Thiết kế bộ điều khiển hòa lưới cho máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG

Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng DFIG .... Xin cam đoan: Đề tài “Thiết kế bộ điều khiển hòa lưới cho máy phát điện sức gió sử dụng máy điệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-

LUẬN VĂN THẠC SỸ KĨ THUẬT

THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN HÕA LƯỚI CHO

MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ SỬ DỤNG MÁY ĐIỆN

MỤC LỤC

Lời cam đoan -4-

Lời cảm ơn -5-

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt -6-

Danh mục các bảng -8-

Danh mục các hình vẽ và đồ thị -9-

MỞ ĐẦU -14-

1 Tính cấp thiết của đề tài -14-

2 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn -14-

3 Đối tượng và mục đích nghiên cứu -15-

4 Kết cấu của luận văn -15-

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC -16-

1.1 Tổng quan -16-

1.1.1 Đặt vấn đề -16-

1.1.2 Năng lượng gió -16-

1.1.3 Vài nét về trạm phong điện -18-

1.2 Máy phát điện sức gió (Phong điện) -19-

1.2.1 Hệ thống nối lưới nguồn năng lượng gió -19-

1.2.2 Cấu tạo của tuabin phong điện -21-

1.2.3 Nguyên lý làm việc của phong điện -23-

1.3 Khái quát về hệ thống máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG (Doubly-Fed Induction Generator) -26-

1.3.1 Một số hệ thống máy phát điện sức gió thông dụng -26-

1.3.2 Hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện DFIG -28-

1.4 Kết luận chương 1 -29-

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH TOÁN HỌC HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ DÙNG MÁY ĐIỆN CẢM ỨNG NGUỒN KÉP -30-

2.1 Máy điện cảm ứng nguồn kép -30-

2.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện -30-

2.1.2 Sơ đồ mạch điện tương đương của DFIG -32-

2.1.3 Công suất của DFIG -35-

2.1.4 Véctơ không gian -36-

2.1.5 Công suất tác dụng và công suất phản kháng trong véctơ không gian -37-

2.2 Mô tả toán học hệ thống DFIG -37-

2.2.1 Mô tả toán học máy điện DFIG -38-

2.2.2 Mô tả toán học bộ lọc phía lưới -39-

2.2.3 Mô tả toán học bộ DC – Link -40-

2.2.4 Mô tả toán học bộ Grid Side Converter (GSC) -41-

2.2.5 Mô tả toán học bộ Machine Side Converter (MSC) -41-

2.3 Từ trường trong hệ thống DFIG -42-

2.3.1 Từ trường của stato -42-

2.3.2 Từ trường của lưới -42-

2.4 Kết luận chương 2 -43-

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ DÙNG MÁY ĐIỆN CẢM ỨNG NGUỒN KÉP -44-

3.1 Tìm hiểu một số phương pháp điều khiển máy phát điện sức gió -44- 3.1.1 Phương pháp điều khiển máy phát điện sức gió sử dụng máy điện đồng bộ kích thích vĩnh cửu -44-

3.1.2 Phương pháp điều khiển máy phát không đồng bộ -49-

3.2 Lý thuyết về điều khiển PID -50-

3.2.1 Đặt vấn đề -50-

3.2.2 Lý thuyết về điều khiển PID -51-

3.2.3 Các phương pháp tổng hợp bộ điều khiển PID -55-

3.2.4 Các hạn chế của điều khiển PID -57-

3.3 Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phát điện sức gió sử dụng máy

điện cảm ứng DFIG -60-

3.3.1 Thiết kế bộ điều khiển phía máy phát (MSC) -61-

3.3.2 Thiết kế bộ điều khiển phía lưới (GSC) -64-

3.4 Kết luận chương 3 -67-

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN MATLAB – SIMULINK – PLECS VÀ KẾT LUẬN -69-

4.1 Giới thiệu công cụ Matlab – Simulink – Plecs -69-

4.2 Mô phỏng hệ thống máy phát điện sức gió DFIG sử dụng công cụ Matlab – Simulink – Plecs -75-

4.2.1 Các tham số dùng cho mô phỏng -75-

4.2.2 Xây dựng sơ đồ mô phỏng toàn hệ thống -75-

4.2.3 Xây dựng khối PLECS Circuit (DFIG) -77-

4.2.4 Xây dựng các khối điều khiển phía máy phát (MSC) -81-

4.2.5 Xây dựng các khối điều khiển phía lưới (GSC) -84-

4.3 Kết quả mô phỏng -86-

4.3.1 Khởi tạo quá trình mô phỏng -86-

4.3.2 Kết quả mô phỏng -89-

4.4 Kết luận và kiến nghị -96-

TÀI LIỆU THAM KHẢO -97-

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Dương Quốc Hưng

Sinh ngày 30 tháng 7 năm 1983

Học viên lớp cao học khoá 12 - Tự động hoá - Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên

Hiện đang công tác tại khoa Điện - Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên

Xin cam đoan: Đề tài “Thiết kế bộ điều khiển hòa lưới cho máy phát điện

sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG” do thầy giáo PGS.TS Lại

Khắc Lãi hướng dẫn là công trình nghiên cứu của riêng tôi Tất cả các tài liệu tham

khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Các số liệu, kết quả trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Nếu sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Thái Nguyên, ngày 30 tháng 09 năm 2011

Tác giả luận văn

Dương Quốc Hưng

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời nghiên cứu, làm việc khẩn trương, được sự động viên, giúp đỡ

và hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lại Khắc Lãi, luận văn

với đề tài “Thiết kế bộ điều khiển hòa lưới cho máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG” đã hoàn thành

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lại Khắc Lãi đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác

giả hoàn thành luận văn này

Khoa đào tạo Sau đại học, các thầy giáo, cô giáo Khoa Điện Trường Đại học

Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập cũng như quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn

Toàn thể các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và người thân đã quan tâm, động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và hoàn thành bản luận văn

Tác giả luận văn

Dương Quốc Hưng

KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Các ký hiệu:

Us (stator voltage): Điện áp Stato

R s (stator resistance): Điện trở Stato

Ur (rotor voltage): Điện áp Roto

R r ( rotor resistance): Điện trở Roto

Is (stator current): Dòng điện Stato

R m (magnetizing resistance): Điện trở từ hoá

Ir (rotor current): Dòng điện Roto

L sλ (stator leakage inductance): Điện cảm Stato

IRm (magnetizing resistance current): Dòng điện từ hoá

L rλ (rotor leakage inductance): Điện cảm Roto

Ψs (stator flux): Từ trường Stato

ΨR (rotor flux): Từ trường Roto

ω1 (stator frequency): Tần số dòng điện Stato

L m (magnetizing inductance): Điện cảm từ hoá

Ps: Công suất tác dụng Stato

Pr: Công suất tác dụng Roto

Qr: Công suất phản kháng Roto

Ploss: Tổn thất công suất

Pmech: Công suất từ hoá

u rd,u rq,u sd,u sq Các thành phần điện áp rotor, stator thuộc hệ tọa độ dq

i rd,i rq,i sd,i sq Các thành phần dòng rotor, stator thuộc hệ tọa độ dq

MĐĐB - KTVC Máy điện đồng bộ kích thích vĩnh cửu

NLMF - NLFDI Nghịch lưu phía máy phát

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Một số tham số tiêu biểu của một số máy phát DFIG 34

Bảng 3.2 Tác động của việc tăng một thông số độc lập 56

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Tuabin gió với tốc độ thay đổi có bộ biến đổi nối trực

Hình 1.10 Tuabin gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép 27 Hình 1.11 Mô hình hệ thống máy phát điện sức gió DFIG 28 Hình 1.12 Sơ đồ điều khiển dòng rotor bằng các bộ biến đổi 29

Hình 1.13

Hệ thống máy phát DFIG với bộ Back-to-Back

Hình 2.3 Đấu hình sao và đấu hình tam giác Stato của máy phát 31

Hình 2.6 Năng lượng trong hệ DFIG khi bỏ qua tổn thất 35

Hình 2.7 Nguyên lý của Véctơ không gian 36

Hình 2 9 Sơ đồ thay thế và quy đổi của DFIG trong hệ toạ độ

không gian véctơ

Hình 2.13 Mô hình bộ Machine Side Converter (MSC) 41

Hình 2.14

Điện áp lưới và từ trường Stato trong hệ toạ độ dq

a Từ trường Stato b Từ trường lưới điện 42

Hình 3.1

Hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện đồng bộ kích thích nam châm vĩnh cửu(ĐB-KTVC) có điện áp máy phát được chỉnh lưu đơn giản

44

Hình 3.2

Hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện đồng bộ kích thích nam châm vĩnh cửu(ĐB-KTVC) có điện áp máy phát được chỉnh lưu có điều khiển tuỳ theo sức tiêu thụ nhờ nghịch lưu phía máy phát

45

Hình 3.3 Hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện đồng bộ

49

Hình 3.16 Mạch vòng điều khiển dòng điện phía lưới 65

Hình 4.11 Hệ thống điều khiển máy phát điện sức gió DFIG 76 Hình 4.12 Mô hình mô phỏng hệ thống điều khiển máy phát điện 77

sức gió DFIG

Hình 4.13 Sơ đồ PLECS mô phỏng hệ thống phát gió sử máy điện

Hình 4.17 Mô hình mô phỏng khối “3ph PQ” trên Plecs 80 Hình 4.18 Sơ đồ Plecs máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG 81 Hình 4.19 Mô hình bộ điều khiển tốc độ trên Simulink 82 Hình 4.20 Mô hình bộ điều khiển công suất trên Simulink 82

Hình 4.23 Mô hình bộ điều khiển dòng điện Roto trên Simulink 83

Hình 4.26 Mô hình bộ điều khiển điện áp trên Simulink 85 Hình 4.27 Mô hình bộ điều khiển dòng điện phía trên Simulink 85 Hình 4.28 Điều khiển dòng điện trục q (phía lưới) 86 Hình 4.29 Điều khiển dòng điện trục d (phía lưới) 86

Hình 4.32 Đồ thị công suất phát của máy phát DFIG khi tốc độ gió

Hình 4.33 Tốc độ máy phát, công suất phía Stato (Ps, Qs), phía

Roto (Pr, Qr) và công suất phát của hệ thống (P,Q) 91

Hình 4.34 Dòng điện Roto (Ir), dòng Stato (Is), và điện áp Rotor

Hình 4.35 Dòng điện Idc, điện áp một chiều Udc và công suất một

Hình 4.36

Tốc độ máy phát, công suất phía Stato (Ps, Qs), phía Roto (Qr, Qr) và công suất phát của hệ thống (P,Q) khi Vwind =10.5m8m/s

93

Hình 4.37 Dòng điện Roto (Ir), dòng Stato (Is), và điện áp Rotor

96

Hình 4.40

Hình 4.40 Dòng điện Roto (Ir), dòng Stato (Is), và điện

áp Rotor Ur) khi Vwind =10.5m8m/s với thời gian mô phỏng 0,06s

96

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay nguồn năng lượng sạch khá dồi dào, có khả năng thay thế nguồn năng lượng hóa thạch, giảm thiểu tác động tới môi trường Việc khai thác năng lượng sạch có ý nghĩa quan trọng cả về kinh tế, xã hội, an ninh năng lượng và phát triển bền vững

Trong những năm gần đây đã có nhiều nghiên cứu nhằm sản xuất ra các nguồn năng lượng sạch, chủ yếu dựa trên năng lượng mặt trời và năng lượng gió [4], [10], [11], [12] Hệ thống máy phát điện sức gió lợi dụng gió để làm quay tuabin máy phát tạo ra điện đang được ứng dụng nhiều trong thực tế Với tuabin gió tốc độ thay đổi có bộ biến đổi nối trực tiếp giữa stator và lưới thì hệ thống sẽ cồng kềnh, tốn kém, do bộ biến đổi cũng phải có công suất bằng công suất của tuabin

Loại tuabin gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG (Doubly-Fed

Induction Generator), với Roto dây quấn và Roto được nối với lưới điện thông

qua một bộ back-to-back converter Còn Stato của DFIG được nối trực tiếp với lưới điện, điều khiển DFIG thông qua điều khiển bộ back-to-back converter phía Roto

Vì bộ điều khiển nằm phía Roto nên công suất thiết kế chỉ bằng 1/3 công suất Stato, dẫn đến giá thành rẻ hơn nhiều

Việc nghiên cứu, xây dựng bộ điều khiển để điều khiển dòng Rotor cho máy

phát điện nguồn kép đang được chú ý [10], [11] Đề tài đưa ra phương án: “Thiết kế

bộ điều khiển hòa lưới cho máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG”

2 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

+ Thiết kế các bộ điều khiển cho bộ biến đổi phía lưới (Grid side

converter)

b Ý nghĩa thực tiễn

hệ thống lưới điện thông minh (Smart Grid System) Đem lại hiệu quả to lớn trong việc khai thác và sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng sạch Ứng dụng tại các nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư sử dụng nguồn năng lượng sạch

3 Đối tƣợng và mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu nguồn năng lượng sạch nói chung và năng lượng gió nói riêng: Phương pháp sản xuất, sử dụng và hòa lưới

- Nghiên cứu về cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG, các phương trình thay thế và mô tả máy điện DFIG

- Nghiên cứu về lý thuyết điều khiển PID

- Nghiên cứu thiết bộ điều khiển: Tổng hợp dòng, áp Đo công suất (P, Q) của lưới, của máy phát để đưa ra phương pháp điều khiển dòng kích từ Rotor máy phát DFIG, nhằm ổn định điện áp, tần số, công suất máy phát và phát năng lượng này lên lưới

- Xây dựng mô hình và mô phỏng hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG trên phần mềm MATLAB – SIMULINK – PLECS

4 Kết cấu của luận văn

Luận văn được chia làm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Chương 2: Mô hình toán học hệ thống máy phát điện sức gió dùng máy điện cảm ứng nguồn kép

Chương 3: Thiết kế bộ điều khiển cho máy phát điện sức gió dùng máy điện cảm ứng nguồn kép

Chương 4: Mô phỏng hệ thống trên matlab – simulink – plecs và kết luận

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG

Ưu điểm dễ thấy nhất của các trạm máy phát điện sử dụng sức gió (gọi tắt là trạm phong điện) là không tiêu tốn nhiên liệu, không gây ô nhiễm môi trường như các nhà máy nhiệt điện, dễ chọn địa điểm và tiết kiệm đất xây dựng, khác hẳn với các nhà máy thủy điện chỉ có thể xây dựng gần dòng nước mạnh với những điều kiện đặc biệt và cần diện tích rất lớn cho hồ chứa nước Các trạm phong điện có thể đặt gần nơi tiêu thụ điện, như vậy sẽ tránh được chi phí cho việc xây dựng đường dây tải điện

1.1.2 Năng lượng gió

Năng lượng gió (NLG) là việc chuyển đổi gió thành 1 dạng năng lượng hữu ích, chẳng hạn như sử dụng tua bin gió để tạo điện, cối xay gió cho sức mạnh cơ khí, máy bơm gió để bơm nước hoặc thoát nước, hoặc buồm để đẩy con tàu

Vào cuối năm 2008, trên toàn thế giới khả năng sản xuất điện của gió là 121,2

GW, khoảng 1,5% điện năng được sử dụng trên toàn thế giới; và đang tăng trưởng nhanh chóng, tăng gấp đôi trong ba năm từ năm 2005 đến 2008 1 số nước đã đạt được mức độ tương đối cao của sự thâm nhập điện gió (với trợ cấp lớn của chính phủ), như 19% sản xuất điện tĩnh tại Đan Mạch, 13% tại Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha, và 7% tại Đức và Ireland trong 2008 Đến 2009, 80 quốc gia trên khắp thế giới đang sử dụng năng lượng gió trên cơ sở thương mại

Những trại gió quy mô lớn được kết nối với các mạng lưới truyền tải điện

Gió là một nguồn năng lượng có đặc tính ưu việt là có ở tất cả mọi nơi Song việc ứng dụng NLG trong các quá trình sản suất là hết sức khó khăn, để nhận được công suất lớn cần có máy phát điện sức gió kích thước rất lớn Thêm vào đó là NLG không ổn định theo thời gian nên khó sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và giao thông

Năng lượng gió ở Việt Nam tuy không phong phú bằng các nước Châu Âu, thế nhưng dọc bờ biển và hải đảo thì Việt Nam cao nhất so với các nước trong khu vực Hiện nay đang xây dựng một số cột đo gió độ cao trên 40 mét; khi đánh giá được thì mới có thể khai thác Việt Nam là nước ven biển nên có nhiều vùng gió tiềm năng, hiện đang có một số dự án của Trung tâm nghiên cứu Năng Lượng Mới thuộc Đại Học Bách Khoa Hà Nội có thể phát điện hoà vào mạng lưới điện Việt Nam Căn cứ việc đo gió họ đã tiến hành một dự án ở Bình Định đầu tiên là 50MW nhưng do khó khăn về đất nên chỉ thực hiện được 20MW Tập đoàn Tài chính EurOrient (“EurOrient”) đã công bố kế hoạch thúc đẩy phát triển các nguồn năng lượng tái tạo

và sạch hơn tại khu vực miền Bắc Việt Nam, đồng thời dự tính sẽ quyết định đầu tư

125 triệu USD nhằm góp phần phát triển năng lượng điện chạy bằng sức gió Hoạt động sản xuất điện bằng sức gió sắp triển khai đang được dự tính xây dựng theo hình thức “xây dựng - sở hữu - chuyển giao” bởi một nhà sản xuất điện năng độc lập và sẽ đóng vai trò xúc tác trong việc thúc đẩy đầu tư tư nhân vào ngành điện Việt Nam Dự án này sẽ góp phần phát triển các nguồn năng lượng tái tạo của Việt Nam thông qua việc hỗ trợ tài chính để xây dựng các nhà máy phát điện chạy bằng sức gió với tổng công suất 125MW, tuy nhiên công suất chính xác cũng như những vấn đề khác vẫn chưa có được quyết định cuối cùng Tập đoàn Tài chính EurOrient cũng sẽ cung cấp hỗ trợ kỹ thuật và nâng cao năng lực phục vụ việc phát triển sản xuất điện gió nhằm đẩy mạnh hơn nữa việc sản xuất điện bằng sức gió ở các tỉnh khác

Việc nghiên cứu ứng dụng NLG ở Việt Nam đã bắt đầu vào những năm 1970 với sự tham gia của nhiều cơ quan Từ năm 1984 với sự tham gia của chương trình

Tiến bộ khoa học kỹ thuật nhà nước về Năng lượng mới và tái tạo nên đã có một số kết quả sau:

Về máy phát điện sức gió:

- Máy phát điện PD 170- 6, công suất 120W nạp ắcquy của Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ CHí Minh

- Máy phát điện PH- 500, công suất 500W của Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

- Máy WINDCHARGER, công suất 200W nạp ắcquy (theo thiết kế của Mỹ)

do một số cơ quan cải tiến thiết kế chế tạo

- Máy phát điện gió công suất 150W của Trung tâm nghiên cứu SOLALAB Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ CHí Minh

Về động cơ gió bơm nước:

- Máy D- 4 bơm cột nước thấp của Viện năng lượng, Bộ Công Thương

- Máy D- 3,2 bơm cột nước cao của Viện năng lượng, Bộ Công Thương

- Các máy PB 380- 10 và 350- 8 bơm cột nước cao do Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh thiết kế, chế tạo

- Máy OASIS bơm cột nước cao (trước đây do hợp tác xã 2- 9 Thành Phố Hồ Chí Minh cải tiến, thiết kế và chế tạo)

Thời gian gần đây do nhu cầu nghiên cứu, ứng dụng năng lượng gió phát triển mạnh, chúng ta đã nhập nhiều loại thiết bị phát điện sức gió của nước ngoài Tuy nhiên việc nhập và ứng dụng các thiết bị phát điện sức gió của nước ngoài còn đang trong giai đoạn thử nghiệm Bên cạnh các thiết bị phát điện dùng sức gió công suất cực nhỏ nhập của Trung Quốc ta đã xây dựng các dự án nhà máy điện gió công suất lớn

1.1.3 Vài nét về trạm phong điện

Các máy phát điện lợi dụng sức gió đã được sử dụng nhiều ở các nước châu

Âu, Mỹ và các nước công nghiệp phát triển khác Nước Đức đang dẫn đầu thế giới

về công nghệ phong điện

Tới nay hầu hết là các trạm phong điện trục ngang, gồm một máy phát điện có trục quay nằm ngang, với rotor (phần quay) ở giữa, liên hệ với một tua bin 3 cánh đón gió Máy phát điện được đặt trên một tháp cao hình côn Trạm phát điện kiểu này mang dáng dấp những cối xay gió ở châu Âu từ những thế kỷ trước, nhưng rất thanh nhã và hiện đại

Các trạm phong điện trục đứng gồm một máy phát điện có trục quay thẳng đứng, Roto nằm ngoài được nối với các cánh đón gió đặt thẳng đứng Trạm phong điện trục đứng có thể hoạt động bình đẳng với mọi hướng gió nên hiệu qủa cao hơn, lại có cấu tạo đơn giản, các bộ phận đều có kích thước không quá lớn nên vận chuyển và lắp ráp dễ dàng, độ bền cao, duy tu bảo dưỡng đơn giản Loại này mới xuất hiện từ vài năm gần đây nhưng đã được nhiều nơi sử dụng

Hiện có các loại máy phát phong điện với công suất rất khác nhau, từ 1 kW tới hàng chục ngàn kW Các trạm phong điện có thể hoạt động độc lập hoặc cũng có thể nối với mạng điện quốc gia Các trạm độc lập cần có một bộ nạp, bộ ắc-quy và

bộ đổi điện Khi dùng không hết, điện được tích trữ vào ắc-quy Khi không có gió

sẽ sử dụng điện phát ra từ ắc-quy Các trạm nối với mạng điện quốc gia thì không cần bộ nạp và ắc-quy

Các trạm phong điện có thể phát điện khi tốc độ gió từ 3 m/s (11 km/h), và tự ngừng phát điện khi tốc độ gió vượt quá 25 m/s (90 km/h) Tốc độ gió hiệu qủa từ

10 m/s tới 17 m/s, tùy theo từng thiết bị phong điện

1.2 MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ

1.2.1 Hệ thống nối lưới nguồn năng lượng gió

Hình 1.1 trình bày tổng quan về hệ thống nối lưới nguồn năng lượng gió và năng lượng mặt trời Trong đó:

DIM là máy phát điện sức gió

NLFDI; NLDI là các bộ nghịch lưu phía máy phát và nghịch lưu phía lưới:

Nhiệm vụ: Biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều được lưu trên bộ tụ điện hoặc bộ ắc quy, hoặc ngược lại Về mặt năng lượng, dòng năng lượng có thể

chuyển qua bộ nghịch lưu theo hai chiều Chúng được tạo thành bởi các linh kiện điện tử bán dẫn công suất (hình 1.2)

Bộ đóng cắt mềm: Nhiệm vụ: Đóng cắt mạch điện để cho một thiết bị được

kết nối hoặc không kết nối với lưới Chúng được tạo thành bởi các linh kiện bán dẫn công suất (Thyristor) mỗi pha gồm hai Thyrisor mắc song song ngược, nên trong quá trình đóng cắt không phát sinh hồ quang Bộ đóng cắt mềm cho phép đóng cắt với thời gian ngắn; thông qua thuật toán điều khiển, cho phép điều khiển được công suất cấp cho tải và hướng truyền công suất (hình 1.3)

Hình 1.1 Hệ thống nối lưới nguồn năng lượng sạch

1.2.2 Cấu tạo của Tuabin phong điện

Hình 1.4 trình bày cấu tạo phong điện tuabin gió trục ngang Bao gồm các phần chính:

Hình 1.4 Cấu tạo phong điện tua bin gió trục ngang

Anemometer: Bộ đo lường tốc độ gió và truyền dữ liệu tốc độ gió tới bộ

điểu khiển

Blades: Cánh quạt Gió thổi qua các cánh quạt và là nguyên nhân làm cho

các cánh quạt chuyển động và quay

Brake: Bộ hãm (phanh) Dùng để dừng rotor trong tình trạng khẩn cấp bằng

điện, bằng sức nước hoặc bằng động cơ

Controller: Bộ điều khiển Điều khiển máy phát (chủ yếu điều khiển dòng

điện roto của máy phát)

Gear box: Hộp số Bánh răng được nối với trục có tốc độ thấp với trục có

tốc độ cao và tăng tốc độ quay từ 30 đến 60 vòng/ phút lên 1200 đến 1500 vòng/ phút, tốc độ quay là yêu cầu của hầu hết các máy phát điện sản xuất ra điện

Generator: Máy phát (Phát ra điện)

High - speed shaft: Trục truyền động của máy phát ở tốc độ cao

Low - speed shaft: Trục quay tốc độ thấp

Nacelle: Vỏ - bọc ngoài dùng bảo vệ các thành phần bên trong Một số vỏ

phải đủ rộng để một kỹ thuật viên có thể đứng bên trong trong khi làm việc

Pitch: Bước răng Cánh được xoay hoặc làm nghiêng một ít để giữ cho rotor

quay trong gió không quá cao hay quá thấp để tạo ra điện

Rotor: Bao gồm các cánh quạt và trục

Tower: Trụ đỡ vỏ Được làm bằng thép hình trụ Tốc độ gió tăng lên nếu trụ

càng cao, trụ đỡ cao hơn để thu được năng lượng gió nhiều hơn

Wind vane: Để xử lý hướng gió và liên lạc với "yaw drive" để định hướng

tuabin gió

Yaw drive: Dùng để giữ cho rotor luôn luôn hướng về hướng gió chính khi

có sự thay đổi hướng gió

Yaw motor: Động cơ cung cấp cho "yaw drive" định được hướng gió

Hình 1.5 trình bày cấu tạo bên trong của một số tuabin gió trong thực tế, Hình 1.6 là những hình ảnh bên trong của một trạm phong điện

Hình 1.5 Cấu tạo bên trong của một số tuabin gió trong thực tế

1.2.3 Nguyên lý làm việc của phong điện

30 mét trên mặt đất thì các tuabin gió thuận lợi: Tốc độ nhanh hơn và ít bị các luồng gió bất thường

Năng lượng của gió làm cho cánh quạt quay dẫn đến Roto của máy phát quay (Nhờ truyền động của bộ Gear box) Máy phát điện muốn phát ra điện được, ngoài việc roto của máy phát quay, còn phải có dòng điện kích từ Dòng điện kích

từ được đưa vào Roto của máy phát để kích thích từ trường của Roto máy phát Hệ thống thiết bị tạo ra dòng điện này gọi chung là hệ thống kích thích máy phát (Hình 1.7 trình bày sơ đồ đơn giản

Ngoài ra, dòng điện này còn

điều chỉnh công suất vô công

của máy phát khi máy phát

nối vào lưới

Để có thể thay đổi trị

số của dòng điện kích thích

nhằm đáp ứng được các yêu

cầu trên, cần phải có một bộ

phận điều khiển (Controller) Hệ thống mạch điện để điểu khiển dòng điện kích thích gọi là hệ thống điều khiển điện áp, hay còn gọi tắt là bộ điều áp

Bộ điều khiển kích từ máy phát - Bộ điều chỉnh điện áp tự động AVR (Automatic Voltage Regulator) có các nhiệm vụ sau:

Hình 1.7 Hệ thống kích thích xoay chiều

- Điều chỉnh điện áp máy phát điện

- Giới hạn tỷ số điện áp/tần số

- Điều chỉnh công suất vô công máy phát điện

- Bù trừ điện áp suy giàm trên đường dây

- Tạo độ suy giảm điện áp theo công suất vô công, đề cân bằng sự phân phối công suất vô công giữa các máy với nhau trong hệ thống khi máy vận hành nối lưới

- Khống chế dòng điện kháng do thiếu kích thích, nhằm tạo sự ổn định cho

hệ thống, khi máy nối lưới

- Ngừng kích thích khi có sự cố trên lưới

* Điều chỉnh điện áp của máy phát điện

Bộ điều chỉnh điện thế tự động luôn luôn theo dõi điện áp đầu ra của máy phát điện, và so sánh nó với một điện áp tham chiếu Nó phải đưa ra tín hiệu điều khiển để tăng hoặc giảm dòng điện kích thích sao cho sai số giữ điện áp đo được và điện áp tham chiếu là nhỏ nhất Muốn thay đổi điện áp của máy phát điện, người ta chỉ cần thay đổi điện áp tham chiếu này Điện áp tham chiếu thường được đặt tại giá trị định mức khi máy phát vận hành độc lâp (Isolated) hoặc là điện áp thanh cái, điện áp lưới tại chế độ vận hành hòa lưới (Paralled)

* Giới hạn tỷ số điện áp/tần số

Khi khởi động một tổ máy, lúc tốc độ quay của Roto còn thấp, tần số phát ra

sẽ thấp Khi đó, bộ điều chỉnh điện áp tự động sẽ có khuynh hướng tăng dòng kích thích lên sao cho đủ điện áp đầu ra như tham chiếu theo giá trị đặt hoặc điện áp lưới Điều này dẫn đến quá kích thích: cuộn dây rotor sẽ bị quá nhiệt, các thiết bị nối vào đầu cực máy phát như biến thế chính, máy biến áp phụ sẽ bị quá kích thích, bão hòa từ, và quá nhiệt Thường tốc độ máy phát cần đạt đến 95% tốc độ định mức Bộ điều chỉnh điện áp tự động cũng phải luôn theo dõi tỷ số này để điều chỉnh dòng kích thích cho phù hợp, mặc dù điện áp máy phát chưa đạt đến điện áp tham chiếu

* Điều khiển công suất vô công của máy phát điện

Khi máy phát chưa phát điện vào lưới, việc thay đổi dòng điện kích từ chỉ thay đổi điện áp đầu cực máy phát Quan hệ giữa điện áp máy phát đối với dòng điện kích từ được biểu diễn bằng 1 đường cong, gọi là đặc tuyến không tải (đặc tuyến V-A) Tuy nhiên khi máy phát điện được nối vào một lưới có công suất rất lớn so với máy phát, việc tăng giảm dòng kích thích hầu như không làm thay đổi điện áp lưới Tác dụng của bộ điều áp khi đó không còn là điều khiển điện áp máy phát nữa, mà là điều khiển dòng công suất phản kháng (còn gọi là công suất vô công, công suất ảo) của máy phát Khi dòng kích thích tăng, công suất vô công tăng Khi dòng kích thích giảm, công suất vô công giảm Dòng kích thích giảm đến một mức độ nào đó, công suất vô công của máy sẽ giảm xuống 0, và sẽ tăng lại theo chiều ngược lại (chiều âm), nếu dòng kích thích tiếp tục giảm thêm Điều này dẫn đến nếu hệ thống điều khiển điện áp của máy phát quá nhạy, có thể dẫn đến sự thay

đổi rất lớn công suất vô công của máy phát khi điện áp lưới dao động

Do đó, bộ điều khiển điện áp tự động, ngoài việc theo dõi và điều khiển điện

áp, còn phải theo dõi và điều khiển dòng điện vô công Thực chất của việc điều khiển này là điều khiển dòng kích thích khi công suất vô công và điện áp lưới có sự thay đổi, sao cho mối liên hệ giữa điện áp máy phát, điện áp lưới và công suất vô công phải là mối liên hệ hợp lý

* Bù trừ điện áp suy giảm trên đường dây

Khi máy phát điện vận hành độc lập, hoặc nối vào lưới bằng 1 trở kháng lớn, Khi tăng tải, sẽ gây ra sụt áp trên đường dây Sụt áp này làm cho điện áp tại hộ tiêu thụ bị giảm theo độ tăng tải, làm giảm chất lượng điện năng

Muốn giảm bớt tác hại này của hệ thống, bộ điều áp phải dự đoán được khả năng sụt giảm của đường dây, và tạo ra điện áp bù trừ cho độ sụt giảm đó Tác động

bù này giúp cho điện đáp tại một điểm nào đó, giữa máy phát và hộ tiêu thụ sẽ được

ổn định theo tải Điện áp tại hộ tiêu thụ sẽ giảm đôi chút so với tải, trong khi điện áp tại đầu cực máy phát sẽ tăng đôi chút so với tải

1.3 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ SỬ DỤNG MÁY ĐIỆN CẢM ỨNG NGUỒN KÉP DFIG (Doubly-Fed Induction Generator)

1.3.1 Một số hệ thống máy phát điện sức gió thông dụng

Cho đến nay có hai loại tuabin gió chính được sử dụng trong hệ thống máy phát điện sức gió, đó là: Tuabin gió tốc độ cố định và tuốc bin gió với tốc độ thay đổi Loại Tuabin gió với tốc độ cố định (Fixed speed wind turbine), trong đó máy phát không đồng bộ được nối trực tiếp với lưới Tuy nhiên hệ thống này có nhược điểm chính là do tốc độ cố định nên không thể thu được năng lượng cực đại từ gió (hình 1.8)

Soft starter

Transformer

Capacitor bank

Hình 1.8 Tuabin gió với tốc độ cố định

Loại tuabin gió tốc độ thay đổi (variable-speed wind turbine) khắc phục được nhược điểm trên của tuabin gió với tốc độ cố định, đó là nhờ thay đổi được tốc độ nên có thể thu được năng lượng cực đại từ gió Bất lợi của các tuabin loại này là hệ thống điện phức tạp, vì cần có bộ biến đổi điện tử công suất để tạo ra khả năng hoạt động với tốc độ thay đổi, do đó chi phi cho tuabin gió tốc độ thay đổi lớn hơn so với các tuabin tốc độ cố định

Tuabin gió với tốc độ thay đổi có hai loại: Tuabin gió với tốc độ thay đổi có bộ biến đổi nối trực tiếp giữa stator và lưới và tuabin gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép (DFIG)

+ Loại tuabin gió với tốc độ thay đổi có bộ biến đổi nối trực tiếp giữa mạch stator của máy phát và lưới, do dó bộ biến đổi được tính toán với công suất định

Hộp bánh răng

Đóng cắt mềm

Máy biến áp Điện 1 chiều

Máy phát

mức của toàn tuabin Máy phát ở đây có thể là loại không đồng bộ Roto lồng sóc hoặc là đồng bộ (hình 1.9)

Transformer Power electronic

converter

≈

=

Hình 1.9 Tuabin gió với tốc độ thay đổi có bộ biến đổi nối trực tiếp

giữa stator và lưới

Ngày nay với xu hướng ngày càng phát triển việc sử dụng nguồn năng lượng sạch tái tạo từ gió, trên thế giới người ta đã chế tạo các loại tuabin gió với công suất lớn đến trên 7MW, nếu dùng loại tuabin gió tốc độ thay đổi có bộ biến đổi nối trực tiếp giữa stator và lưới thì hệ thống sẽ cồng kềnh, tốn kém, do bộ biến đổi cũng phải

có công suất bằng công suất của toàn tuabin

+ Loại tuabin gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG (Doubly-Fed

Induction Generator), với Roto dây quấn và Roto được nối với lưới điện thông

qua một bộ back-to-back converter Còn Stato của DFIG được nối trực tiếp với lưới điện, điều khiển DFIG thông qua điều khiển bộ back-to-back converter phía Roto (hình 1.10)

Hình 1.10 Tuabin gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép

Máy phát

Các bộ biến đổi công suất

Máy biến áp

Máy biến áp

Các bộ biến đổi công suất

Bánh răng

Hộp Bánh răng

1.3.2 Hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép

Ở các hệ thống phát điện chạy sức gió sử dụng máy điện không đồng bộ ta phải tạo từ thông kích từ trước khi khai thác năng lượng từ gió Việc kích từ đó hoặc thực hiện nhờ nguồn điện từ lưới (trường hợp vận hành có hoà lưới), hoặc nhờ

ắc quy để tạo kích từ, hoặc nhờ tụ điện với điều kiện có từ thông dư trong máy điện không đồng bộ Ở các hệ thống phát điện sức gió dùng máy điện cảm ứng nguồn kép (còn được gọi là máy điện không đồng bộ nguồn kép) với công suất cỡ lớn thường được thiết kế vận hành ở chế độ hoà lưới, đồng thời năng lượng do tuabin lấy từ nguồn gió có thể điều khiển chủ động được, nhờ hệ thống điều khiển góc cánh độc lập, cho phép thay đổi tốc độ quay (hình 1.11)

Hình 1.11 Mô hình hệ thống máy phát điện sức gió DFIG

Bộ biến đổi “Machine-side converter” để điểu khiển mô men hoặc tốc độ của máy phát hoặc hệ số công suất đầu cuối của Stato Trong khi đó bộ biến đổi “Grid-side converter” có vai trò giữ cho điện áp một chiều DC link bằng hằng số (hình 1.12 và hình 1.13)

Hình 1.12 Sơ đồ điều khiển dòng rotor bằng các bộ biến đổi

Hình 1.13 Hệ thống máy phát DFIG với bộ Back-to-Back Converter

1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Chương 1 tác giả trình bày khái quát về vai trò, cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống máy phát điện sức gió Tổng quan về tình hình nghiên cứu, sử dụng nguồn năng lượng gió trên thế giới và tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam Trong chương này tác giả cũng đưa ra sơ đồ khối hệ thống nối lưới nguồn năng lượng gió và năng lượng mặt trời, đồng thời trình bày khái quát một số hệ thống máy phát điện sức gió thông dụng Trong đó tác giả cũng nhấn mạnh hệ thống máy phát điện sức gió dùng máy điện cảm ứng nguồn kép đang có xu hướng nghiên cứu

để đưa vào sử dụng rộng rãi, và đây cũng chính là nội dung mà luận văn nghiên cứu

Bộ biến đổi phía máy phát

Bộ biến đổi phía lưới

Lưới điện Điện 1 chiều

Các bộ biến đổi

Chương 2

MÔ HÌNH TOÁN HỌC HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ

DÙNG MÁY ĐIỆN CẢM ỨNG NGUỒN KÉP

2.1 MÁY ĐIỆN CẢM ỨNG NGUỒN KÉP

2.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện

Lõi thép stato được ép bằng các lá tôn silic dầy 0,5 mm, hai mặt có phủ sơn cách điện Dọc chiều dài lõi thép cứ khoảng 3 ÷ 6 cm lại có một rãnh thông gió ngang trục rộng 10 mm

Lõi thép stato được cố định trong thân máy Thân máy được chế tạo theo kết cấu khung thép, mặt ngoài bọc bằng các tấm thép dát dày, trong thân máy hình thành hệ thống đường thông gió làm mát máy

Nắp máy được chế tạo từ thép tấm hoặc gang đúc Ở các máy công suất trung bình và lớn, ổ trục đặt ở giá đỡ ổ trục riêng cố định trên bệ máy

Nhiệt sinh ra lớn nhất ở stator so với các thành phần khác của máy phát, vì vậy dây quấn phải phủ lớp chịu nhiệt rất tốt

Cuộn dây stator có thể mắc theo hai cách (hình 2.3):

+ Cách mắc kiểu hình sao: cho ra điện thế cao, được sử dụng phổ biến

+ Cách mắc kiểu tam giác: cho ra dòng điện lớn

Hình 2.3 Đấu hình sao và đấu hình tam giác Stato của máy phát

Lõi thép rôto làm bằng thép hợp kim chất lượng cao, được rèn thành khối hình trụ, sau đó gia công phay rãnh để đặt dây quấn kích từ, phần không phay rãnh làm thành mặt cực từ

Dây quấn kích từ đặt trong rãnh rôto, được chế tạo từ dây đồng tiết diện hình chữ nhật, quấn theo chiều mỏng thành các bối dây đồng tâm Các vòng dây được cách điện với nhau bằng mica mỏng

Hai đầu của dây

quấn kích từ đi luồn trong

trục và nối với hai vòng trượt ở đầu trục, thông qua hai chổi điện để đưa dòng kích

từ vào Dòng kích từ được cung cấp từ hệ thống kích thích

b Nguyên lý làm việc

Đưa dòng kích từ vào dây quấn rotor của máy phát sẽ sinh ra từ trường đều , khi gió làm cho Roto quay, thì từ trường này quyét lên dây quấn stato , trên dây quấn stato sẽ xuất hiện sức điện động cảm ứng Nối dây quấn stato với phụ tải (hoặc nối lưới) thì trong dây quấn stator sẽ xuất hiện dòng điện Biên độ của điện áp stator phụ thuộc độ lớn của dòng kích từ Tần số điện áp stator phụ thuộc tốc độ quay của rotor

2.1.2 Sơ đồ mạch điện tương đương của DFIG

Sơ đồ thay thế tương đương cho máy điện DFIG được trình bày như hình 2.5 Hình vẽ trên trình bày cho trường hợp mạch điện đấu hình Y, tuy nhiên nếu đấu

Hình 2.4 Máy phát điện

Rotor máy phát

Hình 2.5 Sơ đồ mạch điện tương đương của DFIG

Áp dụng định luật định luật Kirhoff 2 cho 3 vòng ta được:

Us (stator voltage): Điện áp Stato

R s (stator resistance): Điện trở Stato

Ur (rotor voltage): Điện áp Roto

R r ( rotor resistance): Điện trở Roto

Is (stator current): Dòng điện Stato

R m (magnetizing resistance): Điện trở từ hoá

Ir (rotor current): Dòng điện Roto

L sλ (stator leakage inductance): Điện cảm Stato

IRm (magnetizing resistance current): Dòng điện từ hoá

L rλ (rotor leakage inductance): Điện cảm Roto ω1 (stator frequency): Tần số dòng điện Stato

L m (magnetizing inductance): Điện cảm từ hoá

r là tần số góc của Roto và 2 là tần số trượt

Từ trường mạch từ, từ trường của Stato và Roto được xác định như sau:

Bảng 2.1 Một số tham số tiêu biểu của một số máy phát DFIG

Máy công suất nhỏ

< 4KW

Máy công suất trung bình 100KW

Máy công suất lớn

> 800KW Điện trở Stato và

2.1.3 Công suất của DFIG

tính cho 1 pha sau đó nhân 3 (tính chất đối xứng):

như tổng công suất Stato và Roto:

Hình 2.6 trình bày quá trình truyền năng lượng trong DFIG khi bỏ qua tổn thất Chúng ta dễ dàng thấy rằng năng lượng Stato và Roto có liên hệ chặt chẽ với nhau thông qua độ trượt s (Pr ≈ −sPs)

2.1.4 Véctơ không gian

Ý tưởng của việc sử dụng véctơ không gian là để mô tả máy điện cảm ứng chỉ bằng hai pha, thay cho việc sử dụng 3 pha Cuộn dây 3 pha của Stato được cung cấp một dòng điện 3 pha sẽ sinh ra từ trường quay Từ trường quay này có thể được hình thành chỉ với 2 pha (hình 2.7) Đây chính là nguyên lý của phương pháp véctơ không gian

Hình 2.7 Nguyên lý của Véctơ không gian

ss chỉ số lượng của 3 pha, lần lượt là sa, sb, sc Áp dụng phép biến đổi [10]:

Trong đó:  là góc dịch pha

Do vậy khi chuyển từ hệ toạ độ véctơ sang hệ toạ độ đồng bộ (hệ toạ độ dq)

có mối liên hệ sau:

2.2 MÔ TẢ TOÁN HỌC HỆ THỐNG DFIG

Hình 2.8 trình bày sơ đồ mạch điện thay thế hệ thống DFIG Như đã đề cập trước đó, hệ thống điều khiển gồm một bộ biến đổi điện áp Back – to – Back Converter cùng bộ nguồn một chiều DC link ở giữa

Hình 2.8 Sơ đồ khối mạch điện mô tả hệ thống DFIG

Bộ Back – to – Back Converter gồm bộ biến đổi phía lưới (grid-side converter – GSC) và bộ biến đổi phía máy phát (machine-side converter - MSC)

Hơn nữa giữa GSC và lưới (Grid – G) có đặt một bộ lọc nhằm lọc bớt những sóng hài bậc cao gây ra bởi GSC

2.2.1 Mô tả toán học máy điện DFIG

Hình 2.9 trình bày sơ đồ thay thế tương đương dạng gần đúng của DFIG được mô tả trong hệ toạ độ không gian véctơ của Stato Chữ s có nghĩa là không gian véctơ được tham chiếu đến Stato của DFIG

usR

Hình 2.9 Sơ đồ thay thế và quy đổi của DFIG trong hệ toạ độ không gian véctơ

cảm Stato và Roto được quy về stato; RR kà điện trở roto qui về stato Chữ s có nghĩa là không gian véctơ được tham chiếu đến Stato của DFIG

Theo [10] Viết phương trình Kirhoff cho 2 mạch vòng:

us (stator voltage): Điện áp Stato

Ψs (stator flux): Từ trường của Stato

uR (rotor voltage): Điện áp Roto

ΨR (rotor flux): Từ trường Roto

is (stator current): Dòng điện Stato

Rs (stator resistance): Điện trở Stato

iR (rotor current): Dòng điện Roto

RR (rotor resistance): Điện trở Roto

Từ trường Stato, Roto, công suất điện từ được xác định bằng các biểu thức sau:

: Hệ số quy đổi

L ; Ll l :Điện cảm Stato; Roto

Zp: Số đôi cực từ của máy phát Phương trình động lực học cơ khí có dạng:

Ts: Mômen cơ trên trục Roto

2.2.2 Mô tả toán học bộ lọc phía lưới

Bộ lọc gồm điện trở Rf và điện cảm Lf , Sơ đồ thay thế như hình 2.10