B GIÁO D O Ộ ỤC VÀ ĐÀO TẠ TRƯỜNG ĐẠ Ọ ỘI H C BÁCH KHOA HÀ N I PHẠ ỌC SƠNM NG NGHIÊN C I PHÁP GI ỨU, ĐÁNH GIÁ VÀ GIẢ ẢM ẢNH HƯỞNG C T I CÔNG NGHI PỦA SÓNG HÀI ĐỐI VỚI MỘT SỐ PHỤ Ả Ệ Chuyên ngành H N Ệ[.]
SÓNG HÀI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP LỌ C SÓNG HÀI
Sóng hài
2.1.1 Các khái ni m v sóng hàiệ ề Điện áp được phát ra t ừ các nhà máy phát điện có d ng hình sin chuạ ẩn, nhưng do quá trình truy n tề ải đến nơi tiêu thụ, thi t b tiêu th ế ị ụ điện là t i phi tuy n làm ả ế cho d ng sóng ngu n dòng ạ ồ điện b méo d ng không còn hình sin chuị ạ ẩn Đối với dòng điện khi b méo dị ạng là do sóng hài dòng điện gây ra có th gây quá t i dòng ể ả điện ngu n phát ồ
Thành ph n hài: Sóng hài có d ng hình sin v i t n s là b i s c a t n s sóng ầ ạ ớ ầ ố ộ ố ủ ầ ố cơ bản, biên độ sóng hài nh ỏ hơn biên độ thành phần cơ bản
Hình 2.1 Thành ph ần cơ bả n và các sóng hài Sóng sin chuẩn c a Vi t Nam có tầủ ệ n s ố PHz: bậc 1, đây là sóng cơ bản Hài bậc 3: tần s ố = 150Hz
➢ là tần s hài bố ậc n
Với bậc hài càng lớn biên độ hài càng gi m ả
Phổ: Là dãy biên độ ủ c a các b c hài (Hình 2.2) ậ
Hình 2.2 mô tả đặc điểm của sóng hài ổn định Biểu diễn dạng sóng nhiều: Sử dụng chuỗi Fourier với chu kỳ T (giây) và tần số cơ bản f = 1/T (Hz), hoặc ω = 2πf (rad/s) Sóng hài f(t) có thể được biểu diễn thông qua các công thức phù hợp.
➢ H 0 là biên độ thành ph n DC ầ
➢ H n là giá trị hiệu d ng cụ ủa hài bậc n.
➢ n là góc pha của hài bậc n
T s ỉ ố hài và độ méo d ng THD: ạ
➢ T s hài là t s ỉ ố ỉ ố biên độsóng hài bậc n và sóng cơ bản:
➢ Độ méo d ng THD là t s giá tr hiêu d ng c a t t c các sóng hài so ạ ỉ ố ị ụ ủ ấ ả với một trị ố được xác đị s nh d a vào 1 trong 2 tiêu chu n sau: ự ẩ
✓ Theo dạng sóng đo được (0 < THD < 1):
2.1.2 Ảnh hưởng của sóng hài
Sóng hài trong hệ thống điện làm tăng dòng điện, đặc biệt là sóng hài bậc 3, dẫn đến tăng dòng ở trung tính và các thành phần khác trong lưới điện cũng bị ảnh hưởng Ngoài việc gây ra méo dạng điện áp và dòng điện, sóng hài còn gây ra nhiều tác hại khác, với tần số hài cao hơn tần số cơ bản, tạo ra trở kháng cao và khả năng lan truyền lớn hơn dòng cơ bản, từ đó gây phát nhiệt.
Hài điện áp có th gây nhiể ễu đố ới v i các thi t b ế ị điệ ửn t làm vi c không chính ệ xác, gây ra sai s ố trong đo lường cảm ứng điện.
Here is the rewritten paragraph:Các bộ thu tín hiệu đóng vai trò như những relay sử dụng để điều khiển đóng cắt các thiết bị tiêu thụ điện tại trung tâm điều khiển, tuy nhiên chúng có thể bị tác động xấu do sóng hài điện áp có thể gây nhiễu loạn tín hiệu điều khiển.
Lực điện động phát sinh từ dòng điện hài có thể gây ra dao động và phát ra tiếng ồn, đặc biệt ảnh hưởng đến các thiết bị điện tử như MBA và cuộn kháng Các thiết bị điện tử thông minh và mạch điều khiển điện tử trở nên nhiễu và không ổn định khi hoạt động song song với các mạch có mang dòng hài Độ nhiễu tín hiệu phụ thuộc vào khoảng cách và tần số sóng hài.
Sóng hài có thể gây ra hiện tượng phát nóng ở tụ điện do sự trì trệ trong điện môi Việc quá tải và tần số sóng hài vượt quá tần số cơ bản có thể dẫn đến hư hỏng cho các thiết bị điện.
Hài điện áp có thể gây ra hiện tượng phát nóng, dẫn đến sự già hóa và đánh thủng chất điện môi Đối với máy phát điện, khi cung cấp cho tải phi tuyến, dòng điện hài bậc cao sinh ra sẽ gây tổn hao trong stator và rotor của máy phát, làm sai lệch vận tốc của từ trường quay và rotor Sóng hài dòng điện còn gây rung động cơ do từ trường đập mạnh, và khi tần số của sóng hài trùng với tần số dao động cơ học của máy điện, có thể dẫn đến hư hỏng máy điện do cộng hưởng.
Dòng điện hài s gây ra trong MBA do hiẽ ện tượng t tr ừ ễ và dòng điện xoáy (tổn hao s t tắ ừ) Gây bão hòa mạch t làm cho MBA b quá t i ừ ị ả
Trên dây dẫn điện, hiện tượng tăng điện trở cuộn dây theo tần số gây ra hiệu ứng bề mặt, dẫn đến việc phát nóng quá mức cho phép do trị số điện trở tăng lên khi dòng điện tăng.
2.1.3 Gi i h n và tiêu chu n sóng hài ớ ạ ẩ
Trong các nhà máy xí nghiệ ớp l n ch yủ ếu là các động cơ điện:
✓ Đố ớ ộng cơ điện đồi v i đ ng b ộ dòng điện nhi u cho phép là t 1,3% ễ ừ đến 1,4%
✓ Đố ớ ộng cơ điện không đồi v i đ ng b ộ dòng điện nhi u cho phép là t ễ ừ 1,5% đến 3,5%
✓ Đố ới v i cáp dẫn điện điện áp nhi u vễ ới lõi cách điện cho phép là t ừ 10%.
Theo tiêu chu n IEEE 519-92 c a M ẩ ủ ỹ đề ra để đả m b o chả ất lượng cho m ng ạ điện lưới ngu n, ph i có trách nhi m duy trì là: ồ ả ệ
B ng 2.1 Tiêu chu n v sai lả ẩ ề ệch điện áp IEEE 519-1992
Các cấp điện áp 161kV
T ng các lo i sóng hài ổ ạ 5,0 2,5 1,5
(Theo tiêu chu n Viẩ ệt Nam thì độ ế bi n dạng điện áp đố ớ ấp điệi v i c n 110, 220, 500kV thì t ng bi n d ng là 3% còn vổ ế ạ ới cấp trung áp là 6,5%)
Theo tiêu chuẩn IEEE 519-1992, khách hàng có trách nhiệm duy trì mức độ hài dòng điện trong phạm vi cho phép Tiêu chuẩn này áp dụng cho các mạng điện có điện áp nhỏ hơn hoặc bằng 69kV.
B ng 2.2 Tiêu chu n v sai l ch yêu cả ẩ ề ệ ầu IEEE 519-1992
➢ : Dòng điện ng n m ch l n nhắ ạ ớ ất tại điểm n ối.
➢ : Dòng điệ ản t i lớn nh t tại tầấ n s ố cơ bản
Các hàm sử dụng điện hiện nay có thành phần sóng hài nhỏ hơn 5%, trong đó sóng hài 11 chiếm hơn 4%, sóng hài 11-17 chiếm hơn 2%, và sóng hài 17-23 chiếm hơn 1.5% Điện lực quốc tế đã đề ra tiêu chuẩn IEC 61000-3-2 “Hạn chế sóng hài với thiết bị kết nối vào mạng điện áp” cho tiêu chuẩn dòng điện nhỏ hơn 16A Các chỉ tiêu này giúp hạn chế dòng điện sóng hài trong hệ thống điện.
IEC 1000-3-2 chú ý t i h n ch các thi t b ớ ạ ế ế ị có sóng hài dòng điệ ớn hơn tiêu n l chuẩn trên
Năm 1995, IEE công bố tiêu chuẩn IEC 1000-3-4 về hạn chế thành phần sóng hài trong dòng điện đối với thiết bị có dòng điện lớn hơn 16A Tiêu chuẩn này quy định mức độ sóng hài chia theo tình huống ống và đẳng cấp Đối với nhiều thiết bị cùng đặt trong một hệ thống, nên đưa vào trong một chỉnh thể Hệ số sóng hài dòng điện được quy định theo bảng cụ thể.
B ng 2.5 H s ả ệ ố sóng hài dòng điện h(l ) ẻ 3 5 7 9 11 13 15 31 33
Theo tiêu chuẩn Châu Âu IEC 61000-3-2, sóng hài được quy định cho các thiết bị có dòng điện ba pha 16A Đối với các thiết bị có dòng điện lớn hơn 16A và nhỏ hơn hoặc bằng 75A, tiêu chuẩn áp dụng là IEC/TS 61000-3-12.
Tiêu chu n IEC 61000-2-ẩ 2 đưa ra các mức hài điện áp tương thích đố i với nhi u d n t n s ễ ẫ ầ ốthấp và t o tín hi u trong h ạ ệ ệthống cung cấp điện h ạáp công cộng
Tiêu chu n IEC 61000-2-ẩ 4 đưa ra các mức hài điện áp tương thích trong khu công nghiệp đối với nhi u d n t n s ễ ẫ ầ ốthấp
Tiêu chu n IEEE 519-ẩ 1992 được trình bày B ng 2.1 và Bở ả ảng 2.2, đưa ra các
L p CH2016A-ớ KTĐ Trang 21 giới hạn hài dòng điện và hài điện áp trong các h ệthống điện
B ng 2.6 Các gi i hả ớ ạn độ méo dạng hài dòng điện trong các h ệ thống phân phối (120 V 69 kV) – Độ méo dạng hài dòng điệ ớn l n nhất (% hài cơ bản)
Các hài bậc lẻ h < 11 11 h < 17 17 h < 23 23 h < 35 35 h TDD
B ng 2.7 Các gi i hả ớ ạn độ méo dạng hài điện áp
Cấp điện áp Độ ớ l n hài thành ph n ầ THDV (%)
Các phương pháp lọc sóng hài
Để nâng cao chất lượng điện năng, việc áp dụng các tiêu chuẩn giới hạn sóng hài là rất cần thiết Đưa sóng hài vào giới hạn cho phép yêu cầu sử dụng các bộ lọc sóng hài Bộ lọc là thiết bị tạo ra trở kháng nhất định, cho phép một số tần số đi qua trong khi loại bỏ các tần số khác.
Các b l c soộ ọ ng hài được sử ụ d ng ph bi n hi n nay là: ổ ế ệ
− B l c th ng (Passive Filter) ộ ọ ụ độ
− B l c ch ng (Active Filter) ộ ọ ủ độ
2.2.1 B lộ ọc thụ động (Passive Filter)
Bộ lọc RC và LC là hai loại bộ lọc quan trọng trong hệ thống điện, giúp xác định các tần số sóng điều hòa Nguyên lý hoạt động của bộ lọc này là ngăn chặn sóng điều hòa không mong muốn, cho phép sóng điều hòa cần thiết đi qua Trong sơ đồ điện ba pha, bộ lọc RC tiết kiệm dung lượng nhưng không loại bỏ hoàn toàn sóng điều hòa điện áp dây Ngược lại, bộ lọc LC có dung lượng tăng lên gấp ba lần, loại bỏ sóng điều hòa cả điện áp dây và điện áp pha, đặc biệt là khi trung tính có thể giảm thiểu điện áp thật do sự chuyển mạch của van bán dẫn.
C u trúc b lấ ộ ọc RC được thể ện như hình hi sau:
− B l c RC là loộ ọ ại bộ ọc đơn giả l n nh t, giá thành r ấ ẻ
− Có tổn hao trên điện tr , t n hao này càng l n khi công suở ổ ớ ất lớn
− Khả năng chọ ọc tần l n s ké ố m.
C u trúc b lấ ộ ọc LC được thể ện như hình sau: hi
❑ Ưu điểm: B l c LC có kh ộ ọ ả năng lọ ốc t t nh t, có kh ấ ả năng lọc được nhi u ề t n s theo ý mu n ầ ố ố
− Giá thành đắt và s v n hành c a m ch kém tin cự ậ ủ ạ ậy hơn bộ ọ l c RC do trong mạch có cuộn cảm.
− Gây nhi u cho các thi t b thông tin do s ễ ế ị ự phát sinh sóng điện t t ừ ừ cuộn cảm.
− Có th xu t hi n hiể ấ ệ ện tượng cộng hưởng làm tăng dòng và áp dẫn đến hỏng thi t bế ị
Khi ở đầ u th p c a d i âm t n các tr s ấ ủ ả ầ ị ố điện cảm tăng khi tần s c n thi t ố ầ ế lọc giảm gây một số ấn đề như: v
− Do cuộn c m là thi t b có t n hao bên trong b n thân nó ả ế ị ổ ả
Sự gia tăng đột ngột trong nhu cầu điện năng có thể dẫn đến những ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản phẩm, đặc biệt là trong ngành công nghiệp Việc này không chỉ làm suy giảm hiệu suất của máy móc mà còn ảnh hưởng đến độ bền của các thiết bị, gây ra sự lãng phí và giảm hiệu quả sản xuất.
− Khi điện c m cu n dây lả ộ ớn thì làm tăng kích thước c a chúng dủ ẫn đến làm tăng kích thước b lộ ọc đồng thời làm tăng giá thành bộ ọ l c
2.2.2 B lộ ọc chủ độ ng (Active Filter)
Dòng điện năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng lớn với khả năng sản xuất điện vượt trội Nó hoạt động theo nguyên lý khác biệt so với dòng điện tĩnh, mang lại nhiều ưu điểm và tính năng nổi bật.
Here is the rewritten paragraph:Mặc dù có nhiều phương pháp khử và hạ thấp độ ồn điện áp bậc cao như sử dụng bộ lọc thông, sử dụng máy biến áp đấu Δ/Y… nhưng phương pháp sử dụng bộ lọc tích cực là phương pháp hiện đại ngày càng chiếm ưu thế, đáp ứng được yêu cầu trong các ứng dụng phân phối điện năng lớn và xử lý phù hợp với các loại tải và điều kiện điện áp nguồn cung cấp khác nhau.
❑ Bù sóng điều hòa điện áp
Bù điện áp thường bị xem nhẹ trong hệ thống ống điện, mặc dù điện áp tiêu thụ tại điểm đấu dây chung thường duy trì trong phạm vi giới hạn cơ bản đối với các sự cố tăng hoặc giảm áp Vấn đề bù điện áp chỉ được chú ý khi xảy ra tình trạng suy giảm điện áp nghiêm trọng trong lưới điện, đặc biệt là đối với các thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện.
❑ Bù sóng điều hòa dòng điện
Bù sóng điều hòa dòng điện đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và độ ổn định của hệ thống điện Việc giảm thành phần sóng hài trong lưới điện không chỉ giúp nâng cao hiệu suất công suất mà còn giảm thiểu độ méo dạng điện áp tại các điểm đấu nối.
Bộ lọc có thể được trang bị thêm chức năng bù công suất phản kháng Tuy nhiên, việc thêm chức năng này có thể làm cho mạch điều khiển trở nên phức tạp Do đó, thường gặp phải tình trạng hạn chế trong việc tích hợp chức năng bù công suất phản kháng, đặc biệt là đối với các thiết bị điều hòa không khí có công suất nhỏ.
L p CH2016A-ớ KTĐ Trang 25 thì có thể bù b ng ằ SVC (Static Var Compensators) đóng ng t b ng thyristor, tuy nó ắ ằ đáp ứng chậm nhưng giá thành rẻ
Có nhiều cách phân loại đà dựa trên các tiêu chí khác nhau như biến đổi công suất sử dụng, sơ đồ kết nối, và nguồn cấp Các tiêu chí này giúp xác định chức năng và ứng dụng của đà trong các hệ thống khác nhau.
❑ Phân lo i theo b biạ ộ ến đổi công su ất:
Here is a rewritten paragraph that contains the important sentences:"Căn cứ vào biến đổi công suất trong các loại biến tần, có hai loại biến tần tích cực: biến tần nguồn áp VSI (Voltage Source Inverter) và biến tần nguồn dòng CSI (Current Source Inverter) Hai loại biến tần này có nguyên lý hoạt động khác nhau, nhưng đều đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và ổn định công suất điện."
Hình 2.5 C u trúc b l c tích c c VSI ấ ộ ọ ự Đặc điểm c a c u trúc VSI là có th m r ng ra củ ấ ể ở ộ ấu trúc đa bậc
L p CH2016A-ớ KTĐ Trang 26 Đặc điểm c a b l c CSI là có t n s ủ ộ ọ ầ ố đóng cắ ạt h n ch , tế ổn hao đóng cắ ớt l n, không th m r ng ra cể ở ộ ấu trúc đa bậc.
❑ Phân loại theo sơ đồ:
Phân loại theo sơ đồ ta có b l c tích c c song song AF, b l c tích c c n i ộ ọ ự ộ ọ ự ố tiếp AFs và b l c tích c c thốộ ọ ự ng nh t UPQC ấ
• B l c tích c c song song (Shunt Active Filter ộ ọ ự –AF)
Hình 2.7 B l c tích c c song song ộ ọ ự Đặc điểm c a b l c tích củ ộ ọ ực song song là bù sóng hài dòng điện, bù công suất phản kháng, bù dòng điện không cân b ng ằ
• B l c tích cộ ọ ực nối tiếp (Series Active Filter –Afs)
Hình 2.8 B l c tích c c n i ti p ộ ọ ự ố ế Đặc điểm c a b l c tích c c n i tiủ ộ ọ ự ố ếp là bù sóng hài điện áp bậc cao, điều chỉnh và cân bằng điện áp tại điểm k t n i.ế ố
Căn cứ vào ngu n cung c p cho t i mà b l c tích cồ ấ ả ộ ọ ực đấu vào mà người ta chia ra:
• B l c tích cộ ọ ực hai dây: dùng cho tải phi tuy n mế ột pha.
• B l c tích c c ba dây: dùng cho t i phi tuy n ba pha không có trung tính ộ ọ ự ả ế
• B l c tích cộ ọ ực bốn dây:
Bộ tích cực cần thiết cho tải phi tuyến một pha có cấp nguồn đặc biệt, bao gồm dây trung tính Hệ thống nguồn cấp phải có dây trung tính để đảm bảo an toàn Trong trường hợp này, bộ điều chỉnh sẽ loại bỏ sự quá dòng trên dây trung tính, giúp bảo vệ hệ thống.
XÂY D NG MÔ HÌNH M CH L Ự Ạ ỌC
Mô hình m ch l c 3 pha 4 dây ngu n cân b ng trong Matlab Simulink 37 ạ ọ ồ ằ
XÂY DỰNG MÔ HÌNH M CH L C VÀ K T QUẠ Ọ Ế Ả MÔ PHỎNG 3.1 Mô hình toán m ch l c ạ ọ
Sơ đồ ổ t ng th m ch l c có dể ạ ọ ạng như hình 2.10 ồ g m:
Nguồn 3 pha 4 dây đấu hình sao
Mạch lọc tích c c 3 pha 4 dây ự được gắn trướ ải phi tuyếc t n
3.1.2 Các phép toán biến đ i điổ ều khi n ể
D a trên lý thuy t mự ế ạch điện và các phép biến đổi ta xây d ng mô hình toán ự học cho mạch l c tích cọ ực như sau:
Vb abc αβ 0 ia ic ib
Hình 3.2 Mô hình toán h c c a m ch l c ọ ủ ạ ọ Phép biến đổi Clarke cho các điện áp 3 pha t c th i trong h c tứ ờ ệ trụ ọa độ như sau:
Các tín hiệu điện áp ti, va, vb, vc và dòng điện ti, ia, ib, ic được chuyển sang hệ trục tọa độ αβ0 để thực hiện các phép tính Sau đó, các tín hiệu này được chuyển ngược về hệ trục tọa độ abc để trở thành dòng điện theo yêu cầu của máy phát điện.
+ Các điện áp tải được chuy n tr c tể ụ ọa độ theo bi u thể ức chuyển đổi Clarke:
+ Các dòng điệ ải được chuyển t n trục tọa độ theo bi u th c chuyể ứ ển đổi Clarke:
T ừcông thức (3.5) khai tri n ra: ể
(3.8) Công suấ ảt t i được xác định b ng bi u th c: ằ ể ứ
Thành ph n p qua m ch l c thông th p thành phầ ạ ọ ấ ần cơ bản được gi l i thành ữ ạ ph n ngõ ra sau khi lầ ọc
(3.13) Thành ph n ầ qua m ch l c thông th p thành phạ ọ ấ ần cơ bản được gi l i thành ữ ạ ph n ngõ ra sau khi lầ ọc
(3.14) Thành phần là thành phầ ổn t n thất cần phải thêm vào để điều khi n ể
Hình 3.3 Ngõ vào và ra c a b ủ ộ PI Vdc là giá trị điện áp đo được trên tụ điện c a mạủ ch nghịch lưu
Vref là giá trị điện áp đặt
Thông qua khâu PI để điều khiển sao cho “sai số=Vref-Vdc” có giá trị là th p ấ nh t ấ
Dòng điện yêu c u c a m ch l c trong h tr c tầ ủ ạ ọ ệ ụ ọa độ 0 được xác định:
T ừcông thức (2.19) khai tri n ra: ể
Dòng điện yêu c u c a m ch l c trong h tr c tầ ủ ạ ọ ệ ụ ọa độ abc được chuyển đổi b ng bi u thằ ể ức Clarke ngược:
Trong matlab là Iref_abc:
T ừcông thức (3.17) khai t n ra: riể
3.1.3 Dòng điện hi u dệ ụng đưa vào trong điều khi n ể
Dòng điện sau khi ra khỏi mô hình tính toán chính là dòng điện hài c a t i ủ ả
Để có dòng điện điều khiển phù hợp, cần trừ đi dòng điện phát từ mạch lọc Dòng điện này chính là dòng điện hiệu dụng được sử dụng trong quá trình điều khiển.
(3.24) Dòng điện không c n tính mà suy ra t nhầ ừ ững dòng điện trên
Hình 3.4 Cách tính dòng điề u khi n ể Dòng điều khi n này s là dòng điể ẽ ện tr c tiự ếp điều khi n b nghể ộ ịch lưu
Có nhiều phương pháp khác nhau để điều khiển các biến thể của dòng lưu nguồn áp Tuy nhiên, phương pháp điều khiển dòng áp biến thiên phổ biến hiện nay là phương pháp hysteresis (phương pháp bang-bang).
Dòng điện điều khiển là dòng điện được sử dụng sau khi đã tính toán hài dòng cần bù trừ với dòng điện phát Cuối cùng, nó tạo ra dòng điện điều khiển.
Dòng điều khiển pha A sẽ được truyền qua Relay để chuyển đổi thành dòng điều khiển có giá trị là 0 hoặc 1 S1 và S5 trong cùng một pha hoạt động theo quy tắc đối nghịch; khi S1 đóng thì S5 mở và ngược lại Do đó, trước khi vào điều khiển, S5 phải đi qua cổng NOT để đảm bảo hoạt động chính xác.
Hình 3.5 Điề u khi n dòng ki u Hyteresis ể ể Tương tự cho dòng điều khiển pha B, C, N như hình 3.5
Hình 3.6 trình bày sơ đồ nghịch lưu 3 pha 4 dây với 8 IGBT được kết nối theo cách cụ thể Mỗi pha bao gồm 2 IGBT, cho phép nghịch lưu hoạt động cả trong bán kỳ âm và dương.
X t d ng s ng dé ạ ó òng điện t i m t chân c a b nghạ ộ ủ ộ ịch lưu, giả ử ạ s t i chân A
T i thạ ời điểm khóa S1 đóng v S5 m , l c n y dà ở ú à òng điện Ifa tăng lên, điệ á ại n p t A s l +Vdc, l m cho dẽ à à òng điện trên mIfa ạch tăng lên Khi I a vượf t qua gi á trị
Khi khóa S1 và S5 được đóng, điện áp tại điểm A sẽ bằng không, dẫn đến dòng điện trên mạch giảm Khi dòng điện giảm xuống dưới giá trị xác định, S1 sẽ đóng lại và S5 sẽ mở ra, làm cho dòng điện trong mạch tăng trở lại Quá trình này sẽ điều chỉnh dòng điện tại điểm A, nhằm bù đắp dòng điện cần thiết cho hệ thống.
Giải thuật điều khiển bang bang tìm kiếm cực tiểu chân của mạch trong băng chế ảm ảo ống điện mong muốn dẫn đến dòng điện bơm ra từ băng chế lưu trong một bán kính dương Tại bán kính âm, quá trình cũng diễn ra tương tự như bán kính dương.
Giải thuật điều khi n bang bang trên m nhánh cể ột ủa bộ nghịch lưu
Qua việc khảo sát nguyên tắc ảnh hưởng của phương pháp bang bang, ta có thể rút ra những nhận xét quan trọng về ưu và nhược điểm của phương pháp này Phương pháp bang bang mang lại tính linh hoạt cao trong việc điều chỉnh các yếu tố, giúp tối ưu hóa hiệu suất Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm như độ chính xác không cao trong một số trường hợp và có thể dẫn đến sự phức tạp trong quá trình thực hiện.
Khả năng điều chỉnh dòng điện của bộ nghịch lưu là rất quan trọng, giúp tối ưu hóa công suất truyền tải Phương pháp này cho phép thay đổi giá trị dòng điện một cách nhanh chóng, điều này có thể dẫn đến sự biến động trong giá trị dòng điện được bơm vào lưới điện Sự thay đổi này cần được kiểm soát để đảm bảo rằng dòng điện bơm ra từ bộ nghịch lưu vẫn ổn định và hiệu quả.
Giá thành thiết bị điều khiển trong việc thi công mạch điện khá đơn giản, không yêu cầu cấu trúc quá phức tạp, nên chi phí cho việc lắp đặt thấp hơn so với các phương pháp khác Hơn nữa, trong mạch cần một biến áp để đo điện áp đầu ra từ nghịch lưu, từ đó xác định công suất bơm ra, giúp giảm chi phí cho thiết bị Điều này góp phần làm giảm giá thành sản xuất Việc sử dụng thiết bị điều khiển đơn giản cũng giúp cho quá trình thi công trở nên thuận tiện hơn.
3.2 Mô hình m ch l c 3 pha 4 dây ngu n cân bạ ọ ồ ằng trong Matlab Simulink
Trong mô hình tổng th gể ồm có các mô hình con như sau:
Mô hình nguồn 3 pha 4 dây (3 dây pha và 1 dây trung tính)
Mô hình tải phi tuy n ế
Mô hình mạch l c (m ch nghọ ạ ịch lưu 3 pha 4 dây).
Mô hình t ng th c a m ch l c ổ ể ủ ạ ọ
Hình 3.7 : Sơ đồ kh i c a m ch l c ố ủ ạ ọ
NGHICH LUU vS_abc a b c n tai phi tuyen
Ts = 1e -05 s. iS_abcn iL_abcn iF_abcn iL_abcn a b c n a b c n do dong dien tai iF_abcn a b c n a b c n do dong dien phat iS_abcn a b c n a b c n do dong dien nguon
Nguồn xoay chiều 3 pha 4 dây đấu hình sao, vS_abc là giá trị điện áp đo được của từng pha so v i dây ớ trung tính n
Hình 3.8: ngu n 3 pha 4 dây cân b ng ồ ằ
Giá tr ị Va được chỉnh định: có điện áp pha đỉnh là V, góc l ch pha ệ , t n s 50Hz ầ ố
Giá tr ị Vb được chỉnh định: có điện áp pha đỉnh là V, góc l ch pha ệ
Giá tr ị Vc được chỉnh định: có điện áp pha đỉnh là V, góc l ch pha ệ
Vc Vb Va vS_abc
3.2.2 Đo dòng điện ngu n ồ Đo dòng điệ ừng pha và dòng điện t n dây trung tính
Hình 3.9 : Sơ đồ đo dòng điệ n ngu n ồ iS_abcn là dòng điện ngu n c a pha abc và trung tính n ồ ủ
Tương tự như đo dòng điện ngu n ồ
Hình 3.10 : Sơ đồ đo dòng điệ ả n t i iL_abcn là dòng điệ ả ủn t i c a pha abc và trung tính n
3.2.4 T i phi tuy n không cân bả ế ằng
T i phi tuy n không cân b ng g m b ả ế ằ ồ ộ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khi n hoàn ể toàn và bộ chỉnh lưu cầu 1 pha diode được đấu vào pha a
Bộ tạo xung đồng bộ có chức năng cung cấp xung kích cho bộ chỉnh lưu cầu 3 pha theo giá trị góc kích yêu cầu Ngõ vào của bộ tạo xung nhận các tín hiệu đầu vào cần thiết để thực hiện chức năng này.
Ngõ vào alpha_deg: thay đổi góc kích b chộ ỉnh lưu cầu 3 pha và được điều khi n b i khâu alpha vể ở ới các tham số
Các ngõ vào điện áp đồng b Vộ AB, VBC, VCA
Hình 3.11: T i phi tuy n không cân b ng ả ế ằ 3.2.5 CB đóng mạch l c ọ
G m 2 CB : 1 CB 3 cồ ực và 1 CB 1 cực, thời gian đóng là sau 0,04s
3.2.6 Khối đo dòng điện phát
Khối đo dòng điện phát dùng để đo dòng điện phát t b nghừ ộ ịch lưu 3 pha 2 b c ậ
Hình 3.12: Kh ối đo dòng điệ n phát iF_abcn là dòng đ ệi n phát c a m ch l c (m ch nghủ ạ ọ ạ ịch lưu 3 pha 2 bậc)
B nghộ ịch lưu 3 pha 2 bậc gồm 8 IGBT được điều khi n t ể ừ dòng điện điều khiển Iđk_abc và Iđk n như hình 3.5_
Hình 3.13: B ngh ộ ịch lưu 3 pha
T ừ điện áp điều khi n thông qua ể relay để điều khi n t ng pha, 2 IGBT trong ể ừ cùng 1 pha đóng cắt theo qui tắc đối ngh ch ị
Tụ điện C hoạt động như một nguồn điện DC tích điện, được cung cấp năng lượng từ lưới điện thông qua các diode ngược của IGBT Điện áp Vdc được đo trên tụ điện này.
C, Vdc được dùng để ề đi u khi n m ch l c ể ạ ọ
3.2.8.1 Khối chuy n trể ục tọa độ abc sang 0
D a trên công th c chuyự ứ ển đổi ta xây dựng được các khâu chuy n tr c tể ụ ọa độ t ừabc sang 0 Công thức (3.2 3.3 3.4) ), ( ), (
Hình 3.14 : Sơ đồ khố i bi ến đổ i tr c t ụ ọa độ ừ t abc sang 0
D a vào phép biự ến đổi phía trên chuyển đổi dòng điện nguồn, điện áp nguồn, dòng điệ ả ừn t i t abc sang 0 theo th ứ ự như hình bên dướ t i
Hình 3.15 : Sơ đồ kh i bi ố ến đổ i tr c t ụ ọa độ ừ t i S _abc sang i S _ 0
Hình 3.16 : Sơ đồ kh i bi ố ến đổ i tr c t ụ ọa độ ừ t v S _abc sang v S _ 0
1 anfa sqrt(2/3)*(1/sqrt(2))*(u[1]+u[2]+u[3]) sqrt(2/3)*(sqrt(3)/2*u[2]-sqrt(3)/2*u[3]) sqrt(2/3)*(u[1]-0.5*u[2]-0.5*u[3])
1 a a b c anf a beta Zero iS_abo iS_abcn a b c anf a beta Zero vS_abo vS_abc
Hình 3.17 : Sơ đồ kh i bi ố ến đổ i tr c t ụ ọa độ ừ t i L _abc sang i L _ 0
3.2.8.2 Khối tính công suất tải
T ừcông thức (3.10 3.11 3.12) Tính công su), ( ), ( ất tải.
Hình 3.18 : Sơ đồ kh i tính công su t t i ố ấ ả
P : công suất tác dụng của nguồn
Q : công suất phản kháng của nguồn a b c anf a beta Zero iL_abo iL_abcn p q p0 iL_abo vS_abo u[2]*u[4]-u[1]*u[5] u[1]*u[4]+u[2]*u[5] u[3]*u[6]
3.2.8.3 Khối tính công su t ngu n ấ ồ
T ừcông thức (3.10), (3.11), (3.12) Tính công suất nguồn.
Hình 3.19 : Sơ đồ kh i tính công su t ngu n ố ấ ồ
Ps : công su t tác d ng c ngu n ấ ụ ủa ồ
Qs : công suất phản kháng của nguồn qS pS pS0 vS_abo iS_abo u[2]*u[4]-u[1]*u[5] u[1]*u[4]+u[2]*u[5] u[3]*u[6]
3.2.8.4 Khối lọc công suất tải và điều khiển PI đưa lượng Ploos vào điều khi n ể
Dựa vào công thức (3.13), (3.14) và công thức (3.16), (3 17) ta xây dự ng :
Hình 3.20 minh họa sơ đồ khởi động công suất và cách đưa lượng Ploss vào điều khiển lưu khi Điện áp Vdc được đo trên thiết bị cảm ứng, trong khi Vdc_ref được đặt ở mức 800V.
3.2.8.5 Khối biến đổi dòng bù t h từ ệ ọa độ 0 sang abc
T ừcông thức (3.19 3.20 3.21) ta xây d), ( ), ( ựng :
Hình 3.21: Kh i bi ố ến đổ ừ i t 0 sang abc w_ref
Vdc vS_beta q p0 p vS_anfa
Ic_beta sqrt(2/3)*(1/sqrt(2)*u[1] -0.5*u[2]-sqrt(3)/2*u[3]) sqrt(2/3)*(1/sqrt(2)*u[1]-0.5*u[2]+sqrt(3)/2*u[3]) sqrt(2/3)*(1/sqrt(2)*u[1]+u[2])
3.2.8.6 Khối tính dòng hi u chệ ỉnh
Hình 3.22 : Sơ đồ kh i hi u ch ố ệ ỉnh dòng điện điề u khi n ể 3.2.8.7 Khối đo lường
- Dòng điện phát của mạch nghịch lưu
- Đo THD ủa dòng điệc n ngu n và t i ồ ả
- Đo hệ ố s công suất của nguồn và t i ả
Hình 3.23 : Sơ đồ kh ối đo lườ ng 3.2.8.7.1 Khối đo THD nguồn và t i ả
Ngõ vào là dòng điện ngu n hoồ ặc dòng điệ ải của từn t ng pha, ng ỏ ra là biên độ THD
Hình 3.24 : Sơ đồ kh ối đo THD vS_abc, iS_abc, iL_abc, iF_abc cosf tai cosf nguon f(u)
Tinh cosf nguon THD tai
Out_a Out_b Out_c THD tai
Out_a Out_b Out_c THD nguon
THD dong nguon va tai
He so cong suat cua nguon va tai
He so cong suat cua tai
He so cong suat cua nguon iS_abcn iL_abcn qS pS pS0 q p0 vS_abc p iF_abcn
Cong suat po, p, q cua tai
Cong suat po, p, q cua tai
Cong suat pSo, pS, qS cua nguon
Cong suat pSo, pS, qS nguon
3.2.8.7.2 Khối đo cos nguồn và t i ả
Mô hình m ch l c 3 pha 4 dây ngu n không cân b ng trong Matlab Simulink ạ ọ ồ ằ
Trong mô hình tổng th gể ồm có các mô hình con như sau:
Mô hình nguồn 3 pha 4 dây cân b ng (3 dây pha và 1 dây trung tính) ằ
Mô hình tải phi tuy n ế
Mô hình mạch l c (m ch nghọ ạ ịch lưu 3 pha 4 dây).
Mô hình t ng th c a m ch l c ổ ể ủ ạ ọ
Hình 3.25: Mô hình t ng th c a m ch l c ngu n 3 pha không cân b ng ổ ể ủ ạ ọ ồ ằ vS_abc a b c n tai phi tuyen
Ts = 1e-05 giây vS_abc a b c n là nguồn 3 pha 4 dây không cân bằng iS_abcn, iL_abcn, iF_abcn thể hiện dòng điện tại a, b, c, n Dòng điện phạt iF_abcn tại a, b, c, n và dòng điện nguồn iS_abcn tại a, b, c, n đều liên quan đến dòng điện trong hệ thống.
Cũng g nầ giống như mô hình trong nguồn 3 pha cân b ng ằ Ở đây chỉ nói những điểm khác nhau trong mô hình cũng như cách tính toán
- Khối tính điện áp th t ứ ựthuận
- Chuyển đổi thêm khối tính điện áp th t ứ ựthuậ ừn t abc sang 0
- Tính lại công su t P và Q cấ ủa tải
3.3.1 Mô hình ngu n 3 pha 4 dây không cân bồ ằng
Hình 3.26: Mô hình ngu n 3 pha không cân b ng ồ ằ 3.3.2 Khối tính điện áp th t thu n ứ ự ậ
Ngõ vào mạch phát hiện tệ ứ thuận là giá trị điện áp nguồn một cân bằng và đồ thị méo dạng vS_abc, trong khi ngõ ra là giá trị điện áp cân bằng v_abc.
Khối Discrete 3-phase PLL: Phát hiện được góc quaytcủa điện áp
Khối Discrete 3-phase Positive Sequence Fundamental Value: Phát hiện được biên độ và góc pha của điện áp
Khối Deg→Rad: Chuyển đơn vị góc pha t thành radian: ừ độ d = Deg
Giá trị điện áp th t thu n 3 pha ứ ự ậ được xác định thông qua các hàm: va u= [1]*sin( [3] [2])u +u
Hình 3.27: Kh i phát hi ố ện điệ n áp th t thu n ứ ự ậ 3.3.3 Khối chuyển trục tọa độ abc sang 0 c ủa điện áp th t thu n ứ ự ậ
Cũng dựa trên công th c chuyứ ển đổi ta xây dựng được các khâu chuy n tr c ể ụ tọa đ ừộ t abc sang 0.
Hình 3.28 : Sơ đồ kh i bi ố ến đổ i tr c t ụ ọa độ ừ t v_abc sang v_ 0
3.3.4 Khối tính công su t P và Q t i ấ ả Ở đây không lấy điện áp đo trực ti p trên ngu n mà phế ồ ải thông qua điện áp tính trên thứ ự t thu n ậ v_abc u[1]*sin(u[3]+u[2]+2*pi/3) u[1]*sin(u[3]+u[2]) u[1]*sin(u[3]+u[2]+4*pi/3) abc
Freq wt Sin_Co s pi/180
1 vS_abc a b c anf a beta Zero v_abo v_abc
Hình 3.29 : Sơ đồ kh i tính P và Q t i ố ả
Việc tính toán công suất nguồn tương tự như mạch nguồn đối với xung Các khối còn lại đều giống như nguồn 3 pha 4 dây cân bằng.
Ế K T QU MÔ PH NG VÀ NG D Ả Ỏ Ứ ỤNG CHO LƯỚ I TH C T 52 Ự Ế
Áp d ụng vào lưới điệ n th ực tế (Lưới Vĩnh Phúc)
Gi i thiớ ệu lư i điớ ện:
Hệ thống lưới điện Vĩnh Phúc được cung cấp từ trạm 220kV Vĩnh Tường với tổng công suất 375MVA, phục vụ cho 8 trạm 110kV Trong bài viết, tác giả đã đưa vào mô hình điện áp tại nút Nghĩa Hưng 5, được cung cấp qua đường dây 371 từ trạm 110kV Vĩnh Tường 1.
Mô hình lưới điện cấp nguồn cho nút Nghĩa Hưng 5 cho thấy điện áp tại nút có chất lượng tương đối kém, với điện áp đo không có dạng sóng sin chuẩn và hơi méo Tổng hài điện áp đo được trên lưới dao động trong khoảng 15-25%, dẫn đến nhiều hao phí, tăng công suất phản kháng và phát sinh nhiệt trên đường dây Điều này hạn chế khả năng cấp nguồn cho các phụ tải yêu cầu chất lượng điện năng ổn định Do đó, việc sử dụng các phương pháp loại bỏ sóng hài trên đường dây cung cấp là cần thiết Qua phân tích dạng điện áp, có thể thiết lập được mô hình nguồn điện phù hợp.
Thiết lập các thông s nguố ồn điện cho mô hình mô ph ng: ỏ
+Va1 có điện áp đỉnh V, góc pha , t n s 50Hz ầ ố
+Va2 có điện áp đỉnh 30V, góc pha , t n s 350Hz ầ ố
+Vb1 có điện áp đỉnh V, góc pha , t n s 50Hz ầ ố
+Vb2 có điện áp đỉnh 20V, góc pha , t n s 250Hz ầ ố
+Vc1 có điện áp đỉnh V, góc pha , t n s 50Hz ầ ố
+Vc2 có điện áp đỉnh 40V, góc pha , t n s 150Hz ầ ố
Thiết lập thông s ốthời gian cho mô phỏng:
Thời gian mô ph ng 0,2 giây ỏ :
Thời điểm tác động c a m ch l c: ủ ạ ọ 0,04 giây
Hình 4.46 Mô hình t ng th m ch l ổ ể ạ ọc sau cho nút Nghĩa Hưng 5
Sau khi ch y mô ph ng ạ ỏ ta thấy:
K t qu mô ế ả phỏng : Điện áp ngu n ồ không đố ứng hơi méo dại x ng
Hình 4.47 Điệ n áp ngu n ồ Dòng điệ ải không đố ứn t i x ng và b méo d ng ị ạ
Sau khi có m ch lạ ọc tác động t i 0.04s, ạ dòng điện nguồn được đưa về ạng d sin chuẩn
Hình 4.49 Dòng điệ n ngu n pha ABC ồ
Dòng điện ngu n trung tính sau khi có m ch lồ ạ ọc tác động tr v 0 ở ề
Hình 4.50 Dòng điệ n ngu n trên dây N ồ
P và Q t bải ất ổn định, dao động m nh ạ P dao động t 10000-20000W, Q dao ừ động t 0-10000Var ừ
P và Q ngu n sau khi m ch lồ ạ ọc tác động, P ổn định hơn ở ứ m c 13000W, Q tr ở v ề dao động quanh m c 0 ứ
Hình 4.52 Công su t P và Q ngu n ấ ồ
Giá trị ổ t ng méo d ng hài THD t i b ng 15% ạ ả ằ
Hình 4.53 THD t i ả Sau thời gian tác động c a b l c, giá tr THD ngu n gi m xu ng 3.7%, nh ủ ộ ọ ị ồ ả ố ỏ hơn 5%, đáp ứng yêu c u c a m ch l c ầ ủ ạ ọ
Sau khi mạch lọc tác động h s công su t ngu n b ng 1 ệ ố ấ ồ ằ
Sau khi ch y mô ph ng ạ ỏ ta thấy :
K t qu mô phế ả ỏng : Điện áp ngu n ồ không đố ứng, hơi méo dại x ng
Hình 4.57 Điệ n áp ngu n ồ Dòng điệ ản t i méo d ng ạ
Dòng điện pha ngu n sau khi m ch l c tích cồ ạ ọ ực tác động t i 0.04s tr v d ng ạ ở ề ạ sin chuẩn
Hình 4.59 Dòng điệ n ngu n pha ABC ồ Dòng điện trung tính ngu n sau khi m ch lồ ạ ọc tác động tr v 0 ở ề
Hình 4.60 Dòng điệ n ngu n trên dây N ồ
P và Q tải dao động P dao động t 20000-ừ 35000W, Q dao động t 5000-ừ 23000Var
Sau khi mạch lọc tác động P ngu n ồ ổn định giá tr , Q ngu n tr v 0 ị ồ ở ề
Hình 4.62 Công su t P và Q ngu n ấ ồ Giá trị THD t i là 10.97% ả
Hình 4.63 THD t i ả Giá tr THD ngu n sau khi m ch lị ồ ạ ọc tác động là 2.79%, nh ỏ hơn 5%, đạt yêu c u cầ ủa mạch l c ọ
H s công suệ ố ất tải là 0.79
H s công su t ngu n sau khi m ch lệ ố ấ ồ ạ ọc tác động đạt giá trị ấ x p x b ng 1 ỉ ằ
Sau khi ch y mô ph ng ạ ỏ ta thấy:
K t qu mô phế ả ỏng : Điện áp ngu n ồ không đố ứng, hơi méo dại x ng
Hình 4.67 Điệ n áp ngu n ồ Dòng điệ ả ấ ố ứn t i b t đ i x ng và b méo d ng ị ạ
Hình 4.68 Dòng điệ ả n t i Sau khi có mạch lọc tác động dòng điện ngu n tr v d ng sin chu n ồ ở ề ạ ẩ
Hình 4.69 Dòng điệ n ngu n ABC ồ
Sau khi mạch lọc tác động dòng điện trung tính v 0 ề
Hình 4.70 Dòng điệ n ngu n trung tính ồ
P và Q tải dao động do t i phi tuy nả ế , P dao động t 20000-45000W, Q dao ừ động t 15000-35000Var ừ
Hình 4.71 P và Q t i ả Sau khi m ch lạ ọc tác động P ngu n ồ ổn định t i giá tr kho ng 30000W, Q ạ ị ả ngu n tr v 0 ồ ở ề
Hình 4.73 THD t i ả Sau khi m ch lạ ọc tác động, giá tr THD ngu n là 3%, nh ị ồ ỏ hơn 5%, đạt giá tr ị yêu c u c a mầ ủ ạch lọc.
H s công suệ ố ất tải là 0.68
Sau khi mạch lọc tác động h s công su t nguệ ố ấ ồn tăng lên là 0.99.
Sau khi ch y mô ph ng ạ ỏ ta thấy:
K t qu mô phế ả ỏng : Điện áp ngu n ồ không đố ứng, hơi méo dại x ng
Hình 4.77 Điệ n áp ngu n ồ Dòng điệ ả ịn t i b méo d ng và ạ tăng dần do tăng tải
Dòng điện ngu n sau khi m ch lồ ạ ọc tác động dòng điện sin chuẩn nhưng cũng tăng lên do tăng tải
Hình 4.79 Dòng điệ n ngu n ABC ồ Dòng điện trung tính sau khi m ch lạ ọc tác động dòng trung tính cũng về 0
Hình 4.80 Dòng điệ n ngu n trung tính ồ
P và Q t i ả dao động do tải phi tuyến và cũng tăng do thêm tải
P và Q ngu n : khi có m ch lồ ạ ọc tác động P ngu n ồ ổn định và có giá tr xác ị định nhưng giá trị cũng tăng do tăng tải, Q nguồn cũng ềv 0
Hình 4.82 P và Q ngu n ồ THD tải 8.46%
Hình 4.83 THD t i ả Sau khi m ch lạ ọc tác động THD ngu n 3.3%, nh ồ ỏ hơn 5%, đạt yêu c u cầ ủa mạch lọc
Hình 4.85 H s công su t t i ệ ố ấ ả Sau khi mạch lọc tác ng h s công su t ngu n 0.99 độ ệ ố ấ ồ
K ết luận chương 4
Trong chương này, luận văn đã đánh giá bộ lọc tích cực AF sử dụng cho một tự động hóa số loại tài phiệt, và bộ lọc AF đã thiết kế đáp ứng các yêu cầu theo hai tiêu chuẩn IEEE Std 159 và IEC 1000-3-4.
Khi chưa có mạch lọc tác động, dòng điện nguồn chính là dòng điện không đổi Dòng điện này có tỉ lệ méo dạng và bổ sung đối xứng do tính chất của tải phi tuyến tác động Dòng điện trung tính đo được có giá trị tương đối lớn Công suất tiêu thụ P và công suất phản kháng Q của tải có giá trị dao động lớn, trong khi hệ số công suất thường thấp.
Sau khi áp dụng biện pháp lọc tác động, dòng điện ngược bồ ằng dòng điện phát ra từ mạch lọc làm cho dòng điện ngược trở lại dạng sin và ổn định, không bị méo Dòng điện trung tính có giá trị bằng 0 Công suất tiêu thụ P ngược có giá trị dương, trong khi công suất phản kháng Q ngược bằng không Kết quả này cho thấy mối liên hệ giữa dòng điện và mạch lọc đã góp phần giảm công suất phát sinh phản kháng, mang lại lợi ích về kỹ thuật và kinh tế Tổng méo dòng sóng hài TDH luôn nhỏ hơn 5% Hệ số công suất xấp xỉ bằng 1 Đối với lưới điện tại Nghĩa Hưng 5, việc sử dụng bộ lọc tác động đã chứng minh hiệu quả trong việc loại bỏ nhiễu trên lưới điện Khi hoạt động với nguồn cấp không ổn định, bộ lọc tích cực vẫn đạt được các chỉ tiêu yêu cầu: giảm tổng méo dạng sóng hài dưới 5%, cải thiện hệ số công suất Với các loại tải phi tuyến, biện pháp này vẫn đảm bảo chất lượng điện áp.
Các kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc lắp đặt cục tích cực có hiệu quả cao trong nhiều ứng dụng phát điện khác nhau Chúng đáp ứng tốt trong điều kiện nguồn cân bằng và nguồn bền vững, đồng thời có tính năng động cao khi áp dụng vào các điều kiện thực tế.
Ế K T LU N VÀ KI N NGH 87 Ậ Ế Ị 5.1 K ết luậ n
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận văn nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của sóng hài đến lưới điện công nghiệp, đồng thời nêu rõ các ưu và nhược điểm của từng phương pháp lọc sóng hài.
Để xác định phương pháp nghiên cứu tối ưu và đạt hiệu quả cao, các thiết kế đã được thực hiện nhằm giảm thiểu độ méo dòng điện nguồn Kết quả cho thấy độ méo hài đạt tiêu chuẩn cho phép theo IEEE std 159 và IEC 1000-3-4 Khi áp dụng vào thực tế, các biện pháp kiểm chứng đã chứng minh hiệu quả tích cực trong việc giảm sóng hài, đáp ứng tốt các yêu cầu đề ra.
Mạch lọc tích cực được nghiên cứu nhằm giảm sóng hài trong hệ thống điện đã được nhiều nhà khoa học phát triển Bài luận này trình bày điều kiện PI cho mạch lọc tích cực Nghiên cứu này cũng góp phần phát triển giải thuật trong ngữ để ứng dụng điều kiện nhằm giảm sóng hài trong hệ thống điện Vấn đề đã được nghiên cứu và mô phỏng bằng Matlab-Simulink Việc kiểm chứng thông qua mô phỏng đã chứng minh hiệu quả của bậc lọc đối với các dòng phát tán khác nhau Các kết quả cho thấy đây là phương pháp tối ưu, có khả năng đem lại hiệu quả cao về mặt kỹ thuật cũng như kinh tế.
Mô hình mạch lạc tích cực đã được nghiên cứu và mô phỏng, cho thấy hiệu quả cao trong việc lọc sóng hài và cải thiện chất lượng điện áp Đồng thời, nó cũng bù công suất phản kháng cho hệ thống Kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn lớn và có thể áp dụng vào các bộ lọc sóng hài cho các tải có công suất từ lớn đến nhỏ.
Trong bối cảnh hiện tại, việc thiết kế bộ lọc hài cần đạt hiệu quả tối ưu nhưng vẫn gặp nhiều hạn chế Định hướng phát triển sẽ tập trung vào nghiên cứu và phát triển các phương pháp lọc hiện đại nhằm giảm chi phí ban đầu và nâng cao hiệu quả trong quá trình lọc sóng hài Đồng thời, nghiên cứu lý thuyết điều khiển cũng cần được chú trọng để tối ưu hóa quá trình, đảm bảo đáp ứng nhanh chóng và chính xác hơn.
[1] Lê Minh Phương, ốc Dũng, Mô phỏng điện t công su t trong ử ấ Matlab-simulink, Nhà xuất bản Đại học qu c gia TP.H Chí Minh ố ồ
[2] Nguyễn Văn Nhờ, Điện t công su tử ấ, Nhà xu t bấ ản Đại h c qu c gia ọ ố TP.Hồ Chí Minh
[3] Nguyễn Đức Thành, Matlab và ứng dụng trong điều khi n ể
[4] Nguy n Th ễ ị Phương Hà và thầy Hu nh Thái Hoàng, ỳ Lý Thuyết Điều Khiển
[5] Nguy n Phùng Quang (2003) ễ MATLAB & Simulink dành cho k ỹ sư điều khiể ự độn t ng, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[6] Tr n Tr ng Minh (2008), ầ ọ giáo trình điệ ửn t công su tấ, NXB Giáo d c, v ụ ụ Giáo dục Chuyên nghi p ệ
Suresh Mikkili and Anup Kumar Panda's 2011 study, "Instantaneous Active and Reactive Power and Current Strategies for Current Harmonics Cancellation in 3-phase 4-Wire SHAF with Both PI and Fuzzy Controllers," explores effective methods for mitigating current harmonics in three-phase four-wire systems The research emphasizes the use of both Proportional-Integral (PI) and fuzzy controllers to enhance the performance of harmonic cancellation strategies This work contributes to the field of energy and power engineering by providing innovative solutions for improving power quality in electrical systems.
[8] H Akagi, “New Trends in Active Filters for Power Conditioing”, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol.32, № 6, 1996, pp 1312-1322 Doi:10.1109/28.556633
[9] M Suresh, A K Panda and Y Suresh, “Fuzzy Controller Based 3Phase 4- Wire Shunt Activer Filter for Mitigation of Curent Harmonics with Combined p-q and - Control Strategies” Joyrnal of Energy and Power Engineering, Vol.3, №
The article by Z Peng et al discusses harmonic and reactive power compensation utilizing the Generalized Instantaneous Reactive Power Theory specifically for three-phase four-wire systems Published in the IEEE Transactions on Power Electronics, this study, found in Volume 13, Issue 5 of 1998, spans pages 1174 to 1181 and is accessible via DOI: 10.1109/63.728344.