Nghiên cứu mô hình hóa hệ thống năng lượng mặt trời kết hợp ắc quy tại ecopark hưng yên

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BÙI VIẾT VƯƠNG NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH HĨA HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI KẾT HỢP ẮC QUY TẠI ECOPARK HƯNG YÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội, tháng 03/2022 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC BÙI VIẾT VƯƠNG NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH HĨA HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI KẾT HỢP ẮC QUY TẠI ECOPARK HƯNG YÊN CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Đức Quang Hà Nội, năm 2022 LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin trân trọng cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Đức Quang, thầy, cô giáo Khoa Kỹ thuật Điện thầy, cô giáo Phòng đào tạo Sau đại học, trường Đại học Điện lực quan tâm, giúp đỡ tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn này Em xin gửi lời cảm ơn đến anh, chị, em công tác Công ty TNHH HCG hỗ trợ cung cấp số liệu, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn tới tất bạn bè, người thân động viên em nhiều trình học tập Mặc dù cố gắng để hồn thành luận văn, song khơng thể tránh thiếu sót Kính mong nhận đóng góp thầy, tồn thể bạn để luận văn hoàn chỉnh nhằm áp dụng phù hợp thực tế Trân trọng! Hà Nội, ngày 06 tháng 03 năm 2022 Tác giả luận văn Bùi Viết Vương LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan số liệu kết tính tốn trình bày luận văn kết trình nghiên cứu, tìm hiểu, tính tốn tơi thực hướng dẫn khoa học thầy giáo hướng dẫn theo đề cương luận văn nhà trường xét duyệt Tôi cam đoan nội dung tham khảo luận văn trích dẫn chi tiết tương ứng với tài liệu mục “Tài liệu tham khảo” Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 06 tháng 03 năm 2022 Tác giả luận văn Bùi Viết Vương MỤC LỤC CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM 15 1.1 Tổng quan dạng lượng tái tạo 15 1.1.1 Năng lượng gió 16 1.1.2 Năng lượng mặt trời 18 1.1.3 Năng lượng sinh khối 19 1.1.4 Năng lượng thủy điện 20 1.2 Năng lượng mặt trời hệ thống pin mặt trời 22 1.2.1 Mặt trời xạ mặt trời 22 1.2.2 Pin mặt trời 24 1.3 Tình hình phát triển lượng mặt trời Việt Nam giới 26 1.4 Hệ thống điện mặt trời Ecopark Hưng Yên 28 1.4.1 Tổng quan Ecopark Hưng Yên 28 1.4.2 Hệ thống điện mặt trời nhà bảo vệ khu đô thị Ecopark Hưng Yên 29 1.4.2.1 Thành phần cấu tạo hệ thống 29 1.4.2.2 Nguyên lý hoạt động 35 CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MƠ HÌNH HĨA 37 2.1 Pin mặt trời và phương trình tính tốn pin mặt trời 37 2.1.1 Phương trình tương đương pin lượng mặt trời 37 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến pin lượng mặt trời 38 2.1.3 Phương trình tương đương pin mặt trời 40 2.2 Bộ chuyển đổi Inverter 41 2.2.1 Bộ biến đổi DC/DC [1] 41 2.2.2 Bộ biến đổi DC/AC 45 2.3 Ắc quy lưu trữ 45 2.4 Phương pháp điều khiển 48 2.4.1 Thuật tốn bám điểm cơng suất cực đại MPPT 49 2.4.2 Giải thuật P&O 51 2.5 Kết luận chương 53 CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI ECOPARK HƯNG YÊN 54 3.1 Mô hoạt động hệ thống pin mặt trời 54 3.1.1 Giới thiệu Matlab/Simulink 54 3.1.2 Giới thiệu số khối Simcape sử dụng mô lưới điện có kết nối nguồn lượng mặt trời 57 3.2 Mơ hình hoá hệ thống lượng mặt trời Ecopark Hưng yên 59 3.3 Kết mô 62 3.4 Kết luận chương 65 KẾT LUẬN CHUNG 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Nguyên nghĩa NLMT Năng lượng mặt trời PV Photovoltaic cell NLSK Năng lượng sinh khối MPPT Max Power Point Tracking MPP Maximum Power Point DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Quy hoạch điện gió vùng dự kiến đến năm 2030 17 Bảng 1.2: Sản lượng điện gió tăng trưởng qua năm Châu Á…………………… 17 Bảng 1.3: Top 10 quốc gia có sản lượng điện mặt trời lớn nhất…………………………19 Bảng 1.4: Tiềm khai thác lượng mặt trời vùng lãnh thổ Việt Nam 27 Bảng 1.5: Thông số kỹ thuật học pin mặt trời………………………………31 Bảng 1.6: Thông số kỹ thuật điện pin mặt trời…………………………………31 Bảng 1.7: Thông số kỹ thuật chuyển đổi Inverter……………………………….32 Bảng 1.8: Giá trị dòng điện xả không đổi ắc quy sử dụng (Amperes 25ºC)…….34 Bảng 1.9: Giá trị công suất xả không đổi ắc quy sử dụng (Watts 25ºC)……… 35 Bảng 3.1 Thông số khối pin quang điện 59 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các dạng lượng tái tạo 16 Hình 1.2 Hệ thống điện mặt trời 18 Hình 1.3 Cấu trúc mặt trời 22 Hình 1.4 Quá trình truyền xạ mặt trời qua bầu khí đến trái đất 23 Hình 1.5 Pin mặt trời 24 Hình 1.6 Quy trình chế tạo pin mặt trời 25 Hình 1.7 Nguyên lý hoạt động pin mặt trời 25 Hình 1.8 Cơng suất phát điện Việt Nam lắp đặt năm 2020 27 Hình 1.9 Mặt bố trí dàn pin mặt trời 30 Hình 1.10 Tấm pin mặt trời Ecopark Hưng Yên 30 Hình 1.11 PV Sine HBS-B – inverter sử dụng hệ thống nghiên cứu 32 Hình 1.12 Ắc quy 6FM100E-X 12 V 100Ah sử dụng hệ thống nghiên cứu 34 Hình 1.13 Đặc tính xả và sạc ắc quy 25ºC 35 Hình 1.14 Sơ đồ sợi hệ thống lượng mặt trời Ecopark Hưng Yên 36 Hình 2.1 Đặc tính làm việc pin mặt trời và sơ đồ tương đương pin mặt trời 37 Hình 2.2 Mơ hình pin mặt trời lý tưởng 39 Hình 2.3 Mơ hình hệ thống pin mặt trời 40 Hình 2.4 Đặc tuyến I-V với xạ khác 41 Hình 2.5 Đặc tuyến P-V với xạ khác 41 Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý mạch boost 42 Hình 2.7 Mạch điện đóng khóa S 42 Hình 2.8 Dạng sóng dòng điện và điện áp chuyển đổi Boost hoạt động chế độ liên tục và không liên tục 43 Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý mạch buck 43 Hình 2.10 Dạng sóng dòng điện và điện áp chuyển đổi Buck hoạt động chế độ liên tục và không liên tục 44 Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý mạch buck-boost 44 Hình 2.12 Dạng sóng dòng điện và điện áp chuyển đổi Buck hoạt động chế độ liên tục và không liên tục 45 Hình 2.13 Cấu hình ắc quy axít chì (đã nạp đầy) xả điện 47 Hình 2.14 Mạch tương đương ắc quy 47 Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống 49 Hình 2.16 Đặc tính làm việc I-V PV và tải 50 Hình 2.17 Cấu trúc điều khiển MPPT dàn PV 51 Hình 2.18 Đường đặc tính P-V và thuật toán P&O 52 Hình 2.19 Lưu đồ giải thuật P&O 52 Hình 3.1 Mơ hình pin quang điện Matlab/Simulink 57 Hình 3.2 Mơ hình khối pin quang điện 60 Hình 3.3 Đặc tính I-V P-V với lượng xạ khác G=1; 0,75; 0,5; 0,25 kW/m2 60 Hình 3.4 Mơ hình mạch boost 61 Hình 3.5 Mơ hình điều khiển mạch boost MPPT 61 Hình 3.6 Mơ hình khối ắc quy (Battery bank) 61 Hình 3.7 Sơ đồ khối mơ hình mơ hệ thống nghiên cứu 62 Hình 3.8 Cường độ xạ nhận 63 Hình 3.9 Điện áp hệ thống pin quang điện 63 Hình 3.10 Dòng điện hệ thống pin quang điện 63 Hình 3.11 Điện áp đầu DC link 64 Hình 3.12 Cơng suất phát hệ thống NLMT 64 Hình 3.13 Điện áp đầu hệ thống NLMT 64 Hình 3.14 Dòng điện acquy 64 Hình 3.15 Dòng điện và SOC% acquy 65 10 Cách thức hoạt động thuật toán: - Nếu điểm hoạt động hệ thống di chuyển theo hướng (ΔP < và ΔV < 0) cần tăng điện áp hoạt động lên để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP - Nếu điểm hoạt động hệ thống di chuyển theo hướng (ΔP > và ΔV > 0) cần tăng điện áp hoạt động lên để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP - Nếu điểm hoạt động hệ thống di chuyển theo hướng (ΔP > và ΔV < 0) cần giảm điện áp hoạt động để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP - Nếu điểm hoạt động hệ thống di chuyển theo hướng (ΔP < và ΔV > 0) cần giảm điện áp hoạt động để di chuyển điểm hoạt động tới điểm MPP Thuyết minh thuật toán: Bộ điều khiển MPPT đo giá trị dòng điện I và điện áp V Sau tính tốn độ sai lệch ∆P và ∆I sau kiểm tra: - Nếu ∆P ∆I > tăng giá trị dòng điện tham chiếu Iref - Nếu ∆P ∆I < giảm giá trị dòng điện tham chiếu Iref Sau cập nhật giá trị thay cho giá trị trước I, P tiến hành đo thông số I, V cho chu kỳ làm việc 2.5 Kết luận chương Trong chương luận văn, tác giả giới thiệu phương pháp nghiên cứu xây dựng mơ hình hóa hệ thống lượng mặt trời mơi trường Matlab/Simulink Sau đó, tác giả giới thiệu biến đổi Inverter là biến đổi DC/DC và DC/AC Các giải thuật quan trọng điều khiển công suất hệ thống lượng mặt trời MPPT và P&O nghiên cứu và trình bày 53 CHƯƠNG III: MƠ PHỎNG HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI ECOPARK HƯNG YÊN 3.1 Mô hoạt động hệ thống pin mặt trời Mô hệ thống điện thực Simulink, là mô đun mở rộng phần mềm Matlab, cơng cụ mạnh phục vụ mơ hình hóa mơ hệ thống kĩ thuật – vật lý sở sơ đồ cấu trúc dạng khối Bằng cách ghép nối phần tử mô hình theo sơ đồ cụ thể cho trước, ta thiết lập mạch điện mong muốn 3.1.1 Giới thiệu Matlab/Simulink MATLAB (Matrix Laboratory) phần mềm khoa học thiết kế để cung cấp việc tính tốn số hiển thị đồ họa ngơn ngữ lập trình cấp cao MATLAB cung cấp tính tương tác tuyệt vời cho phép người sử dụng thao tác liệu linh hoạt dạng mảng ma trận để tính tốn quan sát Các liệu vào MATLAB nhập từ "Command line" từ "mfiles", tập lệnh cho trước MATLAB MATLAB cung cấp cho người dùng toolbox tiêu chuẩn tùy chọn Người dùng tạo hộp cơng cụ riêng gồm "mfiles" viết cho ứng dụng cụ thể Simulink cơng cụ Matlab dùng để mơ hình, mơ phân tích hệ thống động với mơi trường giao diện sử dụng đồ họa Việc xây dựng mơ hình đơn giản hóa hoạt động nhấp chuột kéo thả Simulink bao gồm thư viện khối với hộp cơng cụ tồn diện cho việc phân tích tuyến tính phi tuyến Simulink phần quan trọng Matlab dễ dàng chuyển đổi qua lại trình phân tích, người dùng tận dụng ưu hai môi trường Thư viện Simcape Simulink nhiều thư viện hệ thống kỹ thuật phức tạp tập trung vào việc mô thiết bị điện và điện tử cơng suất Simscape cho phép người sử dụng nhanh chóng tạo mơ hình hệ thống vật lý 54 môi trường Simulink Với Simscape, người dùng xây dựng mơ hình thành phần vật lý dựa kết nối vật lý tích hợp trực tiếp với sơ đồ khối mơ hình mơ hình hóa khác Người dùng mơ hình hóa hệ thống động điện, chỉnh lưu cầu, truyền động thủy lực hệ thống lạnh, cách lắp ráp thành phần thành sơ đồ Các sản phẩm bổ sung Simscape cung cấp thành phần phức tạp và khả phân tích Simscape giúp ta phát triển hệ thống điều khiển kiểm tra hiệu cấp hệ thống Chúng ta tạo mơ hình thành phần tùy chỉnh ngôn ngữ Simscape dựa MATLAB, cho phép tác giả dựa văn thành phần mơ hình vật lý, miền và thư viện Có thể tham số hóa mơ hình biến biểu thức MATLAB thiết kế hệ thống điều khiển cho hệ thống vật lý Simulink Thư viện khối Simscape chứa hai thư viện thuộc sản phẩm Simscape : Thư viện tảng - bao gồm khối thủy lực, khí, điện, từ, nhiệt, chất lỏng nhiệt, chất lỏng hai pha, khí, khơng khí ẩm khối tín hiệu vật lý, tổ chức thành thư viện theo kỷ luật kỹ thuật chức thực Thư viện tiện ích - bao gồmcác khối mơi trường thiết yếu để tạo mơ hình Mạng vật lý Thư viện Simscape Foundation chứa tập hợp toàn diện yếu tố khối xây dựng, chẳng hạn như: + Khối Mechanical để biểu diễn chuyển động tịnh tiến quay chiều + Khối Electrical để đại diện cho thành phần điện mạch + Khối Magnetic đại diện cho thành phần điện từ + Khối Hydraulic mơ hình hiệu ứng thủy lực kết hợp để tạo thành phần thủy lực phức tạp + Khối Thermal mơ hình hiệu ứng nhiệt 55 + Khối Thermal liquid mơ hình hiệu ứng nhiệt động chất lỏng + Khối Two-phase fluid mơ hình hiệu ứng nhiệt động hệ thống tác nhân làm việc phần chất lỏng phần + Khối Gas cho phép ta mơ hình hóa hệ thống khí với nhiều mức độ lý tưởng hóa khác nhau: khí hồn hảo, khí bán nguyệt khí thực + Khối Moist air cho phép ta lập mô hình hệ thống khí hai ba lồi, theo dõi độ ẩm theo dõi mức khí hỗn hợp khơng khí + Khối Phisical Signals cho phép ta thực phép tốn tín hiệu vật lý nhập đồ họa vào phương trình bên mạng vật lý Sử dụng thành phần có thư viện Foundation này, ta tạo thành phần phức tạp trải rộng miền vật lý khác Sau đó, ta tập hợp khối thành hệ thống tham số hóa để sử dụng lại chia sẻ thành phần Ngoài thư viện Foundation, còn có thư viện Simscape Utility, chứa khối tiện ích, chẳng hạn như: Khối cấu hình giải, chứa tham số liên quan đến thuật tốn số cho mơ Simscape Mỗi sơ đồ Simscape (hoặc mạng vật lý riêng biệt tô pô sơ đồ) phải chứa khối cấu hình Bộ giải Khối chuyển đổi Simulink-PS khối chuyển đổi PS-Simulink, để kết nối khối Simscape Simulink Sử dụng khối Chuyển đổi Simulink-PS để kết nối xuất khẩu Simulink với tín hiệu vật lý Sử dụng khối Chuyển đổi PS-Simulink để kết nối xuất khẩu Tín hiệu Vật lý với nhập khẩu Simulink Chúng ta kết hợp tất khối này sơ đồ Simscape để mơ hình hóa hệ thống vật lý Cũng sử dụng khối Simulink sơ đồ mình, chẳng hạn nguồn phạm vi Xem kết nối sơ đồ Simscape với Nguồn phạm vi Simulink để biết thêm thông tin cách thực việc 56 Thư viện khối Simscape chứa lựa chọn toàn diện khối đại diện cho thành phần kỹ thuật van, điện trở, lò xo, v.v Tuy nhiên, khối dựng sẵn khơng đủ để giải nhu cầu kỹ thuật cụ thể Khi cần mở rộng thư viện khối có, sử dụng ngôn ngữ Simscape để xác định thành phần tùy chỉnh chí miền vật lý mới, dạng tệp văn Sau chuyển đổi thành phần văn thành thư viện khối Simscape bổ sung sử dụng sơ đồ mơ hình 3.1.2 Giới thiệu số khối Simcape sử dụng mơ lưới điện có kết nối nguồn lượng mặt trời a Khối Pin mặt trời Khối PV Array thực loạt mô-đun quang điện (PV) Mảng xây dựng gồm chuỗi mô-đun kết nối song song, chuỗi bao gồm mô-đun kết nối theo chuỗi Khối cho phép ta lập mơ hình mơ đun PV đặt trước từ Mơ hình Cố vấn Hệ thống Năng lượng tái tạo Quốc gia (NREL) (tháng năm 2014) mơ đun PV mà ta xác định Hình 3.1: Mơ hình pin quang điện Matlab/Simulink Khối PV Array mơ hình năm tham số sử dụng nguồn IL (dòng tạo ánh sáng), diode (tham số I0 và nI), điện trở sê-ri R và điện trở Rsh để biểu thị đặc tính IV phụ thuộc vào nhiệt độ phụ thuộc nhiệt độ mô-đun Chọn mô-đun PV người dùng định nghĩa mô đun PV đặt trước từ sở liệu Mơ hình tư vấn hệ thống NREL Hơn 10.000 mơ-đun liệt kê từ nhà sản xuất chính, xếp theo thứ tự bảng chữ Cơ sở liệu NREL bao gồm bảng liệu nhà sản xuất đo điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (STC) (irradiance = 1000 W / m2, nhiệt độ = 25 độ C) 57 Một vài thông số module PV array: + Cells per module (Ncell): Số lượng tế bào mô-đun + Open circuit voltage Voc (V): Điện áp thu thiết bị đầu cuối mảng mở + Short-circuit current Isc (A): Dòng thu thiết bị đầu cuối mảng ngắn mạch + Voltage at maximum power point Vmp (V): Điện áp điểm công suất cực đại + Current at maximum power point Imp (A): Dịng điểm cơng suất cực đại + Temperature coefficient of Voc (%/deg.C): Xác định biến đổi VOC là hàm nhiệt độ + Temperature coefficient of Isc (%/deg.C): Xác định biến đổi Isc là hàm nhiệt độ Khi ta chọn mô-đun, liệu từ sở liệu NREL cập nhật áp dụng thay đổi mình: Ncell, Vocal, Isc, Vmp, cơng suất tối đa Imp, hệ số nhiệt độ Vocal Isc Hàm tính tốn năm tham số mơ hình tương ứng (IL, I0, nI, Rsh, R) cách sử dụng chức tối ưu hóa và hiển thị chúng bên phải hộp thoại Khi chọn User - Defined, ta nhập thơng số kỹ thuật riêng cho liệu mơ-đun (Ncell, Vocal, Isc, Vmp, Imp hệ số nhiệt độ Voc Isc) Khi áp dụng thay đổi, hàm tính tốn năm tham số mơ hình b Khối ắc quy Sử dụng khối này để tham số hóa pin với hành vi điện áp không tải phức tạp từ bảng liệu kết thử nghiệm Khối Battery (Table-Based) đại diện cho kiểu pin có độ xác cao Khối tính tốn điện áp khơng tải dạng hàm mức sạc nhiệt độ cách sử dụng bảng tra cứu bao gồm số tùy chọn mơ hình: tự xả, pin chai, sạc động lực Các thông số khối Battery: 58 + Nominal voltage (V): điện áp danh định ắc quy + Rated capacity (Ah): dung lượng định mức + Initial state-of-charge (%): trạng thái sạc ban đầu ắc quy + Battery response time (s): thời gian đáp ứng ắc quy + Maximum capacity (Ah): dung lượng tối đa ắc quy + Cut-off Voltage (V): điện áp cắt + Fully charged voltage (V): điện áp ắc quy sạc đầy + Nominal discharge current (A): dòng điện xả danh định + Internal resistance (Ohm): điện trở + Capacity (Ah) at nominal voltage: dung lượng ắc quy điện áp danh định + Exponential zone [Voltage (V), Capacity (Ah)]: vùng lũy thừa 3.2 Mơ hình hố hệ thống lượng mặt trời Ecopark Hưng yên 3.2.1 Mô hình hệ thống PV Matlab/Simulink Dựa vào catalog pin và sơ đồ nối sợi, ta nhập thông số khối pin quang điện, chi tiết bảng sau: Bảng 3.1: Thông số khối pin quang điện Giá trị Đơn vị Chiều rộng pin 0,992 m Chiều dài pin 1,640 m Ký hiệu Số lượng tế bào quang điện 01 pin 60 Công suất lớn Pmp 255 W Điện áp ứng với công suất lớn Vmp 30,43 V Dòng điện ứng với công suất lớn Imp 8,38 A Điện áp hở mạch Voc 37,67 V 59 Dòng điện ngắn mạch Isc 8,91 A Số lượng pin quang điện 2x15 Hình 3.2: Mơ hình khối pin quang điện Hình 3.3: Đặc tính I-V P-V với lượng xạ khác G=1; 0,75; 0,5; 0,25 kW/m2 60 3.2.2 Mơ hình điều khiển mạch boost Matlab/Simulink Hình 3.4: Mơ hình mạch boost Hình 3.5: Mơ hình điều khiển mạch boost MPPT 3.2.3 Mơ hình hệ ắc quy lưu trữ Hình 3.6: Mơ hình khối ắc quy (Battery bank) 61 3.2.4 Mơ hình hệ thống nghiên cứu Hình 3.7: Sơ đồ khối mơ hình mơ phỏng hệ thống nghiên cứu Các pin lượng mặt trời chuyển hóa quang (ánh sáng mặt trời) thành dòng điện chiều (DC) theo nguyên lý quang điện Bộ boost converter kết hợp điều khiển MPPT khuếch đại công suất pin đến giá trị cực đại Sau biến tần (Inverter) chuyển hóa dòng điện chiều (DC) pin phát thành dòng điện xoay chiều (AC) pha, tần số và điện áp với điện lưới Cả hai nguồn điện song song cung cấp điện cho tải tiêu thụ điện nhiên ưu tiên sử dụng điện mặt trời Phần công suất dư thừa pin thông qua sạc NLMT sạc đầy hệ thống ắc quy lưu trữ Trong trường hợp điện mặt trời không đủ cung cấp cho tải hệ thống ắc quy xả ngược lại dòng chiều (DC) qua boost converter DC-DC Inverter DC-AC chuyển thành dòng xoay chiều tiếp tục cấp điện cho phụ tải Khi ắc quy xả tới ngưỡng cài đặt, phần điện lưới từ máy biến áp qua lọc L-C, điều khiển Vsc Inverter DC-AC chuyển hố dịng xoay chiều thành dòng chiều sạc cho ắc quy lưu trữ 3.3 Kết mơ Kết mơ hình mơ thu Matlab Simulink trình bày hình sau: 62 Hình 3.8: Cường độ xạ nhận Hình 3.9: Điện áp hệ thống pin quang điện Hình 3.10: Dòng điện hệ thống pin quang điện 63 Hình 3.11: Điện áp đầu DC link Hình 3.12: Công suất phát hệ thống NLMT Hình 3.13: Điện áp đầu hệ thống NLMT Hình 3.14: Dòng điện acquy 64 Hình 3.15: Dòng điện SOC% acquy Nhận xét: Kết thu biểu diễn tốt đặc tính hệ thống Tại thời điểm ban đầu, khoảng t = 0÷0,5 (s), acquy trạng thái nạp, SOC tăng, ắc quy lúc này nạp với dòng điện ổn định, điện áp ắc quy tăng Sau đó, t = 0,5÷1,5 (s), ắc quy cắt ra, dịng nạp 0, SOC không đổi, điện áp ắc quy không đổi Khi t = 1,5÷2,0 (s), ắc quy đóng nạp, SOC tăng Từ thời điểm t = (s), ta thực cắt ắc quy khơng nạp mà đóng vào tải trở nên SOC giảm dần Lưu ý dòng nạp dòng xả trái dấu luận văn lấy giá trị tuyệt đối, để thấy dịng xả lớn nhằm quan sát SOC thay đổi cách rõ ràng 3.4 Kết luận chương Trong chương 3, luận văn trình bày nghiên cứu mô hệ thống lượng mặt trời Ecopark Hưng Yên Một số khối mô phần mềm Matlab/Simulink giới thiệu Hệ thống pin lượng mặt trời công suất nghiên cứu đặt cổng bảo vệ khu đô thị Ecopark Hưng Yên Đây là hệ thống điện mặt trời áp mái nối lưới có lưu trữ sử dụng ắc quy Mơ hình mơ hệ thống Ecopark thực Matlab Simulink Kết mô biểu diễn tốt q trình đóng ắc quy nạp/xả và tính tốn cơng suất đầu hệ thống lượng mặt trời nghiên cứu 65 KẾT LUẬN CHUNG Trong chương luận văn, tác giả trình bày nghiên cứu trạng ứng dụng lượng mặt trời Việt Nam Trước tiên, luận văn giới thiệu tìm hiểu tổng quan dạng lượng tái tạo: lượng gió, lượng mặt trời, lượng sinh khối và lượng thủy điện Sau đó, tác giả sâu giới thiệu nguyên lý lượng mặt trời và hệ thống pin mặt trời Phần thứ ba chương tóm tắt số nét việc phát triển, ứng dụng hệ thống lượng mặt trời Việt Nam và giới Trong chương tiếp theo, luận văn trình bày phương pháp xây dựng mơ hình hóa hệ thống lượng mặt trời Matlab/Simulink Trong chương luận văn, tác giả giới thiệu phương pháp nghiên cứu xây dựng mơ hình hóa hệ thống lượng mặt trời môi trường Matlab/Simulink Trước tiên phương trình tương đương hệ thống pin lượng mặt trời tìm hiểu và giới thiệu Sau đó, tác giả giới thiệu biến đổi Inverter là biến đổi DC/DC và DC/AC Các giải thuật quan trọng điều khiển công suất hệ thống lượng mặt trời MPPT và P&O nghiên cứu và trình bày Trong chương 3, luận văn trình bày nghiên cứu mô hệ thống lượng mặt trời Ecopark Hưng Yên Một số khối mô phần mềm Matlab/Simulink giới thiệu Hệ thống pin lượng mặt trời công suất nghiên cứu đặt cổng bảo vệ khu đô thị Ecopark Hưng Yên Đây là hệ thống điện mặt trời áp mái nối lưới có lưu trữ sử dụng ắc quy Mơ hình mơ hệ thống Ecopark thực Matlab Simulink Kết mô biểu diễn tốt q trình đóng ắc quy nạp/xả và tính tốn công suất đầu hệ thống lượng mặt trời nghiên cứu 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “Năng lượng tái tạo”, Trường Đại học Sư Phạm Kĩ Thuật, thành phố Hồ Chí Minh, 2009 [2] IRENA , World Energy Review 2021, Renewable Energy Statistics 2021 The International Renewable Energy Agency, Eni, Abu Dhabi, 2021 [3] Hoàng Dương Hùng, “Năng lượng mặt trời lý thuyết ứng dụng Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng”, 2008 [4] Walburga Hemetsberger, Michael Schmela, Gianni Chianetta, “Global Market Outlook For Solar Power 2021 – 2025”, 2021 [5] M.Makhlouf, F.Messai, H.Benalla, “Modeling and Simulation of Gridconnected Hybrid Photovoltaic/Battery Distributed Generation System”, Canadian Journal on Electrical and Electronics Engineering Vol 3, No 1, January, 2012 [6] Aryuanto Soetedjo, Abraham Lomi, Yusuf Ismail Nakhoda, Awan Uji Krismanto, “Modeling of Maximum Power Point Tracking Controller for Solar Power System”, Telkomnika, 2012 [7] Đặng Đình Thống, “Cơ sở lượng tái tạo”, NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội, 2006 [8] Vũ Hoàng Giang, Ma Thị Thương Huyền, “Nghiên cứu mô phỏng nguồn phát điện lượng mặt trời nối lưới qua nghịch lưu nguồn áp ba pha”, Tạp chí Khoa Học Và Công Nghệ Năng Lượng – Trường Đại Học Điện Lực, 2016 [9] “Nghiên cứu lượng mặt trời biến đổi điện tử công suất”, Khoa Điện – Điện tử, Đại học Duy Tân, 2017 67