Nghiên cứu giải quyết vẫn đề kỹ thuật khi nối nguồn điện gió vào đường dây truyền tải

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP gh iê n u HOÀNG BẢO AN ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN NGHIÊN CỨU GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ KỸ THUẬT KHI NỐI NGUỒN ĐIỆN GIÓ VÀO ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI Lu LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN Thái Nguyên - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP n u HOÀNG BẢO AN ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê NGHIÊN CỨU GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ KỸ THUẬT KHI NỐI NGUỒN ĐIỆN GIÓ VÀO ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI Lu ận vă n th LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN KHOA CHUYÊN MÔN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TRƯỞNG KHOA PGS.TS VÕ QUANG LẠP PHỊNG ĐÀO TẠO Thái Ngun - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tên tơi là: Hồng Bảo An Sinh ngày 10 tháng 04 năm 1993 Học viên lớp cao học khóa 20 – Kỹ thuật điện – Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên – Đại học Thái Nguyên Hiện công tác tại: Công ty THHH SamSung Display Việt Nam Sau hai năm học tập nghiên cứu, dậy giúp đỡ tận tình thầy giáo đặc biệt thầy giáo hướng trực tiếp dẫn thực luận văn tốt nghiệp PGS TS Võ Quang Lạp Tôi hồn thành chương trình học tập đề tài luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu giải đề kỹ thuật nối nguồn điện gió vào đường u dây truyền tải” gh iê n Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Ngồi tài liệu tN tham khảo trích dẫn, số liệu kết mô phỏng, thực nghiệm Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ thực hướng dẫn PGS TS Võ Quang Lạp trung thực Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Học viên HỒNG BẢO AN Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian nghiên cứu làm việc, động viên giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS TS Võ Quang Lạp, luận văn với đề tài: “Nghiên cứu giải đề kỹ thuật nối nguồn điện gió vào đường dây truyền tải” hồn thành Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn: PGS TS Võ Quang Lạp tận tình dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Khoa đào tạo Sau đại học, thầy cô giáo Khoa Điện – Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên – Đại học Thái Nguyên giúp đỡ tác giả suốt trình học tập trình nghiên cứu khoa học thực luận văn u Toàn thể học viên lớp Cao học Kỹ Thuật Điện khóa 20, đồng nghiệp, bạn gh iê n bè, gia đình quan tâm, động viên giúp đỡ tác giả suốt trình học tập tN hoàn thành luận văn th uậ Mặc dù cố gắng, nhiên trình độ kinh nghiệm cịn nhiều hạn sĩ Kĩ chế nên luận văn gặp phải vài thiếu sót Tác giả mong ận vă văn hoàn thiện n th ạc nhận đóng góp ý kiến từ thầy giáo bạn đồng nghiệp để luận Lu Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày năm 2019 tháng Học viên HỒNG BẢO AN Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii\ MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ vix LỜI GIỚI THIỆU - 1 Lý chọn đề tài - Mục tiêu nghiên cứu - Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài - - n u Phương pháp nghiên cứu - - gh iê Các công cụ, thiết bị cần thiết cho nghiên cứu - - uậ tN CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NGUỒN ĐIỆN GIÓ NỐI VÀO Kĩ th ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI - - ạc sĩ I.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN GIÓ - - n th I.1.1 Đặt vấn đề - - ận vă I.1.2 Năng lượng gió - - Lu I.1.3 Năng lượng gió giới - I.1.4 Năng lượng gió Việt Nam - I.2 MỘT SỐ SƠ ĐỒ VỀ NGUỒN ĐIỆN GIÓ - I.2.1 Sơ đồ khối - I.2.2 Một số sơ đồ hệ điều khiển máy điện chạy sức gió - 23 I.3 GIỚI THIỆU VỀ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI TRUNG ÁP - 27 * Đường dây trung áp - 27 I.4 MỘT SỐ VẤN ĐỀ KHI NỐI ĐIỆN GIÓ VỚI ĐƯỜNG DÂY - 29 I.4.1 Tiêu chuẩn kết nối DG với đường dây - 29 I.4.2 Phương pháp nối kết nối DG với đường dây - 30 I.4.3 Kỹ thuật nối kết nối DG với đường dây - 31 I.4.4 Các yêu cầu k ết nối DG với đường dây - 32 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iv * Kết luận chương I - 36 CHƯƠNG II ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN GIÓ ĐẾN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI - 37 II.1 GIỚI THIỆU CHUNG - 37 II.2 ẢNH HƯỞNG VỀ CHỈ TIÊU CÔNG SUẤT - 37 II.3 ẢNH HƯỞNG CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐIỆN ÁP - 41 II.3.1 Sự gia tăng điện áp - 42 II.3.2 Sự suy giảm nhanh điện áp - 43 II.3.3 Sự dao động điện áp - 44 II.3.4 Độ khơng sin sóng điện áp (xuất sóng hài bậc cao) - 45 II.4 ẢNH HƯỞNG VỀ DÒNG ĐIỆN SỰ CỐ VÀ CÁCH BẢO VỆ - 51 - u II.4.1 Dòng điện tăng cao trường hợp cố - 51 - gh iê n II.4.2 Thay đổi phối hợp thiết bị bảo vệ - 52 - tN II.4.3 Máy cắt cắt không mong muốn - 53 - th uậ II.4.4 Tác động đến làm việc tự động đóng lại - 53 - sĩ Kĩ II.5 ẢNH HƯỞNG VỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN - 56 - th ạc II.5.1 Độ tin cậy cung cấp điện - 56 - ận vă n II.5.2 Đánh giá độ tin cậy cung cấp điện nối nguồn điện gió với lưới - 59 - Lu * Kết luận chương II - 60 CHƯƠNG III THIẾT KẾ HỆ ĐIỂU KHIỂN MÁY PHÁT NỐI LƯỚI KHI DÙNG MÁY ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTOR DÂY QUẤN - 61 III.1 ĐẶT VẤN ĐỀ - 61 III.2 MÔ HÌNH TỐN HỌC MÁY ĐIỆN KĐB PHA ROTOR DÂY QUẤN- 62 III.3 MƠ HÌNH MÁY ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ PHA ROTOR DÂY QUẤN DƯỚI DẠNG CÁC ĐẠI LƯỢNG VECTOR KHÔNG GIAN - 66 III.3.1 Vector không gian - 66 III.3.2 Quy đổi đại lượng điện MĐ KĐB pha Rotor dây quấn từ hệ Vector pha (Ar , Br , Cr) hệ tọa độ cố định trục Rotor (α, β) - 67 - Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn v III.3.3 Quy đổi đại lượng điện từ MĐ KĐB pha Rotor dây quấn từ trục cố định hệ tọa độ (α, β) Rotor trục hệ tọa độ (d, q) mạch Stator - 70 III.4 XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN VECTOR KHÔNG GIAN CỦA MFĐ DÙNG ĐỘNG CƠ KĐB PHA ROTOR DÂY QUẤN ĐIỀU KHIỂN PHÍA ROTOR - 71 III.4.1 Xây dựng mạch vòng dòng điện Rotor - 71 III.4.2 Xây dựng mạch vịng cơng suất tác dụng P cơng suất phản kháng Q - 72 III.4.3 Xây dựng Vector hệ điều khiển máy phát điện sức gió dùng MĐ KĐB pha Rotor dây quấn điều khiển từ phía máy phát - 73 III.5 XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẠI LƯỢNG CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN - 74 III.5.1 Hàm số truyền MFĐ KĐB pha Rotor dây quấn - 74 III.5.2 Giá trị đặt điều chỉnh - 76 - u III.5.3 Tính thơng số điều chỉnh - 77 - gh iê n III.6 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG - 78 - tN III.6.1 Giới thiệu phần mềm MATLAB – SIMULINK – PLECS - 78 - th uậ III.6.2 Sơ đồ mô - 79 - ạc sĩ Kĩ III.6.3 Kết mơ - máy phát hịa vào lưới điện - 82 - n th * Kết luận - 84 - ận vă KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - 85 - Lu Kết luận - 85 Kiến nghị - 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 87 - Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Các ký hiệu Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị P Mật độ lượng Ar Điện tích quét cánh Turbine [m2] Vo Vận tốc gió ban đầu – Mật độ lượng đơn vị thể tích dịng chảy khơng khí [m/s] Cd Hệ số cản Cl Hệ số nâng ρ Mật độ khơng khí V Vận tốc dịng khơng khí (gió) khơng bị nhiễu loạn [m/s] A Diện tích hình chiếu cánh quạt (diện tích hứng gió) [m2] L Lực nâng [N] D Lực cản α Góc định vị tâm θ Góc cánh (đại lượng cần điều khiển) γ Góc tới V Vận tốc góc → Tốc độ theo phương tiếp tuyến → Tốc độ theo phương hướng tâm ρ u vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n [N] ận 𝑈ℎ𝑡 [kg/m3] Lu 𝑈ℎ𝑑 [N/ m2] Mật độ khơng khí [kg/m3] Vận tốc gió theo phương tiếp tuyến [m/s] A Diện tích cánh gió [m2] Chd Hệ số lực hiệu dụng ρtb Mật độ khơng khí Rcg Bán kính cánh gió vgm Tốc độ gió khoảng cách đủ xa trước cánh gió Uhd Ctb Ký hiệu [kg/m3] [m] [m/s] Hệ số phụ thuộc vào cấu trúc khí động học Turbine gió Ý nghĩa Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN Đơn vị http://lrc.tnu.edu.vn vii θp λtb LLDG LLKDG Góc xoay cánh gió so với mặt cắt ngang qua trung tâm cánh gió gọi góc pitch Hệ số phụ thuộc vào tốc độ góc quay Turbine ωtb tốc độ gió vgm Tổng tổn thất công suất đường dây hệ thống có DG ngược lại Khi khơng kết nối DG với lưới điện Công suất biểu kiến DG bơm vào lưới PDG Công suất tác dụng DG QDG Công suất phản kháng DG PLj Công suất tác dụng phụ tải QLj Công suất phản kháng phụ tải Ψk Góc tổng trở ngắn mạch lưới Sn Cơng suất tồn phần định mức Turbine gió Sk Cơng suất ngắn mạch lưới điện Wd Giá trị đặt tần số tác động uậ tN gh iê n u Sinj th URa , URb , URc Giá trị tức thời điện áp pha Rotor Kĩ Giá trị tức thời điện áp pha Stator sĩ USa , USb , USc Giá trị tức thời dòng điện pha Rotor ISa , ISb , ISc Giá trị tức thời dòng điện pha Stator vă n th ạc IRa , IRb , IRc ΨSa , ΨSb , ΨSc Lu ận ΨRa , ΨRb , ΨRc Chuỗi từ nhóm cuộn dây pha Rotor Chuỗi từ nhóm cuộn dây pha Stator R1 Điện trở nhóm cuộn dây Rotor R2 Điện trở nhóm cuộn dây Stator L Ma trận điện cảm LAA , LBB , LCC Tự cảm , Laa , Lbb , Lcc ls Điện cảm cuộn dây Stator Lh Điện cảm cuộn Stator Rotor is Dòng Stator Ký hiệu Ý nghĩa Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN Đơn vị http://lrc.tnu.edu.vn viii Dịng Rotor Rs Điện trở cuộn dây Stator LM Điện cảm từ hóa Lσ Điện cảm Stator Rotor quy đổi Stator RR Điện trở Rotor quy đổi Stator Us Stator voltage: Điện áp Stator Ψs Stator flux: Trường Stator UR Rotor voltage: Điện áp Rotor ΨR Rotor flux:Từ trường Rotor is Stator current: Dòng điện Stator Rs Stator resistance: Điện trở Stator iR Rotor current: Dòng điện Rotor RR Rotor resistance: Điện trở Rotor LM Điện cảm từ hóa Lσ Điện cảm quy đổi Lsl Điện cảm Stator Lrl Điện cảm Rotor Zp Số đôi cực từ máy phát Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u ir Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn - 73 - ta nhận sơ đồ điều khiển Vector cho máy phát điện sức gió điều khiển phía Rotor hình vẽ: Hình 3.6: Sơ đồ xây dựng công suất tác dụng P công suất phản kháng Q Từ sơ đồ trên, ta xây dựng mạch vịng cơng suất tác dụng cơng suất phản kháng mạch vịng ngồi bao mạch vịng mạch vịng dịng điện Ta có Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u sơ đồ sau: Hình 3.7 Sơ đồ mạch vịng ngồi mạch vịng cơng suất III.4.3 Xây dựng Vector hệ điều khiển máy phát điện sức gió dùng MĐ KĐB pha Rotor dây quấn điều khiển từ phía máy phát Từ kết xây dựng mạch vòng dòng điện Rotor làm mạch vòng đồng thời kết mạch vịng cơng suất tác dụng P công suất phản kháng Q làm mạch - 74 - vịng ngồi kết hợp với mạch vịng phản hồi thu sơ đồ cấu trúc hệ tN gh iê n u điều khiển hệ thống máy phát điện sức gió sau: th uậ Hình 3.8: Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển Vector MFĐ sức gió dùng máy điện th ạc sĩ Kĩ KĐB Roto dây quấn điều khiển phía máy phát vă n III.5 XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẠI LƯỢNG CỦA HỆ ĐIỀU KHIỂN Lu ận III.5.1 Hàm số truyền MFĐ KĐB pha Rotor dây quấn Ta có sơ đồ thay tương đương máy phát điện khơng đồng pha Rotor dây quấn hình vẽ: Hình 3.9: Sơ đồ thay quy đổi hệ tọa độ khơng gian vector Trong đó: Rs điện trở cuộn dây Stator LM điện cảm từ hóa - 75 - Lσ điện cảm Stator Rotor quy đổi Stator RR điện trở Rotor quy đổi Stator Ta có phương trình điện áp cho mạch vịng sau: 𝑑𝛹𝑠 𝑑𝑡 𝑑𝛹𝑅 𝑈𝑅 = 𝑅𝑅 𝑖𝑅 + 𝑑𝑡 𝑈𝑠 = 𝑅𝑠 𝑖𝑠 + Trong đó: Us (Stator voltage) điện áp Stator Ψs (Stator flux) từ trường Stator UR (Rotor voltage) điện áp Rotor n u ΨR (Rotor flux) từ trường Rotor gh iê is (Stator current) dòng điện Stator uậ tN Rs (Stator resistance) điện trở Stator Kĩ th iR (Rotor current) dòng điện Rotor ạc sĩ RR (Rotor resistance) điện trở Rotor vă n th Từ trường Stator, Rotor, công suất điện từ xác định biểu thức sau: ận Ψs = LM (is + iR) Lu ΨR = (LM + Lσ)iR + LM.is = Ψs + Lσ.iR Tc = 3.np.IM.[ Ψs iR* ] Trong đó: LM điện cảm từ hóa Lσ điện cảm quy đổi Ls = g.Lsl + l2.Lrl 𝑙= 𝐿𝑠𝑙 +𝐿𝑀 𝐿𝑀 λ hệ số quy đổi Lsl điện cảm Stator Lrl điện cảm Rotor Zp số đôi cực từ máy phát - 76 - Từ phương trình trên, ta khử is ΨR ta biến đổi sau: 𝑈𝑟 = 𝑈𝑟′ + (𝑗𝜔2 𝐿𝜎 − 𝑅𝑎 ) 𝑖𝑟 + 𝑘𝐸 𝐸  𝑈𝑟 − 𝑘𝐸 𝐸 = 𝑈𝑟′ + (𝑗𝜔2 𝐿𝜎 − 𝑅𝑎 ) 𝑖𝑟  (𝑈𝑟 − 𝐸 ) − 𝑈𝑟′ = (𝑗𝜔2 𝐿 − 𝑅∑ ) 𝑖𝑟  𝑊 (𝑃 ) = 𝐼𝑟 (𝑃) 𝑈𝑟′ (𝑃) 𝐼𝑟 = 𝐼𝑟 (𝑃) = 𝑈𝑟′ −(𝑈𝑟 −𝐸) = 𝑗𝜔2 𝐿−𝑅∑ = 𝐿 𝑅∑ (𝑗𝜔 −1) 𝑅∑ = 𝐾∑ 𝑗𝜔 sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u Ta có sơ đồi khối mạch sau: th ạc III.5.2 Giá trị đặt điều chỉnh vă n Từ điều khiển ta cần phải xác định giá trị thực giá trị đặt Để có Lu ận thể xác định chúng, sơ đồ ta sử dụng khối GTT có nhiệm vụ tính tốn giá trị thực để cung cấp cho điều khiển khâu chuyển tọa độ Tính từ thơng Stator: { ′ 𝛹𝑠𝑑 ≈ ′ 𝛹𝑠𝑞 ≈ 𝐿𝑠 𝑖 𝐿𝑚 𝑠𝑑 𝐿𝑠 𝑖𝑠𝑞 𝐿 𝑚 + 𝑖𝑟𝑑 + 𝑖𝑟𝑞 2 Tính mơ đun dịng Stator: |𝑖𝑠 | = √𝑖𝑠𝑑 + 𝑖𝑠𝑞 Tính sinφ: 𝑠𝑖𝑛𝜑 = 𝑖𝑟𝑞 |𝑖𝑠 | Tính tần số góc trượt: ωr = ωN - ω Tính góc trượt: 𝜗𝑟 = 𝜗𝑁 − 𝜗 Với giả thiết: 𝜗 = ∫ ωdt - 77 - Các giá trị momen φ sử dụng để phản hồi điều chỉnh hai điều khiển PI Giả thiết gọi đầu điều khiển momen φ yM yφ , khối tính tốn giá trị đặt dịng điện thực phép tính tốn sau: Giá trị cần dịng sản sinh momen: 𝑖𝑟𝑑 𝑦𝑀 𝜔𝑠 𝐿𝑠 𝑅𝑠 𝐿𝑠 |𝑖𝑠 |2 = − 𝐿𝑚 𝑢𝑠𝑑 𝑑 − 𝑧𝑝 𝑢𝑠𝑑 𝐿𝑚 Giá trị dòng sản sinh sinφ: ′ 𝑖𝑟𝑑 = 𝛹𝑠𝑞 − 𝐿𝑠 𝑦 |𝑖 | 𝐿𝑚 𝜑 𝑠 Giá trị từ thông: 𝐿𝑠 𝑖 𝐿𝑚 𝑠𝑑 𝐿𝑠 𝛹𝑠𝑞 = 𝑖𝑟𝑞 + 𝑖 { 𝐿𝑚 𝑠𝑞 gh iê n u 𝛹𝑠𝑑 = 𝑖𝑟𝑑 + uậ tN Giá trị điện áp Stator: Kĩ th 𝑢𝑠𝑑 = −𝜔𝑠 𝐿𝑚 𝛹𝑠𝑞 𝑢𝑠𝑞 = 𝜔𝑠 𝐿𝑚 𝛹𝑠𝑑 ạc sĩ { n th III.5.3 Tính thơng số điều chỉnh ận vă Phương pháp Ziegler-Nichols sử dụng mơ hình xấp xỉ bậc có trễ đối Lu tượng cho đối tượng có đặc tính động học hình chữ S Tức áp dụng cho đối tượng có đáp ứng tín hiệu vào hàm bậc thang có dạng hình chữ S nhiệt độ lò nhiệt, tốc độ động cơ, Hàm truyền đối tượng có dạng sau: W𝑑𝑡 (𝑠) = 𝐾𝑑𝑡 1+𝑇𝑠 𝑒 −𝜏𝑠 Hình 3.9 Đáp ứng bậc thang hệ hở có dạng chữ S - 78 - Khi thơng số điều khiển xác định sau: Thông số 𝑲𝑷 𝑻𝑰 𝑻𝑫 Bộ điều khiển P 𝑇2 𝐾 𝑇1 PI 0,9 𝑇2 𝐾 𝑇1 𝑇1 0,3 - PID 1,2 𝑇2 𝐾 𝑇1 𝑇𝐼 0,5 𝑇𝐼 - u - gh iê n Hàm truyền điều khiển PID theo phương pháp Ziegler - Nichols thứ nhất: + 𝑇𝐷 ) 𝑇𝐼 th ạc III.6 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG sĩ Kĩ th uậ tN 𝐺𝑃𝐼𝐷 (𝑆) = 𝐾𝑃 (1 + vă n III.6.1 Giới thiệu phần mềm MATLAB – SIMULINK – PLECS Lu ận Matlab/ Simulink công cụ mô quen thuộc nhà phát triển, nghiên cứu công nghiệp sở nghiên cứu Tuy nhiên, việc sử dụng Matlab/ Simulink để mô hệ thống điều khiển điện tử công suất gặp số điểm bất lợi Hệ thống cần mô phải biểu diễn dạng phương trình vi tích phân Q trình thường nhiều thời gian hay gặp lỗi Plecs công cụ mở rộng khả Simulink mơ mạch điện tử cách trực tiếp Thuật toán điều khiển xây dựng dựa phần từ khác có sẵn áo dụng vào mơ hình Vì để tiến hành mơ ứng dụng phần mềm Matlab – Simulink – Plecs tiến hành xây dựng khối cụ thể sơ đồ nguyên lý máy phát điện sức gió dùng máy điện khơng đồng Rotor dây quấn điều khiển phía máy phát, ta tiến hành mô - 79 - III.6.2 Sơ đồ mô Hệ thống mô sử dụng phần mềm Matlab – Simulink – Plecs gồm n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u khối sau: Lu ận vă Hình 3.10 Khối biến đổi nghịch lưu phía lưới phía máy phát Hình 3.11 Khối tính tốn dịng đặt Rotor Kĩ th uậ tN gh iê n u - 80 - Lu ận vă n th ạc sĩ Hình 3.12 Khối tính giá trị 𝑖𝑟𝑑 𝑖𝑟𝑞 Hình 3.13 Khối điều khiển dịng Rotor gh iê n u - 81 - Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN Hình 3.14 Khối điều khiển dịng Rotor với điều khiển PID Hình 3.15 Khối điều khiển phía lưới - 82 - n u Hình 3.16 Sơ đồ mơ hệ thống tN gh iê Thông số mô cho bảng đây: Rr = 3,7 Ω Uđmr = 345 V Uđms = 220/380 (Δ/Y) nđm = 950 v/ph fđm = 50Hz Rs = 4,2 Ω Lσs = 0,0089 H Zp = cosφđm = 0,657 Lm = 0,34 H Iđm = 3,5 A Mã hiệu: VM Việt Nam Lσs = 0,013 H ận Lu J = 0,096 Kgm2 vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ Pđm = 1,1 kW III.6.3 Kết mô - máy phát hòa vào lưới điện - Kiểm tra điện áp Hình 3.17 Đáp ứng dịng điện áp pha Stator máy phát lưới - 83 - Hình 3.18 Đáp ứng điện áp lưới Stator máy phát trước sau hòa đồng (tại 0,35s) Việc kiểm tra chế độ máy phát làm việc với tốc độ định mức tiến vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u hành kiểm tra theo chế độ sau: Lu ận Hình 3.19 Đáp ứng cơng suất tác dụng (P) cơng suất phản kháng Q Hình 3.20 Đáp ứng dịng điện Rotor máy phát hòa vào lưới - 84 - * Nhận xét: Kết mô đáp ứng điện áp pha đáp ứng điện áp lưới: Sau 0,12s hịa đồng máy cắt vào lưới hòa đồng thời điểm 0,35s sai lệch lớn 1,1% Kết mô công suất tác dụng P cơng suất phản kháng Q hình cho ta thấy với mạch vịng ngồi mạch vịng cơng suất tác dụng P công suất phản kháng Q dùng khâu PI bám theo giá trị P & Q đặt Với kết mô cho thấy chất lượng hệ thống đảm bảo * Kết luận Thông qua nội dung thực chương cho thấy để hịa máy phát điện sức gió vào lưới điện cần phải thiết kế hệ tự động điều khiển (trong chương u dùng hệ điều khiển Vector) phải đảm bảo chất lượng mặt điện áp gh iê n điều khiển cơng suất Kết chương góp phần đóng góp thêm cho kết Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN luận văn - 85 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nội dung luận văn đáp ứng đầy đủ yêu cầu đề tài đưa Những nghiên cứu tổng quan cho thấy vai trò quan trọng việc ứng dụng khai thác nguồn lượng gió vào phục vụ nhu cầu người giai đoạn cho tương lai Việc ứng dụng nguồn lượng gió để phát điện hình thành nguồn lượng phân tán cấu hệ thống điện Việt Nam vấn đề cấp thiết, thích hợp với nhu cầu sử dụng điện Việt Nam toàn giới u Luận văn nghiên cứu giải nội dung sau: gh iê n Tìm hiểu hệ thống máy phát điện sức gió, bao gồm: Khái niệm tN lượng gió tổng quan lượng gió giới Việt Nam Tìm hiểu th uậ số sơ đồ nguồn điện gió: Turbine, máy phát điện sức gió, thiết bị điều khiển sĩ Kĩ kết nối lưới Giới thiệu đường dây truyền tải số vấn đề nối điện gió vào th ạc đường dây ận vă n Tìm hiểu ảnh hưởng nguồn điện gió ghép nối vào đường dây Lu truyền tải: ảnh hưởng điện áp, cơng suất, ảnh hưởng dịng điện cố cách bảo vệ ảnh hưởng độ tin cậy cung cấp điện Xây dựng thiết kế hệ điều khiển máy phát nối lưới dùng máy điện không đồng bồ Rotor dây quấn: Xây dựng mơ hình máy điện KĐB pha dạng vector không gian, xây dựng hệ điều khiển vector không gian máy phát điện sử dụng động KĐB Rotor dây quấn xác định số đại lượng hệ điều khiển Đóng góp luận văn: Tác giả xem sản phẩm đóng góp thiết thực cho nguồn tài liệu học tập nghiên cứu người quan tâm đến lĩnh vực lượng tái tạo, nguồn điện phân tán, ảnh hưởng việc ghép nối nguồn điện phân tán với lưới điện cách thiết kế hệ điều khiển máy phát điện sức gió nối lưới dùng máy điện không đồng bồ Rotor dây quấn - 86 - Kiến nghị Bản luận văn thực số vấn đề kết phần trình bày, song sâu vào vấn đề cần phải đầu tư giải tiếp tục Trong phần thiết kế hệ thống tự động điều khiển máy phát điện sức gió kết nối với lưới cịn có nhiều vấn đề tiếp tục nghiên cứu thay điều khiển thông minh để thay cho điều khiển PID tiếp tục nghiên cứu việc kiểm Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u nghiệm ứng dụng vào thực tế - 87 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Viện lượng – Bộ công thương Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2011 – 2015 có xét đến 2020 [2] Trần Bách (2000) Đường dây truyển tải & Hệ thống điện Tập 1, NXB Khoa học kỹ thuật [3] Ngô Đức Minh (2016) Năng lượng tái tạo hệ thống điện, NXB Đại học Thái Nguyên [4] Nguyễn Phùng Quang (2004) Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [5] Nguyễn Ngọc Tân (2012) Công nghiệp điện gió, Thời báo Kinh Tế & u Trung tâm Kinh Tế châu Á – TBD gh iê n [6] Nguyễn Ngọc Điện gió, NXB Lao Động tN [7] Một số tài liệu tham khảo mạng Internet liên quan đến DG th uậ [8] Một số luận văn thạc sĩ tiến sĩ bảo vệ có nội dung liên quan Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ đến đề tài