Nghiên cứu ứng dụng bộ biến đổi đa cấp kiểu module – MMC (Modular Multilevel Converter)

LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật trong thế kỷ 20 và 21 đã ngày càng làm gia tăng vai trò và tầm quan trọng của lĩnh vực điện tử công suất cả trong sản xuất cũng như trong đời sống của con người. Ở Việt Nam, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa mạnh mẽ trong những thập niên trở lại đây đã đặt ra một yêu cầu bức thiết cần có những kỹ sư, nhà nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực này. Tuy còn tương đối mới mẻ ở nước ta, nhưng những khái niệm về bộ biến đổi công suất lớn đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên thế giới. Chính vì những lợi ích to lớn của bộ biến đổi công suất lớn đã được kiểm chứng trong thực tế cũng như thực trạng là ở Việt Nam lĩnh vực này còn chưa được đầu tư nghiên cứu đúng mức. Nên trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Phạm Việt Phương, chúng em đã nỗ lực cố gắng để nghiên cứu và tìm hiểu về các bộ biến đổi công suất lớn tiêu biểu hiện nay. Trong đó, chúng em đặc biệt nhận thấy những điểm ưu việt vượt trội hơn hẳn so với các bộ biến đổi cùng loại của Bộ biến đổi đa cấp kiểu module – MMC (Modular Multilevel Converter). Do đó, sau một quá trình tìm tòi nghiên cứu, phân tích, mô phỏng và rút ra kết luận đánh giá; dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Phạm Việt Phương, chúng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình về đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng bộ biến đổi đa cấp kiểu module – MMC (Modular Multilevel Converter)”. Nội dung đồ án của chúng em gồm 6 chương: Chương 1: Tổng quan về các bộ biến đổi công suất lớn. Chương 2: Phân tích nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi đa cấp kiểu Module. Chương 3: Phương pháp biến điệu độ rộng xung PWM sử dụng trong bộ biến đổi đa cấp MMC. Chương 4: Mô hình toán học của bộ biến đổi MMC. Chương 5: Thiết kế bộ điều khiển cho bộ biến đổi MMC. Chương 6: Kết quả mô phỏng. Với tính chất là một đồ án tốt nghiệp ngành Tự động hóa, em và các bạn đã cố gắng hết sức mình để hoàn thành đồ án tốt nhất có thể. Nhưng do kinh nghiệm còn nhiều hạn chế và do những thiếu sót phạm phải trong quá trình nghiên cứu, bản đồ án của chúng em chắc chắn còn nhiều sai sót. Em xin chân thành cảm ơn sự đóng góp, sửa chữa hữu ích của thầy cô trong bộ môn Tự động hóa xí nghiệp công nghiệp, trường đại học Bách Khoa Hà Nội. Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đên thầy giáo TS. Phạm Việt Phương, nếu không có sự chỉ dạy hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy thì chúng em sẽ không bao giờ có thể hoàn thành đồ án này ! Chương 1 TỔNG QUAN VỀ BỘ BIẾN ĐỔI CÔNG SUẤT LỚN 1.1. Giới thiệu về các bộ biến đổi công suất lớn. Điện tử công suất là một chuyên ngành của kỹ thuật điện tử. Điện tử công suất nghiên cứu và ứng dụng các phần tử bán dẫn công suất trong các bộ biến đổi, nhằm mục đích biến đổi và khống chế nguồn năng lượng điện có các thông số không thay đổi được thành nguồn năng lượng điện với các thông số có thể thay đổi được để cung cấp cho các phụ tải điện khác nhau. Hình 1. 1Vị trí vai trò của điện tử công suất Đối với lĩnh vực điện tử tín hiệu thì yêu cầu quan trọng nhất là độ chính xác rồi mới đến hiệu suất. Nhưng đối với điện tử công suất thì yêu cầu về hiệu suất lại được đặt lên trên. Điện tử công suất là kỹ thuật biến đổi và điều khiển năng lượng điện với hiệu quả cao nhất Ngày nay, công nghệ chế tạo các phần tử bán dẫn công suất đã đạt được những tiến bộ vượt bậc với việc cho ra đời những phần tử kích thước nhỏ gọn, có khả năng đóng cắt dòng điện lớn, chịu được điện áp cao và giảm tổn hao công suất. Cùng với đó là các tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực lý thuyết điều khiển và các phần tử điều khiển ví dụ như các chip vi xử lý, vi điều khiển, DSP 16 bit, 32 bit, … nhanh và mạnh hơn trước rất nhiều. Những nền tảng quan trọng đó đóng vai trò quyết định đến sự phát triển của lĩnh vực điện tử công suất, góp phần tạo ra nhiều chủng loại bộ biến đổi với những ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong đời sống. Điện tử công suất đã và đang phát triển mạnh mẽ và trải rộng trong hầu khắp các lĩnh vực. Với dải công suất trải rộng từ nhỏ (vài W đến vài trăm W) đến lớn và rất lớn (vài trăm kW đến vài chục MW). Điện tử công suất được ứng dụng rộng khắp từ các thiết bị cầm tay, dân dụng đến các thiết bị công nghiệp, các hệ thống trong công nghiệp. Đối tượng chính của điện tử công suất là các bộ biến đổi bán dẫn công suất hay còn gọi là các bộ biến đổi. Nhiệm vụ của điện tử công suất là xử lý và điều khiển dòng năng lượng điện bằng cách cung cấp điện áp và dòng điện ở dạng thích hợp cho các tải. Để làm được điều đó, cần phải có những bộ biến đổi thích hợp với từng yêu cầu khác nhau của tải. Các bộ biến đổi trong điện tử công suất thường được chia ra làm năm dạng chính. Các bộ biến đổi làm nhiệm vụ chỉnh lưu: biến đổi điện xoay chiều (AC) thành điện một chiều (DC). Các bộ biến đổi làm nhiệm vụ nghịch lưu: biến đổi điện một chiều (DC) thành xoay chiều (AC). Các bộ điều chỉnh điện áp xoay chiều AC/AC còn được gọi là các bộ băm xung xoay chiều; các bộ điều chỉnh điện áp một chiều DC/DC: các bộ băm xung một chiều. Và cuối cùng là biến tần: biến đổi tần số từ điện xoay chiều có tần số f 1 sang tần số f 2 . Hình 1. 2 Các dạng biến đổi năng lượng cơ bản trong điện tử công suất Ngày nay trong công nghiệp đang xuất hiện ngày càng nhiều các ứng dụng đòi hỏi công suất lớn và hoạt động được với điện áp trung áp. Các động cơ trung áp công suất lớn là một ví dụ điển hình. Các động cơ, các bộ truyền động trung áp có dải công suất trải rộng từ 0,4 MW đến 40 MW và dải điện áp từ 2,3 kV đến 13,8 kV; tuy nhiên vùng làm việc chủ yếu của động cơ trung áp là từ 1 MW đến 4 MW với dải điện áp từ 3,3 kV đến 6,6 kV. Động cơ trung áp công suất lớn được sử dụng trong công nghiệp ở nhiều lĩnh vực khác nhau như: sử dụng làm máy bơm trong hệ thống đường ống của ngành công nghiệp hóa dầu, dùng để chạy quạt trong ngành công nghiệp xi-măng, dùng làm máy bơm nước ở các trạm bơm, dùng làm động cơ của các máy cán thép trong ngành công nghiệp sản xuất thép, đặc biệt là các ứng dụng trong lĩnh vực đường sắt và còn nhiều ứng dụng khác nữa. Khi làm việc với lưới điện trung áp, phương pháp chỉ nối duy nhất một van bán dẫn công suất trực tiếp với lưới sẽ gây ra rất nhiều khó khăn. Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đã nghiên cứu và cho ra đời rất nhiều các bộ biến đổi công suất lớn như một công cụ giao tiếp hữu hiệu giữa các ứng dụng yêu cầu công suất lớn với lưới điện. Tuy nhiên, các bộ biến đổi công suất lớn không chỉ giải quyết vấn đề của động cơ trong công nghiệp mà nó còn được ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực khác nữa, đặc biệt là trong truyền tải điện năng như hệ thống truyền tải điện xoay chiều thông minh (FACTS - Flexible Alternating Current Transmission System) hay hệ thống truyền tải điện một chiều điện áp cao (HVDC – High-Voltage Direct Current). Hay trong một lĩnh vực đang rất được quan tâm khác là năng lượng sạch, các nguồn quang điện, điện gió cũng như các pin nhiên liệu có thể thông qua các bộ biến đổi công suất lớn để truyền tải điện năng từ nguồn cung cấp đến nơi sử dụng. Các bộ biến đổi công suất lớn có thể sử dụng một trong hai dạng: bộ biến đổi nguồn dòng hoặc bộ biến đổi nguồn áp. Vì các bộ biến đổi nguồn dòng vốn không có sẵn trong thực tế và lại phải giữ cho nguồn dòng bằng hằng số nên gây ra rất nhiều khó khăn cho công tác điều khiển. Do đó nên trong thực tế hiện nay, người ta thường dùng các bộ biến đổi công suất lớn là các bộ biến đổi nguồn áp. Yêu cầu chung đối với các bộ biến đổi công suất lớn hiện nay là:  Đóng cắt với tần số cao  Tạo ra điện áp xoay chiều có ít sóng hài  Có công suất lớn  Điện áp đầu ra cao 1.2. Tổng quan về các bộ biến đổi công suất lớn. Tùy theo công suất, cấu trúc bộ biến đổi và các yêu cầu của tải mà ta có các bộ biến đổi công suất lớn khác nhau. Các bộ biến đổi công suất lớn hiện nay có thể phân làm hai dạng chính là: bộ biến đổi đa mức và bộ biến đổi đa cấp. Trong đó, các bộ biến đổi đa cấp bao gồm ba dạng thường gặp đó là: bộ biến đổi có sử dụng máy biến áp, bộ biến đổi cấu trúc ghép tầng cầu H (Cascaded H-bridge Converter) và bộ biến đổi đa cấp kiểu mô- đun (MMC – Multilevel Modular Converter). Cách phân loại bộ biến đổi công suất lớn được cho ở hình dưới đây: Bộ biến đổi công suất lớn Bộ biến đổi đa mức Bộ biến đổi đa cấp Bộ biến đổi có dùng máy biến áp Bộ biến đổi cấu trúc ghép tầng cầu H Bộ biến đổi đa cấp kiểu mô-đun Hình 1. 3 Tổng quan bộ biến đổi công suất lớn 1.2.1. Bộ biến đổi đa mức Hình 1. 4: (a) Bộ biến đổi hai mức; (b) Bộ biến đổi ba mức; (c) Bộ biến đổi n mức Những khái niệm đầu tiên về các bộ biến đổi đa mức đã được nhắc đến từ năm 1975 với khởi đầu là các bộ biến đổi ba mức. Kể từ đó đến nay, rất nhiều cấu trúc, cơ cấu của bộ biến đổi đa mức đã được phát triển lên. Tuy vậy, khái niệm cơ sở về các bộ biến đổi đa mức vẫn là: sử dụng một chuỗi các van bán dẫn cùng với một vài nguồn áp một chiều điện áp thấp để tạo ra được sự biến đổi công suất bằng cách tổng hợp các sóng điện áp hình thang. Mục đích sau cùng chính là đạt tới được mức công suất cao hơn. Tụ điện, pin và các nguồn năng lượng tái tạo đều có thể được sử dụng làm các nguồn áp trong các bộ biến đổi đa mức. Cách thức đóng hay mở các van bán dẫn theo một quy luật định trước sẽ nối thông hoặc nối tắt các nguồn một chiều tạo ra các mức điện áp khác nhau theo quy luật, từ đó tổng hợp các mức điện áp tạo ra dạng điện áp tổng cao hơn ở đầu ra. a) Bộ biến đổi hai mức Hình 1. 5. Bộ biến đổi hai mức và dạng điện áp đầu ra Bộ biến đổi hai mức chỉ tạo ra được điện áp đầu ra có biên độ lớn nhất là V d , độ méo tổng THD tương đối cao, chất lượng điện áp còn chưa tốt và có công suất nhỏ. Tuy nhiên ưu điểm của bộ biến đổi hai mức là nó có cấu trúc đơn giản và dễ điều khiển. b) Bộ biến đổi cấu trúc điốt kẹp (Diode-Clamped Multilevel Inverter)  Sơ đồ cấu trúc. Bộ biến đổi điốt kẹp sử dụng các điốt và tụ điện nối tầng để tạo ra nhiều mức điện áp khác nhau. Ban đầu, bộ biến đổi điốt kẹp vốn được sử dụng như một bộ nghịch lưu ba mức. Sau đó, nó đã được phát triển lên thành một bộ biến đổi ba pha sáu mức như ở hình 1.7. Nhìn trên sơ đồ cấu trúc ta thấy mỗi pha của bộ biến đổi đều được nối với đường dẫn một chiều chung ta tạm gọi đó là đường dẫn nguồn. Tuy nhiên, đường dẫn nguồn lại được chia ra thành sáu mức điện áp khác nhau bởi năm tụ điện từ C 1 đến C 5 như trong hình vẽ. Điện áp trên mỗi tụ điện là V DC và điện áp trên mỗi van bán dẫn bị hạn chế ở mức là V DC thông qua các diot kẹp. Hình 1. 6 Cấu trúc bộ biến đổi đa mức điốt kẹp (Diode-Clamped Multilevel Inverter)  Nguyên lý hoạt động Bảng 1.1 liệt kê các trạng thái đóng cắt của các van bán dẫn và các mức điện áp đầu ra tương ứng của pha a . Quy ước lấy điện áp V 0 ở nhánh âm của đường dẫn một chiều là bằng 0. Đối với các van bán dẫn ta coi: trạng thái 1 tức là van mở và trạng thái 0 tức là van khóa. Mỗi pha có năm cặp van liên hợp, mỗi cặp van liên hợp hoạt động theo nguyên tắc: khi một van bất kỳ trong cặp van liên hợp ở trạng thái 1 (mở) thì bắt buộc van còn lại phải ở trạng thái 0 (đóng). Năm cặp van liên hợp của pha a là (S a1 , S a’1 ), (S a2 , S a’2 ), (S a3 , S a’3 ), (S a4 , S a’4 ), (S a5 , S a’5 ). Từ bảng 1.1 ta có nhận xét : trong một pha, các van ở trạng thái 1 (mở) luôn liền kề nối tiếp nhau, đối với một bộ nghịch lưu sáu mức, luôn có năm van ở trạng thái mở trong mọi thời điểm. Bảng 1. 1 Bảng đóng cắt các van trong pha a Điện áp Trạng thái đóng cắt S a5 S a4 S a3 S a2 S a1 S a’5 S a’4 S a’3 S a’2 S a’1 V 5 =5V DC 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 V 4 =4V DC 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 V 3 =3V DC 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 V 2 =2V DC 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 V 1 =V DC 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 V 0 =0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 Hình 1. 7 Dạng đồ thị điện áp đầu ra của bộ nghịch lưu tụ kẹp Mỗi điện áp dây ở đầu ra của bộ nghịch lưu có dạng như trên hình 1.2, trong đó V ab là tổng hợp điện áp thu được của điện áp trên pha a và pha b. Kết quả ta thu được điện áp tổng ở đầu ra là một sóng hình thang mười một mức có dạng gần với sóng Sin. Từ đó ta có thể rút ra kết luận: một bộ nghịch lưu điốt kẹp m mức sẽ cho m mức điện áp pha và (2m - 1) mức điện áp dây ở đầu ra. Mặc dù mỗi thiết bị đóng cắt chỉ dùng để khóa duy nhất một mức điện áp là V DC nhưng trong cấu trúc điốt kẹp lại yêu cầu phải có thể khóa được nhiều mức điện áp ngược khác nhau. Ví dụ trên pha a, khi tất cả các van bán dẫn ở nhánh dưới từ S a’1 đến S a’5 đều mở, điốt D 4 khóa mức điện áp lên tới 4V DC , tương tự như vậy, điốt D 3 khóa mức 3V DC , điốt D 2 khóa mức 2V DC và điốt D 1 khóa mức V DC . Nếu bộ nghịch lưu được thiết kế sao cho mỗi điốt khóa đều có cùng mức điện áp với các van chuyển mạch, thì điốt D n sẽ phải tương đương với n điốt mắc nối tiếp nhau. Khi đó dẫn đến, số lượng điốt cần có trong mỗi pha sẽ là (m - 1)x(m - 2). Tức là số lượng điốt khóa sẽ tỷ lệ với bình phương số mức của bộ biến đổi điốt kẹp. Các ứng dụng tiêu biểu của bộ biến đổi đa mức điốt kẹp là: kết nối trung gian giữa đường dây truyền tải điện áp cao một chiều với đường dây truyền tải xoay chiều. Dùng trong điều khiển tốc độ cho động cơ công suất lớn, sử dụng điện trung áp .Bù VAR tĩnh. Bộ biến đổi đa mức sử dụng điốt kẹp có những ưu điểm như sau:  Tất cả các pha dùng chung một đường dẫn nguồn một chiều (DC bus) với yêu cầu tối thiểu về số lượng tụ điện.  Các tụ điện có thể được nạp điện từ trước theo nhóm.  Hiệu suất cao vì tổng thiết bị được đóng cắt ở tần số cơ bản.  Phương thức điều khiển đơn giản cho thể thức Back-To-Back. Bên cạnh những ưu điểm vừa kể trên, bộ biến đổi điốt kẹp cũng có những nhược điểm như sau :  Điều khiển dòng công suất tác dụng sẽ là khó khăn cho mỗi bộ nghịch lưu đơn bởi vì nguồn điện áp một chiều trung áp thường gặp khó khăn trong vấn đề nạp tụ nếu không có các bộ điều khiển.  Số lượng diot đòi hỏi tương đối lớn do đó bộ biến đổi sẽ trở nên rất cồng kềnh khi số mức nghịch lưu lớn. 1.2.2. Bộ biến đổi đa cấp Ngày nay, các hệ thống kiểu phân tán và module hóa đang trở thành những mô hình tối ưu để thực thi những yêu cầu đặt ra trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật. Mô hình bộ biến đổi đa cấp là một ví dụ điển hình cho phương pháp này. Bộ biến đổi đa cấp đã đáp ứng được những tiêu chuẩn đề ra như: tăng độ tin cậy trong hoạt động, dễ dàng chuẩn đoán lỗi, sửa chữa bảo dưỡng và tái cấu trúc hệ thống. Đặc biệt trong trường hợp xảy ra sự cố, cấu trúc module cho phép hệ thống điều khiển có thể dễ dàng cách ly vấn đề, duy trì hoạt động an toàn cho toàn bộ hệ thống. Thậm chí trong nhiều trường hợp có thể vận hành đạt gần như mức bình thường dù có xảy ra sự cố. Sự tiến bộ gần đây trong việc nâng cao tính năng dòng, áp của các thiết bị chuyển mạch như IGBT, GTO đã thúc đẩy việc nghiên cứu nâng cấp và mở rộng phạm vi sử dụng của các bộ biến đổi đa cấp. Qua bộ biến đổi đa cấp, dạng điện áp đầu ra sẽ gần với hình Sin. Hình 1. 8 Dạng điện áp đầu ra của bộ biến đổi 9 mức So với các bộ biến đổi hai mức, các bộ biến đổi đa cấp đã cho thấy rõ được những ưu điểm vượt trội như:  Chất lượng sóng hình thang: Bộ biến đổi đa cấp không chỉ cho điện áp đầu ra với mức sóng hài thấp hơn rất nhiều mà còn giảm được độ dốc điện áp   ; do đó vấn đề về tính tương thích điện từ có thể được giải quyết phần nào.  Điện áp của các module: Bộ biến đổi đa cấp cho ra nhiều bậc điện áp nhỏ. Do đó ứng suất mà các động cơ phải chịu khi nối chúng vào bộ điều khiển nhiều động cơ được giảm. Trong tương lai thông qua bộ điều chế tiên tiến các chế độ điện áp còn có thể được loại bỏ.  Dòng điện xoay chiều đầu ra: Bộ biến đổi đa cấp có thể cung cấp dòng điện xoay chiều ít bị biến dạng.  Tần số chuyển mạch: Các bộ biến đổi đa cấp có thể hoạt động ở hai tần số đóng cắt là tần số đóng cắt cơ bản và tần số cao PWM. Do đó, bằng cách giảm tần số đóng cắt ta có thể giảm được tổn hao do chuyển mạch và vì vậy có thể đạt được hiệu suất cao hơn. Tuy nhiên, các bộ biến đổi đa cấp cũng có một số nhược điểm. Một trong những nhược điểm chính của bộ biến đổi đa cấp là cần phải sử dụng đến một số lượng lớn phần tử đóng cắt bán dẫn và đi kèm với đó là các hệ thống điều khiển van. Do đó sẽ làm tăng mức độ phức tạp của toàn bộ hệ thống cũng như làm gia tăng tổn hao chung. a. Bộ biến đổi sử dụng máy biến áp Hình 1. 9 Sơ đồ cấu trúc bộ biến đổi ghép tầng dùng máy biến áp. Bộ biến đổi đa cấp ghép tầng dùng máy biến áp có thể tạo ra được điện áp có biên độ lớn thông qua máy biến áp, mỗi cấp điện áp có bề rộng như nhau. Các máy biến áp ở đây được sử dụng để cộng các xung vuông thành áp nấc thang, có số bậc được tính bằng hai lần số bộ nghịch lưu một pha. [...]... hiểu và phân tích nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi MMC bao gồm hai dạng cấu trúc: bộ biến đổi nửa cầu và bộ biến đổi cầu Từ đó, em đã tìm hiểu về các ứng dụng của bộ biến đổi MMC trong thực tế  Chương 3: Phương pháp biến điệu độ rông xung PWM sử dụng trong bộ biến đổi MMC Trong chương này, em nêu ra và phân tích các phương pháp PWM được sử dụng cho bộ biến đổi MMC trong thực tế, phân tích nguyên lý,... đó là giới thiệu chung và phân loại các bộ biến đổi công suất lớn đang được sử dụng phổ biến hiện nay Đặc biệt, từ đó em muốn đưa ra sự so sánh để thấy được nhưng ưu điểm cũng như nhược điểm của bộ biến đổi đa bậc kiểu module MMC so với các bộ biến đổi khác và lý do tìm hiểu nghiên cứu về bộ MMC  Chương 2: Phân tích nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi kiểu module Trong chương này em đi sâu vào tìm... 8v SM 8w Hình 2 1 Cấu trúc mạch lực của bộ biến đổi MMC [13] Bộ biến đổi ghép tầng đa cấp kiểu module (MMC) có thể phân thành hai dạng là : bộ biến đổi nửa cầu nối sao kép (DSCC – Double Star Chopper-cell) và bộ biến đổi cầu nối sao kép (Double Star Bride-cell) Hai loại trên cùng là loại bộ biến đổi đa cấp, điện áp ra đều có dạng mức, cấu trúc mạch đều là các module thành phần (SM) ghép tầng với nhau... thuật biến đổi đa cấp được gọi là bộ biến đổi đa cấp kiểu mô-đun (MMC) của Siemens đã lần đầu tiên được đưa vào sử dụng trong thực tế Gần như cùng lúc đó, ABB đã nâng cấp sản phẩm HVDC Light của họ cũng dựa trên một công nghệ tương tự đó chính là bộ biến đổi đa cấp kiểu mô-đun (MMC) MMC được xây dựng từ các module thành phần đông nhất nhưng lại có khả năng điều khiển độc lập được từng module Các module. .. cho bộ MMC Sau đó, em đã đề ra ba phương án điều khiển là: điều khiển trung bình, điều khiển cân bằng cho tưng SM và điều khiển cân bằng nhánh  Chương 6: Kết quả mô phỏng Trình bày các thông số mô phỏng và các kết quả mô phỏng từ phần mềm PSCAD Chương 2 PHÂN TÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ BIẾN ĐỔI ĐA CẤP KIỂU MODULE 2.1 Cấu trúc của bộ biến đổi đa cấp kiểu module - MMC Mỗi pha của bộ biến đổi MMC. .. phẩm đã có sẵn các nguồn một chiều độc lập c Bộ biến đổi đa cấp kiểu mô-đun (Modular Multilevel Converter - MMC)  Sơ đồ cấu trúc SM Usv Usw SM SM SM Usu SM SM n module thành phần SM SM SM L L L iu L L iv L Vdc iw L L L SM SM SM SM SM SM SM SM SM Hình 1 13 Cấu trúc bộ biến đổi đa cấp kiểu module (MMC) Hình 1 14 Module thành phần có cấu trúc nửa cầu Hình 1 15 Module thành phần có cấu trúc cầu Trong năm... cũng sẽ tăng lên TỔNG KẾT: Bộ biến đổi đa mức kiểu module (Modular Multilevel Converter - MMC) là một trong những bộ biến đổi trung và cao áp tiên tiến, hiệu quả nhất để đạt được mục tiêu có thể biến đổi công suất lớn mà không cần phải sử dụng đến máy biến áp Năm 1981, Alesina và Venturini đã đề xuất cấu trúc nhánh kiểu module theo phương pháp mỗi nhánh là sự xếp chồng của nhiều bộ nguồn Marquardt và Lesnicar... không đồng bộ giữa hai hệ thống điện với cùng một dải tần số (hình 2.7)  DSCC còn được ứng dụng cho hệ thống bộ biến đổi nối lưới để trao đổi công suất phản kháng với lưới điện (hình 2.8) 2.3.2 Ứng dụng của bộ biến đổi cầu Khác với DSCC, DSBC có cấu trúc bộ biến đổi được nối hình sao, gồm các đầu xoay chiều của nhiều bộ biến đổi cầu cũng được ghép tầng với nhau ở hai nhánh trên và dưới DSBC sử dụng hai... PLUS ứng dụng công nghệ MMC Theo báo cáo thì cấu trúc của hệ thống HVDC PLUS có hơn 200 mô-đun thành phần ở mỗi nhánh, và cố thể cung cấp công suất lên tới 400 MVA Với yêu cầu thực hiện đồ án tốt nghiệp trong khoảng thời gian định trước, chúng em đã quyết định lựa chọn đề tài là Nghiên cứu ứng dụng của bộ biến đổi đa cấp kiểu module Trong đó chú trọng nghiên cứu, tìm hiểu và mô phỏng hoạt động của bộ. .. điện áp phía AC của bộ MMC 9 mức Bộ biến đổi MMC có những ưu điểm nổi bật như:  Tính khả dụng cao, có cấu trúc mô đun dựa trên sự kết nối nhiều bộ biến đổi (SM) đồng nhất, sử dụng chung một bus DC  Đối với các ứng dụng nối lưới thì bộ biến đổi nối MMC có khả năng bù công suất phản kháng, loại bỏ sóng hài, đồng thời cân bằng tải  Do không dùng tới nguồn một chiều độc lập cung cấp cho từng SM nên . đổi đa mức Bộ biến đổi đa cấp Bộ biến đổi có dùng máy biến áp Bộ biến đổi cấu trúc ghép tầng cầu H Bộ biến đổi đa cấp kiểu mô-đun Hình 1. 3 Tổng quan bộ biến đổi công suất lớn 1.2.1. Bộ biến. Nghiên cứu ứng dụng của bộ biến đổi đa cấp kiểu module . Trong đó chú trọng nghiên cứu, tìm hiểu và mô phỏng hoạt động của bộ biến đổi đa mức kiểu module – MMC vì những tiến bộ và những ứng. hai dạng chính là: bộ biến đổi đa mức và bộ biến đổi đa cấp. Trong đó, các bộ biến đổi đa cấp bao gồm ba dạng thường gặp đó là: bộ biến đổi có sử dụng máy biến áp, bộ biến đổi cấu trúc ghép