1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

tt điều khiển trên cơ sở hỗn loạn máy phát không đồng bộ nguồn kép của hệ thống phát điện sức gió

27 1 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Điều khiển trên cơ sở hỗn loạn máy phát không đồng bộ nguồn kép của hệ thống phát điện sức gió
Tác giả Cồ Như Văn
Người hướng dẫn GS.TSKH. Nguyễn Phùng Quang, PGS.TS. Nguyễn Thanh Hải
Trường học Đại học Bách khoa Hà Nội
Chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa
Thể loại Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản 2024
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 27
Dung lượng 1,25 MB

Nội dung

Tính cấp thiết của đề tài Máy điện không đồng bộ nguồn kép DFIG trong hệ thống phong điện có đặc điểm nổi bật là stator được nối trực tiếp với lưới điện, còn rotor nối với lưới qua thiết

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

CỒ NHƯ VĂN

ĐIỀU KHIỂN TRÊN CƠ SỞ HỖN LOẠN MÁY PHÁT

KHÔNG ĐỒNG BỘ NGUỒN KÉP CỦA HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ

Ngành: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa Mã số: 9520216

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Hà Nội - 2024

Trang 2

Công trình được hoàn thành tại:

Đại học Bách khoa Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học: 1 GS.TSKH Nguyễn Phùng Quang 2 PGS.TS Nguyễn Thanh Hải

Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3:

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Đại học Bách khoa Hà Nội họp tại Đại học Bách khoa Hà Nội

Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm ………

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1 Thư viện Tạ Quang Bửu - Đại học Bách khoa Hà Nội 2 Thư viện Quốc gia Việt Nam

Trang 3

MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài

Máy điện không đồng bộ nguồn kép (DFIG) trong hệ thống phong điện có đặc điểm nổi bật là stator được nối trực tiếp với lưới điện, còn rotor nối với lưới qua thiết bị điện tử công suất điều khiển được Chính vì thiết bị điều khiển nằm ở rotor nên công suất của thiết bị điều khiển nhỏ hơn khá nhiều so với công suất máy phát, điều này rất hấp dẫn về mặt kinh tế, đặc biệt khi công suất của máy phát lớn Do những lợi ích lớn của DFIG mà nó đang trở thành cấu trúc chiếm phần lớn trong hệ thống phát điện sức gió Tuy nhiên, DFIG có cấu trúc phức tạp cả về phần cơ lẫn phần điện, với điều kiện hoạt động liên tục ở môi trường khắc nghiệt, hệ thống dễ gặp phải những rủi ro không mong muốn, vì thế mà đã có khá nhiều nghiên cứu về các phương pháp điều khiển DFIG được công bố nhằm hoàn thiện hệ thống Mặc dù vậy, trong thực tiễn công nghiệp, độ tin cậy là vô cùng quan trọng, nhiệm vụ hoàn thiện hơn nữa các phương pháp điều khiển để tăng độ tin cậy cho hệ thống là rất cần thiết

Đối với phần đa hệ thống truyền động thì sự hỗn loạn là hiện tượng không mong muốn, dẫn đến sự mệt mỏi cơ học tăng thêm đối với các dao động không đều, khả năng hấp thụ năng lượng không đối lưu trong một chế độ hỗn loạn có thể dẫn đến các thông số của hệ thống vượt quá mức an toàn, khiến chất lượng làm việc của hệ thống kém, thậm trí là bị phá hủy Như vậy, khả năng kiểm soát sự hỗn loạn, tức là điều khiển để ngăn chặn hoặc triệt tiêu hỗn loạn khi nó xảy ra có tầm quan trọng rất lớn trong thực tế Với yêu cầu điều khiển đặt ra trong mảng truyền động mong muốn độ chính xác của đáp ứng, tính làm việc ổn định thì việc áp dụng lý thuyết hỗn loạn vào đối tượng điều khiển với mục tiêu tăng độ tin cậy là rất khả thi Do đó mà ngày càng có nhiều nghiên cứu được công bố về hiện tượng hỗn loạn cho máy điện nói chung và đã đem lại những kết quả đáng nghi nhận Tuy nhiên, nghiên cứu về hiện tượng hỗn loạn cho máy phát DFIG với số lượng công bố còn khá khiêm tốn Đồng thời, các nghiên cứu đó chưa phản ánh hết được những nguy cơ tiềm ẩn về hiện tượng hỗn loạn xảy ra đối với DFIG, vì thế mà việc nghiên cứu để phát hiện ra những nguy cơ khác

Trang 4

khiến DFIG rơi vào hỗn loạn và có giải pháp đánh giá một cách bao quát về hiện tượng hỗn loạn đối với DFIG là điều vô cùng quan trọng Từ những yêu cầu trên, được sự định hướng và dẫn dắt bởi GS.TSKH Nguyễn Phùng Quang và PGS.TS Nguyễn Thanh Hải, tác giả lựa chọn đề tài: “Điều khiển trên cơ sở hỗn loạn máy phát không đồng bộ nguồn kép của hệ thống phát điện sức gió” với mong muốn góp phần giải quyết vấn đề trên

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của luận án: máy điện không đồng bộ nguồn kép

- Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu phát hiện hành vi hỗn loạn xuất hiện trong hệ thống DFIG và điều khiển triệt tiêu hiện tượng hỗn loạn khi xảy ra

3 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu một số nguyên nhân khiến DFIG rơi vào hiện tượng hỗn loạn

- Mô hình hoá hệ thống DFIG có xét đến thành phần hỗn loạn - Xây dựng bộ quan sát để từ đó nhận dạng hiện tượng hỗn loạn trong hệ thống DFIG

- Điều khiển triệt tiêu hiện tượng hỗn loạn khi xuất hiện trong hệ thống DFIG

4 Phương pháp nghiên cứu

- Khái quát về hệ thống phát điện sức gió và hiện tượng hỗn loạn - Nghiên cứu đặc điểm hỗn loạn của DFIG, từ đó thực hiện mô hình hoá hệ thống có xét đến thành phần hỗn loạn

- Phương pháp nhận dạng và điều khiển hỗn loạn - Kiểm chứng trên cơ sở mô phỏng trên Matlab/Simulink và mô phỏng thời gian thực trên thiết bị Typhool HIL 402, card C2000

5 Những đóng góp mới của luận án

Luận án đề xuất những đóng góp mới của luận án như sau:

- Luận án chỉ ra được nguy cơ xuất hiện trạng thái hỗn loạn trong hệ thống phát điện sức gió sử dụng DFIG, tiềm ẩn nguy cơ xảy ra sự cố hỏng hóc làm suy giảm độ tin cậy toàn hệ

- Luận án đề xuất mô hình hệ thống DFIG phù hợp để xét gộp toàn phần (toàn bộ hệ thống, không xét riêng từng chi tiết, từng linh kiện) hỗn loạn

Trang 5

- Luận án đề xuất xây dựng 02 bộ quan sát dựa trên nguyên lý lọc Kalman mở rộng để ước lượng trạng thái và thành phần bất định của hệ thống phi tuyến DFIG

- Luận án đề xuất xây dựng 02 phương pháp điều khiển triệt tiêu hỗn loạn (góp phần nâng cao độ tin cậy toàn hệ), dựa trên phương pháp điều khiển phản hồi trạng thái và bộ điều khiển phản hồi trễ

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học: + Luận án phân tích và thực hiện một số nguyên nhân khiến DFIG xảy ra hiện tượng hỗn loạn Từ đó đề xuất phương pháp xét gộp thông qua việc mô hình hoá hệ thống có xét đến hiện tượng hỗn loạn, các biến trong mô hình được lấy từ bộ quan sát Đồng thời, xây dựng bộ điều khiển để triệt tiêu hiện tượng hỗn loạn khi nó xuất hiện trong hệ thống

+ Việc thực hiện thành công trên hệ thống DFIG với phương pháp xét gộp, từ đó có thể vận dụng phương pháp này để thực hiện cho các đối tượng khác tương tự

- Ý nghĩa thực tiễn: với kết quả của nghiên cứu của luận án, có thể góp phần vào việc bổ sung, hoàn thiện phương pháp điều khiển trên cơ sở hỗn loạn cho hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện không đồng bộ nguồn kép Từ đó mở ra một tiềm năng áp dụng cài đặt thuật toán điều khiển vào các thiết bị thương mại, nhằm nâng cao chất lượng và độ tin cậy cho hệ thống

7 Bố cục và nội dung của luận án

Luận án bao gồm 5 chương và phần kết luận chung, có nội dung chính như sau:

Chương 1: Khái quát về hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện không đồng bộ nguồn kép và phương pháp điều khiển Chương này sẽ trình bày về cấu trúc, nguyên lý hoạt động và các vấn đề điều khiển đối với hệ thống máy phát điện không đồng bộ nguồn kép

Chương 2: Khái quát về hỗn loạn và ứng dụng trong điều khiển: Chương này sẽ trình bày khái quát về hiện tượng hỗn loạn, các tính chất, đặc điểm và các phương pháp để nhận diện hiện tượng hỗn loạn Chương 3: Đặc điểm hỗn loạn của DFIG và mô hình hoá hệ thống DFIG có xét đên thành phần hỗn loạn, trong chương này sẽ trình bày

Trang 6

một số nguyên nhân khiến DFIG rơi vào hiện tượng hỗn loạn; thực hiện mô hình hoá hệ thống DFIG với đầy đủ bộ điều khiển phía máy phát và bộ điều khiển phía lưới, từ đó tiến hành mô hình hoá hệ thống DFIG có xét đến hiện tượng hỗn loạn

Chương 4: Nhận dạng hỗn loạn và điều khiển triệt tiêu hiện tượng hỗn loạn Từ mô hình hoá hệ thống có xét đến hiện tượng hỗn loạn, chương này sẽ thiết kế bộ quan sát, từ đó có thể nhận diện được hiện tượng hỗn loạn Đồng thời thiết kế bộ điều khiển để triệt tiêu hỗn loạn khi xuất hiện trong hệ thống

Chương 5: Mô phỏng offline và mô phỏng thời gian thực Để đánh giá sự đúng đắn cũng như chất lượng của các thuật toán đã thực hiện ở các nội dung trước, chương này sẽ thực hiện mô phỏng offline trên phần mềm Matlab/Simulink và mô phỏng online dựa trên card điều khiển C 2000 và thiết bị typhool HIL 402

Chương 1 Khái quát về hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện không đồng bộ nguồn kép và phương pháp điều khiển 1.1 Khái quát về hệ thống DFIG

Sự thâm nhập của năng lượng gió đang gia tăng nhanh chóng trong ngành sản xuất năng lượng ngày nay Đặc biệt, DFIG đã trở thành một lựa chọn rất phổ biến trong các trang trại gió (chiếm khoảng 50% thị trường phát điện sức gió [10]), do có một số ưu điểm như: chi phí đầu tư thấp, có thể vận hành với tốc độ gió thay đổi, điều khiển linh hoạt,… Máy điện không đồng bộ nguồn kép trong hệ thống phát điện có đặc điểm nổi bật là stator được nối trực tiếp với lưới điện, còn rotor nối với lưới qua thiết bị điện tử công suất điều khiển được Chính vì thiết bị điều khiển nằm ở rotor nên công suất thiết bị điều khiển nhỏ hơn rất nhiều công suất máy phát (trong dải tốc độ giới hạn thì công suất của bộ biến đổi chỉ bằng 30% công suất phát lên lưới [5-7]), điều này rất hấp dẫn về mặt kinh tế, đặc biệt khi công suất của máy phát lớn Ngoài ra, hệ thống có khả năng hoạt động với hệ số trượt trong một phạm vi khá rộng (hình 1.3) (±33% so với tốc độ đồng bộ) [8][9]

Trang 7

Hình 1.3 Cấu trúc tổng quan của DFIG trong hệ thống phát điện sức gió [11]

Hệ thống có khả năng hoạt động với hệ số trượt trong một phạm vi khá rộng, cho phép tận dụng tốt nguồn năng lượng được lai bởi máy chính, đó là làm việc ở hai chế độ trên hoặc dưới đồng bộ Ở hai chế độ, máy đều cung cấp năng lượng lên lưới ở phía stator, ở phía rotor, máy lấy năng lượng từ lưới ở chế độ dưới đồng bộ và hoàn năng lượng trở lại lưới ở chế độ trên đồng bộ

1.2 Các vấn đề điều khiển 1.2.1 Điều khiển nghịch lưu phía máy phát

Bộ điều khiển phía máy phát có nhiệm vụ chính là điều khiển độc

lập công suất phản kháng Q và công suất tác dụng P phát lên lưới Trong hệ toạ độ tựa theo điện áp lưới, P và Q được tính như sau:

sqsm

giữa hai vector dòng is và điện áp us) được định nghĩa như sau:

Trang 8

Phương trình (1.17) được mô tả trực giác thông qua hình 1.8

Hình 1.8 Đồ thị biểu diễn Hình 1.11 Biểu diễn vector các thành phần phía máy phát dòng điện phía lưới

Từ phương trình (1.15) và (1.16), dòng điện isd hoàn toàn bị xác

định bởi dòng tạo mô men ird, và isq phụ thuộc vào irq, hay nói cách

khác, dòng irq là biến điều khiển công suất vô công Q Vậy nếu thành

công trong việc áp đặt nhanh, chính xác và không tương tác thành phần

ird và irq thì ta hoàn toàn có thể điều khiển chính xác được P và Q một

cách độc lập Từ các phương trình toán ở trên, 2 vòng điều khiển trong

là bộ điều khiển dòng điện ird và irq, và 2 vòng điều khiển phía ngoài

là công suất tác dụng P hay mG và công suất phản kháng Q

1.2.2 Điều khiển nghịch lưu phía lưới

Nhiệm vụ của bộ biến đổi phía lưới là hoàn trả năng lượng từ tụ điện một chiều lên lưới ở chế độ trên đồng bộ hoặc lấy năng lượng từ

lưới để cung cấp cho tụ điện này Ở cả hai chế độ thì điện áp uDC đều

cần giữ ổn định, đồng thời bảo đảm công suất phản kháng Q đạt giá trị

cần thiết Trong hệ toạ độ tựa theo điện áp lưới, ta thu được phương trình xác

định P và Q như sau:

3P

2=

Nu iNd Nd (1.30) Q 3

2= −

Tương tự như phía máy phát, từ phương trình (1.30) và (1.31) ta có

thể thấy dòng iNd chính là thành phần điều khiển điện áp uDC, và iNq

thành phần điều khiển công suất phản kháng QN Hai vòng điều khiển

phía trong là các bộ điều khiển dòng điện iNd và iNq; hai vòng điều

khiển phía ngoài là các bộ điều khiển QN và uDC

Trang 9

1.3 Kết luận chương 1

Như vậy, chương 1 đã nêu khái quát về đối tượng chính của luận án là máy phát điện sức gió DFIG cùng với các cấu trúc và các phương pháp điều khiển Qua đây có thể thấy rõ DFIG với thiết bị nhỏ gọn, giá thành thấp nên đã được sử dụng phổ cập Tuy nhiên kỹ thuật điều khiển rotor của máy điện dị bộ nguồn kép rất khó khăn, cấu trúc hệ thống phức tạp và khó điều khiển, do vậy mà hệ thống luôn tiềm ẩn sự cố có thể xảy ra bất cứ lúc nào Với yêu cầu điều khiển đặt ra trong mảng truyền động mong muốn độ chính xác của đáp ứng, tính làm việc ổn định thì việc áp dụng lý thuyết hỗn loạn vào đối tượng điều khiển với mục tiêu tăng độ tin cậy là rất khả thi, nội dung này sẽ được làm rõ ở các chương tiếp theo của luận án

Chương 2 Khái quát về hỗn loạn và ứng dụng trong điều khiển 2.1 Khái quát về hiện tượng hỗn loạn

Trạng thái thứ nhất của chuyển động là trạng thái dừng (stationary state) và nói riêng là trạng thái cân bằng, thường được hình thành do sự hao tán năng lượng bởi ma sát Trạng thái thứ hai của chuyển động là trạng thái dao động, có thể tuần hoàn hoặc á tuần hoàn (quasi- periodic) Vào khoảng thời gian những năm 60 của thế kỷ XX, nhiều nhà khoa học đã phát hiện ra rằng còn có một trạng thái thứ ba của chuyển động, mà ngày nay ta gọi là hỗn loạn (chaos) Hỗn loạn là sự tiến triển không bình thường và không thể dự đoán trước được của hệ phi tuyến Đặc điểm chủ yếu của chaos là không lặp lại trạng thái quá khứ (kể cả sự gần đúng)

Một hệ động lực có chuyển động chaos cần có những điều kiện [18][19]: 1- Hệ có ít nhất ba biến động lực độc lập; 2- Phương trình chuyển động phải có những số hạng phi tuyến Sau này ta sẽ thấy rằng, không gian pha phải có số chiều không ít hơn ba để đảm bảo sự tồn tại của những quỹ đạo phân kỳ, bị giam hãm trong một miễn hữu hạn của không gian các biến động lực và đảm bảo tính duy nhất của quỹ đạo

2.2 Đặc điểm và nhận dạng hỗn loạn 2.2.1 Các đặc điểm của hỗn loạn

Tương tự như nhiều thuật ngữ trong khoa học, không có khái niệm tiêu chuẩn nào về sự hỗn loạn Tuy nhiên, sự hỗn loạn có một số đặc

Trang 10

điểm điển hình [17][18][21]:

- Tính phi tuyến tính: Sự hỗn loạn không thể xảy ra trong một hệ thống tuyến tính Tính phi tuyến là điều kiện cần, nhưng không phải là điều kiện bắt buộc để xảy ra sự hỗn loạn Về cơ bản, tất cả các hệ thống thực tế đều có mức độ phi tuyến tính nhất định

- Tính xác định: Sự hỗn loạn phải tuân theo một hoặc nhiều phương trình xác định, không chứa bất kỳ yếu tố ngẫu nhiên nào Các trạng thái của hệ thống trong quá khứ, hiện tại và tương lai được điều khiển bởi các quy tắc cơ bản mang tính xác định, thay vì xác suất Trên thực tế, ranh giới giữa các hệ thống xác định và xác suất có thể không quá rõ ràng vì một quá trình dường như ngẫu nhiên có thể liên quan đến các quy tắc cơ bản xác định chưa được tìm thấy

- Phụ thuộc nhạy cảm vào điều kiện ban đầu: Một thay đổi nhỏ trong trạng thái ban đầu của hệ thống có thể dẫn đến hành vi cực kỳ khác biệt ở trạng thái cuối của nó Do đó, dự đoán dài hạn về hành vi của hệ thống là không thể, mặc dù nó được điều chỉnh bởi các quy tắc cơ bản xác định

- Tính không chu kỳ: Các quỹ đạo hỗn loạn là không chu kỳ, nhưng không phải tất cả các quỹ đạo không chu kỳ đều hỗn loạn Các quỹ đạo gần như tuần hoàn và bán tuần hoàn là không tuần hoàn, nhưng không hỗn loạn

2.2.2 Nhận dạng hỗn loạn

Các phương pháp nhận biết hiện tượn hỗn loạn, điển hình như [17][18][22][23]: phương pháp phân tích Fourier, các đáp ứng thời gian, biểu đồ pha, biểu đồ phân nhánh giá trị lớn nhất của biến trạng thái theo thời gian và số mũ Lyapunov lớn nhất được sử dụng để minh họa cho hành vi hỗn loạn khi thay đổi trị số đặc trưng

Trong đó, mối quan tâm chính tập trung vào số mũ Lyapunov, nó mang lại sự xác nhận về sự hiện diện của sự hỗn loạn trong dữ liệu được quan sát Số mũ Lyapunov, đo tốc độ phân kỳ hoặc hội tụ trung bình của hai quỹ đạo gần nhau, là thước đo hữu ích về tính ổn định của một hệ động lực và là chẩn đoán động học hữu ích nhất cho các hệ thống hỗn loạn Trên thực tế, bất kỳ hệ thống nào chứa ít nhất một số mũ Lyapunov dương đều được xác định là hỗn loạn, với độ lớn của số mũ xác định thang thời gian cho khả năng dự đoán

Trang 11

2.3 Các vấn đề điều khiển hỗn loạn

Sự hỗn loạn có lợi khi nó làm tăng tốc độ phản ứng hóa học bằng cách tăng cường trộn, cung cấp một cơ chế truyền nhiệt và khối lượng mạnh mẽ Tuy nhiên, trong nhiều tình huống, sự hỗn loạn là một hiện tượng không mong muốn, ví dụ, có thể dẫn đến mỏi cơ học bổ sung cho các phần tử của công trình do dao động không đều của chúng Khả năng hấp thụ năng lượng không tồn lưu trong một chế độ hỗn loạn có thể dẫn đến các thông số hệ thống vượt quá mức an toàn Do đó, rõ ràng là khả năng điều khiển sự hỗn loạn, tức là để thực thi hoặc trấn áp nó, có tầm quan trọng thực tế rất lớn

Điều khiển sự hỗn loạn, hoặc điều khiển các hệ thống hỗn loạn, là trường ranh giới giữa lý thuyết điều khiển và lý thuyết hệ thống động lực học nghiên cứu khi nào và bằng cách nào có thể điều khiển các hệ thống thể hiện hành vi hỗn loạn, bất thường Điều khiển hỗn loạn có liên quan chặt chẽ với điều khiển phi tuyến, và nhiều phương pháp điều khiển phi tuyến có thể áp dụng cho các hệ thống hỗn loạn Tuy nhiên điều khiển hệ thống hỗn loạn có một số nét đặc trưng

2.4 Kết luận chương 2

Chương 2 đã làm rõ về lý thuyết hỗn loạn, các đặc điểm và các phương pháp nhận dạng hỗn loạn cũng như vấn đề điều khiển hỗn loạn Nội dung này sẽ là nền tảng cơ bản để có thể vận dụng cho đối tượng nghiên cứu của đề tài Hệ thống phát điện sức gió là hệ phi tuyến và có cấu trúc phức tạp, làm việc ở điều kiện khắc nghiệt ngoài trời nên dễ rơi vào trạng thái làm việc hỗn loạn Thông qua các đặc điểm để có thể phân tích bằng cơ sở lý thuyết hoặc qua mô phỏng để minh chứng sự hỗn loạn đối với hệ thống, từ đó đưa ra phương pháp điều khiển để triệt tiêu sự hỗn loạn đó là cần thiết, giúp hệ thống làm việc hiệu quả, tin cậy và đạt chất lượng tốt hơn

Chương 3 Đặc điểm hỗn loạn của DFIG và mô hình hoá hệ thống DFIG có xét đến thành phần hỗn loạn

3.1 Đặc điểm hỗn loạn của DFIG

Trước hết cần lưu ý rằng, trong các hệ động lực tuyến tính không bao giờ xảy ra hiện tượng chaos Vì vậy khi nói đến chaos là nói đến

Trang 12

các hệ phi tuyến Song, không phải trong hệ phi tuyến nào cũng có chuyển động chaos Có những phương pháp nhận biết chaos khác nhau như: phương pháp phân tích Fourier, các đáp ứng thời gian, biểu đồ pha, biểu đồ phân nhánh giá trị lớn nhất của biến trạng thái theo thời gian và số mũ Lyapunov lớn nhất được sử dụng để minh họa cho hành vi hỗn loạn

DFIG là một hệ thống cơ điện bậc cao, đa biến, phi tuyến và được kết hợp chặt chẽ (được coi là thoả mãn điều kiện cần đối với tính chất của hỗn loạn) Trong quá trình làm việc, ở điều kiện nhất định (điều kiện đủ) thì hệ thống sẽ rơi vào hiện tượng hỗn loạn, điều này đã được minh chứng qua một số công trình nghiên cứu đã được công bố đối với DFIG cũng như nhiều công bố khác cho loại máy điện tương đồng

3.2 Mô hình hoá hệ thống

Từ nhiệm vụ chung của hệ thống DFIG cũng như chức năng của các bộ điều khiển, tác giả lựa chọn và xây dựng cấu trúc điều khiển của bộ điều khiển phía máy phát và bộ điều khiển phía lưới như sau: - Cấu trúc của bộ biến đối phía máy phát:

Hình 3.17 Sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển phía rotor của DFIG

RM, RQ, RI : Tương ứng là các bộ điều khiển momen; công suất

phản kháng và cường độ dòng điện (ird và irq)

- Cấu trúc của bộ biến đối phía lưới:

Trang 13

Hình 3.18 Sơ đồ cấu trúc của bộ điều khiển phía lưới

Bộ điều khiển cường độ dòng điện RI: Các bộ điều khiển dòng điện của bộ lọc phía lưới là tích phân tỷ lệ (PI) và được bù bằng các số hạng

ghép chéo và điện áp stato Vs Từ hai cấu trúc điều khiển trên ta có được mô hình hoá hệ thống DFIG bao gồm máy điện và hai bộ điều khiển nghịch lưu như sau:

Q

mrd

Qrq

32





(3.55)

Ngày đăng: 05/09/2024, 18:41

w