Điều khiển độc lập p và q của máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép ứng dụng trí thông minh nhân tạo

M CăL Că TRANG Trang tựa Quyết định giao đề tài Xác nh n c a cán h ớng d n LỦ lịch khoa học i L i cam đoan ii C m tạ iii Tóm tắt iv M c l c v Danh sách chữ viết tắt viii Danh sách hình x Danh sách b ng xiii M ăĐ U CH NGă1 T NGăQUANăV ăNĔNGăL NGăGIÓ 1.1 Tổng quan chung l ợng 1.2 Lịch sử phát triển l ợng gió 1.3 Tình hình phát triển điện gió triển vọng t ơng lai 1.4 Những thu n lợi khó khăn c a việc sử d ng l ợng gió 12 1.5 Tiềm điện gió c a Việt Nam 14 1.6 Các kết qu nghiên c u ngồi n ớc đư cơng bố 15 CH NGă2 17 C ăS ăLụăTHUY T 17 2.1 Các loại turbine gió: 17 vă 2.2 Các loại c u hình turbine gió kết nối vào l ới điện 18 2.2.1 Máy phát điện không đồng nguồn kép (DFIG) 19 2.2.2 Máy phát điện không đồng nguồn kép không chổi quét (BDFIG) 20 2.2.3 Máy phát điện đồng nam châm vĩnh cửu (Permament Magnet SG) 20 2.3 Các thành phần c a hệ thơng turbine gió ậ DFIG 21 2.4 Định nghĩa mơ hình mơ 23 2.5 u nh ợc điểm m c đích xây dựng mơ hình động 24 2.6 Mơ hình động c a máy điện khơng đồng 25 2.7 Ph ơng trình chuyển đổi hệ quy chiếu 28 2.7.1 Mối quan hệ hệ thống ba pha hệ thống hai pha 28 2.7.2 Mối quan hệ hệ tr c tọa độ tĩnh hệ tr c tọa độ quay 29 2.7.3 Mối quan hệ hệ tr c tọa độ tĩnh abc hệ tr c tọa độ quay dq 30 2.8 Ph ơng trình tốn máy điện khơng đồng nguồn kép DFIG 30 2.8.1 Mơ hình tốn máy điện DFIG vector không gian 31 2.8.2 Mơ hình tốn máy điện DFIG hệ quy chiếu quay 32 CH NGă3 35 ĐI UăKHI NăPIă NGăD NGăFUZZYăLOGIC 35 3.1 Bộ hiệu chỉnh PID truyền thống 35 3.2 Bộ hiệu chỉnh PI với khâu hiệu chỉnh anti windup 37 3.3 Điều khiển m 38 3.3.1 Khái niệm b n 39 3.3.2 Định nghĩa t p m 40 3.3.3 C u trúc điều khiển m 40 3.3.4 Nguyên lỦ điều khiển m 40 viă 3.4 Bộ hiệu chỉnh PI ng d ng Fuzzy logic 41 CH NGă4 47 MƠăHÌNHăMƠăPH NGăĐI UăKHI NăMÁYăPHÁTăĐI NăGIĨăDFIGă TRONGăMATLABăSIMULINK 47 4.1 Mơ hình máy phát điện nguồn kép DFIG - 2,3 MW 47 4.2 Mơ hình điều khiển converter 51 4.2.1 Mơ hình điều khiển converter phía rotor máy phát 52 4.2.2 Mơ hình điều khiển converter phía l ới 54 4.2.3 Mơ hình điều khiển tốc độ rotor turbine 54 4.2.4 Mơ hình nghịch l u áp c p nguồn cho rotor máy phát 55 4.3 Mơ hình tua bin gió 55 CH NGă5 56 SOăSÁNHăK TăQU ăMÔăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ăD NGăPIă K TăH PăFUZZYăLOGIC 56 5.1 Mơ hình dùng để chạy mơ Matlab/Simulink 56 5.2 So sánh điều khiển PI truyền thống PI-Fuzzy 59 5.2.1 C u trúc điều khiển với điều khiển PI truyền thống PI-Fuzzy 59 5.2.2 Kết qu mô điều kiện tốc độ gió cố định 60 5.2.3 Kết qu mô điều kiện tốc độ gió thay đổi ng u nhiên 66 5.3 Phân tích kết qu mơ 72 CH NGă6 75 K TăLU N 75 6.1 Kết lu n 75 6.2 H ớng phát triển c a đề tài t ơng lai 75 TÀIăLI UăTHAMăKH O 76 viiă DANHăSÁCHăCÁCăCH ăVI TăT Tă ă Kýăhi uă Chúăgi iă P : Công su t tác d ng (W) : Công su t định m c c a máy phát (W) Q : Công su t ph n kháng (Var) : Điện áp (V) : Dòng điện (A) : Điện tr (Ω) : C m kháng (H) : C m kháng từ hóa (H)  : Từ thông (Wb) : Hệ số rung (N.m/s) : Độ c ng truyền (M.m/rad) J : Moment quán tính (N.m) : Moment điện từ (N.m) R : Bán kính quạt gió turbine (m)  : V n tốc góc (rad/s) : V n tốc góc tr c rotor c a máy phát (rad/s) : V n tốc tr ợt c a máy phát (rad/s) s : Hệ số tr ợt p : Số đôi cực abc : hệ quy chiếu abc dq : hệ quy chiếu dq ă ă viiiă Cácăkýăhi uăchỉăsốă  Chỉăsốătrênă s : Quy phía stator r : Quy phía rotor t : Là ma tr n chuyển vị  Chỉăsốăd iă s : Các đại l ợng c a stator r : Các đại l ợng c a rotor g : Các đại l ợng phía l ới ref : Các đại l ợng tham kh o sr : Đại l ợng t ơng hỗ stator rotor aa, bb, cc : Đại l ợng tự c m cuộn dây stator a, b, c t ơng ng AA, BB, CC : Đại l ợng tự c m cuộn dây stator A, B, C t ơng ng gen : Các đại l ợng máy phát sharf : Các đại l ợng tr c truyền turb : Các đại l ợng c a turbin d; q : Các đại l ợng tr c d, tr c q t ơng ng hệ quy chiếu dq α, β : Các đại l ợng tr c α, tr c β t ơng ng hệ quy chiếu αβ a, b, c : Các đại l ợng pha a, pha b, pha c t ơng ng stator A, B, C : Các đại l ợng pha A, pha B, pha C t ơng ng rotor ixă DANHăSÁCHăCÁCăHÌNHă Hình 1.1: Cối xay gió Tây Ban Nha Hình 1.2: Lịch sử phát triển l ợng gió từ 1996 đến 2008 Hình 1.3: Tổng công su t lắp đặt từ 2010 ậ 2013 [MW] Hình 1.4: Tổng cơng su t lắp đặt c a n ớc Hình 1.5: Tỉ lệ phần trăm cơng su t lắp đặt Hình 1.6: Tổng công su t lắp đặt từ 1997 ậ 2020 [GW] Hình 1.7: Tiềm l ợng gió c a Đông Nam Á ( độ cao 65 m) theo n ớc 2013 Ngân hàng Thế giới Hình 2.1: Phân loại turbin gió Hình 2.2: Turbin gió với DFIG Hình 2.3: Turbin gió với BDFIG Hình 2.4: Turbin gió với PMSG Hình 2.5: Các thành phần c a hệ thống turbin gió ậ DFIG Hình 2.6: Sơ đồ c u trúc chung c a máy điện không đồng Hình 2.7: Hệ quy chiếu quay dq Hình 2.8: Ngun lỦ vectơ khơng gian Hình 2.9: Mối quan hệ hai hệ tr c toạ độ αβ dq Hình 2.10: Mạch t ơng đ ơng máy điện DFIG quy đổi phía stator Hình 3.1: Bộ điều khiển PI sử d ng khâu anti-windup Hình 3.2: Nguyên lỦ điều khiển m Hình 3.3: Bộ điều khiển PI sử d ng Fuzzy logic Hình 3.4: Giao diện soạn th o b n Fuzzy logic matlab/Simulink Hình 3.5: Soạn th o hàm thành viên sai số tốc độ e(t) Hình 3.6: Soạn th o hàm thành viên độ dốc sai số tốc độ de/dt Hình 3.7: Soạn th o hàm thành viên Kp Hình 3.8: Soạn th o hàm thành viên Ti Hình 3.9: Soạn th o lu t m xă Hình 4.1: Khối mơ hình máy phát DFIG Hình 4.2: Khối mơ hình abc2dq Hình 4.3: Khối mơ hình ph ơng trình điện áp stator rotor Hình 4.4: Khối mơ hình tính tốn từ thơng Hình 4.5: Khối mơ hình 2dqabc Hình 4.6: Khối mơ hình điều khiển converter phía rotor máy phát l ới Hình 4.7: Khối mơ hình điều khiển converter phía rotor máy phát Hình 4.8: Khối mơ hình tính tốn vị trí rotor dịng từ hố ậ Estimate Ims Hình 4.9: Khối chuyển abc sang αβ Hình 4.10: Khối tính điện áp điều chỉnh rotor Hình 4.11: Khối mơ hình điều khiển converter phía l ới Hình 4.12: Khối điều khiển điện áp Vdc “DC-link” Hình 4.13: Khối mơ hình điều khiển tốc độ rotor turtin “speed control” Hình 4.14: Khối mơ hình nghịch l u áp “Inverter” Hình 4.15: Khối mơ hình turbin gió Hình 5.1: Mơ hình tổng thể hệ thống điều khiển máy phát điện DFIG Hình 5.2: Đồ thị giá trị đặt cơng su t tác d ng Hình 5.3: Đồ thị giá trị đặt cơng su t ph n kháng Hình 5.4: Mơ hình điều khiển converter phía rotor máy phát “Rotor Converter Control” sử d ng PI truyền thống Hình 5.5: Mơ hình điều khiển converter phía rotor máy phát “Rotor Converter Control” sử d ng PI truyền thống kết hợp PI-Fuzzy Hình 5.6: Tốc độ gió cố định 12 m/s Hình 5.7: Cơng su t tác d ng tr Hình 5.8: Cơng su t ph n kháng tr Hình 5.9: Dịng điện stator tr Hình 5.10: Tốc độ rotor tr ng hợp cố định tốc độ gió ng hợp cố định tốc độ gió ng hợp cố định tốc độ gió ng hợp tốc độ gió cố định Hình 5.11: Góc pitch quạt gió tr ng hợp cố định tốc độ gió Hình 5.12: Tốc độ gió thay đổi ng u nhiên theo th i gian xiă Hình 5.13: Cơng su t tác d ng với tốc độ gió thay đổi Hình 5.14: Cơng su t ph n kháng với tốc độ gió thay đổi Hình 5.15: Dịng điện stator với tốc độ gió thay đổi Hình 5.16: Tốc độ rotor tr ng hợp tốc độ gió thay đổi Hình 5.17: Góc pitch quạt gió tr ng hợp cố định tốc độ gió xiiă DANHăSÁCHăCÁCăB NG B ng 3.1: Lu t m c a Kp B ng 3.2: Lu t m c a Ti B ng 5.1: Các thông số c a khối “Generator DFIG 2,3 MW” B ng 5.2: Các thông số c a khối “Wind Turbine” B ng 5.3: Các thông số c a khối “Converter” B ng 5.4: Giá trị đặt công su t tác d ng B ng 5.5: Giá trị đặt công su t ph n kháng B ng 5.6: Giá trị trung bình c a Ps Qs tr ng hợp tốc độ gió cố định B ng 5.7: Giá trị trung bình c a Ps Qs tr ng hợp tốc độ gió thay đổi xiiiă M ăĐ Uă M ăĐ Uă Lýădoălựaăch năđ ătƠiă Trong vòng 10 năm gần (2001 ậ 2010), Việt Nam đư đạt đ ợc b ớc tăng tr ng kinh tế nhanh chóng, với tốc độ trung bình đạt 7,2%/năm Cùng với nhu cầu sử d ng điện ngành kinh tế sinh hoạt liên t c gia tăng với tốc độ trung bình kho ng 14,5% Tổng s n l ợng điện th ơng phẩm đư tăng từ 31,3 tỷ kWh (2001) lên tới 99,1 tỷ kWh (2010), điều có nghĩa s n l ợng điện tiêu th đư tăng lần vòng 10 năm So với năm 2009, s n l ợng điện th ơng phẩm năm 2010 tăng kho ng 14,3%, g p 2,5 lần so với tốc độ tăng tr ng GDP (Gross Domestic Product) [8] Nhằm đ m b o cho nhu cầu điện để phát triển kinh tế - xư hội, Chính ph Việt Nam đư đặt số m c tiêu s n xu t điện Quy hoạch Phát triển Điện lực Quốc gia giai đoạn 2011 ậ 2020 có xét đến 2030 bao gồm: Cung c p đ nhu cầu điện n ớc, s n l ợng điện s n xu t nh p năm 2015 kho ng 194 ậ 210 tỷ kWh, kho ng 330 ậ 362 tỷ kWh vào năm 2020, kho ng 695 ậ 834 tỷ kWh v o 2030 u tiên phát triển nguồn l ợng tái tạo cho s n xu t điện, tăng tỷ lệ điện s n xu t từ nguồn l ợng từ m c 3,5% năm 2010, lên 4,5% tổng điện s n xu t vào năm 2020 6% vào 2030 [8] Tr ớc thách th c tình trạng thiếu điện ng phó hiệu qu với biến đổi khí h u năm kế hoạch phát triển “điện xanh” từ nguồn l ợng tái tạo gi i pháp kh thi nhằm đ m b o an ninh l ợng b o vệ môi tr ng [8] Gần đây, Chính ph Việt Nam đư xác định rõ m c tiêu định h ớng phát triển dạng “điện xanh” Trong đó, l ợng gió đ ợc xem lĩnh vực trọng tâm, số nghiên c u đánh giá cho th y Việt Nam có tiềm gió để phát triển dự án gió với quy mơ lớn r t kh thi Điển hình số dự án đư đ ợc đầu t đ a vào v n hành nh dự án điện gió Xư Bình Thạnh, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thu n, dự án điện gió lai tạo với máy 1ă Ch ngă5:ăSOăSÁNHăK TăQU ăMÔăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ă D NGăPIăK TăH PăFUZZYăLOGICă With PI-Fuzzy controllers Stator current (A) 2000 1000 -1000 -2000 20 30 40 50 Stator current (A) 70 80 90 100 With traditional PI controllers 2000 1000 -1000 -2000 75 75.01 75.02 75.03 75.04 75.05 Time (s) 75.06 75.07 75.08 75.09 75.1 75.07 75.08 75.09 75.1 With PI-Fuzzy controllers 2000 Stator current (A) 60 Time (s) 1000 -1000 -2000 75 75.01 75.02 75.03 75.04 75.05 Time (s) Hìnhă5.9: Dịng điện stator tr 64ă 75.06 ng hợp cố định tốc độ gió Ch ngă5:ăSOăSÁNHăK TăQU ăMƠăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ă D NGăPIăK TăH PăFUZZYăLOGICă With traditional PI controller 2000 Rotor speed (rpm) 1500 1000 500 -500 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 100 70 80 90 100 With PI-Fuzzy controller 2000 Rotor speed (rpm) 1500 1000 500 -500 10 20 30 40 50 Time (s) 60 With traditional PI controllers 1600 Rotor speed (rpm) 1550 1500 1450 1400 1350 1300 20 30 40 50 60 Time (s) 70 80 90 100 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers 1600 Rotor speed (rpm) 1550 1500 1450 1400 1350 1300 20 30 40 50 60 Time (s) Hìnhă5.10: Tốc độ rotor tr 65ă 70 ng hợp tốc độ gió cố định Ch ngă5:ăSOăSÁNHăK TăQU ăMÔăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ă D NGăPIăK TăH PăFUZZYăLOGICă With traditional PI controller 30 Pitch angle (deg) 25 20 15 10 -5 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 100 With PI-Fuzzy controller 30 Pitch angle (deg) 25 20 15 10 -5 10 20 30 40 50 Time (s) Hìnhă5.11: Góc pitch quạt gió tr 60 70 80 90 100 ng hợp cố định tốc độ gió 5.2.3 K tăqu ămơăph ngătrongăđi uăki nătốcăđ ăgióăthayăđ iăng uănhiênă Random Variable Wind Speed 14 Wind speed (m/s) 13.5 13 12.5 12 11.5 11 10.5 10 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 Hìnhă5.12: Tốc độ gió thay đổi ng u nhiên theo th i gian 66ă 100 Ch ngă5:ăSOăSÁNHăK TăQU ăMÔăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ă D NGăPIăK TăH PăFUZZYăLOGICă With traditional PI controllers 1.6 x 10 Active power (W) 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 0.9 20 30 40 50 1.6 60 Time (s) 70 80 90 100 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers x 10 Active power (W) 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 0.9 20 30 40 50 Active power (W) x 10 1.55 1.5 1.45 1.4 75 1.6 Active power (W) 70 With traditional PI controllers 1.6 60 Time (s) x 10 75.5 76 76.5 77 77.5 Time (s) 78 78.5 79 79.5 80 78.5 79 79.5 80 With PI-Fuzzy controllers 1.55 1.5 1.45 1.4 75 75.5 76 76.5 77 77.5 Time (s) 78 Hìnhă5.13: Cơng su t tác d ng với tốc độ gió thay đổi 67ă Ch ngă5:ăSOăSÁNHăK TăQU ăMÔăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ă D NGăPIăK TăH PăFUZZYăLOGICă With traditional PI controllers Reactive power (VAR) 12 x 10 10 20 30 40 50 Reactive power (VAR) x 10 90 100 80 90 100 30 40 50 60 Time (s) 70 With traditional PI controllers 1.2 Reactive power (VAR) 80 10 20 x 10 1.1 0.9 0.8 75 1.2 Reactive power (VAR) 70 With PI-Fuzzy controllers 12 60 Time (s) 75.5 x 10 76 76.5 77 77.5 Time (s) 78 78.5 79 79.5 80 78.5 79 79.5 80 With PI-Fuzzy controllers 1.1 0.9 0.8 75 75.5 76 76.5 77 77.5 Time (s) 78 Hìnhă5.14: Cơng su t ph n kháng với tốc độ gió thay đổi 68ă Ch ngă5:ăSOăSÁNHăK TăQU ăMÔăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ă D NGăPIăK TăH PăFUZZYăLOGICă With traditional PI controllers Stator current (A) x 10 0.5 -0.5 -1 10 20 30 50 Time (s) 60 70 80 90 100 70 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers 40 x 10 Stator curent (A) 0.5 -0.5 -1 10 20 30 50 Time (s) 60 With traditional PI controllers 2000 Stator current (A) 40 1000 -1000 -2000 20 30 40 50 60 Time (s) 70 80 90 100 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers 2000 Stator current (A) 1500 1000 500 -500 -1000 -1500 -2000 20 30 40 50 60 Time (s) 69ă 70 Ch ngă5:ăSOăSÁNHăK TăQU ăMÔăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ă D NGăPIăK TăH PăFUZZYăLOGICă With traditional PI controllers Stator current (A) 2000 1000 -1000 -2000 75 75.01 75.02 75.03 75.04 75.05 Time (s) 75.06 75.07 75.08 75.09 75.1 75.07 75.08 75.09 75.1 With PI-Fuzzy controllers 2000 Stator current (A) 1500 1000 500 -500 -1000 -1500 -2000 75 75.01 75.02 75.03 75.04 75.05 Time (s) 75.06 Hìnhă5.15: Dịng điện stator với tốc độ gió thay đổi 70ă Ch ngă5:ăSOăSÁNHăK TăQU ăMÔăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ă D NGăPIăK TăH PăFUZZYăLOGICă With traditional PI controllers 2000 Rotor speed (rpm) 1500 1000 500 -500 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 100 70 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers 2000 Rotor speed (rpm) 1500 1000 500 -500 10 20 30 50 Time (s) 60 With tradional PI controllers 1700 Rotor speed (rpm) 40 1600 1500 1400 1300 20 30 40 50 60 Time (s) 70 80 90 100 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers 1700 Rotor speed (rpm) 1650 1600 1550 1500 1450 1400 1350 1300 20 30 40 50 60 Time (s) Hìnhă5.16: Tốc độ rotor tr 71ă 70 ng hợp tốc độ gió thay đổi Ch ngă5:ăSOăSÁNHăK TăQU ăMƠăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ă D NGăPIăK TăH PăFUZZYăLOGICă With traditional PI controller 30 Pitch angle (deg) 25 20 15 10 -5 10 20 30 40 50 Time (s) 60 70 80 90 100 70 80 90 100 With PI-Fuzzy controllers 30 Pitch angle (deg) 25 20 15 10 -5 10 20 30 40 50 Time (s) Hìnhă5.17: Góc pitch quạt gió tr 60 ng hợp cố định tốc độ gió 5.3 Phơnătíchăk tăqu ămơăph ngă Do máy công su t lớn nên moment quán tính máy phát lớn, th i điểm kh i động máy chuyển đến trạng thái xác l p ph i có l ợng th i gian đáng kể Nhìn chung hệ thống vào hoạt động ổn định r t nhanh sau kho ng 20 giây M c tiêu điều khiển độc l p công su t P Q c a máy phát điện gió khơng đồng nguồn kép đáp ng u cầu Công P Q ngõ c a máy phát đáp ng xác theo giá trị đặt máy phát v n hành 72ă chế độ xác l p Ch ngă5:ăSOăSÁNHăK TăQU ăMÔăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ă D NGăPIăK TăH PăFUZZYăLOGICă B ngă5.6: Giá trị trung bình c a Ps Qs tr ng hợp tốc độ gió cố định B ngă5.7: Giá trị trung bình c a Ps Qs tr ng u nhiên ng hợp tốc độ gió thay đổi Với kết qu thu đ ợc từ B ng 5.6 5.7, rõ ràng với việc ng d ng PI-Fuzzy vào kh phát công su t ngõ dựa theo giá trị đặt đạt độ xác cao B ng liệt kê giá trị trung bình hai kho ng th i gian 45 ậ 50 giây 75 ậ 80 giây, hai kho ng th i gian đại diện cho kho ng công su t ổn định trạng thái hai m c khác Kho ng th i gian 45 - 50 giây kho ng th i gian công su t đư gi m 75 - 80 giây kho ng th i gian công su t sau đư tăng lên Dựa vào giá trị trung bình thu đ ợc ta tính đ ợc phần trăm sai số so với giá trị đặt, kết qu thu đ ợc tr ng hợp điều khiển công su t tác d ng sử d ng PI-Fuzzy đạt hiệu qu so với sử d ng PI truyền thống, điều khiển cơng su t ph n kháng hiệu qu khơng nhiều Số liệu thống kê B ng 5.6 5.7 phù hợp với biểu đồ t ơng ng thu đ ợc Khi điều khiển công su t tác d ng ng d ng PI-Fuzzy tr 73ă ng hợp tốc Ch ngă5:ăSOăSÁNHăK TăQU ăMÔăPH NGăKHIăS ăD NGăPIăSOăV IăS ă D NGăPIăK TăH PăFUZZYăLOGICă độ gió cố định, sai số trạng thái ổn định đư gi m từ 2,7 % xuống 0,04 % (45 ậ 50 s) gi m từ 1,91 % xuống 0,02 % (75 ậ 80 s), tr ng hợp tốc độ gió ng u nhiên sai số gi m từ 2.33 % xuống 0,07 % (45 ậ 50s) gi m từ 1,95 % xuống % (75 ậ 80 s) Tuy nhiên dòng điện pha stator biến dạng nhiều sử d ng PI-Fuzzy nh Hình 5.12 5.20 Điều x y trình suy lu n logic m thông số điều khiển bị thay đổi nhiều th i gian mô Tốc độ cánh quạt c a máy phát thay đổi phù hợp c hai tr ng hợp Qua kết qu thu đ ợc chìa khóa quan trọng việc s n xu t điện với quy mô lớn trang trại gió Một phép tính đơn gi n với tốc độ gió ng u nhiên đ ợc thực s số liệu thống kê cho trang trại máy phát điện gió với 30 turbine gió Các yêu cầu l ợng hoạt động cho máy phát điện trang trại 1,5 MW Do đó, tồn trang trại cung c p tổng cộng 45 MW Bộ điều khiển PI truyền thống gây m t mát 1,048MW (2,33 % x 30 = 69,9 %) t ơng ng với nửa công su t yêu cầu cho máy phát điện Ví d hạn chế c a PI truyền thống khuyến khích ng i áp d ng điều khiển PI-Fuzzy DFIG lớn t p trung nhiều nghiên c u để c i thiện hiệu su t cho điều khiển để thu đ ợc kết qu tối u nh t ă 74ă Ch ngă6:ăK TăLU Nă CH NGă6ă K TăLU Nă 6.1 K tălu nă Các công việc đư thực đ ợc lu n văn c thể nh sau: - Lu n văn đư mơ hình hóa máy phát điện gió nguồn kép DFIG Matlab có hệ thống tuabin gió máy phát ch ơng trình mơ Kết qu thu đ ợc hệ thống tuabin gió DFIG điều chỉnh đ ợc độc l p công su t tác d ng công su t ph n kháng, điều làm cho hiệu su t phát điện tốt hơn, c i thiện đ ợc ch t l ợng điện - Mô đ ợc máy phát DFIG tr tr ng hợp sử d ng PI truyền thống ng hợp ng d ng trí thơng minh nhân tạo (PI-Fuzzy) vào điều khiển Kết qu thu đ ợc c hai tr ng hợp tốc độ gió cố định tốc độ gió thay đổi điều khiển thu đ ợc kết qu tốt gi m đ ợc sai số đáng kể theo nh b ng 5.6 b ng 5.7 6.2 H ngăphátătri năc aăđ ătƠiătrongăt ngălaiă Kết qu thu đ ợc áp d ng cho máy phát điều kiên lỦ t ng nên h ớng phát triển c a đề tài t ơng lai - Cần xét đến yếu tố khác nh ngắn mạch đầu cực máy phát, m t cân pha … turbin gió gây nh h - Sự nh h ng đến hệ thống nh ng c a hệ thống nhiều máy phát điện gió cơng su t lớn đến ổn định c a hệ thống - Cần tính tốn giới hạn c a cơng su t ph n kháng từ tính tốn kết hợp hệ thống bù cơng su t ph n kháng kết hợp kỹ thu t điều khiển để điều khiển điện áp đầu 75ă ă TÀIăLI UăTHAMăKH Oă TÀIăLI UăTHAMăKH Oă TI NGăVI Tă Tạ Văn Đa, “Đánh giá tài nguyên kh khai thác l ợng gió lưnh thổ Việt Nam”, báo cáo tổng kết đề tài KHCN c p Bộ, Hà Nội 10-2006 Tống Thị Hiếu, “Nghiên c u hệ thống turbine gió sử d ng máy phát điện không đồng nguồn kép (DFIG)”, Đại Học S Phạm Kỹ Thu t TP Hồ Chí Minh, 2012 Võ Xuân H i, “Điều khiển định h ớng từ thông máy phát điện gió khơng đồng nguồn kép”, Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, 2009 Nguyễn Bách Phúc, Nguyễn Hữu Bính, “Tổng quan phát triển điện gió giới”, Viện Điện ậ Điện tử Tin học TP HCM Phạm Đình Trực, “Bài gi ng Gi i tích máy điện nâng cao”, Tr ng Đại học Bách khoa Hồ Chí Minh, 2014 Cao Xuân Tuyển, Nguyễn Phùng Quang, “Các kết qu thực nghiệm điều khiển máy điện không đồng nguồn kép hệ thống phát điện chạy s c gió áp d ng ph ơng pháp thiết kế phi tuyến backstepping” ậ Năm 2006 Bùi Thanh Tân, “Điều khiển độc l p P Q c a máy phát điện gió khơng đồng nguồn kép”, Đại Học S Phạm Kỹ Thu t TP Hồ Chí Minh, 2011 Phan Thanh Tùng, Vũ Chi Mai, Angelika Wasielke, “ Tình hình phát triển điện gió kh cung ng tài cho dự án Việt Nam”, dự án Năng l ợng gió GIZ, Hà nội, 03/2012 Đàm Quang Minh, Vũ Thành Tự Anh, “Năng l ợng gió c a Việt Nam, tiềm triển vọng”, Tạp chí Tia Sáng, Bộ Khoa học Công Nghệ, 02/04/2006 ă ă 76ă TÀIăLI UăTHAMăKH Oă TI NGăN CăNGOÀIă 10 Andreas Petersson, “Analysis, Modeling and Control of Doubly-Fed Induction Generators for Wind Tuabins” Chalmers University of Technology, 2005 11 Morten Lindholm, “Modelling and Impact on power system dynamic”, technical University of Denmark 12 Noel A Janssens, “Active Power Control Strategies of DFIG Wind Turbines”, Senior Member, IEEE, Guillaume Lambin, and Nicolas Bragard ậ IEEE Power Tech 2007 13 Sim Power Systems For Use with Simulink, “User’s Guide”, 2005 14 Sathyajith Mathew, Assistant Professor & Wind Energy Consultant, “Wind energy”, Faculty of Engineering, KCAET, Tavanur, Malapuram, Kerala, India 15 The World Wind Energy Association, “World Wind Energy Report 2011”, Havana, Cuba, 3-5 June 2013 77ă S K L 0 ... tài ? ?Điều khiển độc l p P Q c a máy phát điện gió khơng đồng nguồn k? ?p ng d ng trí thơng minh nhân tạo? ?? v n đề cần thiết nhằm nâng cao hiệu qu v n hành máy phát điện gió, g? ?p phần vào việc phát. .. turbine gió kết nối vào l ới điện 18 2.2.1 Máy phát điện không đồng nguồn k? ?p (DFIG) 19 2.2.2 Máy phát điện không đồng nguồn k? ?p không chổi quét (BDFIG) 20 2.2.3 Máy phát điện đồng nam... máy điện không đồng B ớc 2: Mô máy điện không đồng phần mềm Matlab B ớc 3: Đ a ph ơng ph? ?p điều khiển B ớc 4: Mô điều khiển độc l p P Q c a DFIG B ớc 5: Kết h? ?p ng d ng Fuzzy logic vào điều khiển