ĐỒ án 2 đề tài PHÂN TÍCH, mô HÌNH hóa và THIẾT kế hệ THỐNG BIẾN đổi CÔNG SUẤT kết nối lưới

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN -o0o - ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH, MƠ HÌNH HĨA VÀ THIẾT KẾ “HỆ THỐNG BIẾN ĐỔI CÔNG SUẤT KẾT NỐI LƯỚI” GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ SVTH: Cao Đức Huy MSSV: 1911228 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2022 Tieu luan Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Trường Đại học Bách Khoa- ĐHQG TpHCM ĐỒ ÁN MÔN HỌC Khoa Điện-Điện tử Bộ môn Cung Cấp Điện -o0o -Cán hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Sinh viên thiết kế: Cao Đức Huy MSSV: 1911228 Ngày nhận đề tài: Ngày hồn thành: Đề tài: Phân tích, mơ hình hóa thiết kế “Hệ thống biến đổi cơng suất kết nối lưới” NHIỆM VỤ THIẾT KẾ A- NỘI DUNG 1- Giới thiệu hệ thống biến đổi công suất: 2- Các dạng sơ đồ hệ thống biến đổi kết nối lưới: (sơ đồ, đặc điểm, ưu khuyết điểm) 3- Phân tích sơ đồ hệ thống điều khiển biến đổi kết nối lưới 4- Kỹ thuật điều khiển 5- Tính tốn: mạch lọc, mạch điều khiển 6- Mơ hình mơ phỏng- kết quả, kết luận B- MÔ PHỎNG: Sử dụng MATLAB Simulink SỐ LIỆU VỀ NGUỒN: Điện áp TP.HCM ngày 26 tháng 12 năm 2022 Chủ nhiệm môn Cán hướng dẫn Tieu luan Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… TP.HCM, ngày 26 tháng 12 năm 2022 Cán hướng dẫn Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi LỜI NÓI ĐẦU Việt nam quốc gia phát triển, nhu cầu lượng ngày tăng Để đảm bảo phát triển bền vững đặc biệt cân lượng quốc gia tương lai, Việt nam tập trung nghiên cứu phát triển nguồn lượng lượng mặt trời nguồn lượng hiệu tương lai Để khai thác sử dụng lượng mặt trời cách hiệu việc nghiên cứu nghịch lưu có hiệu suất cao cho hệ thống pin mặt trời (PV) vấn đề cần quan tâm Việc mô phỏng, tính tốn tìm hiểu lí thuyết để nắm nguyên lý vận hành hệ thống biến đổi công suất nối lưới vô bổ ích cho việc vận dụng lý thuyết học điện tử công suất năm vừa qua May mắn thay, em nhận đề tài “Phân tích, mơ hình hóa thiết kế “Hệ thống biến đổi công suất kết nối lưới” thầy Nguyễn Văn Nhờ phân cơng Cùng với nỗ lực tìm hiểu, giúp đỡ bạn thầy cô, đặc biệt thầy Nguyễn Văn Nhờ-giảng viên hướng dẫn Đồ án 2, em hồn thành đề tài Dù hoàn thành, q trình thực khơng thể tránh khỏi sơ sót Em hi vọng sai sót nhận góp ý điều chỉnh từ thầy để em tiếp thu nhiều kinh nghiệm cho bây giờ, vận dụng cho q trình làm sau Một lần nữa, em xin cảm ơn thầy cô Bộ môn Kỹ Thuật Điện, chuyên ngành Cung cấp điện kiến thức quý báu giảng viên hướng dẫn-PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ tận tình giúp đỡ em hồn thành đề tài Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Mục Lục CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC SƠ ĐỒ HỆ THỐNG BIẾN ĐỔI CÔNG SUẤT 1.1 Bộ nghịch lưu nối lưới cho pin mặt trời………………………………………………5 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG BIẾN ĐỔI KẾT NỐI LƯỚI 2.1 Hệ thống biến đổi AC-DC kết nối lưới dùng nguồn lượng mặt trời……………6 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ KẾT NỐI LƯỚI 3.1 Bộ biến đổi DC/DC………………………………………………………………… 3.2 Bộ nghịch lưu DC/AC……………………………………………………………….10 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN LÝ THUYẾT 4.1 Tính tốn mạch cơng suất……………………………………………………………15 4.2 Tính tốn mạch lọc………………………………………………………………… 18 CHƯƠNG 5: MƠ HÌNH, MƠ PHỎNG…………………………………… ……….19 CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG……………………………………………… 27 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN …………………………………………………………… 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC SƠ ĐỒ HỆ THỐNG BIẾN ĐỒ BIẾN ĐỔI CÔNG SUẤT 1.1 Bộ nghịch lưu nối lưới: Chức năng: Bộ biến tần biến đổi điện chiều DC thành điện xoay chiều AC Ứng dụng: Bộ biến tần: Biến đổi điện DC → AC để hòa lưới điện truyền tải điện, truyền động điện động xoay chiều, gia nhiệt cảm ứng, cung cấp điện cho máy móc thiết bị điện tiêu thụ điện xoay chiều công suất lớn,… 1.2 Các yêu cầu kĩ thuật tiêu chí đánh giá - Độ méo dạng sóng hài THD: 6.5% (Điều Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 Bộ Cơng Thương) - Dịng rị khơng q 300 mA ( IEC 60439-1) - Hiệu suất không 95% Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ CHƯƠNG 2: MỘT SỐ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG BIẾN ĐỔI KẾT NỐI LƯỚI 2.1 Các sơ đồ hệ thống biến đổi kết nối lưới điện mặt trời Hình 1: Sơ đồ hệ thống nối lưới pin mặt trời Sơ đồ ngun lí hệ thống nối lưới bản: Hình 2: Sơ đồ nguyên lí Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ H bridge inverter: Hình 3: Bộ biến đổi DC/AC cầu H CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ KẾT NỐI LƯỚI Hình 4: Sơ đồ khối Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ 3.1 Bộ biến đổi DC/DC Bộ biến đổi DC/DC hệ thống nguồn Pin mặt trời lựa chọn Boost Converter (hay gọi tăng áp chiều) có cấu trúc hình 2, điều khiển cho hệ Boost Converter lấy tín hiệu vào điện áp đo từ dàn Pin mặt trời Upv, đầu điều khiển Udc để đưa tới đầu vào cho nghịch lưu Inverter DC/AC, trình chuyển đổi điện áp có can thiệp thuật tốn MPPT Trong nghiên cứu này, nhóm thực sử dụng thuật tốn bám cơng suất cực đại nhiễu loạn quan sát P&O (Perturb and Observer algorithm) Đây phương pháp đơn giản sử dụng thông dụng nhờ đơn giản thuật toán việc thực dễ dàng Thuật toán xem xét tăng, giảm điện áp theo chu kỳ để tìm điểm làm việc có cơng suất lớn Nếu biến thiên điện áp làm công suất tăng lên biến thiên giữ nguyên chiều hướng tăng giảm Ngược lại, biến thiên làm cơng suất giảm xuống biến thiên có chiều hướng thay đổi ngược lại Khi điểm làm việc có cơng suất lớn xác định đường cong đặc tính biến thiên điện áp dao động xung quanh điểm MPPT Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Hình 5: Thuật tốn P&O Bộ điều khiển MPPT đo giá trị dòng điện I điện áp V, sau tính tốn độ sai lệch ∆P, ∆V kiểm tra: - Nếu ∆P ∆V > tăng giá trị điện áp tham chiếu Vref - Nếu ∆P ∆V < giảm giá trị điện áp tham chiếu Vref Sau cập nhật giá trị thay cho giá trị trước V, P tiến hành đo thông số I, V cho chu kỳ làm việc Cấu trúc tổng thể hệ điều khiển DC/DC cho hình Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Tần số đóng ngắt 🡪 tần số sóng mang (tam giác) chọn >= tần số đóng ngắt chọn kHz Hình 11: Bộ tăng áp DC/DC Yêu cầu thiết kế: Input: Vin = 305VDC Output: Vout = 400VDC Dòng điện định mức linh kiện Diode: ID = K P/3Up = 5500/3.307 = 11,94 A Trong K hệ số an toàn chọn lựa linh kiện Điện áp định mức khóa bán dẫn S1: VD = VS = K Up = 307 = 614V Dòng điện định mức khóa bán dẫn S1: ID = IS = 11,94 A - Tính tốn chọn giá trị cho cuộn cảm L: Giá trị điện áp đầu vào Boost Uin, giá trị điện áp ngõ Boost Uout giá trị áp đầu vào inverter Tỉ số điều chế tăng áp: - Uin/Uout = 1- 307/400 = 0,2325 γ(1−γ) 𝑅 → Lmin = 2𝑓𝑠 = 0,2325.(1−0,2325) 0.001 2.20.10 −9 = 3,42.10 H 16 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án - GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Tính tốn chọn giá trị cho tụ điện C: Giá trị tụ điện C đảm bảo cho độ gợn sóng điện áp tụ không 5% là: △𝑈𝑜 𝑈𝑜 = γ 𝑅𝐶𝑓𝑠 ≤ 0.05 → C ≤ γ 0.05.𝑅𝑓𝑠 = 0.2325 0.001.0.05.20.10 → C ≤ 0,2325 Bộ nghịch lưu : Dùng nghịch lưu cầu H pha: (Hình 9) Bộ nghịch lưu áp pha gồm khóa bán dẫn tích hợp IGBT/Diode 17 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Hình 12: Diode Dịng điện định mức linh kiện Diode: ID = K P/3Up = 5500/3.307 = 11,94 A Trong K hệ số an toàn chọn lựa linh kiện Điện áp định mức khóa bán dẫn S1: VD = VS = K Up = 307 = 614V Dịng điện định mức khóa bán dẫn S1: ID = IS = 11,94 A 4.2 Tính tốn mạch lọc Hình 13: Mạch lọc LCL Theo Kirchoff, mơ hình lọc viết mặt phằng phức: 18 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Các kiện ban đầu: Công suất hệ thống 5.5KW, điện áp dây lưới En = 311V, điện áp DC tụ liên lạc Vdc = 400V, tần số điện áp lưới f = 50hZ, tần số switching Fsw = 3khZ Các giá trị bản: zb = (𝐸𝑛 )/𝑃𝑛 = 17, 58 Lb = zb/wn = 17,58 / 2π.50 = 0.06H −4 Cb= 1/zb.wn = 1/17.58.2π.50 = 1.81.10 F CHƯƠNG 5: MƠ HÌNH, MƠ PHỎNG Mơ hình tổng quan Simulink: Hình 14: Sơ đồ toàn hệ thống 19 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Solar array: Hình 15: Chọn chỉnh định PV array Lấy khối PV array thư viện, chọn pin mặt trời nối tiếp, nhánh, chọn loại Pin SunPower SPR-305E-WHT-D Hình 16: Chỉnh định thông số Pin Tăng áp DC ( DC boost): Gồm có cuộn cảm L, khóa bán dẫn S, Diode tụ C 20 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Hình 17: Chỉnh định thơng số mạch tăng áp DC/DC Dựa theo điều kiện tính toán giá trị điện cảm tối thiểu L để dòng điện ngõ DC – DC Boost phẳng mục ta chọn giá trị cài đặt cho L = 0.5e-3 (H) Dựa theo điều kiện tính tốn giá trị C để gợn sóng ngõ DC – DC Boost khơng q 5% tính mục C ≤ 0,2325 , ta chọn giá trị đặt cho −6 tụ C 500.10 21 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Hình 18: Chỉnh định thơng số tụ C Nghịch lưu cầu H: Hình 19: Nghịch lưu cầu H 22 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Mạch lọc LCL: Hình 20: Chỉnh định mạch lọc LCL Nguồn lưới: Hình 21: Nguồn phía lưới Vịng khóa pha PLL: Hình 22: Vịng khóa pha PLL 23 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Thuật tốn P&O: Hình 23: Thuật tốn P&O Hình 24: P&O 24 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ function Do= P_O(DP,DV,Incr,Dold) if DP>0 if DV>0 Do=Dold-Incr; else Do=Dold+Incr; end else if DV >0 Do=Dold+Incr; else Do=Dold-Incr; end end Điều khiển điện áp DC: Hình 25: Mơ tả điều khiển điện áp DC 25 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Điều khiển cộng hưởng tỷ lệ PR: Hình 26: Mơ hình điều khiển PR Tính tốn dịng đặt: Hình 27: Tính tốn dịng đặt 26 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ (Cơng thức tính dịng đặt Iref) Điều khiển tạo xung cho mạch nghịch lưu cầu H: Hình 28: Điều khiển tạo xung cho mạch nghịch lưu Giám sát: Hình 29: Scope2 27 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ MƠ PHỎNG Hình 30: Scope Hình 31: Scope 28 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi Đồ án GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ Sóng hài: Hình 32: Vg Hình 33: iG 29 Tieu luan DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi DO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoiDO.an.2.de.tai.PHAN.TICH mo.HINH.hoa.va.THIET.ke.he.THONG.BIEN.doi.CONG.SUAT.ket.noi.luoi