Nghiên ứu và xây dựng thuật toán điều khiển để đồng bộ hóa bộ biến đổi bán dẫn ông suất với lưới điện

M ch khóa pha dùng hàm arctang .... Phase-Locked Oscillator Control Systems.. Phase Locked Loops .... Charge-Pump PLLs .... Digital Single-phase PLL .... Amplitude Compensation in Digita

I HC BÁCH KHOA HÀ NI VII HC ====o0o==== LU  TÀI: NGHIÊN CU VÀ XÂY DNG THUU KHI NG B HĨA B BII BÁN DN CƠNG SUT VN ng dn : TS Trn Trng Minh Hc viên : Nguyn Mnh Hà Chuyên ngành u khin T ng hóa Lp : CH2011B MSHV : CB110324 Hà Ni, 12-2013 i 170809406461415b9159a-4102-4b58-a80e-90e2ca5d1f3b 170809406461413c248e7-8c25-41c0-9f06-3872fcc9aad8 1708094064614d85df6e7-a37e-4f44-9b1e-dbe547c1c919 Nghiên cứu xây dựng thuật toán điều khiển để đồng hóa biến đổi bán dẫn công suất với lưới điện  MC LC L LU DANH MC BNG BIU DANH MC HÌNH V NG QUAN 11 1.1 Các khái nim công sut 11 u kin dịng áp hình sin 11 1.1.2 Khái nim công suu kin không sin 15 1.1.3 Công sun h thng ba pha 21 1.2 Tng quan v chn 32 i s c xn 32 1.2.2 Sóng hài 35 1.3 Các b bin t công sut ng dng ca 40  40  41  S cn thit phi có mch vịng khóa pha 45 CH KHÓA PHA 51 2.1 Mch zero-detector 51 2.2 Mch khóa pha dùng hàm arctang 52 2.3 Cn ca b khóa pha PLL 53 2.4 Phase-Locked Oscillator Control Systems H thu khin s dng b ng khóa pha (PLO) 55 2.4.1 Tuyn tính hóa b u khin PLO 56 2.5 Phase Locked Loops 58 2.5.1 Charge-Pump PLLs 60 2.5.2 B khóa pha h t ng b SRF-PLL 62 Nghiên cứu xây dựng thuật tốn điều khiển để đồng hóa biến đổi bán dẫn công suất với lưới điện Kt qu mơ phng s dng b lc trình bày  mc 3.3 65 2.5.3 Digital Single-phase PLL 65 2.5.4 Amplitude Compensation in Digital PLLs 66 2.6 Digital Alternatives to PLLs 68  68 2.7 B PLL thích nghi cho ng dng Flexible AC Transmis-sion Systems (FACTS) 69 2.7.1 Mc tiêu 69 2.7.2 Cu trúc ca b PLL thích nghi 69 2.7.3 Thit k b PLL thích nghi 71 NG 77 3.1 B khóa pha PLO 77 3.1.1 Tham s h thng 77 3.1.2 Kt qu mô phi giá tr t 78 3.1.3 H thi có s mi xng v  79 3.1.4 H thi có s mt cân bng có c sóng hài bc 5, bc 80 3.1.5 H thi có s mt cân bng có c sóng hài bc 5, bc s i ti 81 3.1.6 H thi có s i tn s 81 3.2 B khóa pha h t ng b SRF-PLL 82 3.2.1 H thn áp cân bng hình sin 83 3.2.2 H thn áp cân bng hình sin có bing nhy pha 84 3.2.3 H thn áp cân bng hình sin có bii tn s 85 3.2.4 H thi khơng cân bng hình sin 86 3.2.5 H thi có sóng hài 87 3.3 B khóa pha h t ng b SRF-PLL có s b Pre-Filter 88 3.3.1 H thn áp cân bng hình sin 88 3.3.2 H thn áp cân bng hình sin có s bing v pha 89 Nghiên cứu xây dựng thuật tốn điều khiển để đồng hóa biến đổi bán dẫn công suất với lưới điện 3.3.3 H thn áp cân bng hình sin có s i ca tn s cn áp i 90 3.3.4 Khi có sóng hài có s i ci 91 3.4 Digital Alternatives to PLLs 92 3.5 B PLL thích nghi cho ng dng Flexible AC Transmis-sion Systems (FACTS) 93 3.5.1 H thi cân bng hình sin 95 3.5.2 H thi cân bng hình sin có bing v pha 96 3.5.3 H thi hình sin có bing v tn s 97 3.5.4 H th 50% 98 3.5.5 H thi có sóng hài 99 KT LUN 100 TÀI LIU THAM KHO 102 Nghiên cứu xây dựng thuật toán điều khiển để đồng hóa biến đổi bán dẫn cơng suất với lưới điện  Tên : Nguyn Mnh Hà Sinh ngày : 23/10/1987 Hc viên lp cao hc khóa 2010 - u khin T ng Hóa - i Hc Bách Khoa Hà Ni  tài “Nghiên cứu xây dựng thuật tốn điều khiển để đồng hóa biến đổi bán dẫn công suất với lưới điện” thy Trn Trng Minh ng dn cơng trình nghiên cu ca riêng tơi Ngồi tài liu tham khn  cui lum bo rng không chép cơng trình hoc kt qu ci khác Nu phát hin có s sai phm vu trách nhim Hc viên Nguyn Mnh Hà Nghiên cứu xây dựng thuật tốn điều khiển để đồng hóa biến đổi bán dẫn công suất với lưới điện  Ngày vi s phát trin ca b bi i công sut, ng dng ca chúng vào thc t trình sn xut cuc sng hàng ngày, vic nâng cao chng b u khin cho b bii công sut, thit b bo v n rt cn thit Các b u khii cung cp xác tn s ca n, t i có th u chn Vì vy, ving b hóa b bi i bán dn công sut v      t quan trng viu khin b bii bán dn công sut Hic tm quan tr Nghiên cứu xây dựng thuật tốn điều khiển để đồng hóa biến đổi bán dẫn công suất với lưới điện” Luc có nhìn tng qt v khái ni bn ving b pha, nhng ng ci t nh ca b ng b pha Lu p trung vào nghiên cu thu u khin ving b b bii công sut vn, t nhng thut n n nhng thut toán hii Ni dung lu bao gm  sau: Tng quan Trình bày tng quan v khái nim công sut, v chng ci, b bii công sut, v v u khing b b bii cơng sut vi  Các mch khóa pha Trình bày thit k mch khóa pha : Mơ phng Kt qu mơ phng ca mch khóa pha ng vng hp ci n Kt lu xut: Nghiên cứu xây dựng thuật toán điều khiển để đồng hóa biến đổi bán dẫn cơng suất với lưới điện Do qu thu kin thc t nhi n lu khơng tránh khi nhng thiu sót, rc s a thy cô bng nghip Tôi xin chân thành c  thy giáo TS Trn Trng Minh  c tip ng dn hồn thành luy b mơn T ng Hóa  Vin n - i Hc Bách Khoa Hà N  tác gi trình thc hin bn lu Hà Ni, ngày  tháng 3 Hc viên Nguyn Mnh Hà Nghiên cứu xây dựng thuật tốn điều khiển để đồng hóa biến đổi bán dẫn công suất với lưới điện   33   47 3 77  77 D  th n áp công suât tc thi 11 Hình 1.2 Tam giác công sut 14 Hình 1.3 T din công sut 18  n áp ba pha cân b n áp ba pha không cân bng n áp ba pha b méo 22 Hình 1.5 Thành phn th t thun, th t c th t không ca mt h thng ba pha không cân bng 23 Hình 1.6 H t ng b dq 24 Hình 1.7 Các thành phn công sua Akagi 30  32  33  35 - 36 - 36  37  40  41  42  43  44  Nghiên cứu xây dựng thuật tốn điều khiển để đồng hóa biến đổi bán dẫn công suất với lưới điện  47  48 Hì 49   50 Hình 2.1 Dng tín hiu ca mch zero-detector 51 Hình 2.2 Minh ha ng ca xung áp lên b zero-detector 52 Hình 2.3 Minh ha ng ca sóng hài lên b zero-detector 52 n áp h t  53 Hình 2.5 Cu trúc b n 53 Hình 2.6 Mơ hình phi tuyn cho b khóa pha PLL 54 Hình 2.7 Mơ hình tuyn tnh cho b khóa pha PLL 55 Hình 2.8 Cu trúc h thu khin s dng b ng khóa pha (PLO) 55  57  khi ca h thu khin PLO vi thi gian tr ln nht 58  iu khit chiu s dn mt pha 59 n ca b PLL 60 i ca b Chare- 61  khi ca b SRF-PLL 62  khi b SRF-PLL vi b lc tin x lý 64 ng tn s  ca b lc A(z) 65  b khóa pha PLL ca h thng mt pha s dng b nhân làm b dò pha 65  67 Hình  67 -TAD) 68  70  71  72 Nghiên cứu xây dựng thuật toán điều khiển để đồng hóa biến đổi bán dẫn cơng suất với lưới điện  74  76  76 Hình 3.1 Cu trúc h thu khin s dng b ng khóa pha (PLO) 77  900 78 79   79   80   80   81   81  mơ phng b khóa pha SRF 82 Hì b ngun ba pha phc v mô phng 82 u ca pha tn s ca b SRF-i cân bng hình sin 83 u ca pha tn s ca b SRF-i cân bng hình sin có bing v pha 84 u ca pha tn s ca b SRF-i cân bng hình sin có bii tn s 85 u ca pha tn s ca b SRF-i khơng cân bng hình sin 86 u ca pha tn s ca b SRF-i có sóng hài có s bing v pha 87