NGHIÊN cứu bộ NGHỊCH lưu CASCADE bảy bậc cầu h HOÀ lưới 2

GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng M CL C LÝ L CH KHOA H C i L IăCAMăĐOAN ii L I C Mă N iii M C L C iv DANH M C B NG BI U vi DANH M C HÌNH NH vii TÓM T T LU NăVĔN ix ABSTRACT ix Ch ngă1:ăT NG QUAN 1.1Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu 1.2Mục đích đề tài 1.3Phạm vi đề tài 1.4Ph ơng pháp nghiên cứu 1.5Điểm đề tài 1.6 Giá trị thực tiễn đề tài Ch ngă2:ăăC ăS LÝ THUY T 2.1 Tổng quan nghịch l u đa bậc 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Phân loại 2.2 Các cấu trúc nghịch l u đa bậc .6 2.2.1 Cấu trúc nghịch l u NPC 2.2.2 Cấu trúc nghịch l u kẹp tụ 2.2.3 Cấu trúc nghịch l u dạng cascade 2.2.4 Nhận xét 2.3 Kỹ thuật điều chế độ rộng xung (PWM) cho nghịch l u pha bậc Cascade 2.3.1 Ph ơng pháp điều chế độ rộng xung sin SPWM HVTH: Lê Quang Hiếu Trang iv GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng 2.3.2 Ph ơng pháp điều chế độ rộng xung cải biến 13 2.3.3 Vector không gian .14 2.4 Ph ơng pháp nối l ới 17 2.4.1 Vòng khóa pha 19 2.4.2 Hệ qui chiếu αβ 20 2.4.3 Đồng xoay khung tham chiếu 20 2.4.4 Lựa chọn thông số PI .22 2.5 Bộ lọc LCL 23 Ch ngă 3:ă K PH NG C A B THU Tă ĐI U KHI N SÓNG MANG VÀ K T QU MÔ NGH CH L UăBAăPHAăCASCADEă7ăB C .24 3.1 Sơ đồ nguyên lý nghịch l u ba pha cầu H gồm ba mạch Cascade bậc 24 3.2 Kỹ thuật điều khiển nghịch l u ba pha Cascade bậc 25 3.2.1 Xét nguyên lý pha nghịch l u Cascade bậc 25 3.2.2 Kỹ thuật PWM dùng sóng mang 26 Ch ngă4:ăXỂYăD NG MÔ HÌNH MÔ PH NG 30 4.1 Sơ đồ mô hình mô nghịch l u cascade bảy bậc 30 4.2 Mô hình mô vòng khóa pha PLL – SRF PLL .34 4.3 Yêu cầu thông số hệ thống 36 4.4 Kết mô 39 4.4.1 Với điều kiện điện áp l ới cân 39 4.4.2 Tr ờng hợp điện áp không cân 43 Ch ngă5:ăK T LU NăVÀăH NG PHÁT TRI N 48 5.1 Kết luận 48 5.2 H ớng phát triển 48 TÀI LI U THAM KH O 49 PH L C 51 HVTH: Lê Quang Hiếu Trang v GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng DANH M C B NG BI U Bảng 4.1 : So sánh ba ph ơng pháp nghịch l u bậc 34 Bảng 4.2: Tiêu chuẩn tổng hài 42 Bảng 4.3:Tiêu chuẩn điệp áp không cân 43 HVTH: Lê Quang Hiếu Trang vi GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng DANH M C HÌNH NH Hình 2.1: Bộ nghịch l u áp dạng NPC .6 Hình 2.2: Bộ nghịch l u áp dạng kẹp tụ Hình 2.3: Bộ nghich l u áp đa bậc dạng Cascade Hình 2.4: Dạng sóng mang, sóng điều khiển xung kích điều chế liên tục 10 Hình 2.5: Dạng sóng mang, sóng điều khiển xung kích điều chế gián đoạn 11 Hình 2.6: Đ ờng đặc tuyến số m tỉ số biên độ sóng sin/biên độ sóng mang 11 Hình 2.7 : Ph ơng pháp PD 12 Hình 2.8 : Ph ơng pháp POD 12 Hình 2.9: Ph ơng pháp APOD 13 Hình 2.10: Dạng sóng điều khiển sóng mang MSPWM 14 Hình 2.11: Dạngxung kíchtrong MSPWM 14 Hình 2.12: Giản đồ vector điện áp nghịch l u bậc 17 Hình 2.13: Mô hình t ơng đ ơng 17 Hình 2.14: Biều đồ pha điện áp l ới U góc  17 Hình2.15: Vòng khóa pha 19 Hình 2.16: Tọa độ không gian vector d q 21 Hình 2.17: Mô hình SRF PLL 21 Hình 2.18: Bộ lọc LCL 23 Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý 24 Hình 3.2: Sơ đồ phân tích nhánh Cascade bậc 25 Hình 3.3: L u đồ phát xung SPWM dùng nhiều sóng mang .26 Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý tạo xung SPWM nhiều sóng mang 28 Hình 3.5:Dạng sóng sin sóng mang bậc 29 Hình 4.1 : Cấu hình nghịch l u cầu H bảy bậc 30 Hình 4.2 :Mô hình mô vòng hở nghịch l u cầu H bảy bậc 30 Hình 4.3: Mô ph ơng pháp PD bảy bậc ma = 0.9 31 Hình 4.4: Mô ph ơng pháp POD bảy bậc ma = 0.9 32 Hình 4.5: Mô ph ơng pháp APOD bảy bậc ma = 0.9 33 HVTH: Lê Quang Hiếu Trang vii GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Hình 4.6: Vòng khóa pha SRF-PLL 34 Hình 4.7: Tần số PLL 35 Hình 4.8:Góc pha PLL 35 Hình 4.9: Dạng sóng bắt pha PLL 35 Hình 4.10: Điện áp hồi tiếp PLL 36 Hình 4.11: Sơ đồ khối hệ thống .37 Hình 4.12:Mô hình mô vòng hở nghịch l u cầu H đa bậc nối l ới .38 Hình 4.13: Bộ lọc ngõ L-C-L 39 Hình 4.14: Mô hình chuyển đổi Va , Vb Vc sang hệ trục tọa độ V V .39 Hình 4.15: Mô hình chuyển đổi từ Vdq  TV 39 Hình 4.16: Góc pha ớc tính hòa l ới 40 Hình 4.17: Dạng sóng ngõ ba pha qua nghịch l u cascsde cầu H 40 Hình 4.18: Dạng sóng ngõ qua lọc LCL .40 Hình 4.19: Dạng sóng ngõ ba pha .41 Hình 4.20: Dạng sóng ngõ dạng sóng l ới 41 Hình 4.21: Dạng sóng ba pha ngõ dạng sóng l ới 41 Hình 4.22: Mô tiêu chuẩn PLL bắt pha .42 Hình 4.23: THD điện áp ngõ .42 Hình 4.24: Tần số nối l ới 43 Hình 4.25: Dạng sóng điện áp l ới 44 Hình 4.26: Dạng sóng thu đ ợc nối l ới nghịch l u 44 Hình 4.27: Điện áp ngõ bắt pha với điện áp l ới .44 Hình 4.28: THD ngõ điện áp không cân 45 Hình 4.29: Tần số PLL 45 Hình 4.30: Khóa ngắt tín hiệu có cố 46 Hình 4.31: Điện áp l ới với tần số 51hz 46 Hình 4.32: Dạng sóng ngõ 47 Hình 4.33: Dạng sóng ngõ nối l ới 47 HVTH: Lê Quang Hiếu Trang viii GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng TÓM T T LU NăVĔN Đề tài thực kỹ thuật điều chế độ rộng xung sóng mang để điều chế nguồn ba pha cầu H gồm ba mạch Cascade bảy bậc thực ph ơng pháp SRF PLL để bắt pha hòa l ới Với cấu trúc Cascade làm cho dạng điện áp tốt hơn, chất l ợng dòng điện đ ợc cải thiện, số lần chuyển mạch ít, điện áp linh kiện giảm, tăng công suất cho mạch Ph ơng pháp SRF PLL đ ợc sử dụng tốt điều kiện điện áp l ới cân xác điều kiện không cân Các ph ơng pháp, giải thuật đ ợc thực mô Matlab\Simulink ABSTRACT The subjectuses technical Sin Pulse Width Modulation to convert DC voltage to Cascade three – phase seven levels and implementation SRFPLL methods to tracking phase grid Structure of Cascade will creat better shape voltage, current quality improvement, less switching frequency, the voltage across each component decreases, increasing thecapacity ofthecircuit SRFPLL method is used well in balancing the grid voltage and less accurate in unbalance conditions The methods and algorithms are simulatied byMatlab\Simulink HVTH: Lê Quang Hiếu Trang ix GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Ch ngă1: T NGăQUAN 1.1 T ngăquanălĩnhăv cănghiênăc u Những thập niên 70-80 kỷ XX, kỹ thuật điện tử đ ợc ứng dụng mạch điều khiển, đo l ờng, khống chế, bảo vệ…hệ thống điện công nghiệp gọi điện tử công nghiệp Đến thập niên 90 kỷ XX, kỹ thuật điện tử đư ứng dụng rộng rãi thành công việc thay khí cụ điện từ dùng để đóng ngắt cung cấp nguồn cho phụ tải pha, ba pha, làm nguồn công suất lớn công nghiệp…Với u điểm kích th ớc nhỏ gọn, dễ điều khiển thuận tiện, đáp ứng tần số đ ợc mở rộng, khả công suất, điện áp, dòng điện độ tin cậy ngày đ ợc cải tiến dần Ngày nay, với tốc độ phát triển công nghiệp nhanh, Các nguồn l ợng lớn chủyếu có nguồn gốc l ợng hóa thạch gây ô nhiễm môi tr ờng, cạn kiệt dần làm cho trái đất ấm dần lên Việc tìm sử dụng nguồn l ợng sạch, vô tận u tiên hàng đầu Năng l ợng mặt trời, l ợng gió đư thỏa mãn đ ợc yêu cầu trên, nh ng có công suất không lớn không tập trung Để tận dụng có hiệu quả, cần phải kết nối nguồn l ợng thông qua hệthống l ới điện phân phối có sẵn nghịch l u có khả kết nối với điện xoay chiều Việc nghiên cứu điều khiển nghịch l kết nối với điện phân phối đư có từ 30 năm qua Trong năm gần đây, việc nghiên cứu ph ơng pháp điều khiển nghịch l u nối đư đ ợc thực ngày nhiều + Các công trình nghiên cứungoài n ớc: - Trong báo“Design and Simulation of three phase Inverter for grid connected Photovoltic systems”[3] đư bơm công suất tác dụng lên l ới đồng thời sử dụng chuyển đổi d-q để đồng độ méo dạng sóng hài mô HVTH: Lê Quang Hiếu Trang GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng 1.78% nhiên việc sử dụng nghịch l u VSI làm cho độ méo dạng sóng hài tăng cao - Bài báo “Investigation of Three-Phase Grid-Connected Inverter for Photovoltaic Application”[4] đư hòa l ới với độ méo dạng điện áp 2.48% sử dụng ph ơn pháp vòng khóa pha, sử dụng chuyển đổi d-q điều chỉnh PI Bài báo“Modifying the three-phase synchronous reference frame phaselocked-loop to remove unbalance and harmonic errors” [13] cho thấy l ới hoạt động điều kiện điện áp lý t ởng nh điện áp l ới cân bằng,tần số số nhiễu) vòng khóa pha SPF-PLL đồng tín hiệu cách xác cao Tuy nhiên với ngõ vào không cân nh điện áp không cân bằng, biên độ pha không hay góc pha không lệch 120 độ Khi việc bắt pha thiếu xác Cũng báo cho ta biết đ ợc việc cải tiến ph ơng pháp SRF- PLL để cải thiện việc bắt pha điều kiện không cân bằng ph ơng pháp nh DDSRF-PLL(decoupled double synchronous reference frame phase-locked loop), hay DSRF-PLL(double synchronous reference frame phaselocked loop) việc bắt pha điều kiện không cân tốt hơn, nhiên việc thiết kế phức tạp cần cải thiện tín hiệu đầu vào bị méo dạng sóng hài Theo báo “ Comparative Study of Single Phase PLL Algorithms for Grid Synchronization Applications” [12] đư đề cập tới giải pháp sữ dụng ph ơng pháp SOGI-PLL (Second Order Generalized Integrator based Phase-locked loop) với hiệu suất ph ơng pháp phụ thuộc vào điều kiện tần số  tần số góc tín hiệu,việc tính toán điều chỉnh ph ơng pháp SOGI-PLL là điều chỉnh cho thích hợp với tần số Trong ph ơng pháp SOGI-PLL lọc tín hiệu nhiễu,hài nh ng lại ờidễ bị ảnh h ởng độ sai lệch DC tín hiệu điện áp Trong báo “Simple Methods for Detecting Zero Crossing” [11] ta thấy việc bắt pha xác mặt dù lỗi pha loại bỏ hoàn toàn cần HVTH: Lê Quang Hiếu Trang GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng l u ý việc sử dụng ph ơng pháp Detecting Zero Crossing hiệu suất ZCD(detecting zero crossing) bị ảnh h ởng chất l ợng điện, đặc biệt tr ờng hợp l ới điện yếu Với mục tiêu chuyển đổi nguồn l ơng khác thành l ợng điện hòa vào l ới điện phân phối 1.2 M căđíchăc aăđ tài Mục đích đề tài xây dựng mô hình nghịch l u ba pha bậc dạng cascade cầu H hòa l ới Với kỹ thuật điều chế đ ợc đ a mong muốn đảm bảo phù hợp với kết tính toán độ méo dạng tín hiệu đầu (THD) thấp Đề tài “Nghiên cứu nghịch l u cascade cầu bảy bậc H hòa l ới ” có nội dung chủ yếu: - Tầm quan trọng đề tài - Xây dựng ph ơng trình giải thuật để tính toán chuyển đổi l ợng - Dùng phần mềm Matlab mô hòa l ợng mặt trời vào l ới - Kết nghiên cứu đề tài 1.3 Ph m vi c a đ tài - Nghiên cứu nghịch l u công suất nhỏ ba pha hòa vào l ới điện - Nghiên cứu tính toán thông số hòa vào l ới điện phân phối - Đ a mô hình mô nghịch l u cascade bảy bậc hòa l ới 1.4 Ph ngăphápănghiên c u - Thu thập tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu - Nghiên cứu mô hình hòa đồng bộgiữa ngõ nghịch l u l ới điện - Các thông số ảnh h ởng đến việc hòa l ới - Xây dựng mô hình mô phỏng, từ phục vụ cho thiết kếvà thi công mô hình thực tế sau - Phân tích kết quảnhận đ ợc kiến nghị - Đánh giá tổng quát toàn đềtài Đềnghịh ớng phát triển đềtài HVTH: Lê Quang Hiếu Trang GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng 1.5 Đi m m i c aăđ tài - Tìm thông số ảnh h ởng đến việc hòa đồng - Đ a giải thuật đểtính toán nghịch l u hòa l ới 1.6 Giáătr ăth căti năc aăđ tài Từ yêu cầu cấp thiết từ thực tế, góp phần tiết kiệm l ợng hộ tiêu thụ điện nh cung cấp thêm cho nguồn quốc gia phần l ợng Sử dụng nguồn l ợng sẳn có tự nhiên dự trữ góp phần giảm tải nguồn l ới cao điểm Những vùng xa xôi sữ dụng nguồn l ợng nhỏ nh l ợng gió, n ớc đồng với để phục vụ chung cho cộng đồng Chính lý trên, đề tài: "nghiên cứu nghịch l u cascade bảy bậc cầu H nối l ới" đ ợc hình thành - Có kết khả quan từmột mô hình thiết kếchính xác bộchuyển đổi hòa l ới - Giúp cho nhà thiết kếcác tài liệu quan trọng tính toán thiết kếbộchuyển đổi hòa vào l ới điện quốc gia - Nghiên cứu làm tài liệu giảng dạy cho sinh viên chuyên ngành điện, đặc biệt lĩnh vực điện tử công suất HVTH: Lê Quang Hiếu Trang GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Hình 4.12:Mô hình mô vòng hở nghịch l u cầu H đa bậc nối l ới HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 38 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Hình 4.13: Bộ lọc ngõ L-C-L Hình 4.14: Mô hình chuyển đổi Va , Vb Vc sang hệ trục tọa độ V V Hình 4.15: Mô hình chuyển đổi từ Vdq  TV 4.4ăK tăqu ămôăph ng 4.4 V iăđi u ki năđi năápăl i cân Điện áp l ới có biên độ 311V, tần số 50hz lệch 120 độ Ta thấy điện áp l ới sau qua hệ trục biến đổi thành V V sau qua Vdq  TV qua vòng khóa pha PLL đ ợc góc pha nh hình 4.16 HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 39 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Hình 4.16: Góc pha ớc tính hòa l ới Với việc tìm đ ợc góc phasau biển đổi ng ợc thu đ ợc tín hiệu sóng sin điều khiển Sóng sin điều khiển đ ợc đ a vào so sánh với sóng mang có tần số 3Khz tạo dạng sóng điện áp nh hình 4.17 Hình 4.17: Dạng sóng ngõ ba pha qua nghịch l u cascsde cầu H Điện áp qua nghịch l u sau qua lọc LCL có dạng nh hình 4.18, 4.19 Hình 4.18: Dạng sóng ngõ qua lọc LCL HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 40 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Kết thu đ ợc dạng sóng để hòa l ới nh hình bên d ới: Hình 4.19: Dạng sóng ngõ ba pha Điện áp ngõ nghịch l u ba pha sau qua lọc để chuẩn bị hòa l ới Thấy điện áp qua lọc có độ vọt lố khoảng thởi gian 0.01s độ vọt lố cao ba pha khoảng thời gian khoảng 30% so với điện áp chuẩn Tín hiệu ngõ pha biên độ số với tín hiệu l ới Hình 4.20: Dạng sóng ngõ dạng sóng l ới Hình 4.21: Dạng sóng ba pha ngõ dạng sóng l ới HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 41 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Theo tiêu chuẩn điện áp hạ áp bỉ tần số hòa l ới f>50,5 hz f< 49,5 hz cắt tức thời ta thấy tần số bám l ới phải nằm khoảng 49,5hz 50,5 hz, tần số sai 1% làm ngắt việc hòa l ới Hình 4.22: Mô tiêu chuẩn PLL bắt pha Bảng 4.2: Tiêu chuẩn tổng hài [9] Từ hình 4.20, ta thấy việc bắt pha sử dụng SRF PLL xác khoảng thời gian gần chu kỳ sóng sin bắt pha điều kiện điện áp l ới lý t ởng, THD điện áp cần hòa l ới 0.74% Kết phù hợp với yêu cầu tiêu chuẩn Hình 4.23: THD điện áp ngõ HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 42 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Và tần số tín hiệu nối l ới sau qua PLL 50hz nh hình bên d ới: Hình 4.24: Tần số nối l ới Tần số tín hiệu qua điều chỉnh PI cho ta thấy tần số bắt đầu ổn định tức bắt đầu nằm khoảng 49.5hz khoảng 0.04s 4.4.2 Tr ng h păđi n áp không cân Theo tiêu chuẩn ta thấy điện áp không cân tối đa 3% điện áp hệ thống ta có : Bảng 4.3:Tiêu chuẩn điệp áp không cân [10] Mức điện áp Giới hạn điện áp không cân 220Kv 2% 132Kv 3% 66Kv 3% Với điện áp không cân ta giả sử vằng điện áp ba pha điện áp l ới lần l ợt : Va  0.97Vm sin(t ) V Vb  1.03Vm sin(t  120) V Vc  Vm sin(t  240) V HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 43 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Hình 4.25: Dạng sóng điện áp l ới Hình 4.25 mô tả biên độ ba pha điện áp không cân với điện áp pha a biểu diễn màu xanh d ơng, pha c biểu diễn màu đỏ pha b biểu diễn màu xanh Hình 4.26: Dạng sóng thu đ ợc nối l ới nghịch l u T ơng tự ta thấy biên độ ngõ nghịch l u đ a tín hiệu từ vòng khóa pha vào điều khiển có điện áp không cân hình 4.26 Hình 4.27: Điện áp ngõ bắt pha với điện áp l ới HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 44 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Đối với điện áp không cân bằng, việc bắt pha nh hình 4.27 bắt đầu bắt pha đ ợc khoảng thời gian 0.04s nhiên điện áp bắt pha so với l ới ch a xác Hình 4.28: THD ngõ điện áp không cân Xét điều kiện mô ta thấy đ ợc THD lớn ba pha ngõ nghịch l u 3.18% Hình 4.29: Tần số PLL Ta thấy điều kiện điện áp không cân việc bắt pha SRF PLL tạm thời chấp nhận đ ợc phạm vi định việc thay đổi 3% điên áp làm cho việc sử dụng bộSRF PLL chấp nhận đ ợc Mức điện áp l ới không cân lớn việc bắt pha khó Từ việc tìm hiểu hệ thống PLL đề tài với hệ số điều chế PI đ ợc đ a giải thuật SO hoạt động ổn định điều kiện nguồn l ới lý t ởng Đặc tính hệ thống đ ợc đư đ ợc biểu diễn hình vẽ phía Với điều kiện l ới lý t ởng góc pha đ ợc dò tìm nhanh khoảng hai chu kỳ dao động nhiên ng ợc lại với điều kiện l ới không lý t ởng việc bắt pha phức tạp HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 45 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng 4.4.3ăăTr ng h p x y s c Trong tr ờng hợp xãy cố nh tần số góc lớn 50.5 hz d ới 49.5 hz việc hòa l ới không xảy ta có so sánh cho tần số để kiểm tra xem tần số có phù hợp với yêu cầu hay ch a phù hợp đóng khóa cho tín hiệu qua ch a phù hợp mở khóa không cho tín hiệu qua, tín hiệu điều khiển đ ợc lấy từ tín hiệu tần số góc vòng khóa pha Hình 4.30: Khóa ngắt tín hiệu có cố Giả sử điện áp l ới có tần số lớn 50.5hz ví dụ 51hz Va  Vm sin(t ) V Vb  Vm sin(t  120) V Vc  Vm sin(t  240) V Ta có dạng sóng l ới với tần số 51hz Hình 4.31: Điện áp l ới với tần số 51hz Khi tần số bị so sánh lớn 50.5hz sóng ngõ bị cắt không kết nối với tín hiệu : HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 46 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Hình 4.32: Dạng sóng ngõ Và với điện áp ngõ vào tần số 50hz dạng sóng ngõ tr ớc nối l ới Hình 4.33 Dạng sóng ngõ nối l ới Khóa đóng ngắt có khoảng thời gian không cho tín hiệu qua sau khoảng thời gian tín hiệu đ ợc qua tần số nằm khoảng cho phép HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 47 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Ch K TăLU N VÀăH ngă5: NGăPHÁTăTRI N 5.1ăăK tălu n Đề tài tập trung nghiên cứu khảo sát nghịch l u cascade cầu H kỹ thuật điều chế PWM,trong chủ yếu ph ơng pháp điều chế PD, POD, APOD cho nghịch l u thực tế nhiều kỹ thuật khác sử dụng cho nghịch l u đa bậc nhiên ph ơng pháp dễ dàng sử dụng nh hiệu cao Độ méo dạng ngõ đ ợc tính toán phần mềm MATLAB Kết mô cho nghịch l u bậc đư đ ợc trình bày phân tích độ méo dạng hệ số điều chế, trình khảo sát thấy đ ợc ph ơng pháp điều chế PD tốt hơn, đồng thời số bậc cao độ méo dạng giảm Sử dụng ph ơng pháp SRF PLL cho việc điều khiển hòa l ới điện Cho điều kiện l ới lý t ởng với biên độ 311V tần số 50hz góc pha đ ợc dò tìm nhanh xác khoảng thời gian 0.04s THD điện áp ngõ nghịch l u 0.74% Việc mô điện áp không cân điều kiện ta thấy thời gian dò pha chuẩn khoảng thời gian 0.04s, THD 3.18% nằm phạm vi cho phép Tuy nhiên điện áp không cân có chênh lệch nhiều dẫn tới việc bắt pha không xác Hệ thống đ ợc mô điều kiện điện áp l ới lý t ởng không lý t ởng Các biến biên độ tần số đ ợc xử lý hệ thống Khi biên độ giảm hệ thống hoạt động chậm Hệ thống PLL xử lý điều kiện không lý t ởng nhiên độ xác không cao 5.2ăăH ngăphátătri n Do thời gian có giới hạn nên đề tài dừng lại mức độ mô với tải tĩnh Kết mô làm cở sở để xây dựng mô hình thực nghiệm chứng minh đắn giải thuật Tìm hiểu ph ơng pháp khác sử dụng tốt điều kiện không lý t ởng Kết thu đ ợc từ đề tài làm sở cho công trình nghiên cứu sau HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 48 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng TÀIăLI UăTHAMăKH O [1] PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ “ Điện tử công suất 1” [2] Tr ơng Việt Anh, Nguyễn Bá Thuận “ổn định dòng điện cho phát l ợng mặt trời vào l ới điện” Science & Technology Development, Vol 13, No.K5- 2010 [3] Miss Sangita R Nandurkar, Mrs Mini Rajeev “Design and Simulation of three phase Inverter for grid connected Photovoltic systems” Proceedings of Third Biennial National Conference, NCNTE- 2012, Feb 24-25 [4] Zamre Abdul GHANI, Mohammad Abdul HANNAN, Azah MOHAMED “Investigation of Three-Phase Grid-Connected Inverter for Photovoltaic Application” Dept of Electrical, Electronic & Systems Engineering, Universiti Kebangsaan Malaysia, 43600 Bangi, Selangor, Malaysia [5] Jim Ögren “PLL design for inverter grid connection’’ [6] Mateus F Schonardie and Denizar C Martins, ―Application of the dq0 transformation in the three phase grids connected PV system with active and reactive power control, Power Electronics Specialists Conference.pp 1202 – 1208, June 2008 [7] Kaura, V and Blasko, V “Operation of a Phase Looked Loop System Under Distorted Utility Conditions” IEEE Transactions on industry applications, vol 33, no 1, January/February 1997 [8] Jiri Lettl, Jan Bauer, and Libor Linhart “Comparison of Different Filter Types for Grid Connected Inverter”Progress In Electromagnetics Research Symposium Proceedings, Marrakesh, Morocco, Mar 20–23, 2011 [9] GOVERNMENT OF INDIA MINISTRY OF RAILWAYS INSTRUCTION FOR LOAD PROFILE, CURRENT & VOLTAGE HARMONICS MEASUREMENT AND RECORDING IN 25 KV AC TRACTION SUBSTATION HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 49 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng [10] TRANSMISSION LICENSEES’ STANDARDS OF PERFORMANCE, The 7th August, 2004 [11] R.W Wall, Senior Member, IEEE “Simple Methods for Detecting Zero Crossing” [12] Atul Gupta, Anurag Porippireddi,Venu Uppuluri Srinivasa, Akash Sharma, Mangesh KadamSanterno India Design Center, India “Comparative Study of Single Phase PLL Algorithms for Grid Synchronization Applications” [13] Suzan Zeynep Eren “Modifying the three-phase synchronous reference frame phase-locked-loop to remove unbalance and harmonic errors” HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 50 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng PH ăL C HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 51 S K L 0 [...]... acquy, pin Bộ nghịch l u Cascade gồm nhiều bộ nghịch l u áp cầu H một pha ghép nối tiếp với nhau Bằng cách kích đóng các linh kiện trong mỗi bộ nghịch l u áp một pha, ba mức điện áp (-Vd /2, 0, Vd /2) đ ợc tạo thành Sự kết h p hoạt động của n bộ nghịch l u áp trên một nhánh sẽ tạo nên n mức điện áp âm (-Vd /2, -2* Vd /2, -n*Vd /2) ; n mức điện áp d ơng (Vd /2, 2* Vd /2, …n*Vd /2) và mức áp 0 Nh vậy, bộ nghịch l u áp... trong bộ nghịch l u áp phải có khả năng kích đóng, ngắt dòng qua nó Trong các ứng dụng với công suất lớn có thể dùng GTO, IGBT hoặc SCR kết h p với bộ chuyển mạch Mỗi linh kiện còn mắc thêm diode đối song để h n chế điện áp phát sinh khi kích ngắt linh kiện 2. 1 .2 Phân lo i Bộ nghịch l u áp có nhiều loại cũng nh nhiều ph ơng pháp điều khiển khác nhau: + Theo số pha: nghịch l u một pha, nghịch l u ba pha... vector không tại tâm của h nh lục giác Đối với các vector nằm tại đỉnh các h nh lục giác bên trong, tồn tại hai trạng thái kích dẫn khác nhau của linh kiện nh ng lại có cùng chung vị trí vector không gian Tồn tại ba trạng thái kích dẫn khác nhau cho cùng vector không HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 16 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng β 020 021 010 121 22 1 1 12 001 0 12 0 02 220 110 000 111 22 2 122 011 022 120 21 0 21 1... công suất lớn tham gia trong mạch nhiều dẫn đến giá thành tăng và độ tin cậy giảm + Việc điều khiển khó khăn khi số bậc nghịch l u tăng cao HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 7 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng 2. 2.3Cấu trúc b ngh chăl uăd ng cascade A + - Vd /2 + - Vd /2 B + - + - C Vd /2 + - Vd /2 Vd /2 + - Vd /2 H nh 2. 3: Bộ nghich l u áp đa bậc dạng Cascade Sử dụng các nguồn DC riêng, thích h p cho tr ờng h p sử dụng nguồn... α 100 21 2 101 1 02 200 20 1 20 2 H nh 2. 12: Giản đồ vector điện áp bộ nghịch l u 3 bậc 2. 4 Ph ngăphápăn iăl i Từ [2] ta có sơ đồ t ơng đ ơng cho việc nối l ới H nh 2. 13: Mô h nh t ơng đ ơng H nh 2. 14: Biều đồ pha giữa điện áp l ới U và góc  HVTH: Lê Quang Hiếu Trang 17 GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Công suất truyền qua cuộn kháng đ ợc bơm vào l ới đ ợc mô tả nh biểu thức nh sau: E  U  jX s I (2. 12) E sin(...GVHD: TS Nguyễn Thị L ỡng Ch ng 2: ă C ăS ăLụăTHUY T 2. 1 T ngăquanăv ăngh chăl uăđaăb c 2. 1.1 Khái ni m Bộ nghịch l u đa bậc có nhiệm vụ chuyển đổi năngl ợng từ nguồn điện một chiều không đổi sang nguồn xoay chiều để cung cấp cho tải xoay chiều Bộ nghịch l u áp là một bộ nghịch l u có nguồn một chiều cung cấp là nguồn áp và đối t ợng điều khiển ngõ ra là điện áp Bộ nghịch l u dòng là bộ nghịch l u... số đóng ngắt lớn, các thành phần h i bậc cao của điện áp ra giảm nhỏ h n so với bộ nghịch l u hai bậc + Theo cấu h nh bộ nghịch l u: dạng cascade (cascade converter), dạng nghịch l u chứa diode kẹp NPC (neutral point clamped multi converter), dạng nghịch l u kẹp tụ (Flying capacitor converter),các loại nghịch l u lai, 2. 2ăCácăcấuătrúcăb ăngh chăl uăđaăb c 2. 2.1ăCấuătrúcăb ăngh chăl uăNPCă(NeutralăPointăClamped)... h p khi các nguồn DC tạo nên từ h thống điện AC Bộ nghịch l u đa bậc NPC có một mạch nguồn DC đ ợc phân chia thành một số cấp điện áp nhỏ h n nhờ chuỗi các tụ điện mắc nối tiếp Giả sử mạch nguồn DC gồm n nguồn có độ lớn bằng nhau mắc nối tiếp, điện áp nguồn DC có thể đạt đ ợc n+1 giá trị khác nhau và số bậc điện áp nghịch l u là n+1 bậc Vd /2 + - Vd /2 + - Vd H nh 2. 1: Bộ nghịch l u áp dạng NPC Bộ nghịch. .. ới đỉnh và phải sớm pha h n Để kết nối l ới thì điện áp ngõ ra từ bộ nghịch l u phải cùng tần số ở mỗi pha của ba pha Điều này có thể thu đ ợc nếu nh góc pha của điện áp l ới đ ợc dò tìm Trong h thống điều khiển cho bộ nghịch l u, dạng sóng sin sẽ đ ợc tạo ra với việc lựa chọn điều khiển theo ph ơng pháp SPWM với việc lựa chọn pha khác nhau nhằm mục đích giữ ngõ ra bộ nghịch l u đ ợc đồng bộ với l ới... Kết nối l ới bộ nghịch l u trong việc phân bổ h thống chung đ ợc kết nối với h thống mạng l ới điện mà cố thể ảnh h ởng bởi việc rớt l ới bởi vì có nhiều yếu tố việc điều khiển những bộ nghịch l u này trong điều kiện không bình th ờng sẽ đảm bảo rằng việc bảo vệ những bộ nghịch l u này sẽ bị lỗi Vì vậy việc hoạt động chính xác các bộ nghịch l u này là một trong những việc điều khiển chính trong việc