Tính toán thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời hoà lưới 1 5 kw, sử dụng thuật toán dò tìm để làm việc công suất cực đại mppt đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ ÁN: Tính tốn thiết kế hệ thống lượng mặt trời hịa lưới 1.5kw, sử dụng thuật tốn dị tìm điểm làm việc cơng suất cực đại MPPT Sinh viên thực hiên : Lớp: DC.TDH9.10 Khóa Khoa Giảng viên hướng dẫn : : : : Phạm Tuấn Dương, Nguyễn Văn Linh, Lê Công Lin Điện – Điện tử ThS Nguyễn Sơn Hải Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS Nguyễn Sơn Hải Họ tên sinh viên: Phạm Tuấn Dương, Nguyễn Văn Linh, Lê Cơng Lin Khóa : Lớp: DC.TDH9.10 Điểm báo cáo Ngành: Điều khiển – Tự động hóa Bằng số: CÁN BỘ CHẤM (Ký ghi rõ họ tên) Bằng chữ: CÁN BỘ CHẤM (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI 1.1 Tổng quan 1.2 Giới thiệu pin mặt trời 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động pin mặt trời 1.2.3 Hiệu suất pin mặt trời 1.2.4 Ưu nhược điểm hệ thống pin mặt trời 1.2.5 Ứng dụng pin mặt trời 1.2.6 Đặc tính làm việc pin mặt trời 1.2.7 Những yếu tố bên ảnh hưởng đến pin mặt rời 13 1.3 Các phương pháp phổ biến dị tìm công suất cực đại [18] 15 1.3.1 Phương pháp điện áp số 15 1.3.2 Phương pháp điện dẫn gia tăng INC 16 1.3.3 Chọn giải thuật dị tìm cơng suất cực đại 17 CHƯƠNG 2: THUẬT TOÁN BÁM ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰCĐẠI 18 2.1 Giới thiệu chung 18 2.2 Nguyên lý dung hợp tải 20 2.3 Thuật toán xác định điểm làm việc có cơng suất lớn MPPT 24 2.4 Phương pháp nhiễu loạn quan sát P&O (Perturb and observe) 25 2.5 Phương pháp điều khiển MPPT 26 2.5.1 Phương pháp điều khiển PI 27 2.5.2 Phương pháp điều khiển trực tiếp 30 2.5.3 Phương pháp điều khiển đo trực tiếp tín hiệu 33 2.6 Giới hạn MPPT 35 2.7 Điều chế độ rộng xung (PWM) 35 CHƯƠNG 3: BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC 37 3.1 Bộ biến đổi DC-DC 37 3.2 Bộ biến đổi DC-DC tăng áp (Boost converter) 38 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG BÁM ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI THUẬT TOÁN P&O VỚI PHẦN MỀM MATLAB 46 4.1 Phần mềm matlab 46 4.2 Các thông số hệ thống pin lượng mặt trời 46 4.2.1 Thông số pin lượng mặt trời 47 4.3 Mô kết mô hệ thống hòa lưới pin lượng mặt trời 47 4.3.1 Đồ thị cơng suất dịng điện 48 4.3.2 Xây dựng sơ đồ mạch điều khiển: 50 4.3.3 Mơ tín hiệu đầu nhãn S11 S21: 52 4.3.4 Chương trình điều khiển matlab: 55 KẾT LUẬN 56 LỜI MỞ ĐẦU Nhu cầu lượng thời đại khoa học kỹ thuật không ngừng gia tăng Tuy nghiên nguồn lượng truyền thống khai thác : than đá, dầu mỏ, khí đốt, khí thiên nhiên thủy điện…đang ngày cạn kiệt Khơng chúng cịn có tác hại xấu môi trường như: gây ô nhiễm môi trường, ô nhiễm tiếng ồn, mưa axit, trái đất ấm dần lên, thủng tầng ozon Do đó, việc tìm khai thác nguồn nănglượng lượng hạt nhân, lượng địa nhiệt, lượng gió lượng mặt trời cần thiết Việc nghiên cứu lượng mặt trời ngày thu hút quan tâm nhà nghiên cứu, tình trạng thiếu hụt nghiêm trọng lượng Năng lượng mặt trời nguồn lượng sạch, dồi dào, hồn tồn miễn phí, khơng gây ô nhiễm môi trường không gây ô nhiễm tiếng ồn… Hiện nay, lượng mặt trời vào sống người, chúng áp dụng rộng rãi dân dụng công nghiệp nhiều hình thức khác Pin mặt trời có nhiều ưu điểm ưu việt giá thành pin mặt trời đắt nên việc tăng hiệu suất kéo dài tuổi thọ pin trở thành vấn đề quan trọng Để tăng hiệu suất kéo dài tuổi thọ pin cần phải để hệ thống pin lượng mặt trời hoạt động ổn định điểmcó cơng suất cực đại Bởi vì, điều kiện tự nhiên bao gồm xạ mặt trời nhiệt độ lại thay đổi nên điểm làm cho hệ thống có cơng suất cực đại thay đổi theo Vì vậy, cần có phương pháp để theo dõi di chuyển điểm có cơng suất cực đại áp đặt cho hệ thống làm việctại Do nên em chọn đề tài: “ Năng lượng mặt trời sâu tìm hiểu thuật tốn P&O bám điểm cơng suất cực đại ” Đề tài trình bày chương: - Chương : Tổng quan hệ thống pin lượng mặt trời - Chương : Thuật tốn bám điểm cơng suất cực đại - Chương : Bộ biến đổi DC-DC - Chương : Mơ thuật tốn bám điểm cơng suất cực đại P&Ovới phần mềm Matlab Trong trình thực đồ án tốt nghiệp, em cố gắng tìm tịi, học hỏi nghiên cứu kiến thức để hoàn thành đồ án Do kinh nghiệm kiếnthức thân nhiều hạn chế nên báo cáo đồ án tốt nghiệp em khó tránh khỏi thiếu sót Vậy em mong nhận góp ý từ phía thầy để em hồn thiện thêm kiến thức cho thân Qua em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo ThS Nguyễn Sơn Hải hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI 1.1 Tổng quan Cùng với yêu cầu phát triển bền vững nguồn lượng bi cạn kiệt dần Hằng năm, toàn giới tiêu thụ gần 90% lượng hóa thạch (than đá, dầu mỏ khí tự nhiên) Trong đó, chúng lại gây nhiễm mơi trường, ảnh hưởng đến Trái Đất Thêm vào đó, lượng hạt nhân không sử dụng nhiều nữa, phần cạn kiệt, mặt khác tính khơng an tồn sau xảy cố phóng xạ Nhật Bản hay Liên Xơ Năng lượng thủy điện lên xuống thất thường biến đổi khí hậu Chính vậy, khả cung cấp nước cho cơng trình thủy điện hạn chế Điều gây nên nhiều bất lợi cho sống hàng ngày Mục tiêu nhà khoa học hướng đến thời điểm tương lai nguồn lượng tự nhiên lượng gió, lượng mặt trời, Năng lượng mặt trời nguồn lượng tái tạo lựa chọn Nguồn lượng mặt trời nguồn lượng tái tạo vô tận với trữ lượng lớn, Việt Nam lượng mặt trời có sẵn quanh năm, ổn định, thân thiện với mơi trường, hồn tồn miễn phí phân bố rộng rãi vùng miền khác đất nước Gần đây, hệ thống pin quang điện công nhận sử dụng rộng rãi,đi đầu ứng dụng điện Pin lượng mặt trời tạo dịng điện trực tiếp khơng ảnh hưởng đến mơi trường ô nhiễm tiếp xúc với xạ mặt trời Bên cạnh đó,pin quang điện thiết bị bán dẫn, khơng có phận chuyển động, điều giúp hệ thống chi phí hoạt động bảo trì Các đặc tính đầu mơ đun quang điện phụ thuộc vào xạ mặt trời, nhiệt độ điện áp tế bào quang điện Các mơ hình tốn học pin mặt trời sử dụng mơ máy tính xây dựng nghiên cứu nhiều nước Hầu tất mơ hình quang điện phát triển mơ tả đặc tính đầu chủ yếubị ảnh hưởng xạ mặt trời, nhiệt độ hoạt động pin mặt trời điện áp tải 1.2 Giới thiệu pin mặt trời 1.2.1 Định nghĩa Pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) - phần tử bán dẫn có chứa bề mặt số lượng lớn cảm biến ánh sáng điốt quang, thực biến đổi lượngánh sáng thành lượng điện Cường độ dòng điện, hiệu điện điệntrở pin mặt trời thay đổi phụ thuộc lượng ánh sáng chiếu lên chúng Tế bào quang điện ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 72 tế bào quang điện pin mặt trời) Tế bào quang điện có khả hoạt động ánh sáng mặt trời ánh sáng nhân tạo Chúng dùng cảm biến ánh 1.2.2 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động pin mặt trời Hình 1.1 Cấu tạo, nguyên lý hoạt động pin mặt trời a Cấu tạo Gồm ba thành phần : - Mặt ghép bán dẫn p – n: sử dụng tinh thể Silic, thành phần pin lớp n thường mỏng để ánh sáng chiếu tới lớp tiếp xúc p – n - Điện cực: thành phần dẫn điện phụ tải, vật liệu làm điện cực vừa phải có độ dẫn tốt vừa phải bám dính tốt vào chất bán dẫn - Lớp chống phản quang: phản xạ ánh sáng nhiều làm chohiệu suất pin giảm Vì phải phủ lớp chống phản quang b Nguyên lý Một tế bào quang điện sử dụng lớp silicon khác nhau, lớp silicon loại N vật liệu bán dẫn có mật độ electron lớn mật độ lỗ trống Do đó, trongbán dẫn loại N, electron tự gọi hạt dẫn đa số Lớp silicon lại loại P vật liệu bán dẫn có mật độ lỗ trống lớn electron tự Do đó, bán dẫn loại P, lỗ trống hạt dẫn đa số Nếu vật liệu bán dẫn tiếp xúc với nhau, số electron từ bên N di chuyển qua vùng P lấp đầy lỗ trống có sẵn Ngược lại, lỗ trống từ bên P di chuyển qua vùng N để kết hợp với electron Bằng cách này, vùng mà khơng có lỗ trống electron tự hình thành gọi vùng chuyển tiếp P-N Kết di chuyển electron lỗ trống trên, ranh giới phía N tích điện dương phía P tích điện âm Ở trạng thái bình thường, electron thường kết dính với lỗ trống vùng chuyển tiếp P-N nên khơng thể di chuyển xa Khi có ánh sáng chiếu vào mang theo hạt nhỏ gọi hạt photon Khi hạt photon va chạm lên tế bào quang điện, lượng truyền đến electron vùng chuyển tiếp P-N Nếu nguồn lượng đủ mạnh đánh bật electron khỏi liên kết tại, sau điện trường vùng chuyển tiếp P-N đẩy electron lỗ trống khỏi vùng Khi kết nối chúng với tải tạo dòng điện liên tục Mỗi tế bào quang điện tạo điện áp 0,5V, chúng cần nối lại với thành modun để tăng thêm sức mạnh đủ để sử dụng cho thiết bị điện c Phân loại Cho tới vật liệu chủ yếu cho pin mặt trời silic tinh thể chia thành loại chính: - Một tinh thể hay đơn tinh thể module sản xuất dựa trình Czochralski Đơn tinh thể loại có hiệu suất tới 16% Chúng thường mắc tiền cắt từ thỏi hình ống, đơn thể có mặt trống góc nối module - Đa tinh thể làm từ thỏi đúc-đúc từ silic nung chảy cẩn thận làm nguội làm rắn Các pin thường rẻ đơn tinh thể, nhiên hiệu suất Tuy nhiên chúng tạo thành vuông che phủ bề mặt nhiều đơn tinh thể bù lại cho hiệu suất thấp Dải silic tạo từ miếng phim mỏng từ silic nóng chảy có cấu trúc đa tinh thể, Loại thường có hiệu suất thấp nhất, nhiên loại rẻ loại khơng cần phải cắt từ thỏi silicon Các công nghệ sảnsuất tấm, nói cách khác, loại có độ dày 300 μm tạo thành xếp lại để tạo nên module 1.2.3 Hiệu suất pin mặt trời Hiệu suất pin mặt trời tỉ số lượng điện từ lượng ánh sáng mặt trời Dùng phương pháp đo lượng ánh sáng mặt trời mà hệ thống pin lượng mặt trời chuyển đổi thành điện thực tế Kết xác định hiệu pin lượng mặt trời đo tỉ lệ phần trăm Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất pin mặt trời vật liệu cấu tạo pin, vị trí hướng lắp đặt, điều kiện khí hậu Hầu hết hệ thống lượng mặt trời dành cho thương mại hiệnnay hoạt động với hiệu suất từ 15% tới 23% Mặc dù nhiều hạn chế thực lượng mặt trời cung cấp lượng cho tồn giới với cơng nghệ ngày đại 1.2.4 Ưu nhược điểm hệ thống pin mặt trời Ưu điểm: - Lắp đặt, vận hành đơn giản, dễ dàng Gần không cần phải bảo trì,bảo dưỡng - Khơng cần nhiên liệu, khơng gây nhiễm mơi trường (khơng khí thải,khơng tiếng ồn, không chuyển động …) - Ứng dụng nơi, đặc biệt vùng sâu, vùng xa, hải đảo…những nơi mà lưới điện quốc gia chưa vươn tới - Hoạt động tin cậy, lâu dài (trừ ắc quy phải thay định kỳ) Nhược điểm: - Chi phí đầu tư ban đầu cao - Phải chăm sóc thay ắc quy - Hệ thống hoạt động liên tục được, hoạt động có ánh sáng mặt trời chiếu vào pin 1.2.5 Ứng dụng pin mặt trời Hệ thống pin lượng mặt trời ứng dụng nhiều lĩnh vực khác sống Dưới ứng dụng cơbản hệ thống này: a Tích hợp vào thiết bị Từ đồng hồ đeo tay nhỏ bé bàn tay bé xinh, điện thoại nhỏ nhắn dắt túi quần xe điện mặt trời chạy mặt đất hay robot Hỏa… Sự tích hợp pinnăng lượng mặt trời mang lại khác biệt cho thiết bị: Vừa mang lại tính thẩm mỹ, vừa đảm bảo tính tiện dụng thân thiện với mơi trường Pin mặt trời thường tích hợp vào thiết bị máy tính bỏ túi, laptop, đồng hồ đeo tay, loại xe, máy bay, robot tự hành, điện thoạidi động, đèn trang trí, đèn sân vườn, đèn tín hiệu, đèn đường, vệ tinh nhân tạo b Nguồn điện di động Nguồn điện cung cấp điện cho thiết bị điện nơi đâu Đặc biệt mơi khơng có nguồn điện lưới vùng sâu vùng xa,hải đảo, biển … Các ứng dụng nguồn điện di động phải kể tới sạc lượng mặttrời, cặp lượng mặt trời, áo lượng mặt trời, trạm điện lượng mặt trời di động c Nguồn điện cho tòa nhà Nguồn điện cho tòa nhà giải pháp vừa giúp giảm hóa đơn tiền điện hàng tháng, vừa giúp giảm đầu tư xã hội cho cơng trìnhnhà máy điện khổng lồ cách kết hợp sức mạnh toàn dân việc tạo điện phục vụ đời sống sản xuất chung Dòng trung bình qua cuộn cảm : 𝐼𝐼 𝐼2 𝐼𝐼 = (1−𝐼)2𝐼 = 𝐼 = 𝐼𝐼 𝐼 𝐼 𝐼𝐼 𝐼 (3.16) 𝐼𝐼 Xác định dòng cuộn cảm lớn nhỏ : ∆𝐼 𝐼𝐼 𝐼 = 𝐼 𝐼.𝐼.𝐼 + 𝐼𝐼 = + 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼 (1−𝐼)2𝐼 ∆𝐼 = 𝐼 𝐼.𝐼.𝐼 − 𝐼𝐼 = 𝐼 𝐼𝐼 2𝐼 (3.18) − (1−𝐼)2𝐼 (3.17) 2𝐼 Vì dịng qua cuộn dây liên tục nghĩa ln dương, nên Imin dương : 𝐼𝐼 𝐼.𝐼.𝐼𝐼 𝐼 = − >0 (3.19) 𝐼𝐼𝐼 (1−𝐼)2𝐼 𝐼𝐼 (1−𝐼)2𝐼 > 2𝐼 𝐼.𝐼.𝐼𝐼 2𝐼 = 𝐼𝐼𝐼 (3.20) 2𝐼𝐼 Điện cảm tối thiểu cho dòng liên tục biến đổi : 𝐼𝐼𝐼𝐼 = 𝐼(1−𝐼)2𝐼 (3.21) 2𝐼 Thiết kế biến đổi DC-DC tăng áp để dịng liên tục phải có giá trị cuộn cảm lớn Lmin : 𝐼= 𝐼.𝐼.𝐼𝐼 ∆𝐼𝐼 = 𝐼.𝐼𝐼 (3.22) 𝐼.∆𝐼𝐼 Độ gợn sóng điện áp ngõ : Giả sử điện áp ngõ số, nên xem giá trị điện dung rấtlớn Thực tế điện dung có giá trị giớ hạn nên điện áp ngõ biến thiên hoặcgợn sóng Gợn sóng điện áp ngõ tính từ dạng sóng dịng tụ nhưhình 3.2 Thay đổi tụ điện tính từ: 𝐼 |∆𝐼| = ( 𝐼) 𝐼 𝐼 = 𝐼 ∆ 𝐼 𝐼 𝐼 Biểu thức điện áp gợn sóng là: ∆𝐼 = 𝐼𝐼.𝐼.𝐼 = 𝐼𝐼.𝐼 𝐼 𝐼.𝐼 (3.23) (3.24) 𝐼.𝐼.𝐼 Hoặc: ∆𝐼𝐼 𝐼𝐼 = 𝐼 (3.25) 𝐼𝐼𝐼 44 Điện dung tính: 𝐼 𝐼 = 𝐼(∆𝐼𝐼)𝐼 (3.26) 𝐼𝐼 Trở kháng tụ điện góp phần đáng kể vào gợn sóng điện áp ngõ Sự biến thiên dòng qua tụ giống dòng max cuộn cảm(hình 4.2) Gợn sóng điện áp trở kháng tương đương (ESR) là: ∆𝐼𝐼,𝐼𝐼𝐼 = ∆𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼 = 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼𝐼 45 (3.27) CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG BÁM ĐIỂM CỐNGSUẤT CỰC ĐẠI THUẬT TOÁN P&O VỚI PHẦN MỀM MATLAB Mô công cụ hiệu sử dụng rộng rãi nghiên cứu, thiết kế chế tạo sản phẩm Nhờ có mơ ta dự đoánđược chất lượng thiết kế trước thực hóa Có nhiều cơng cụ để thực chức Để đánh giá trình dịng áp xảy phần tử MATLAB tỏ hiệu quả, đánh giá khả làm việc thiết kế sở sử dụng MATLAB 4.1 Phần mềm matlab MATLAB mơt chương trình sử dụng để mơ mơ hình hóa mạch điện tử tương tự Chương trình cho phép mô thiết kế trước bắt tay vào xây dựng phần cứng Các chương trình mơ cho phép quan sát thay đổi mạch điện khita thay đổi tín hiệu đầu vào giá trị thành phần mạch điện Do kiểm tra lại thiết kế coi hồn thành để xem chúngcó chạy thực tế hay không MATLAB mô tiến hành phép đo kiểm tra phần thiết kế mạch điện Để khảo sát mạch điện nói chung mạch điện tử cơngsuất nói riêng ta tiến hành theo bước sau: - Xác định mơ hình phần tử cần thiết để xây dựng mạch điện Đa số phần tử có thư viện mơ hình chương trình, nhiên số trường hợp ta phải xây dựng Mơ hình MATLAB phản ánh đặc điểm tính chất vật lý thiết bị thực.Mơ hình gần với thực tế kết phân tích đáng tin cậy Mặc dù số trường hợp, khảo sát đặc tính cần mơ hình hóa tham số, thơng số liên quan đến đặc tính - Thiết lập sơ đồ nguyên lý mạch cần nghiên cứu Cần phải đảm bảo chắn sơ đồ nguyên lý xây dựng đắn - Thiết lập thông số sơ đồ tham số khảo sát - Tiến hành khảo sát, thường chia làm hai giai đoạn: Trước hết chạy thử chương trình với chế độ mà kết biết trước để kiểm tra độ xác mơ hình Tiếp theo, mơ hình đạt độ tin cậy cần thiết, tiến hành nghiên cứu với chế độ cần khảo sát theo yêu cầu đặt 4.2 Các thông số hệ thống pin lượng mặt trời 46 4.2.1 Thông số pin lượng mặt trời Model Bảng 4.1 Thông số Pin chọn SPR-305E-WHT-D Công suất STC (W) 305 Hở mạch điện áp Voc (V) 64.2 Dòng ngắn mạch Isc (A) 596.00 Điện áp Maximim Power Vmp (V) 54.7 Dòng điện Maximim Power Imp (A) 5.58 Hiệu suất bảng điều khiển 18.7% Hệ số lấp đầy 0.8% Dung sai điện -3.00% ~ 3.00% Điện áp tối đa 600 Dịng điện tối đa 15 4.3 Mơ kết mơ hệ thống hịa lưới pin lượng mặt trời sơ đồ hệ thống mặt trời 47 4.3.1 Đồ thị cơng suất dịng điện Đồ thị cơng suất dịng điện Đồ thị cơng suất dịng điện pin Xây dựng sơ đồ mạch động lực matlab: 4 Sơ đồ mạch động lực 48 Sơ đồ gồm: - van bán dẫn IGBT có trang bị thêm diode có tác dụng bảo vệ van - Tại cực G van có tín hiệu S11, S21 tín hiệu để cấp xung vào để điều khiển van Nguyên lý hoạt động: Đồ thị điện áp, dòng điện nghịch lưu cầu pha Ở nửa chu kỳ (0  2), cặp van T1, T2 dẫn điện, phụ tải đấu vào nguồn Do nguồn nguồn áp nên điện áp tải Ut = E Tại thời điểm  = 2, T1 T2 bị khoá, đồng thời T3 T4 mở Tải đấu vào nguồn theo chiều ngược lại, tức dấu điện áp tải đảo chiều Ut = -E Do tải mang tính trở cảm nên dòng giữ nguyên theo hướng cũ, T1, T2 bị khố, nên dịng phải khép mạch qua D3, D4 Sức điện động cảm ứng tải trở thành nguồn trả lượng thông qua D3, D4 tụ C.Tương tự khoá cặp T3, T4 dòng tải khép mạch qua D1 D2 Để tính chọn van cần tìm biểu thức dịng điện tải it, sử dụng phương pháp sóng điều hồ bản: Phân tích dạng điện áp tải Ut chuỗi: 𝐼𝐼 = 4𝐼 ∞ 𝐼𝐼𝐼(2𝐼−1)𝐼𝐼 ∑𝐼=1 𝐼 2𝐼−1 49 (4.1) Nếu lấy sóng điều hồ thì: 𝐼𝐼 ≈ 𝐼𝐼 = 4𝐼 𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼 (4.2) 𝐼 4𝐼 𝐼√𝐼2+𝐼2 𝐼 𝐼 𝐼𝐼𝐼(𝐼𝐼 − 𝐼) = 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼 = 𝐼 𝐼𝐼 𝐼 = 𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼𝐼𝐼(𝐼𝐼 − 𝐼) (4.3) (4.4) 𝐼𝐼 (4.5) 𝐼𝐼 Dịng trung bình qua van động lực là: 𝐼 𝐼 = 𝐼 𝐼𝐼𝐼(𝐼𝐼 − 𝐼)𝐼𝐼�� ∫ 𝐼 2𝐼 𝐼 𝐼 𝐼 Thời gian lấy mẫu hệ thống điều khiển: 4.3.2 Xây dựng sơ đồ mạch điều khiển: 50 (4.6) Xây dựng sơ đồ mạch điều khiển: 51 4.3.3 Mơ tín hiệu đầu nhãn S11 S21: Tín hiệu S11: Tín hiệu S21: Độ rộng xung điện áp ngược 52 Thiết kế mạch khóa pha: Thiết kế mạch I tham chiếu: 53 Mơ dịng điện đầu Pin: Mơ đồ thị công suất đầu Pin: Giá trị công suất đặt với giá trị công suất thực: 54 4.3.4 Chương trình điều khiển matlab: 55 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu làm việc hướng dẫn tận tình ThS Nguyễn Hải Sơn giúp đỡ bạn bè lớp Em hoàn thành đồ án tốt nghiệp đạt số kết sau : - Nêu tổng quan xây dựng mơ hình nhỏ hệ thống pin lượng mặt trời - Đã tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, đặc tính làm việc pin mặt trời - Nghiên cứu, xây dựng thuật toán P&O bám điểm công suất cực đại - Nêu nguyên lý hoạt động biến đổi DC-DC Do đề tài thân, khả nhận thức hạn chế nên đồ án cịn số khâu chưa hồn chỉnh, cịn nhiều vấn đề chưa đề cập đến Những nghiên cứu dừng lại lý thuyết, thiếu trình thực nghiệm thực tế Vì em mong thầy bạn đóng góp thêm nhiều ý kiến, nhận xét quý báu để kiến thức em hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn bảo, hướng dẫn tận tình thầy giáo Ths Nguyễn Sơn Hải suốt trình làm đề tài tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! tháng 12 năm 2022 Sinh viên thực Nguyễn Văn Linh 56 Tài liệu tiếng Anh [1] “Advanced Algorithm For Mppt Control Of Photovoltaic Systems”, C Liu, B Wu and R Cheung, Department of Electrical & Computer Engineering, Ryerson University, Toronto, Ontario, Canada M5B 2K3 [2] “Evaluation of Micro Controller Based Maximum Power PointTracking Methods Using dSPACE Platform”, Australian University Power Engineering Conference 2006 [3] “A Detailed Performance Model for Photovoltaic Systems”, Hongmei Tian University of Colorado – Denver and Shenzhen Polytechnic, Fernando Mancilla-David, Kevin Ellis and Peter Jenkins University of Colorado – Denver, Eduard Muljadi National Renewable Energy Laboratory [4] “Design and simulation DC-DC power converters buck and boost for mobile applications using Matlab/Simulink”, Kaoutar Bendaoud Polydisciplinary Faculty of Ouarzazate, Department Mathematics and Informatics and Management, Laboratory of Engineering Sciences and Energy, Ibn Zohr University- Agadir, Morocco [5] Robert W Erickson ,Fundamentals of Power Electronics, second edition Kluwer Academic Publishers, 2001 [6] Cyril W Lander (1993), Power Electronic [7] Ryszard Strzelecki, Grzegorz Benysek; Power Electronics in Smart Electrical Energy Networks; Springer 2008 [8] Frede Blaabjerg, Remus Teorescu, Zhe Chen, Marco Liserre; Power converters and control of renewable energy systems; ICPE (ISPE) (2004): 220 Tài liệu tiếng Việt [9] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh (2004), Điện tử công suất, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội 57 [10] Nguyễn Văn Thuấn (2003), Điện tử công suất, NXB Học viện KTQS, Hà Nội [11] Nguyễn Phùng Quang, Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2008 [12] Trần Trọng Minh, “Bài giảng : Thiết kế điều khiển cho biến đổi Điện tử công suất”, BKHN, 12/4/2013 58