Áp dụng phương pháp điều khiển thích nghi để nâng cao chất lượng điều khiển hệ thống máy phát điện sức gió sử dụng máy điện không đồng bộ roto day quấn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THỊ MINH THẢO Áp dụng phương pháp điều khiển thích nghi để nâng cao chất lượng điều khiển hệ thống máy phát điện sức gió sử dụng máy điện không đồng roto dây quấn Người hướng dẫn: Cao Xuân Tuyển 2012 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG MÁY PHÁT ðIỆN SỨC GIÓ 1.1 GIÓ VÀ NĂNG LƯỢNG GIÓ Từ lâu người ñã biết sử dụng lượng gió ñể tạo thay cho sức lao ñộng nặng nhọc, điển hình thuyền buồm chạy sức gió, cối xay gió xuất từ kỷ 14 ñược dùng phổ biến từ kỷ 17, thịnh vượng vào kỷ 18 ñặc biệt Hà Lan với hàng ngàn Từ kỷ 19 ñến nửa ñầu kỷ 20 với xuất phát triển máy nước loại ñộng ñốt trong, cối xay gió bị lãng quên Nhưng từ vài chục năm gần ñây với nguy cạn dần nguồn nhiên liệu khai thác ñược từ lịng đất vấn đề nhiễm mơi trường việc ñốt hàng ngày khối lượng lớn nguồn nhiên liệu hóa thạch nêu Việc nghiên cứu sử dụng dạng lượng tái tạo thiên nhiên có lượng gió lại nhiếu nước giới kể nước có công nghiệp lượng phát triển mạnh Nga, Mỹ, Pháp, CHLB ðức, Hà Lan, Anh, ðan Mạch, Thụy ðiển…ñặc biệt quan tâm Trên sở áp dụng thành tựu nhiều nghành khoa học tiên tiến thủy khí động lực học, tự động điều khiển, học kết cấu, truyền ñộng thủy lực, vật liệu mới…việc nghiên cứu sử dụng lượng gió đạt ñược tiến lớn chất lượng thiết bị quy mô ứng dụng Từ cối xay gió với cánh gió đơn giản hiệu suất sử dụng lượng thấp khoảng 20%, ñến động gió phát điện với cánh quạt có biên dạng khí động học ngày hồn thiện đạt hiệu suất sử dụng lượng cao tới 42% Nhiều phương pháp hệ thống tự ñộng ñiều khiển ñại ñã ñược sử dụng ñể tự ñộng ổn ñịnh số vòng quay ñộng gió Những động gió phát điện lớn cịn dùng hệ thống tự ñộng ñiện thủy lực máy tính điện tử điều khiển Nhiều vật liệu ñã ñược sử dụng ñể chế tạo cánh hợp kim nhơm, polime cốt sợi thủy tinh với độ bền cao ñiều kiện thời tiết chịu ñược sức gió bão Tại nơi có gió tốt, người ta ghép nhiều động gió với tạo thành “rừng máy phát điện gió” Người ta chế tạo động gió phát điện lớn đường kính tới 80m, cơng suất tới 3000 kW Tuy nhiên nước quy mơ phát triển việc ứng dụng lượng gió cịn phụ thuộc vào vị trí địa lý, đặc điểm tiềm gió trình độ cơng nghiệp Gió dạng lượng mặt trời Gió sinh ngun nhân mặt trời đốt nóng khí quyển, trái ñất xoay quanh mặt trời không ñồng ñều bề mặt trái ñất Luồng gió thay ñổi tuỳ thuộc vào địa hình trái đất, luồng nước, cối, người sử dụng luồng gió chuyển ñộng lượng cho nhiều mục ñích Nguyễn Thị Minh Thảo, Lớp K13 TðH - ðHKTCN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật như: ñi thuyền, thả diều phát điện Năng lượng gió mơ tả q trình, sử dụng để phát lượng điện Tuabin gió chuyển đổi từ động lực gió thành lượng Năng lượng sử dụng cho cơng việc cụ thể bơm nước máy nghiền lương thực cho máy phát chuyển đổi từ lượng thành lượng ñiện Trong số nguồn lượng thay thế, lượng gió ñại diện cho hội tăng trưởng mạnh Việt Nam Các khảo sát cho thấy khoảng 85% đất đai Việt Nam có độ cao tốc độ gió trung bình phù hợp để phát lượng gió Các chuyên gia Ngân hàng Thế giới ñã kết luận Việt Nam có khả tạo 513.360 MW hàng năm từ lượng gió – gấp 10 lần tổng cơng suất phát điện quốc gia dự kiến cho năm 2020 Hình 1.1 Ưu đãi đầu tư cho dự án lượng mặt trời gió Việt Nam ðặc biệt tỉnh Bình Thuận Ninh Thuận ven biển xem có tiềm lớn cho lượng gió vùng ñất lớn khô cằn ñất nông nghiệp màu mỡ Hiện nay, có 20 dự án điện gió Việt Nam, chủ yếu Bình Thuận (12 dự án ñất liền huyện ñảo Phú Q), Ninh Thuận, Bình ðịnh, Phú n huyện đảo Côn ðảo tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu, nơi lượng gió tốc độ gió trung bình cao so với phần cịn lại đất nước * Tổng quan lượng gió (phong điện) Các máy phát ñiện sử dụng sức gió ñã ñược sử dụng nhiều nước châu Âu, Mỹ nước công nghiệp phát triển khác Nước ðức ñang dẫn ñầu giới cơng nghệ điện sử dụng sức gió (phong ñiện) Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Số thứ tự Quốc gia Công suất (MW) 01 ðức 22.247 02 Mỹ 16.818 03 Tây Ban Nha 15.145 04 Ấn ðộ 8.000 05 Trung Quốc 6.050 06 ðan Mạch 3.125 07 Ý 2.726 08 Pháp 2.454 09 Anh 2.389 10 Bồ ðào Nha 2.150 11 Ca na ña 1.846 12 Hà Lan 1.746 13 Nhật 1.538 14 Áo 982 15 Hy Lạp 871 16 Úc 824 17 Ai Len 805 18 Thụy ðiển 788 19 Na Uy 333 20 Niu Di Lân 322 21 Những nước khác 2.953 22 Thế giới 94.112 Nguồn: World Wind Energy Association, thời ñiểm: Cuối 2007 dịch từ Wikipedia ðức Bảng 1: Thống kê sử dụng lượng gió giới Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Tới ña số máy phát điện tuabin gió trục ngang, gồm máy phát ñiện có trục quay nằm ngang, với rotor (phần quay) giữa, liên hệ với tuabin cánh đón gió Máy phát điện đặt tháp cao hình Trạm phát điện kiểu mang dáng dấp cối xay gió châu Âu từ kỷ trước, nhã ñại Các máy phát điện tuabin gió trục đứng gồm máy phát điện có trục quay thẳng đứng, rotor nằm ngồi ñược nối với cánh ñón gió ñặt thẳng ñứng Loại hoạt động bình đẳng với hướng gió nên hiệu qủa cao hơn, lại có cấu tạo đơn giản, phận có kích thước không lớn nên vận chuyển lắp ráp dễ dàng, ñộ bền cao, tu bảo dưỡng ñơn giản Hiện có loại máy phát điện dùng sức gió với công suất khác nhau, từ 1kW tới hàng chục ngàn kW Các trạm phát điện hoạt động độc lập nối với mạng điện quốc gia Các trạm độc lập cần có nạp, ắcquy ñổi ñiện Khi dùng khơng hết, điện tích trữ vào ắc quy Khi khơng có gió sử dụng điện phát từ ắc-quy Các trạm nối với mạng ñiện quốc gia khơng cần nạp ắc-quy Các trạm phát ñiện dùng sức gió phát ñiện tốc ñộ gió từ m/s (11 km/h), tự ngừng phát điện tốc độ gió vượt q 25 m/s (90 km/h) Tốc độ gió hiệu qủa từ 10 m/s tới 17 m/s, tùy theo loại máy phát ñiện Hình 1.2 Hình ảnh bên MPð sức gió * Những ưu ñiểm phong ñiện Ưu ñiểm dễ thấy phong điện khơng tiêu tốn nhiên liệu, không gây ô nhiễm môi trường nhà máy nhiệt ñiện, dễ chọn ñịa ñiểm tiết kiệm ñất xây dựng, khác hẳn với nhà máy thủy ñiện xây dựng gần dịng nước mạnh với điều kiện đặc biệt cần diện tích lớn cho hồ chứa nước.Các trạm phong điện ñặt gần nơi tiêu thụ ñiện, tránh ñược chi phí cho việc xây dựng ñường dây tải điện.Trước đây, cơng nghệ phong điện cịn ứng dụng, việc Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng trạm phong điện tốn kém, chi phí cho thiết bị xây lắp ñều ñắt nên ñược áp dụng số trường hợp thật cần thiết Ngày phong ñiện ñã trở nên phổ biến, thiết bị sản xuất hàng loạt, cơng nghệ lắp ráp hồn thiện phí cho việc hồn thành trạm phong điện 1/4 so với năm 1986 Phong ñiện ñã trở thành giải pháp lượng quan trọng nhiều nước, phù hợp với ñiều kiện Việt nam * Các trạm phong điện ñặt ñâu? Trạm phong ñiện ñặt địa điểm vị trí khác nhau, với giải pháp linh hoạt phong phú Các trạm phong ñiện ñặt ven biển cho sản lượng cao trạm nội địa bờ biển thường có gió mạnh Giải pháp tiết kiệm đất xây dựng, ñồng thời việc vận chuyển cấu kiện lớn biển thuận lợi Giải bờ biển Việt Nam 3000 km tạo cơng suất hàng tỷ kW phong ñiện Những mỏm núi, ñồi hoang không sử dụng ñược cho công nghiệp, nông nghiệp đặt trạm phong điện Trường hợp khơng cần làm trụ đỡ cao, tiết kiệm ñáng kể chi phí xây dựng Trên mái nhà cao tầng đặt trạm phong điện, dùng cho nhu cầu nhà cung cấp ñiện cho thành phố khơng dùng hết điện Trạm điện có ý nghĩa thiết thực thành phố bất ngờ bị ñiện.Ngay khu chế xuất đặt trạm phong điện Nếu tận dụng khơng gian phía nhà xưởng để đặt trạm phong điện giảm tới mức thấp diện tích đất xây dựng chi phí làm đường dây điện.ðiện khí hóa ngành đường sắt xu hướng tất yếu nước cơng nghiệp Chỉ cần đặt với khoảng cách 10 km trạm 4800kW dọc tuyến đường sắt có đủ điện cho tất đồn tàu Việt nam Các vùng phong ñiện lớn ñặt gần tuyến ñường sắt thuận tiện việc vận chuyển dựng lắp Các ñầu máy diesel than ñá tiêu thụ lượng nhiên liệu lớn gây ô nhiễm môi trường ñược thay ñầu máy ñiện tương lai.ðặt trạm phong ñiện bên cạnh trạm bơm thủy lợi xa lưới ñiện quốc gia tránh ñược việc xây dựng ñường dây tải ñiện với chi phí lớn gấp nhiều lần chi phí xây dựng trạm phong ñiện Việc bảo quản trạm phong ñiện ñơn giản việc bảo vệ ñường dây tải ñiện nhiều Nhà máy nước ñặt cạnh trạm phong điện mơ hình tối ưu để giải việc cung cấp nước cho vùng ñồng sơng Cửu Long, tiết kiệm nhiên liệu đường dây ñiện Một trạm phong ñiện kW ñủ ñiện cho trạm kiểm lâm rừng sâu hải ñăng xa ñất liền Một trạm 10 kW đủ cho đồn biên phịng núi cao, ñơn vị hải quân nơi ñảo xa Một trạm 40 kW đủ cho xã vùng cao, đồn thăm dị địa chất hay khách sạn du lịch biệt lập, nơi ñường dây chưa thể vươn tới Một nơng trường cà phê hay cao su cao nguyên xây dựng Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật trạm phong ñiện hàng trăm hàng ngàn kW, vừa phục vụ đời sống cơng nhân, vừa cung cấp nước tưới dùng cho xưởng chế biến sản phẩm Khơng phải nơi đặt trạm phong điện có hiệu ðể có sản lượng điện cao cần tìm đến nơi có nhiều gió Các vùng đất nhơ biển thung lũng sơng thường nơi có lượng gió lớn Một vách núi cao vật cản gió lại tạo nguồn gió mạnh thường xuyên, có lợi cho việc khai thác phong điện Khi chọn địa điểm đặt trạm dựa vào số liệu thống kê quan khí tượng kinh nghiệm nhân đân địa phương, sơ Lượng gió nơi cịn thay đổi theo địa hình cụ thể thời gian Tại nơi dự ñịnh dựng trạm phong điện cần đặt thiết bị đo gió ghi lại tổng lượng gió hàng năm, từ tính sản lượng điện khai thác, tuơng ứng với thiết bị phong ñiện Việc quan trọng xây dựng trạm công suất lớn vùng phong điện tập trung.Gió dạng lượng vơ hình mang tính ngẫu nhiên cao nên ñầu tư vào lĩnh vực cần có số liệu thống kê đủ tin cậy Rào cản chủ yếu ñối với việc phát triển phong ñiện Việt nam thiếu thơng tin lượng gió Tới có số cơng ty nước ngồi đến Việt nam tìm cách khai thác phong điện, chưa đủ số liệu cần thiết nên chưa có đầu tư đáng kể vào thị trường Một hãng ðức ñã xây dựng Ấn độ hàng ngàn trạm phong điện, có sở thường trực giám sát hoạt ñộng trạm qua hệ thống vệ tinh viễn thông, xử lý kỹ thuật cần thiết, hồn tồn hài lịng kết ñã thu ñược Ấn ñộ Hãng đến Việt Nam tìm thị trường chưa định đầu tư, chưa có đủ liệu để xây dựng quy mơ lớn, cịn với quy mơ nhỏ lợi tức khơng đủ bù lại chi phí cho sở kỹ thuật thường trực Một công ty khác chuẩn bị xây dựng 12 trạm phong điện với cơng suất 3000 kW huyện đảo Lý Sơn khẳng định cơng nghệ phong điện phù hợp với Việt Nam! Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật * Tính kinh tế phong điện Chi phí ñể xây dựng trạm phong ñiện gồm: + Chi phí cho máy phát điện cánh đón gió chiếm phần chủ yếu Có nhiều hãng sản xuất thiết bị này, với giá bán chất lượng kỹ thuật khác + Chi phí cho ổn áp hịa mạng, tự động đưa dịng điện ñiện áp tần suất với mạng ñiện quốc gia + Chi phí cho ắc-quy, nạp thiết bị ñổi ñiện từ ắc-quy trở lại ñiện xoay chiều Các phận cần cho trạm hoạt ñộng ñộc lập + Chi phí cho phần tháp trụ ñỡ tùy thuộc chiều cao trụ, trọng lượng thiết bị điều kiện địa chất cơng trình Phần tháp sản xuất Việt Nam để giảm chi phí Với trạm phong điện đặt nhà cao chi phí khơng đáng kể + Chi phí cho việc vận chuyển tới nơi xây dựng cơng việc lắp đặt trạm Việt Nam rẻ nhiều so với nước khác, ñặc biệt xây dựng vùng ven biển, ven sơng dọc theo tuyến đường sắt 1.2 KHÁI QUÁT VỀ CÁC LOẠI HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ ðỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN Cho ñến có hai loại tuốc bin gió sử dụng, ñó là: tuốc bin gió tốc ñộ cố ñịnh tuốc bin gió với tốc độ thay đổi Loại tuốc bin gió thơng thường tuốc bin gió với tốc độ cố định (Fixed speed wind turbine), máy phát khơng đồng nối trực tiếp với lưới Tuy nhiên hệ thống có nhược điểm tốc độ cố định nên khơng thể thu ñược lượng cực ñại từ gió Gearbox IG Soft starter Transformer Capacitor bank Hình 1.3 Tuốc bin gió với tốc ñộ cố ñịnh Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Loại tuốc bin gió tốc độ thay đổi (variable-speed wind turbine) khắc phục ñược nhược ñiểm tuốc bin gió với tốc độ cố định, nhờ thay ñổi ñược tốc ñộ nên thu ñược lượng cực đại từ gió Bất lợi tuốc bin gió có tốc độ thay đổi hệ thống điện phức tạp, cần có biến đổi điện tử cơng suất để tạo khả hoạt động với tốc độ thay đổi, chi phi cho tuốc bin gió tốc độ thay đổi lớn so với tuốc bin tốc ñộ cố ñịnh Tuốc bin gió với tốc độ thay đổi có hai loại: tuốc bin gió với tốc độ thay đổi có biến ñổi nối trực tiếp stator lưới tuốc bin gió sử dụng máy điện dị nguồn kép (MDBNK) Loại tuốc bin gió với tốc độ thay ñổi có biến ñổi nối trực tiếp mạch stator máy phát lưới, dó biến đổi tính tốn với cơng suất định mức tồn tuốc bin Máy phát loại khơng đồng rotor lồng sóc đồng Ngày với xu hướng ngày phát triển việc sử dụng nguồn Hình 1.4 Tuốc bin gió với tốc độ thay đổi có biến đổi nối trực tiếp stator lưới lượng tái tạo từ gió, giới người ta chế tạo loại tuốc bin gió với cơng suất lớn đến MW, dùng loại tuốc bin gió tốc ñộ thay ñổi có biến ñổi nối trực tiếp stator lưới tốn kém, đắt tiền biến đổi phải có cơng suất cơng suất tồn tuốc bin Vì hãng chế tạo tuốc bin gió có xu hướng sử dụng máy dị nguồn kép làm máy phát hệ thống tuốc bin gió cơng suất lớn để giảm cơng suất biến đổi giảm giá thành, biến đổi nối vào mạch rotor máy phát, cơng suất thường cỡ 1/3 tổng cơng suất tồn hệ thống, thiết bị ñi kèm lọc biến ñổi rẻ thiết kế với cơng suất 1/3 cơng suất tồn hệ thống Do ñối Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật tượng nghiên cứu đề tài hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy dị nguồn kép Hình 1.5 Tuốc bin gió tốc độ thay đổi sử dụng MDBNK Nhược điểm tuốc bin gió với tốc độ thay ñổi sử dụng MDBNK vấn ñề lỗi lưới Lỗi lưới hệ thống lượng, chí xa so với vị trí đặt tuốc bin gây sụt điện áp lưới, dẫn tới từ thơng q độ dao ñộng, làm cảm ứng mạch rotor sức phản ñiện ñộng có trị số lớn lớn khả cực đại biến đổi tạo ra, gây điều khiển dịng gây q dịng lớn, phá hỏng biến đổi 1.3 CÁC CẤU TRÚC ðIỀU KHIỂN HỆ THỐNG PHÁT ðIỆN SỨC GIĨ SỬ DỤNG MDBNK Hiện nay, có hai cấu trúc hệ thống PðSG dùng MDBNK ñược sử dụng: hệ thống sử dụng crowbar (hình 1.6) hệ thống sử dụng stator switch (hình 1.7) Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ird* Ird Dong dien (A) Dong dien (A) -2 -3 -4 -5 -6 -1 -2 Irq* Irq -1 0.5 Thoi gian (s) 1.5 -7 0.5 Thoi gian (s) 1.5 Hình 4.6a,b ðáp ứng dịng rotor máy phát Các kết luận tương tự mô tốc độ tốc độ đồng 4.2.2 Tính bền vững ngắn mạch hệ thống Khi xảy ngắn mạch ba pha, ñiện áp lưới bị sập tần số góc mạch rotor thay đổi Khi điều khiển chưa có thành phần thích nghi “adaptive backstepping”, tần số góc mạch rotor dao động mạnh với biên độ tần số dao ñộng lớn Hiện tượng ñược khẳng ñịnh qua kết mô sập 50% ñiện áp lưới với hai trường hợp: Bộ ñiều khiển chưa có có thành phần thích nghi “adaptive backstepping 400 UnA UnB UnC 300 Dien ap V) 200 100 -100 -200 -300 -400 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Thoi gian (s) Hinh 4.7 Bộ điều chỉnh có “adaptive backstepping” Nguyễn Thị Minh Thảo, Lớp K13 TðH - ðHKTCN Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 65 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật * Tính bền vững ngắn mạch khâu điều chỉnh dịng, tốc độ 1050 v/ph, sập lưới 50% kéo dài chu kỳ, sập lưới giữ ird =1.5A, irq = -2.7 A 3.5 Ird Ird* Irq Irq* -1 Dong dien (A) Dong dien (A) 2.5 1.5 0.5 -2 -3 -4 -0.5 0.5 Thoi gian (s) 1.5 -5 0.5 Thoi gian (s) 1.5 Hình 4.8 ðáp ứng dịng điện rotor máy phát Qua kết mô phỏng, ta thấy, vi phạm giả thiết tần số mạch ñiện rotor nên với điều khiển tuyến tính deadbeat chất lượng động tĩnh sập lưới phương pháp Backstepping, ñộ ñiều chỉnh lớn , dao ñộng nhiều Chất lượng ñiều khiển phương pháp backstepping lần ñược khẳng ñịnh qua kết thực nghiệm hình 4.6a, đáp ứng dịng ird cho kết tương đối giống kết mơ hình 4.6b, đáp ứng dịng irq , ảnh hưởng nhiễu ño, nên dao ñộng nhiều Tuy nhiên hai kết mơ backstepping khẳng định tính bền vững điều chỉnh dịng sập lưới Trong sập lưới, hệ thống thực cung cấp dịng tới vị trí ngắn mạch để kích hoạt thiết bị bảo vệ hệ thống lượng tác ñộng, ñồng thời ñiều khiển trì thành phần dịng irq (là thành phần tạo cơng suất vơ cơng) để phát cơng suất vơ cơng lên lưới nhằm hỗ trợ lưới ñiện áp, nghĩa máy phát làm việc chế độ bù * Tính bền vững ngắn mạch hệ thống tốc ñộ tốc ñộ ñồng (n=1050 v/ph) Sập lưới kéo dài chu kỳ, sập lưới M* thay ñổi từ -10Nm Nm, Q* thay ñổi từ Var ñến 1000 Var Nguyễn Thị Minh Thảo, Lớp K13 TðH - ðHKTCN Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 66 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 4000 10 Cong suat vo cong Q (VAr) M* M M o m e n M (N m ) -5 Q* Q 3000 2000 1000 -10 -1000 0.5 -15 0.5 1.5 1.5 Thoi gian (s) Thoi gian (s) Hình 4.9 Công suất mô men máy phát 10 Ird* Ird Irq* Irq Dong dien (A) Dong dien (A) -5 -2 0.5 Thoi gian (s) 1.5 -10 0.5 Thoi gian (s) 1.5 Hình 4.10 ðáp ứng dịng điện rotor máy phát Qua kết mô phỏng, ta thấy chất lượng điều chỉnh dịng theo backstepping lỗi lưới tốt hơn: ñộ ñiều chỉnh nhỏ , dao động nhanh chóng bám theo giá trị đặt Kết mơ khẳng định tính bền vững khâu ñiều chỉnh lỗi lưới: lỗi lưới, hệ thống điều chỉnh thực điều chỉnh giảm mơ men 0, tương ứng dịng tạo mơ men ird điều chỉnh giảm 0, cơng suất vơ cơng trì gần khơng đổi ñể phát công suất vô công lên lưới nhằm hỗ trợ lưới ñiện áp, nghĩa kết ñã khẳng ñịnh lỗi lưới máy phát ñã bám lưới làm việc tốt chế độ bù cơng suất vơ cơng lên lưới để hỗ trợ lưới khơi phục ñiện áp Qua kết mô ñã chứng tỏ ñược khả bám lưới máy phát lỗi lưới, đồng thời máy phát cơng suất tác dụng cấp cho điểm ngắn mạch để kích hoạt thiết bị bảo vệ hệ thống điện tác động Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN http://www.lrc-tnu.edu.vn 67 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ta có kết nhận xét tương tự máy làm việc tốc ñộ tốc độ đồng * Tính bền vững ngắn mạch hệ thống tốc ñộ tốc ñộ ñồng (n=1650 v/ph) Sập lưới kéo dài chu kỳ, sập lưới M* thay ñổi từ -10Nm Nm, Q* thay ñổi từ Var ñến 1000 Var 3000 10 Cong suat vo cong Q (VAr) M* M M o m e n M (N m ) -5 -10 Q* Q 2500 2000 1500 1000 500 -500 -15 0.5 1.5 -1000 0.5 1.5 Thoi gian (s) Thoi gian (s) Hình 4.11 Công suất mô men máy phát data1 data2 -2 Dong dien (A) Dong dien (A) Irq* Irq -6 -8 -1 -4 0.5 Thoi gian (s) 1.5 -10 0.5 1.5 Thoi gian (s) Hình 4.12 ðáp ứng dịng điện rotor máy phát Nhận xét: Qua kết mơ chất lượng điều chỉnh chế độ bình thường, tốc độ ñồng bộ, tốc ñộ thay ñổi, ñã khẳng ñịnh hệ thống làm việc với chất lượng tốt chế độ bình thường tốc độ ñồng bộ, tốc ñộ thay ñổi Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN http://www.lrc-tnu.edu.vn 68 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 4.3 SƠ ðỒ KHỐI MƠ PHỎNG 4.3.1 Sơ đồ khối mơ tồn hệ thống Hình 4.13 Sơ đồ khối mơ tồn hệ thống sử dụng MðBNK Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN http://www.lrc-tnu.edu.vn 69 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 4.3.2 Sơ đồ khối mơ máy phát Hình 4.13 Sơ đồ PLECS mơ hệ thống phát điện chạy sức gió sử dụng MDBNK 4.3.3 Sơ đồ khối mơ điều khiển Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN http://www.lrc-tnu.edu.vn 70 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 4.3.4 Sơ đồ PLECS mơ hệ thống biến tần Biến tần gồm cụm NL CL liên lạc mạch chiều trung gian (hình 8.5) Mỗi cụm xây dựng PLECS hình 8.6 Xung mở van bán dẫn biến tần ñược ñiều chế phương pháp ðCVTKG Các xung khối “Grid Side Controller” “Generator Side Controller” cung cấp pulses1 pulses2 r u C Converter1 V Converter2 v s w t uDC Hình 4.15 Sơ đồ PLECS mô hệ thống biến tần (“Back to back converter”) Số hóaNguyễn Trung tâm Học liệuLớp – Đại Thái Nguyên Thị Minh Thảo, K13học TðH - ðHKTCN http://www.lrc-tnu.edu.vn 71 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 4.3.5 Sơ ñồ PLECS nghịch lưu nguồn áp/chỉnh lưu pulses + g(u) g(u) g(u) g(u): u>0 g(u): u>0 g(u): u>0 g(u) g(u) g(u) g(u): u