vận hành của hệ thống khi hòa mạng do thời gian có hạn nên đềtài đề nghị được nghiên cứu tiếp ở những công trình sau

3.1 Giới thiệu phần mềm Matlab/Simulink

Theo tác giả Nguyễn Phùng Quang – đại học Bách khoa Hà nội[16] thì Matlab làmột bộ chương trình phần mềm lớn của lĩnh vực toán số Tên bộ chương trình chính làchữ viết tắt từ Matrix Laboratory, thể hiện định hướng chính của chương trình là cácphép tính vector và ma trận Phần cốt lõi của chương trình bao gồm một số hàm toán,các chức năng nhập/xuất cũng như các khả năng điều khiển chu trình mà nhờ đó có thểdựng lên các Scripts Còn Simulink là phần chương trình mở rộng của Matlab nhằmmục đích mô hình hóa, mô phỏng và khảo sát các hệ thống động học Giao diện đồ họatrên màm hình của Simulink cho phép thể hiện hệ thống dưới dạng sơ đồ tín hiệu và