(Luận văn) nghiên cứu thuật toán xác định và duy trì điểm làm việc cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP -o0o NGUYỄN THỊ LAN lu NGHIÊN CỨU THUẬT TOÁN XÁC ĐỊNH VÀ DUY an n va TRÌ ĐIỂM LÀM VIỆC CỰC ĐẠI CỦA HỆ THỐNG p ie gh tn to ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƢỚI nl w LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT d oa CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA an lu NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TRƢỞNG KHOA ll u nf va KHOA CHUYÊN MÔN oi m z at nh PGS.TS Lại Khắc Lãi z m co l gm @ PHÒNG ĐÀO TẠO an Lu THÁI NGUYÊN 2016 n va ac th Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn si i LỜI CAM ĐOAN Tên là: Nguyễn Thị Lan Sinh ngày 03 tháng năm 1988 Học viên lớp cao học khóa 16 - Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Trƣờng Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái Nguyên Hiện công tác Khoa Điện - Điện tử Trƣờng Cao đẳng nghề kinh tế kỹ thuật Bắc Ninh lu an Tôi xin cam đoan: Bản luận văn: “Nghiên cứu thuật toán xác định n va trì điểm làm việc cực đại hệ thống điện mặt trời nối lưới” thầy giáo tn to PGS.TS Lại Khắc Lãi hƣớng dẫn cơng trình nghiên cứu riêng Tất ie gh tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Các số liệu, kết p luận văn hồn tồn trung thực chƣa cơng bố d oa nl w cơng trình khác Nếu sai tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm nf va an lu Bắc Ninh, Ngày 12 tháng 03 năm 2016 Tác giả luận văn z at nh oi lm ul Nguyễn Thị Lan z m co l gm @ an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si ii LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, đƣợc động viên, giúp đỡ hƣớng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Lại Khắc Lãi, luận văn với đề tài “Nghiên cứu thuật toán xác định trì điểm làm việc cực đại hệ thống điện mặt trời nối lưới” hoàn thành Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hƣớng dẫn PSG TS Lại Khắc Lãi tận tình dẫn, giúp đỡ lu tác giả hồn thành luận văn an n va Phòng quản lý đào tạo sau đại học, thầy giáo, cô giáo Khoa Điện tn to trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên giúp đỡ tác giả suốt gh trình học tập nhƣ trình nghiên cứu đề tài p ie Toàn thể đồng nghiệp, bạn bè, gia đình ngƣời thân quan tâm, oa nl w động viên, giúp đỡ tác giả suốt q trình học tập hồn thành luận văn d Bắc Ninh, Ngày 12 tháng 03 năm 2016 an lu nf va Tác giả luận văn z at nh oi lm ul Nguyễn Thị Lan z m co l gm @ an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si iii lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN ac th si iv MỤC LỤC MỤC LỤC iv LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ xi MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài .1 Ý nghĩa khoa học thực tiễn .2 Ý nghĩa khoa học .2 lu an Ý nghĩa thực tiễn .2 n va Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu to tn Phƣơng pháp nghiên cứu .3 gh Tên đề tài .3 p ie Bố cục luận văn w CHƢƠNG .4 nl TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI d oa 1.1 Nguồn lƣợng mặt trời an lu 1.1.1 Cấu trúc mặt trời .4 nf va 1.1.2 Năng lƣợng mặt trời 1.1.3 Phổ xạ mặt trời lm ul 1.1.4 Đặc điểm xạ mặt trời bề mặt đất z at nh oi 1.1.4.1 Phổ xạ mặt trời 1.1.4.2 Sự giảm lƣợng mặt trời phụ thuộc vào độ dài đƣờng tia sáng qua lớp khí quyển( air mass) 11 z 1.1.4.3 Cƣờng độ xạ mặt trời biến đổi theo thời gian 12 gm @ 1.1.4.4 Cƣờng độ xạ mặt trời biến đổi theo không gian 13 1.2 Các phƣơng pháp khai thác, sử dụng lƣợng mặt trời 14 l 1.2.1 Sử dụng hệ thống điện lƣợng mặt trời làm việc độc lập 15 co m 1.2.1.1 Pin mặt trời .15 an Lu 1.2.1.2 Nhà máy nhiệt điện sử dụng lƣợng mặt trời .16 1.2.1.3 Thiết bị sấy khô dùng NLMT 16 va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si v 1.2.1.4 Thiết bị chƣng cất nƣớc sử dụng NLMT 17 1.2.1.5 Động stirling chạy NLMT 17 1.2.1.6 Bếp nấu dùng NLMT 18 1.2.1.7 Thiết bị đun nƣớc nóng lƣợng mặt trời 20 1.2.1.8 Thiết bị làm lạnh điều hịa khơng khí dùng NLMT .21 1.2.2 Hƣớng nghiên cứu cho việc sử dụng Năng lƣợng mặt trời 21 1.3 Kết luận chƣơng 24 CHƢƠNG 25 THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRONG VIỆC KHAI THÁC NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI .25 2.1 Các linh kiện điện tử thông dụng sử dụng hệ thống điện mặt trời nối lƣới 25 lu 2.1.1 Điện trở 25 an n va 2.1.2 Tụ điện 27 2.1.3 Diode bán dẫn 28 to tn 2.1.3.1 Cấu tạo, kí hiệu 28 gh 2.1.3.2 Đặc tuyến V-A .29 p ie 2.1.3.3 Các tham số Diode: Chia làm hai nhóm .29 2.1.3.4 Phân loại 30 nl w 2.1.4 Transistor lƣỡng cực( Transistor Bipolar) 30 d oa 2.4.1.1 Cấu tạo 30 lu 2.1.4.2 Nguyên lý làm việc 31 nf va an 2.1.4.3 Các tham số 33 2.1.5 Transistor Trƣờng< FET > (Field Effect Transistor) 33 lm ul 2.1.5.1 Tranzitor trƣờng có cực cửa tiếp giáp JFET .34 z at nh oi 2.1.5.2 Tranzitor trƣờng có cực cửa cách ly MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET) .36 2.1.6 Thysistor 38 2.1.6.1 Cấu tạo, nguyên lý làm việc .38 z @ 2.1.6.2 Đặc tuyến V- A 40 gm 2.2 Cấu trúc hệ thống điện mặt trời nối lƣới 40 l 2.2.1 Sơ đồ khối hệ thống .40 m co 2.2.2 Điều khiển hệ thống điện mặt trời nối lƣới 41 an Lu 2.3 Pin mặt trời (PV-Photovoltaic) 41 2.3.1 Khái niệm 41 va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si vi 2.3.2 Mơ hình tốn đặc tính làm việc pin mặt trời 42 2.4 Bộ biến đổi chiều - chiều (DC-DC) 45 2.4.1 Chức 45 2.4.2 Các loại biến đổi DC/DC 46 2.4.2.1 Bộ biến đổi DC/DC không cách ly 46 2.4.2.2 Bộ biến đổi DC- DC có cách ly 51 2.4.3 Điều khiển biến đổi DC-DC 51 2.4.3.1 Mạch vòng điều khiển điện áp 51 2.4.3.2 Mạch vòng điều khiển dòng điện .52 2.5 Nghịch lƣu nối lƣới (Inverter) 53 2.5.1 Các phép chuyển đổi 54 lu an 2.5.1.1 Biến đổi hệ thống ba pha sang pha 54 n va 2.5.1.1 Chuyển đổi hệ thống pha sang hai pha 56 2.5.2 Điều chế độ rộng xung (PWM - Pulse Width Modulation) 57 to tn 2.5.2.1 Điều chế độ rộng xung dựa sóng mang (CB-PWM) 58 ie gh 2.5.2.2 Điều chế véc tơ không gian (SVM) .59 p 2.5.3 Điều khiển chuyển đổi DC-AC 60 w 2.5.3.1 Bộ điều khiển PI .61 oa nl 2.5.3.2 Bộ điều khiển cộng hƣởng tỉ lệ (PR - Proportional Resonant) 63 d 2.5.3.3 Bộ điều khiển phản hồi trạng thái 63 an lu 2.6 Lý thuyết hòa hệ thống điện mặt trời nối lƣới 64 nf va 2.6.1 Các điều kiện hòa đồng 64 2.6.1.1 Điều kiện tần số 64 lm ul 2.6.1.2 Điều kiện điện áp 65 z at nh oi 2.6.1.2 Điều kiện pha .65 2.6 Đồng vị pha hai hệ thống lƣới 65 2.7 Kết luận chƣơng 66 z CHƢƠNG 67 @ l gm THUẬT TOÁN XÁC ĐỊNH VÀ DUY TRÌ ĐIỂM LÀM VIỆC CỰC ĐẠI CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƢỚI .67 3.1 Khái niệm .67 co m 3.2 Thuật tốn dị điểm công suất tối đa pin mặt trời (MPPT - Maximum Power Point Tracking) 69 an Lu 3.2.1 Thuật tốn điện áp khơng đổi (CV – Constant Voltage) .69 va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si vii 3.2.2 Thuật toán xáo trộn quan sát (P&O - Perturb and Observe) 69 3.2.3 Thuật toán độ dẫn gia tăng (INC - Inremental Conductance) .70 3.2.4 Thuật toán điện dung ký sinh (PC – ParasiticCapacitance) 70 3.3 Ứng dụng fuzzy logic để xác định trì điểm làm việc công suất cực đại hệ thống pin mặt trời .71 3.3.1 Tổng quan logic mờ 71 3.3.2 Thuật toán MPPT sử dụng điều khiển mờ (FLC) 77 3.4 Các kết mô 81 3.5 Kết luận chƣơng 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .85 Kết luận 85 lu an Kiến nghị 85 n va TÀI LIỆU THAM KHẢO .87 p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si viii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT lu an n va Ký hiệu NLMT PMT Pin mặt trời BĐK Bộ điều khiển BBĐ Bộ biến đổi DC-DC Bộ biến đổi chiều- chiểu DC-AC Bộ biến đổi chiều- xoay chiều PV MPPT Maximum Power Point Tracking PWM Pules- With- Modulation 10 CB- PWM Carrier Based Pulse With 11 ZSS Zero sequence signal SVM Space vector Modulation ie gh tn to STT p 12 Năng lƣợng mặt trời Tế bào quang điện CC Current Control VC Voltage Control VSI Voltage Source Inverter d oa 15 nl 14 w 13 Chú thích lu Cƣờng độ xạ mặt trời (w/m2) IN 17 UPV, IPV 18 Igc Dòng quang điện (A) 19 I0 Dòng bão hịa (A) 20 q Điện tích điện tử; q= 1,6.10-19 (C) 21 K Hằng số Boltzman (J/K) 22 TC Nhiệt độ làm việc tế bào quang điện (0K) 23 ID, UD 24 ISC (Short circuit current): Dòng điện ngắn mạch PV 25 UOC Điện áp hở mạch Pin mặt trời 26 G nf va an 16 Điện áp dòng điện dàn pin mặt trời z at nh oi lm ul z gm @ Dòng điện (A), điện áp diode (V) an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN m co l Bức xạ mặt trời (Kw/m2) http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si ix 27 D Hệ số làm việc 28 Ton Thời gian khóa K mở 29 T 30 fDC 31 IL1, IL2 32 UC1, UC2 33 tK Chu kỳ làm việc khóa Tần số đóng cắt Dịng điện cuộn cảm L1, L2 Điện áp tụ C1, C2 Thời điểm lấy mẫu DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 1.1 Phân bố phổ xạ mặt trời theo bƣớc sóng Bảng 1.2 Màu sắc bƣớc sóng ánh sáng mặt trời lu Bảng an n va Luật điều khiển FLC 75 Bảng 3.2 Thông số pin mặt trời 77 p ie gh tn to Bảng 3.1 d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 75 + U: Khơng gian mà biến ngơn ngữ X nhận giá trị rõ + M: Chỉ phân bố T U - Xét hai biến ngôn ngữ   Biếnnhận giá trị (mờ) A có hàm liên thuộc A(x)  nhận giá trị (mờ) B có hàm liên thuộc B(y) hai biểu thức:  A;  B đƣợc gọi hai mệnh đề Luật điều khiển: = A = B đƣợc gọi mệnh đề hợp thành - Xét mệnh đề hợp thành: = A = B; kỹ thuật điều khiển ta thƣờng sử dụng nguyên tắc Mamdani “Độ phụ thuộc kết luận không lớn độ phụ thuộc điều kiện” Từ ngun tắc ta có hai cơng thức xác định hàm liên thuộc lu cho mệnh đề hợp thành A  B: an công thức MINAB(x,y) = MIN {A(x)B(y)} công thức PROD: AB(x,y) = A(x)B(y) n va to tn - Luật hợp thành tên chung gọi mô hình R biểu diễn (một hay nhiều) hàm liên thuộc ie gh B(x,y) cho (một hay nhiều) mệnh đề hợp thành AB p Một luật hợp thành có mệnh đề hợp thành gọi luật hợp thành đơn, có từ nl w mệnh đề hợp thành trở lên gọi luật hợp thành phức oa + Cấu trúc SISO cấu trúc luật hợp thành có mệnh đề điều kiện d mệnh đề kết luận mệnh đề đơn lu nf va an + Cấu trúc MISO cấu trúc luật hợp thành có mệnh đề điều kiện mệnh đề phức mệnh đề kết luận mệnh đề đơn lm ul Một điều khiển mờ bao gồm khối bản: Khối mờ hoá, thiết bị hợp thành z at nh oi khối giải mờ Ngồi cịn có khối giao diện vào giao diện z gm @ co l Hình 3.11: Các khối chức điều khiển mờ an Lu véc tơ µ có số phần tử số tập mờ đầu vào m - Khối mờ hoá: Có chức chuyển giá trị rõ biến ngôn ngữ đầu vào thành - Thiết bị hợp thành: Có chất triển khai luật hợp thành R đƣợc xây dựng va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 76 sở luật điều khiển - Khối giải mờ: Có nhiệm vụ chuyển tập mờ đầu thành giá trị rõ y0 (ứng với giá trị rõ x0 để điều khiển đối tƣợng - Giao diện đầu vào: Thực việc tổng hợp chuyển đổi tín hiệu vào (từ tƣơng tự sang số), ngồi cịn có thêm khâu phụ trợ để thực tốn động nhƣ tích phân, vi phân, - Giao diện đầu ra: Thực chuyển đổi tín hiệu (từ số sang tƣơng tự) để điều khiển đối tƣợng Bộ điều khiển mờ đƣợc phân loại nhƣ sau: Theo số lƣợng đầu vào đầu ra: lu an + Bộ điều khiển mờ “Một vào - ra” (SISO); n va + Bộ điều khiển mờ “Nhiều vào - ra” (MISO); tn to + Bộ điều khiển mờ “Nhiều vào - nhiều ra” (MIMO); gh Theo chất tín hiệu đƣa vào điều khiển: p ie + Bộ điều khiển mờ tĩnh w + Bộ điều khiển mờ động d oa nl Cấu trúc tổng quát hệ điều khiển mờ đƣợc hình 3.12 nf va an lu z at nh oi lm ul Hình 3.12 : Cấu trúc tổng quát hệ mờ Rn (n số đầu vào) giá trị vật lý biến ngôn ngữ z Với miền compact X @ gm đầu vào đƣờng phi tuyến g(x) tùy ý nhƣng liên tục đạo hàm m co l X tồn điều khiển mờ có quan hệ: an Lu Để tổng hợp đƣợc điều khiển mờ cho hoạt động cách hồn thiện va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 77 ta cần thực qua bƣớc sau: - Bước 1: Khảo sát đối tƣợng, từ định nghĩa tất biến ngôn ngữ vào, miền xác định chúng - Bước 2: Mờ hoá biến ngôn ngữ vào/ra - Bước 3: Xây dựng luật điều khiển (mệnh đề hợp thành) - Bước 4: Chọn thiết bị hợp chọn nguyên tắc giải mờ - Bước 5: Tối ƣu hệ thống: Sau thiết kế xong điều khiển mờ, ta cần mơ hình hố mô hệ thống để kiểm tra kết quả, đồng thời chỉnh định lại số tham số để có chế độ làm việc tối ƣu 3.3.2 Thuật tốn MPPT sử dụng điều khiển mờ (FLC) lu an Sau tác giả đề xuất giải pháp sử dụng điều khiển mờ để xây dựng n va thuật tốn theo dõi trì điểm làm việc có cơng suất cực đại cho hệ thống điện tn to mặt trời nối lƣới Từ đƣờng cong quan hệ công suất điện áp (P-U) pin gh (hình 3.13) ta thấy hệ thống làm việc phía trái điểm Pmax dP/dU dƣơng cần p ie tăng điện áp để hệ thống tiến đến điểm Pmax, ngƣợc lại hệ thống làm việc phía w phải điểm Pmax dP/dU âm cần giảm điện áp để hệ thống tiến đến điểm Pmax Hệ d oa nl thống làm việc điểm Pmax dP/dU = nf va an lu z at nh oi lm ul Hình 3.13: Quan hệ P-U PV Bộ điều khiển mờ tìm điểm Pmax thực đo lƣờng điện áp dòng điện đầu z gm @ pin, sau tính cơng suất theo biểu thức P = U*I để đƣa đến đầu vào điều khiển Đầu điều khiển làm thay đổi chu kỳ điều chế độ rộng xung để đóng cắt l co chuyển đổi DC-DC Nguyên tắc làm việc điều khiển mờ nhƣ sau: m Tại thời điểm lấy mẫu (tk) FLC kiểm tra công suất đầu PV xác định an Lu thay đổi tƣơng đối công suất so với điện áp (dp/du) Nếu giá trị lớn va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 78 zero, điều khiển thay đổi chu kỳ làm việc PWM để tăng điện áp công suất cực đại (hoặc giá trị dp/du = 0), Nếu giá trị nhỏ zero, điều khiển thay đổi chu kỳ làm việc PWM để giảm điện áp công suất cực đại FLC có đầu vào sai số thay đổi sai số, có đầu đƣa vào điều chế độ rộng xung để điều khiển chuyển đổi DC-DC Các đầu vào đầu đƣợc định nghĩa nhƣ sau: P(k)  P(k  1) U(k)  U(k  1) DE  E(k)  E(k  1) E(k)  (3.3) Trong P(k) cơng suất tức thời PV thời điểm tk Sai số E(k) cho biết lu an điểm hoạt động tải thời điểm tk phía bên trái hay bên phải điểm công n va suất cực đại đƣờng đặc tính PV, độ thay đổi DE diễn tả hƣớng chuyển động tn to điểm MPP Sử dụng mơ hình mờ Mandani, giải mờ phƣơng pháp điểm trọng tâm p ie gh d oa nl w an lu nf va + Hàm liên thuộc vào, z at nh oi lm ul z l gm @ m co Hình 3.14: Hàm liên thuộc tập mờ đầu vào € an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 79 Hình 3.15: Hàm liên thuộc đầu vào (DE) lu an n va gh tn to p ie Hình 3.16: Hàm liên thuộc đầu (D) Nguyên tắc thiết lập luật điều khiển điều khiển mờ đƣợc phân tích d oa nl w trên, luật đƣợc liệt kê bảng 3.1 nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 80 Bảng 3.1: Luật điều khiển FLC lu an va n Giải mờ phƣơng pháp trọng tâm giá trị đầu D đƣợc tính theo cơng thức to p ie gh tn (3.4) oa nl w d Quan hệ Vào-Ra điều khiển mờ đƣợc biểu diễn hình 3.17 nf va an lu z at nh oi lm ul z an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN m co l gm @ Hình 3.17: Quan hệ Vào-Ra FLC http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 81 3.4 Các kết mô Việc mô thuật tốn xác định trì điểm cơng suất tối đa hệ thống điện mặt trời nối lƣới đƣợc thực phần mềm Matlab powersim Sơ đồ mơ đƣợc mơ tả hình 3.18 Trong biến đổi DC- DC sử dụng mạch boost, thông số pin đƣợc bảng 3.1 lu an n va p ie gh tn to oa nl w d Hình 3.18: Sơ đồ mơ thuật tốn MPPT Psim nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 82 Bảng 3.2: Thông số pin mặt trời lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z co l gm @ m Hình 3.19: Đáp ứng hệ thống sử dụng thuật toán xáo trộn quan sát an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 83 lu Hình 3.20: Đáp ứng hệ thống sử dụng thuật toán điện dẫn gia tăng an Đáp ứng dòng điện điện áp hệ thống sử dụng thuật toán xáo trộn quan sát n va đƣợc hình 3.19, sử dụng thuật toán độ dẫn gia tăng đƣợc hình to tn 3.20 ie gh Để mơ thuật tốn MPPT phƣơng pháp điều khiển mờ, ta sử dụng đồng p mô Matlab Psim, sơ đồ mô đƣợc hình 3.21 hình d oa nl w 3.22; Đáp ứng hệ thống sử dụng điều khiển mờ đƣợc hình 3.23 Out1 S2 Out2 Ramp nf va an lu z at nh oi lm ul du/dt S1 Lan6fuzzy Khối Psim z m co l gm @ Hình 3.21: Sơ đồ mơ thuật toán MPPT sử dụng điều khiển mờ Matlab Psim an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 84 lu an n va Hình 3.22: Sơ đồ khối Psim hình 3.21 p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu lm ul Hình 3.23: Đáp ứng hệ thống sử dụng điều khiển mờ Nhận xét: Từ kết mô ta thấy thuật toán MPPT đảm bảo cho hệ z at nh oi thống điện mặt trời bám điểm làm việc có cơng suất cực đại điều kiện mơi trƣờng (bức xạ mặt trời nhiệt độ) thay đổi z 3.5 Kết luận chƣơng @ gm Chƣơng đƣa thuật tốn dị điểm cơng suất tối đa pin mặt trời, ứng dụng l fuzzy logic để xác định trì điểm làm việc công suất cực đại hệ thống pin m co mặt trời Tác giả mô rút kết luận cho đề xuất sử dụng điều đại cho hệ thống điện mặt trời nối lƣới va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN an Lu khiển mờ để xây dựng thuật toán theo dõi trì điểm làm việc có cơng suất cực http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, đến luận văn hoàn thành Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc giúp đỡ tận tình thầy giáo PGS.TS Lại Khắc Lãi Xin chân thành cảm ơn thầy, giáo Bộ mơn Tự động hóa T rƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình tham gia khóa học Xin chân thành cảm ơn khoa sau đại học, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Luận văn với đề tài" Nghiên cứu thuật toán xác định trì diểm làm việc cực lu đại hệ thống điện mặt trời nối lƣới" đƣợc hoàn thành đạt đƣợc số kết an nhƣ sau: va n - Nêu đƣợc tổng quan lƣợng mặt trời - Mơ thuật tốn MPPT sử dụng điều khiển mờ (FLC) phần mềm ie gh tn to - Thiết kế đƣợc mạch điện tử công suất việc khai thác lƣợng mặt trời p Matlad Psim Do hạn chế thời gian, trình độ nên luận văn khơng thể tránh khỏi sai sót w oa nl Tác giả mong nhận đƣợc dẫn, góp ý thầy giáo, cô giáo d nhƣ đồng nghiệp để luận văn đƣợc hoàn thiện lu Kiến nghị nf va an Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành cảm ơn! lm ul Do thời gian trình độ có hạn nên luận văn dừng việc mô z at nh oi thuật tốn xác định trì điểm làm việc có cơng suất cực đại hệ thống điện mặt trời nối lƣới Trong thời gian tới tác giả dự kiến tiếp tục nghiên cứu theo hƣớng với nội dung sau: z chỉnh hoàn thiện để triển khai vào thực tế gm @ - Xây dựng mơ hình khảo sát thuật toán MPPT thực nghiệm, hiệu co l - Tiếp tục nghiên cứu cải tiến thuật toán MPPT có nhƣ đề xuất va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN an Lu độ tối ƣu m thuật toán MPPT đảm bảo cho hệ thống điện mặt trời nối lƣới làm việc chế http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 86 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va http://www.lrc.tnu.edu.vn Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN ac th si 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Hồng Anh, Nguyễn Minh trí, “Ứng dụng hệ mờ điều khiển SVC lưới điện” Tạp chí khoa học số 15 + 16 Đại học Đà Nẵng [2] Phạm Thị Hồng Anh, “Xây dựng điều khiển nối lưới nguồn lượng mặt trời,” Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, chuyên ngành tự động hóa; 2012 [3] Lại Khắc Lãi, Dƣơng Quốc Hƣng, Trần Thị Thanh Hải "Thiết kế điều khiển hòa lƣới cho máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép" Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Thái Nguyên số 10 (2011); Tr 219-226 lu an [4] Lại Khắc Lãi, Vũ Nguyên Hải, Trần Gia Khánh "Điều khiển hệ thống lai n va lƣợng gió mặt trời lƣới điện thơng minh" Tạp chí Khoa học Cơng tn to nghệ Đại học Thái Nguyên số 4, tập 118 (2014); Tr 15-21 gh [5] Lại Khắc Lãi, Vũ Nguyên Hải, Lại Thị Thanh Hoa "Điều khiển công suất tác p ie dụng công suất phản kháng biến tần pha nối lƣới" Tạp chí Khoa học w Cơng nghệ Đại học Thái Nguyên số 8, tập 122 (2014); Tr 149-154 oa nl [6] Lại Khắc Lãi công “Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ d mã số B2011-TN01-01” nf va Lai Khac Lai "Fuzzy Logic Controller for Grid-Connected single phase Inverter" lm ul [7] an lu Tiếng Anh Journal of science and technology - Thai Nguyen University No:02 (2013) z at nh oi [8] E Miller, “Smart grids – a smart idea?,” Renewable Energy Focus Magazine, vol 10, pp 62-67, Sep.-Oct 2009 z @ gm [9] H Yang, Z Wei, and L Chengzh, “Optimal design and techno-economic 86, pp 163-169, Feb 2009 m co l analysis of a hybrid solar-wind power generation system,” Applied Energy, vol an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 88 [10] S Dihrab, and K Sopian, “Electricity generation of hybrid PV/wind systems in Iraq,” Renewable Energy, vol 35, pp 1303-1307, Jun 2010 [11] S.K Kim, J.H Jeon, C.H Cho, E.S Kim, and J.B Ahn, “Modeling and simulation of a grid-connected PV generation system for electromagnetic transient analysis, ”Solar Energy, vol.83, pp 664-678, May 2009 [12] H.L Tsai, “Insolation-oriented model of photovoltaic module using Matlab/Simulink,” Solar Energy, vol 84, pp 1318-1326, July 2010 lu [13] J.A Gow, and C.D Manning, “Development of a photovoltaic array model for an use in power-electronics simulation studies,” IEE Proceedings- Electric Power va n Applications, vol 146, pp 193-199, Mar 1999 tn to gh [14] M.J Khan, and M.T Iqbal, “Dynamic modeling and simulation of a small wind p ie fuel cell hybrid energy system,” Renewable Energy, vol 30, pp 421-439, Mar nl w 2005 oa [15] M.G Villalva, J.R Gazoli, and E.R Filho, “Comprehensive approach to d modeling and simulation of photovoltaic arrays,” IEEE Transactions on Power an lu Electronics, vol 24, pp 1198 - 1208, May 2009 nf va lm ul [16] E Muljadi, C.P Butterfield, “Pitch-controlled variable-speed wind turbine generation,” IEEE Trans Industry Appl., vol 37, pp 240–246, Jan.-Feb 2001 z at nh oi [17] Crowhurst, B., El-Saadany, E.F., El Chaar, L., Lamont, L.A.: „Single-phase gridtie inverter control using DQ transform for active and reactive load power z gm @ compensation‟ Proc Power and Energy (Pecon), 2010, pp 489–494 [18] Ichikawa, R., Funato, H., Nemoto, K.: „Experimental verification of single-phase l m Electrical Machines and Systems, 2011, pp 1–6 co utility interface inverter based on digital hysteresis current controller‟ Int Conf an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si 89 [19] Tran Cong Binh, Mai Tuan Dat, Phan Quang An, Pham Dinh Truc and Nguyen Huu Phuc: „Active and reactive power controler for single-phase grid-connected photovoltaic systems‟, www4.hcmut.edu.vn/ /HCMUT_VN lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu va Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn n ac th si