(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu cải thiện chất lượng điện áp của nhà máy điện mặt trời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN LƯƠNG TRỌNG VŨ NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI h Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số : 8520201 Người hướng dẫn: TS Lê Thái Hiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng Các số liệu sử dụng phân tích luận án có nguồn gốc rõ ràng, công bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận án tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Việt Nam Các kết chưa công bố nghiên cứu khác h Tác giả luận văn Lương Trọng Vũ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Nội dung mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn h Chương TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN MẶT TRỜI 1.1 TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1.1 Giới thiệu lượng mặt trời 1.1.2 Vai trò lượng mặt trời 1.1.3 Bức xạ mặt trời 1.1.4 Tính tốn lượng xạ mặt trời 10 1.2 PIN MẶT TRỜI – CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ 17 1.2.1 Cấu tạo pin mặt trời 18 1.2.2 Nguyên lý hoạt động 19 1.2.3 Đặc tính làm việc pin mặt trời 22 1.2.4 Ứng dụng 26 1.3 MƠ HÌNH BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN NĂNG 30 1.3.1 Mô hình hệ thống lượng mặt trời cấp điện độc lập 31 1.3.2 Mơ hình hệ thống độc lập kết hợp lượng mặt trời nguồn lượng khác 32 1.3.3 Mơ hình hệ thống lượng mặt trời kết nối lưới 33 1.4 NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI 36 1.4.1 Tổng quan nhà máy điện mặt trời giới Việt Nam 36 1.4.2 Cấu trúc phần điện nhà máy điện mặt trời nối lưới quốc gia 39 1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 42 h Chương CÁC BỘ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI 43 2.1 CẤU TRÚC MẠCH ĐỘNG LỰC 43 2.2 BỘ CHUYỂN ĐỔI DC/DC 43 2.2.1 Bộ chuyển đổi Boost 44 2.2.2 Bộ chuyển đổi Buck 47 2.2.3 Bộ chuyển đổi Buck - Boost 50 2.3 NGHỊCH LƯU 53 2.3.1 Nghịch lưu pha 54 2.3.2 Nghịch lưu ba pha 56 2.4 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ PWM 59 2.5 NGUYÊN LÝ ĐIỀU CHẾ VECTOR KHÔNG GIAN 61 2.6 CÁC CẤU TRÚC HỆ CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN MẶT TRỜI THÀNH ĐIỆN XOAY CHIỀU PHA 68 2.6.1 Cấu trúc hệ chuyển đổi điện mặt trời thành điện xoay chiều pha dạng 68 2.6.2 Cấu trúc hệ chuyển đổi điện mặt trời thành điện xoay chiều pha dạng 69 2.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 70 Chương PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI 71 3.1 MƠ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI 71 3.1.1 Hệ chuyển đổi điện mặt trời thành điện xoay chiều pha dạng 71 h 3.1.2 Hệ chuyển đổi điện mặt trời thành điện xoay chiều pha dạng 72 3.2 MƠ HÌNH PIN MẶT TRỜI 73 3.3 MÔ HÌNH BỘ CHUYỂN ĐỔI BOOST 74 3.4 MƠ HÌNH BỘ NGHỊCH LƯU 76 3.4.1 Sơ đồ nghịch lưu 76 3.4.2 Vịng khóa pha 77 3.5 KHÂU ĐIỀU KHIỂN PHÁT XUNG 80 3.5.1 Mơ hình theo phương pháp điều chế PWM 80 3.5.2 Mơ hình theo phương pháp điều chế vector khơng gian 85 3.6 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI 86 3.6.1 Kết mô nhà máy điện mặt trời với hệ chuyển đổi sang điện xoay chiều pha dạng 87 3.6.2 Kết mô nhà máy điện mặt trời với hệ chuyển đổi sang điện xoay chiều pha dạng 88 3.7 KẾT LUẬN CHƯƠNG 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93 Kết luận 93 Kiến nghị 93 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 94 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) h DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT * Tên tiếng việt PV: Pin lượng mặt trời PMT: Pin mặt trời NLMT: Năng lượng mặt trời NLTT: Năng lượng tái tạo DC-DC: Bộ biến đổi chiều – chiều DC-AC: Bộ biến đổi chiều – xoay chiều (Bộ nghịch lưu) PLL: Vịng khóa pha * Tên tiếng anh MPPT: Maximum power pointtacking h PWM: Pulse width modulation FACTS: flexible ac transmission system SVC: static-var compensators DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 Dải xạ điện từ Hình Góc nhìn mặt trời Hình Quá trình truyền lượng xạ mặt trời qua lớp khí Trái đất Hình Vị trí Trái đất mặt trời thay đổi năm Hình Quan hệ góc hình học tia xạ mặt trời mặt phẳng nghiêng 12 Hình Sơ đồ phân bố thành phần xạ khuyếch tán 15 Hình Các thành phần xạ lên bề mặt nghiêng 16 Hình Bức xạ trực xạ bề mặt nằm ngang nghiêng 17 Hình Cấu tạo pin mặt trời 18 Hình 10 Tế bào pin mặt trời 18 h Hình 11 Các loại cấu trúc pin mặt trời 19 Hình 12 Nguyên lý hoạt động pin mặt trời 20 Hình 13 Hệ thống mức lượng (E1