Nghiên Cứu Và Ứng Dụng Biến Tần Trong Máy Phát Điện Gió

Giới thiệu tổng quan về ứng dụng biến tần trong máy phát điện gió, tổng quan về máy phát điện nam châm vĩnh cửu, các phương pháp điều khiển biến tần,... là những nội dung chính trong 6 chương của luận văn thạc sỹ Nghiên cứu và ứng dụng biến tần trong máy phát điện gió. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm bắt thông tin chi tiết.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐẶNG VĂN HỒNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG BIẾN TẦN TRONG MÁY PHÁT ĐIỆN GIĨ NGÀNH: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN – 605250 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN BÁCH PHÚC Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2011 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Đặng Văn Hồng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 24/5/1978 Nơi sinh: Tiền Giang Q qn: Thị xã Gò Cơng – Tiền Giang Dân tộc: Kinh Chức vụ, đơn vị cơng tác trước học tập, nghiên cứu: Giảng Viên Trường Cao Đẳng Cộng Đồng Vĩnh Long Chỗ riêng địa liên lạc: 27/21A Hồng Hoa Thám - Phường – TP Vĩnh Long Điện thoại quan: Fax: II Q TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chun nghiệp: Hệ đào tạo: Cao Đẳng Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: Kỹ Thuật Điện Điện thoại nhà riêng: 0962962196 E-mail: Hong10vl@yahoo.com Thời gian đào tạo từ 9/1996 đến 3/ 2000 Trường Cao Đẳng SPKT Vĩnh Long Đại học: Hệ đào tạo: Chuyển tiếp Thời gian đào tạo từ 3/2002 đến 3/ 2004 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngành học: Điện khí hóa – Cung cấp điện Tên đồ án, luận án mơn thi tốt nghiệp: Cung cấp điện Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Người hướng dẫn: Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ 02/2009 đến 02/ 2011 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngành học: Thiết Bị Mạng & Nhà Máy Điện Tên luận văn: Nghiên Cứu Và ứng Dụng Biến Tần Trong Máy Phát Điện Gió Ngày & nơi bảo vệ luận văn: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Người hướng dẫn: TS Nguyễn Bách Phúc Chức vụ: Viện trưởng Viện Điện – Điện Tử - Tin Học TPHCM Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ: Đạt TOEFL PBT 453 điểm III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Từ 3/2001 đến 10/2010 Từ 10/2010 đến Nơi cơng tác Cơng việc đảm nhiệm Trường THKT – LTTP Vĩnh Long Giáo viên Trường Cao Đẳng Cộng Đồng Vĩnh Long Giảng viên Ngày tháng năm 200… Người khai ký tên LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2011 ( Ký tên ghi rõ họ tên) ĐẶNG VĂN HỒNG Lời cảm ơn Để hồn thành luận văn tốt nghiệp này, tơi xin chân thành cảm ơn Q thầy trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt, trang bị kiến thức khoa học kỹ thuật q giá cho tơi q trình học cao học trường Đặc biệt, tơi xin chân thành cảm ơn đến Thầy TS NGUYỄN BÁCH PHÚC Viện trường Viện Điện – Điện Tử - Tin Học Thành Phố Hồ Chí Minh Mặc dù cơng việc thầy nhiều, q trình nghiên cứu tơi gặp khó khăn, thầy sẵn sàng xếp thời gian để hai thầy trò gặp giải quyếtvấn đề Thầy tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm giúp đỡ để tơi hồn thành tập luận văn Tơi xin gởi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, quan, đồng nghiệp bạn bè giúp đỡ cho tơi nhiều, tạo cho tơi niềm tin nỗ lực cố gắng để hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn ! Tp Hồ Chí Minh, Tháng /2011 Học viên thực ĐẶNG VĂN HỒNG TĨM TẮT LUẬN VĂN Bộ biến tần thiết bị có khả biến đổi điện áp tần số nguồn điện Thơng qua biến tần điện áp tần số nguồn biến đổi theo u cầu người sử dụng Thơng thường biến tần sử dụng để điều khiển tốc độ động lồng sóc Nhờ tần số đầu biến tần thay đổi tùy ý nên tốc độ động lồng sóc biến đổi tùy ý theo u cầu cơng việc, mà khơng cần dùng hộp số biến đổi khác Tốc độ quay máy phát điện gió ln ln thay đổi theo tốc độ gió Vì vậy, khơng có biến tốc tần số máy phát điện gió khơng giữ tần số cố định Trước người ta phải dùng biến tốc kồng kềnh thiết bị điều tốc điện tử phức tạp để giữ cố định tần số máy phát điện gió Bộ biến tần đóng vai trò tự động biến tốc cho máy phát điện gió, theo ngun tắc: tần số đầu vào biến tần ( tần số máy phát điện gió ln ln biến đổi theo tốc độ gió) biến tần tự động điều khiển thành tần số đầu biến tần ln phù hợp với tần số lưới điện (50Hz) Luận văn nghiên cứu chế độ làm việc biến tần với máy phát điện gió Do hạn chế mặt thời gian nên luận văn tập trung vào việc nghiên cứu ổn định điện áp tần số đầu máy phát điện nam châm vĩnh cửu có cơng suất nhỏ ABSTRACT Inverter is a device capable of variable voltage and frequency power Through the inverter voltage and frequency of the source was modified at the request of the user Conventional inverter is used to control the speed of the cage motor Due to the frequency of the inverter output can be arbitrarily changed the speed of the cage engine arbitrary changes according to the requirements of the job, without a box number or other converters Rotational speed of the wind generators are always changing as the wind speed So, if you not have the frequency of the variable speed wind generators will not stay in fixed frequency Previously we had to use the variable speed kong very cumbersome equipment or complex electronic speed regulator to keep a fixed frequency of wind generators Inverter can play a role for automatic variable-speed wind generators, according to the principle of variable frequency inverter input (the frequency of wind generators was constantly changing as the wind speed) will be variable automatic frequency control the output frequency of the inverter is always in line with the grid frequency (50Hz) This thesis research working mode of the inverter with wind generators Due to time restrictions should be in essay focuses on the study of voltage stability and frequency of the generator output permanent magnet of small capacity Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc MỤC LỤC Trang PHẦN MỞ ĐẦU Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG BIẾN TẦN TRONG MÁY PHÁT ĐIỆN GIĨ I Tổng quan Đặt vấn đề Mục tiêu nhiệm vụ đề tài Phương pháp nghiên cứu 4 Ứng dụng đề tài Điểm luận văn II Mơ hình turbin gió Mật độ phân bố gió Năng lượng gió Sự chuyển đổi lượng gió III Giới thiệu máy phát điện gió sử dụng biến tần Chương 2: TỔNG QUAN VỀ MÁY PHÁT ĐIỆN NAM CHÂM VĨNH CỬU I Cấu tạo 11 II Mơ hình đơn giản máy điện đồng ba pha 12 III Các phương trình 12 IV Mơ hình tốn học máy điện kích thích nam châm vĩnh cửu 17 V Mơ hình trạng thái máy điện hệ tọa độ từ thong rotor (d-q) 19 VI Xây dựng biến đổi (BBĐ) 21 6.1.Các phương trình chuyển đổi hệ tọa 21 6.2 Phương trình chuyển đổi hệ tọa độ abc →  ngược lại 21 6.2.1 Phương trình chuyển hệ tọa độ abc →  21 6.2.2 Phương trình chuyển hệ tọa độ  → abc 22 HVTH: Đặng Văn Hồng  i  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc 6.3 Phương trình chuyển đổi hệ tọa độ  → dq ngược lại 23 6.3.1 Phương trình chuyển đổi hệ tọa độ  → dq 23 6.3.2 Phương trình chuyển đổi hệ tọa độ dq →  23 VII Bộ BTU 7.1 Ngun lý hiệu chỉnh P, PI, PD, PID 24 7.1.1 Khái niệm 24 7.1.2 Khâu hiệu chỉnh tích phân tỉ lệ PI 25 7.2 Áp dụng phương pháp PID vào điều khiển máy phát đồng 25 Chương 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN I Sơ lược biến tần 27 Định nghĩa 27 Phân loại biến tần 27 2.1 Biến tần trực tiếp 27 2.2 Biến tần gián tiếp 27 Cấu trúc biến tần 29 II Phương Pháp điều khiển 30 2.1 Phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) 30 2.1.1 Điều chế theo phương pháp SPWM 30 2.1.2 Điều chế theo phương pháp vector khơng gian 35 2.1.2.1 Thành lập vector khơng gian 35 2.1.2.2 Tính tốn thời gian đóng cắt 39 2.1.2.3 Kỹ thuật thực vector khơng gian 41 2.1.2.4 Giản đồ đóng cắt khóa để tạo vector Vs sector 42 2.2 Phương pháp điều khiển trực tiếp 43 Chương 4: MƠ HÌNH TỐN HỌC MÁY PHÁT ĐIỆN GIĨ LÀM VIỆC VỚI BIẾN TẦN I Cấu trúc chung máy phát điện gió làm việc với biến tần 45 II Momen ngõ turbin gió 46 III Máy phát điện gió nam châm vĩnh cửu 48 HVTH: Đặng Văn Hồng  ii  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc 3.1 Mơ hình máy phát điện gió nam châm vĩnh cửu làm việc với biến tần 48 3.2 Ngun lý làm việc máy phát điện gió nam châm vĩnh cửu làm việc với biến tần 49 3.3 Điện áp ngõ máy phát điện gió nam châm vĩnh cửu 49 IV Hoạt động biến tần với máy phát điện gió 50 4.1 Bộ chỉnh lưu 50 4.1.1 Bộ tụ bù 50 4.1.2 Dòng điện điều khiển điện áp ngõ máy phát 51 4.1.3 Dòng điều khiển chỉnh lưu 51 4.2 Bộ nghịch lưu 54 4.2.1 Biên độ áp hài cực đại 54 4.2.2 Điện áp pha cực đại chế độ q điều chế 54 4.2.3 Điện áp ngõ nghịch lưu 54 4.2.4 Tần số ngõ nghịch lưu 55 Chương 5: MƠ PHỎNG MÁY PHÁT ĐIỆN GIĨ NAM CHÂM VĨNH CỬU LÀM VIỆC VỚI BIẾN TẦN TRONG MATLAB I Xác định momen turbin 57 II Xác định điện áp tần số ngõ máy phát điện gió nam châm vĩnh cửu 58 III Tính tốn thơng số biến tần 62 3.1 Xác định điện áp DC tụ lọc 62 3.2 Biên độ điện áp hài cực đại 62 3.3 Điện áp pha tải cực đại chế độ q điều chế 62 3.4 Điện áp ngõ nghịch lưu 63 IV Kết mơ máy phát điện gió làm việc với biến tần Matlab 65 4.1 Mơ hình tổng qt 65 4.2 Các khối cơng suất máy phát điện gió làm việc với biến tần 66 4.2.1 Khối turbin gió 66 4.2.2 Khối máy phát 66 4.2.3 Khối chỉnh lưu 67 HVTH: Đặng Văn Hồng  iii  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc Thay thành phần is  s ta : Thay (3.3.2)và (3.3.3) vào (3.3.6) Vậy (3.2.7) có dạng : Để đơn giản mô hình ta đặt: a1  Tsd ; as  a4  Lsd Lsq ; a5  ; ; a7  p a10  Lsq Lsd  Lsq J Lsq ; a3  Lsd Tsq ; a6  Lsq a8  Pc ; a9  a11  Pc J ; a12  Lsd p J Pc Từ hệ phương trình trở thành: HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 60  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc Bảng kết Các số Kết R 0.05  s   78.74 Tsd Ld 0.000635 a1  a2  a3  1   1574.8 Ld 0.000635  Ld 0.000635  1 Lq 0.000635  R 0.05  s   78.74 Tsq Lq 0.000635 a6  1   1574.8 Lq 0.000635 a7   0.192   320.36 Lq 0.000635 a8  3 P   24 2 a9   0.192   11.45 J 0.011 a4 a5 a10  Lq Ld  0.000635 1 0.000635 Ld  Lq J  0.000635  0.000635 0 0.011 a11  P   363.63 J 0.011 a12  3 P 46 2 a13    0.192 a14 = Ld – Lq = 0.000635 -0.000653 = HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 61  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc Từ hệ phương trình trở thành: di sd  78.74i sd  i sq  1574.8U sd dt di sq  i sd  78.74i sq  1574.8U sq  320.36 dt M e  x0.192i sq d  24 x11.45i sq  363.63M t dt Như tốc độ gió thay đổi momen turbin gió thay đổi dẫn đến momen điện từ máy phát thay đổi kéo theo tốc độ quay máy phát thay đổi tần số điện áp máy phát thay đổi III Tính tốn thơng số biến tần Ngõ vào chỉnh lưu cầu pha IGBT lý tưởng Nguồn ac 3f máy phát điện nam châm vĩnh cửu Tụ lọc dc chọn lớn làm điện áp DC phẳng Bộ nghịch lưu pha sử dụng linh kiện IGBT lý tưởng Điện áp ngõ Ud = 380V, tần số 50Hz 3.1 Xác định điện áp DC tụ lọc: Vd  3U LL   3.380  413V 3.14 3.2 Biên độ điện áp hài cực đại U t1(1) m  Vd  413  352V 3.3 Điện áp pha tải cực đại chế độ q điều chế Ở chế độ q điều chế biên độ hài điện áp tăng khơng tuyến tính theo biến ma số điều chế Với ma nghịch lưu ba pha hai bậc: ma  V(1) m 532   0.135 413 14 Vd  Các thành phần sóng hài bậc cao giảm đến cực tiểu, giá trị điện áp tải cực đại chế độ q điều chế tính cho m a gần Suy ra: HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 62  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió U (1) m  ma  GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc Vd Kỹ thuật điều rộng xung (PWM), sử dụng sóng mang tam giác tần số 5khz, biên độ sóng mang phạm vi (0,1) Khảo sát q trình q độ để xác lập dòng điện pha trường hợp sau: 3.4 Điện áp ngõ nghịch lưu Với Biên độ hài áp pha 220V, tần số 50Hz Biểu thức điện áp tải pha vt1  220 cos t (100t ) vt  220 cos t (100t  120 ) (V) vt  220 cos t (100t  240 ) Chọn t = ta có vt1  220 vt  220 cos t (120 )  110 (V) vt  220 cos t (240 )  110 Xác định điện áp common mode V0: V0min  V0  V0max , với : V0 max  Vd  max(vt1 , vt , vt )  413  220  193 V0   min(vt1 , vt , vt )  110 (V) (V) Chọn điện áp common mode V0 =150v Biểu thức áp nghịch lưu: vi0  v ti  V0 V10  220 cos(100t )  V0 (V) V20  220 cos(100t  120)  V0 (V) V30  220 cos(100t  240)  V0 (V) Biểu thức điện áp điều khiển: v dki  vi0 Vd HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 63  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió v dk1  220 cos(100t )  V0 Vd (V) v dk  220 cos(100t  120)  V0 Vd (V) v dk  220 cos(100t  240)  V0 Vd (V) HVTH: Đặng Văn Hồng  GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc Trang 64  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc IV Mơ hình hóa kết mơ máy phát điện gió làm việc với biến tần Matlab/Simulink 4.1 Mơ hình tổng qt Discrete , s = 5e-005 powergui Vdkj Dang song ap dieu khien Usc Vg 380 Wind (m/s) Momen -K - Md [Vsi] Usb [Vdc ] Display ti so truyen Hieu suat Gocpitch Usa Goc pitch Vdc Va Winturbin [Iabc ] Mo hinh may phat Vb [Vdc ] Vc Dang song khơng tai Uc1 Uc + [Vdk] i - Ub1 Ub + B i - dien áp ngo + i - +Vdc Dang song Nguon 3pha Song mang1 Vd chinhluu A B C Ua1 Ua + - v tu dien - C ib + A ia [Vsi] Vd g -Vdc 500 ic Mo hinh bơ nghich luu Song mang va ap dieu khien Vdkj [Vsi] Vabc Vabc* Vabc PQ [Iabc ] Iabc Iabc* Iabc Ust 1/z In Vdk [Vdk] Bo dk mot chieu [Vdc ] Vdc Vdc * Measurements & Signals Vdc Chinh dong va ap Bo loc Hình 5.1 Mơ hình máy phát điện gió làm việc với biến tần Matlab/Simulink HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 65  KVA Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc 4.2 Các khối cơng suất máy phát điện gió làm việc với biến tần 4.2.1 Khối turbin gió Switch >= 0.5 Cut in AND u(1)^3 pu wt Sin_Cos PLL sin_cos IdIq IdIq wt Vabc (t) Vd Vabc VdVq Iabc -K - Vd Iabc VdVq IdIq _Ref m_Phi ->Vabc(t) Vdc A->pu Ust Measuremnt Unit Current Regulators Vdc Vdc Id _Ref Vdc _Ref Vdc_Ref DC Voltage Regulator Hình 5.6 Khối điều khiển chỉnh lưu 4.3.2 Khối điều khiển nghịch lưu Vta f(u) t Scope f(u) f Vtj Vtb f(u) Vbase Vtc Hình 5.7 Khối tạo tín hiệu sóng hình sin S1 S2 S3 Goto Goto Goto Uc S1 >= S2 S3 vdkj >= S4 S1-S6 S5 >= S6 Hình 5.8 Khối tạo tín hiệu điều khiển HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 68  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc 4.4 Kết mơ * Khi tốc độ gió đạt tốc độ m/s ta có kết sau: - Momen Hình 5.9 Đồ thị momen ngõ turbin gió - Chọn tỉ số truyền hộp số ½, hiệu suất máy phát 85% Ta có dạng sóng điện áp Hình 5.10 Đồ thị điện áp ngõ máy phát HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 69  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc - Điện áp qua chỉnh lưu Hình 5.11 Đồ thị điện áp chiều - Các thơng số nghịch lưu Tần số sóng điều khiển 50 Hz Chỉ số biên độ điều chế 0,81 Sóng mang tam giác dạng PD Tần số sóng mang 5KHz - Dạng sóng mang điều khiển pha a Hình 5.12 Đồ thị điện áp điều khiển sóng mang HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 70  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc - Dạng sóng điện áp ngõ khơng tải Hình 5.13 Đồ thị điện áp ngõ nghịch lưu Kết luận: - Khi tốc độ gió đạt 5m/s điện áp ngõ chưa qua biến tần có biên độ 325V, f = 51,85Hz - Khi qua biến tần điện áp 380V, f = 50Hz HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 71  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI I Kết luận Luận văn thực số nội dung sau: - Xây dựng mơ hình turbin gió, máy điện nam châm vĩnh cửu nghịch lưu áp ba pha hai bậc - Tìm hiểu ngun lý q trình chuyển đổi lượng gió sang lượng điện - Giải việc ổn định điện áp tần số đầu cho máy phát điện gió sử dụng nam châm vĩnh cửu Có nghĩa điện áp chiều đầu vào khơng đổi, để điều chỉnh biên độ tần số điện áp đầu ta việc điều chỉnh biên độ tần số tín hiệu sin chuẩn vc Qua khảo sát lý thuyết mơ minh họa, kết có ta thấy - Để ổn định điện áp đầu máy phát điện gió, ta cần thay đổi hệ số máy biến áp - Vấn đề ổn định tần số cần phải qua chỉnh lưu, nghịch lưu theo tần số chuẩn tín hiệu chuẩn vc - Tuy nhiên kết mơ mang tính chất định tính chưa xác định giới hạn thay đổi thơng số dựa sở tốn học II Hướng phát triển đề tài - Đề tài nghiên cứu việc ổn định điện áp, tần số đầu máy phát chưa nối với tải phụ thuộc vào cơng suất phát, hướng phát triển đề tài nghiên cứu vào q trình nối lưới - Đặc trưng phương pháp nghịch lưu áp thành phần sóng hài điện áp Vì phát triển nghiên cứu nghịch lưu áp bậc cao để giảm sóng hài hòa vào lưới điện tốt HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 72  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc TÀI LIỆU THAM KHẢO Wind Energy Systems Electronic Edition By Gary L Johnson Advanced Control of a PWM Converter with aVariable-Speed Induction Generator Tarek Ahmed†, Katsumi Nishida**, Mutsuo Nakaoka* and Toshihiko Tanaka Design and control of a multilevel inverter For electric vehicles Arthur W Matteson Modeling and control of a synchronous Generator with electronic load Ivan Jadric Modeling of wind turbines for power system studies Tomas Petru Computer Simulation of Wind Power Systems Power Electronics and Transient Stability Analysis R Melício, V M F Mendes, J P S Catalão Modeling and Simulation of Synchronizing System for Grid-Connected PV/Wind Hybrid Generation M.i.m Ridzuan, m Imran hamid and makbul anwari A PWM scheme for a 3-level inverter cascading two 2-level inverters V T Somasekhark, Gopakumar*,m R Bauu, k K Mohapatra and l Umanand Advanced Control of a PWM Converter with a Variable-Speed Induction Generator Tarek Ahmed†, Katsumi Nishida**, Mutsuo Nakaoka* and Toshihiko Tanaka 10 Optimization of a Wind Turbine using Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) Jan Vergauwe, André Martinez, Alberto Ribas 11 Development of a Wind Turbine Simulator for Wind Generator Testing HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 73  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc Bunlung Neammanee, Somporn Sirisumrannukul and Somchai Chatratana 12 Simulation of wind power with front-end converter into interconnected grid system Sharad W Mohod1; Mohan V Aware2 13 Giáo trình điện tử cơng suất Nguyễn Văn Nhờ Nhà xuất đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh , 2005 14 Lecture 25, Pulse - width modulation (PWM) technique Prof Ali Keyhani Department of Electrical and Computer Engineering, The Ohio State university 15 Power Electronics and Drivers (Version 2) 2002 Dr Zainal Salam 16 Power Electronics Handbooks Muhammad H.Rashid 17 Model Power Electronics and AC Drivers Bimal K.Bose Pentice Hall, Inc, 2002 Các trang web: http://www.homepower.com http://www.dientuvietnam.net http://www.picvietnam.com http://www.cypress.com http://www.psocdeveloper.com http://www.microchip.com HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 74  [...]... trong luận văn chỉ tập trung vào việc nghiên cứu ổn định điện áp và tần số của đầu ra máy phát điện gió có cơng suất nhỏ khi gắn trực tiếp biến tần vào máy phát điện gió HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 2  Đề tài: Nghiên cứu và ứng dụng biến tần trong máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc Chương 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG BIẾN TẦN TRONG MÁY PHÁT ĐIỆN GIĨ I Tổng quan 1 Đặt vấn đề Cơng suất phát. .. tính đáp ứng được mọi dây chuyền sản xuất Ngồi tính năng trên trong luận văn này bộ biến tần sẽ được sử dụng trong Máy phát điện gió. Vì máy phát điện gió phụ thuộc vào vận tốc của gió, mà tốc độ gió ln ln thay đổi sẽ làm cho tần số và điện áp biến động thường xun theo tốc HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 1  Đề tài: Nghiên cứu và ứng dụng biến tần trong máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc độ gió Do... động cơ gió sẽ cho tần số và điện áp biến động thường xun theo tốc độ gió, Bộ biến tần sẽ cung cấp tại đầu ra một nguồn điện có tần số ổn định đồng bộ và điện áp ổn định ở trị số định mức Hình 1.2 Sơ đồ kết nối máy phát điện gió với lưới điện HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 9  Đề tài: Nghiên cứu và ứng dụng biến tần trong máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc Khi gió thổi vào cánh quạt turbin gió biến. .. sẽ biến đổi thành điện năng do turbin được nối vào máy phát điện Điện áp ngõ ra của máy phát biến thành điện áp một chiều, sau đó qua bộ nghịch lưu áp để được điện áp và tần số đạt u cầu sử dụng cho hộ gia đình hoặc hòa vào lưới điện khu vực hay quốc gia Trong đề tài này sử dụng máy phát điện xoay chiều ba pha nam châm vĩnh cửu HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 10  Đề tài: Nghiên cứu và ứng dụng biến tần trong. .. biến tần hai bậc để ổn định tần số và điện áp ngõ ra của máy phát điện gió 2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu bộ nghịch lưu áp 3 pha hai bậc và ứng dụng vào máy phát phát điện gió sử dụng máy phát điện một chiều Các nhiệm vụ chính: - Khảo sát đặc tính cơng suất turbin gió - Khảo sát máy phát điện nam châm vĩnh cửu - Khảo sát dạng nghịch lưu áp 3 pha hai bậc - Mơ phỏng máy. .. tạo ra bộ biến tần Bộ biến tần thực hiện biến đổi tần số, điện áp đầu vào để được tần số, điện áp đầu ra đúng với u cầu của người sử dụng Với tính năng này, từ trước tới nay bộ biến tần thường được sử dụng nhiều trong điều khiển động cơ, tốc độ động cơ được thay đổi tuyến tính đáp ứng được mọi dây chuyền sản xuất Ngồi tính năng trên bộ biến tần sẽ được sử dụng trong Máy phát điện gió Máy phát điện gắn... phỏng máy phát điện gió sử dụng bộ nghịch lưu áp 3 pha hai bậc trong Matlab - Đánh giá kết quả trong mơ phỏng - Kết luận 3 Phương pháp nghiên cứu - Khảo sát, phân tích tổng hợp - Mơ phỏng trên máy tính - Đánh giá kết quả dưa trên mơ phỏng 4 Ứng dụng của đề tài - Máy phát điện gió dược ứng dụng trong cung cấp điện cho gia, hệ thống điện khu vực, lớn hơn nữa là hòa vào lưới điện quốc gia - Ứng dụng quan... kiện điện tử này có đặc tính là khả năng dẫn điện cao và tổn thất cơng suất nhỏ Vì vậy với kỹ thuật tích hợp bộ biến tần đa bậc cho turbin gió cũng sẽ làm giảm sóng hài ngõ ra, bảo tồn biên độ HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 3  Đề tài: Nghiên cứu và ứng dụng biến tần trong máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc ngỏ ra dv/dt và cải thiện tất cả các đặc tính của điện từ trường Trong đề tài này ứng dụng biến. .. của máy phát điện gió điện là cung cấp điện cho các vùng hải đảo, vùng xa mà lưới điện quốc khơng thể cung cấp được 5 Điểm mới của luận văn Sử dụng bộ nghịch lưu áp để ổn định tần số và điện ngõ ra của máy phát điện gió, thay vì sử dụng hộp số hoặc thay đổi góc pitch để ổn định Sử dụng phương pháp này có thể nâng cao cơng suất phát ra that dễ dàng HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 4  Đề tài: Nghiên cứu và ứng. .. máy phát điện bằng turbin gió có đặc điểm chung là ổn định tốc độ máy phát, Các loại máy phát điện bao gồm máy phát điện cảm ứng roto lồng sóc, máy phát điện cảm ứng cung cấp nguồn đơi (DFIG) và kỹ thuật điều khiển trực tiếp dùng trong máy phát đồng bộ sử dụng nam châm vĩnh cữu (PMSG) Điều quan trọng nữa là loại bỏ hộp số và sử dụng máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cữu đa cực Lợi ích của việc loại bỏ hộp ... phát điện gió Bộ biến tần đóng vai trò tự động biến tốc cho máy phát điện gió, theo ngun tắc: tần số đầu vào biến tần ( tần số máy phát điện gió ln ln biến đổi theo tốc độ gió) biến tần tự động... tiếp biến tần vào máy phát điện gió HVTH: Đặng Văn Hồng  Trang 2  Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc Chương GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG BIẾN TẦN... tài: Nghiên cứu ứng dụng biến tần máy phát điện gió GVHD: TS Nguyễn Bách Phúc 3.1 Mơ hình máy phát điện gió nam châm vĩnh cửu làm việc với biến tần 48 3.2 Ngun lý làm việc máy phát điện gió nam