cC B575 (575 V) 25 kV/ 575 V 6*2 MVA A B C N 3.3ohms A B C Load 500 kW C A B C B A B C A B C A N Grounding Transformer X0=4.7 Ohms [Vdc] [wr] [P_pu] [Q_pu] Wind Turbine Doubly-Fed Induction Generator Filter (Average Model) 0.9 Mvar Q=50 p To Workspace4 Vabc_B575 Vabc_B575 (pu) Iabc_B575 Iabc_B575 (pu) [P_pu] The model parameters, initial conditions and sample times (Ts_Power=50e-6 s and Ts_Control=100e-6 s) are automatically initialized (see Model Properties) Q (Mv ar) MW [Vdc] Vdc (V) lu [wr] Vabc_B25 an Discrete, Ts = 5e-005 s Show Detailed and Average Simulation Results P (MW) -K- [Q_pu] ? wr (pu) More info Vabc_B25 (pu) Iabc_B25 Iabc_B25 (pu) va pow ergui Scope n gh tn to a) Vabc [Vabc_B1] A ie A Iabc aB b C c C Tm c oa C A a B b C c Asynchronous Machine pu Units [Iabc_grid_conv] d Iabc A C g + - C a B - Universal Bridge Iabc A C1 B va c + A b C choke g B B C A a an lu B b C c Universal Bridge ll Vabc_B1 Iq_grid_conv _ref wr Pulses_rotor_conv Iabc_grid_conv [Iabc_stator] Iabc_stator [Iabc_rotor] Iabc_rotor [Beta] Pitch angle (deg) Wind speed (m/s) [Theta_Freq] [Beta] [Vabc_B1] Vabc_B1 [Iabc_B1] Iabc_B1 wr [Theta_Freq] Theta_Freq [Q_B1] [Vdc] Vdc Data acquisition m co b) m l gm Control System m Q_B1 [wr] Vdc [Tm] Tm (pu) Wind Turbine @ Pitch_angle C Wind (m/s) Q_B1 angle_rotor [Vdc] Theta_Freq B Generator speed (pu) z [Q_B1] [angle_rotor] [wr] z at nh [wr] [Iabc_grid_conv] Pulses_grid_conv oi Qref (pu) Q_ref m Statcom [Iabc_rotor] A B_rotor_conv B_grid_conv u nf [Vabc_B1] [angle_rotor] B_stator A Iq_ref (pu) [wr] m B nl B1 [Tm] b w [Iabc_stator] A a B [Iabc_B1] p Iabc an Lu Hình Cấu trúc mô hệ DFIG-4Q n va ac th si 93 Cấu trúc hệ thống DFIG lưới điện mơ tả sơ đồ hình 3.6a gồm hợp máy phát điện nguồn kép turbine sức gió kết nối với lưới đồng thời cấp điện cho tải pha 500 KW Máy phát với biến tần 4Q gồm hai biến đổi Grid-Converter (B1) Rotor-converter (B2) điều khiển từ riêng biệt từ hai điều khiển Uctrl-Grid Uctrl-Rotor Giả thiết hệ thống hoạt động điều kiện tốc độ gió thay đổi theo kịch *: lu Time (s) 10 Wind Speed (Wm) 4 10 10 an va n Tốc độ gió thay đổi làm cho tốc độ rotor thay đổi nên B2 phải gh tn to điều khiển để chỉnh tần số dòng rotor cho phù hợp đảm bảo điện áp mạch p ie stator máy phát ổn định tần số định mức Kết mô thu thể 1.2 d an lu 0.8 ll u nf va Rotor Speed (wm) oa nl w đồ thị từ hình 3.7 – hình 3.13 12 14 16 18 20 oi m 10 Time (s) z at nh Hình Tốc độ rotor z Trên hình 3.7: Khi tốc độ gió thay đổi theo kịch * làm tốc độ rotor @ l gm DFIG giảm từ tốc độ đồng (0s - 2.44s) xuống đồng (2.44s – 11.2s) lại tăng lên đồng (11.2s – 20s) Tương ứng, công suất m co DFIG phát thay đổi theo hình 3.8a,b an Lu n va ac th si 94 lu an a) n va P (MW) ie gh tn to p 2 10 Time (s) oa nl w 12 14 16 18 20 d b) lu va an Hình Cơng suất phát từ DFIG u nf a) Công suất DFIG thay đổi theo tốc độ gió (tốc độ rotor) ll b) Công suất DFIG thay đổi theo kịch * oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 95 Trên hình 3.9 3.10 cho thấy suốt trình mà tốc độ rotor thay đổi điện áp dòng điện DFIG phát mạch stator đảm bảo sin tuyệt đối Điều có hệ điều khiển biến đổi B2 biến tần 4Q thực U grid (V) lu -1 an 2.44 2.46 2.48 2.5 n va 2.52 2.54 Time (s) 2.56 2.58 2.6 2.62 2.6 2.62 ie gh tn to Hình Điện áp Stator (điện áp lưới) d oa nl w I stator p 0.5 2.48 2.5 2.52 2.54 Time (s) va an 2.46 lu -0.5 2.44 2.56 2.58 ll u nf Hình 10 Dòng điện Stator phát vào lưới oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 96 Trên hình 3.11a,b cho thấy khoảng thời gian khảo sát, tốc độ rotor thay nên tần số dòng điện mạch rotor phải thay đổi (nguyên lý DFIG) để đảm bảo ổn định tần số cho dòng áp mach stator) Khi rotor quay tốc độ đồng dịng rotor xuy biến thành dịng chiều, điều có thấy thời điểm tốc độ rotor thay đổi qua tốc độ đồng 0.5 lu va I B2 an n -0.5 tn to ie gh 10 Time (s) 12 14 16 18 20 p a) nl w an lu I B2 d oa 0.5 1.5 u nf va -0.5 ll 2.5 Time (s) 3.5 oi m b) z at nh Hình 11 Điều khiển tần số dịng điện rotor thay đổi tốc độ rotor thay z đổi @ gm a) Dòng điện rotor đổi chiều hai lần theo lịch * m co l b) Dòng điện rotor suy biến thành chiều thời điểm tốc độ đồng an Lu n va ac th si 97 Trên hình 3.12, quan sát kỹ thấy tốc độ rotor từ đồng (DFIG phát cơng suất vào lưới từ hai phía sator rotor) giảm xuống đồng dịng điện phía biến đổi B1 đổi chiều, tương ứng DFIG chuyển chế độ, mạch rotor phát công suất vào lưới sang chế độ nhận lượng từ lưới riêng làm nhiệm vụ cho kích từ Điều thấy rõ hình 3.13 so sánh thấy góc pha dịng điện thay đổi 180 độ góc pha điện áp giữ nguyên x 10 -3 lu n va I B1 an 2.46 2.48 2.5 2.52 2.54 Time (s) p ie gh tn to -2 2.44 2.56 2.58 2.6 2.62 0.005 va an lu ll u nf -0.005 oi m IB1 & Ustator/100 d 0.01 oa nl w Hình 12 Dòng điện pha lưới biến đổi B1 2.35 2.4 2.45 z at nh -0.01 2.5 2.55 Time (s) 2.6 2.65 2.7 z m co l gm @ Hình 13 Tách riêng pha dòng điện lưới biến đổi B1 an Lu n va ac th si 98 3.3 Kết luận chương Từ nghiên cứu lý thuyết chương chương 2, nội dung chương xây dựng mơ hình đặc trưng cho nội dung nghiên cứu đề tài lựa chọn mô đại diện cho hệ thống máy phát điện sức gió có tham gia tích cực biến tần 4Q Nghiên cứu tham khảo tài liệu thiết yếu tin cậy cho việc xây dựng cấu trúc mô Kết mô thu cách chọn lọc nhằm làm sáng tỏ khả đặc biệt hệ biến tần 4Q Các biến đổi B1 B2 thực tốt chức lu giúp cho DFIG phát công suất điều kiện lượng đầu vào (tốc an va độ gió thay đổi) n - Giữ vững tần số hịa lưới hai phía stator rotor to gh tn - Khi tốc độ rotor đồng bộ, DFIG phát cơng suất hai phía p ie stator rotor - Khi tốc độ rotor đồng bộ, biến tần 4Q có nhiệm vụ kích từ d oa nl w đồng thời tăng khả phát công suất cho mạch stator DFIC ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 99 KẾT LUẬN CHUNG Luận văn tập trung nghiên cứu vào lĩnh vực mới, góp tiếng nói đồng tình cho xu phát triển nguồn lượng tồn Cầu nói chung Việt Nam nói riêng Trong đó, hai dạng lượng có tiềm lớn lượng gió lượng Mặt trời có nhiều ưu phát triển tương lai Tuy nhiên, vấn đề phát triển khai lu thác lượng tái tạo dựa tảng biến đổi điện an n va tử cơng suất tn to Nội dung trình bày luận văn theo bố cục lô gic theo chương ie gh từ tổng quan đến cụ thể cho mơ hình thực tế dạng nguồn điện sử dụng p lượng gió lượng Mặt trời Từ sở lý thuyết đến tính tốn oa nl w mô kết Matlab-Simulink khẳng định độ tin cậy d luận văn Luận văn xem tài liệu tham khảo cho sinh viên lu va an ngành điện học nghiên cứu lĩnh vực lượng tái tạo hay dạng u nf mạng điện phân tán, mạng cục bộ… ll Được giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn TS Ngơ Đức Minh m oi với giúp đỡ bạn b đồng nghiệp thân tác giả cố gắng hồn z at nh thành luận văn Nhưng trình độ hạn chế, thời gian nghiên cứu chưa z nhiều nhiệm vụ luận văn liên quan đến lĩnh vực rộng, nên luận văn @ đóng góp thầy, cô, bạn b đồng nghiệp m co l gm khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì tác giả mong nhận an Lu n va ac th si 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt [1] Ngô Đức Minh, Ứng dụng chỉnh lưu BESS mạng điện cục nguồn thủy điện công suất nhỏ, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ, năm 2009-2010 [2] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất NXB Khoa học Kỹ thuật, 2007 lu an [3] Nguyễn Phùng Quang Truyền động điện thông minh NXB Khoa học Kỹ thuật, năm 2004 n va p ie gh tn to [4] Nguyễn Phùng Quang “Máy điện dị nguồn kép dùng làm máy phát hệ thống phát điện chạy sức gió: Các thuật tốn điều chỉnh bảo đảm phân ly mômen hệ số công suất” Báo cáo khoa học (VICA3) năm 1998 nl w d oa Tài liệu tiếng Anh lu u nf va an [5] By Alejandro Montenegro Leon, Advanced Power Electruaoinic For Wind-Power Generation Buffering, Copyright 2005, pp 27-40 ll [6] Gilbert M Masters, Renewable and Efficient Electric Power Systems, m oi Copyright 2004 by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey All rights reserved z at nh z [7] M Sc Mariusz Malinowski, Three - Phase PWM Rectifiers, Copyright Warsaw, Poland - 2001 m co l gm @ [8] Matlab R2008b an Lu n va ac th si