Mô phỏng phương pháp điều khiển mô hình nội điều khiển máy phát điện gió nguồn kép(DFIG)

22 908 2
Mô phỏng phương pháp điều khiển mô hình nội điều khiển máy phát điện gió nguồn kép(DFIG)

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ DUY KHÁNH MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH NỘI ĐIỀU KHIỂN MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ NGUỒN KÉP (DFIG) NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 S K C0 9 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ DUY KHÁNH MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN MÔ HÌNH NỘI ĐIỀU KHIỂN MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ NGUỒN KÉP (DFIG) NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Hướng dẫn khoa học : PGS.TS DƯƠNG HOÀI NGHĨA Tp Hồ Chí Minh, Tháng 10 năm 2015 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Lê Duy Khánh Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 12-05-1986 Nơi sinh: Đồng Nai Quê quán: Hà Tĩnh Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: Khu Phố 4, Phường An Bình, Biên Hòa – Đồng Nai Điện thoại riêng: 0932.289.919 E-mail: leduykhanh1205@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Nghề bậc 3/7 Thời gian đào tạo từ 09/2004 đến 07/2006 Nơi học (trường, thành phố): Trường Công Nhân Kỹ Thuật Đồng Nai Ngành học: Điện Công Nghiệp Đại học: Hệ đào tạo: Chính Quy Thời gian đào tạo từ 09/2007 đến 07/ 2011 Nơi học (trường, thành phố): Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Ngành học: Điện Công Nghiệp Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Khảo Sát & Tính Toán Kiểm Tra Hệ Thống Cung Cấp Điện, Và Hướng Tiết Kiệm Năng Lượng Của Công Ty CoCa – Cola Việt Nam Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Người hướng dẫn: Th.S Trần Tùng Giang III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Trường Cao Đẳng Nghề Việt 9/2011 - 2012 Nam – Singapore, Thuận An – Giáo viên hợp đồng Bình Dương 9/2012 đến Trường Cao Đẳng Nghề Đồng Nai, Biên Hoà – Đồng Nai Giáo viên hợp đồng LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng 10 năm 2015 (Ký tên ghi rõ họ tên) LỜI CẢM TẠ Điều trước tiên, xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Dương Hoài Nghĩa, người Thầy tận tình trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu vô quí giá dìu dắt thực hoàn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cám ơn đến tất Quí Thầy, Cô giảng dạy, trang bị cho kiến thức bổ ích quí báu suốt trình học tập nghiên cứu sau Xin cảm ơn Gia đình tạo điều kiện để yên tâm học tập tốt suốt thời gian vừa qua Xin cảm ơn tất bạn bè thân thuộc động viên, tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ cho nhiều trình học tập, công tác suốt thời gian thực luận văn TP.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015 Người thực Lê Duy Khánh TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn trình bày vấn đề liên quan đến việc mô hình hóa xây dựng giải thuật điều khiển máy phát điện gió nguồn kép sử dụng máy phát không đồng nguồn kép (DFIG) ứng dụng hệ thống chuyển đổi lượng gió tốc độ thay đổi Máy phát điện gió nguồn kép xem đối tượng phi tuyến điều khiển đối tượng phương pháp điều khiển mô hình nội Mô hình toán học máy phát điện gió nguồn kép xây dựng hệ trục tọa độ tham chiếu dq thích hợp, định hướng theo véctơ điện áp lưới phân lập điều khiển công suất tác dụng công suất phản kháng bên phía stator máy phát Với kỹ thuật định hướng hệ trục tọa độ tham chiếu này, cho thấy điều khiển tiêu thụ phát công suất phản kháng hoàn toàn độc lập với điều khiển chế độ vận hành công suất thực Do stator DFIG nối trực tiếp với lưới điện điện áp stator cố định theo điện áp lưới, nên mục tiêu điều khiển độc lập công suất tác dụng công suất phản kháng bên phía stator DFIG máy phát qui mục tiêu điều khiển độc lập hai thành phần trục d q véctơ dòng điện stator chế độ vận hành bình thường Để điều khiển dòng công suất trao đổi stator máy phát lưới điện, giải thuật điều khiển mô hình nội thiết lập để điều khiển độc lập hai thành phần véctơ dòng stator cách tác động lên điện áp rotor Sau cùng, mô tiến hành, kết cho thấy giải thuật điều khiển mô hình nội cho chất lượng tốt khía cạnh quan tâm đáp ứng ngõ bám tốt theo thay đổi nấc tín hiệu đặt, luật điều khiển có tính bền vững cao điều kiện có sai số mô hình MỤC LỤC Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nước công bố 1.1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu 1.1.2 Các công trình liên quan 1.2 Tính cần thiết đề tài 12 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 12 1.4 Nhiệm vụ đề tài giới hạn đề tài 12 1.5 Bố cục luận văn 13 Chương 2: HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ SỬ DỤNG DFIG 14 2.1 Tổng quan phương pháp điều khiển máy phát không đồng nguồn kép 14 2.1.1 Điều khiển mô hình nội IMC (Internal Model Control) 15 2.1.2 Các phương pháp điều khiển khác 16 2.2 Hệ thống điều khiển tuabin gió trang bị DFIG 17 2.3 Vận hành công suất tuabin gió 20 2.3.1 Vận hành công suất cực đại 21 2.3.2 Điều khiển độc lập công suất tác dụng công suất phản kháng 23 2.4 Sơ đồ tương đương DFIG chế độ xác lập 23 Chương 3: MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ NGUỒN KÉP (DFIG) 26 3.1 Mô hình Tuabin gió 26 3.1.1 Sự chuyển đổi lượng gió hiệu suất rotor 26 3.1.2 Điều khiển tuabin gió 29 3.2 Mô hình toán học máy phát không đồng nguồn kép (DFIG) 30 3.2.1 Mô hình toán học DFIG biểu diễn hệ toạ độ αβ 31 3.2.2 Mô hình toán học DFIG biểu diễn hệ toạ độ đồng dq 37 3.3 Biểu diễn trạng thái hệ thống DFIG 41 3.4 Điều khiển công suất DFIG 43 3.4.1 Điều khiển độc lập công suất tác dụng công suất phản kháng phía stator 43 3.4.2 Giá tri điều khiển cho dòng điện stator (Reference value) 47 3.5 Sơ đồ mô DFIG Matlab/Simulink 47 Chương 4: ĐIỀU KHIỂN MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ DFIG 53 4.1 Giới thiệu 53 4.2 Nguyên lý điều khiển mô hình nội 53 4.2.1 Nguyên lý điều khiển mô hình nội 53 4.2.2 Mối liên hệ giũa điều khiển mô hình nội điều khiển truyền thống 56 4.2.3 Ổn định nội 57 4.2.4 Chất lượng điều khiển danh định 58 4.3 Thiết kê hệ thống điều khiển DFIG phương pháp mô hình nội 60 Chương 5: SƠ ĐỒ VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 65 5.1 Sơ đồ mô 65 5.2 Kết mô 69 5.2.1 Kết mô chế độ danh định 70 5.2.2 Tính bền vững luật điều khiển có sai số mô hình 80 5.2.2.1 Trường hợp 1: Điện trở stator rotor giả thiết tăng 20% 30% so với giá trị danh định 80 5.2.2.2 Trường hợp 2: Điện trở stator rotor giả thiết giảm 20% so với giá trị danh định 82 5.2.2.3 Trường hợp 3: Điện cảm tản rotor điện cảm từ hoá giả thiết tăng 20% so với giá trị danh định 83 5.2.2.4 Trường hợp 4: Điện cảm tản stator điện cảm từ hoá giả thiết giảm 20% so với giá trị danh định 84 5.2.2.5 Trường hợp 5: Moment quán tính rotor giả thiết tăng 20% so với giá trị danh định 85 5.2.3 Ảnh hưởng thông số lọc IMC 86 5.2.3.1 Trường hợp 1: T1 = T2 = 0.3 86 5.2.3.2 Trường hợp 2: T1 = T2 = 0.05 87 5.2.3.3 Trường hợp 2: T1 = 0.3 T2 = 0.05 88 5.2.4 So sánh kết đạt với phương pháp thiết kế khác 89 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 92 6.1 Kết luận 92 6.1.1 Các vấn đề giải luận văn 92 6.1.2 6.2 Các kết luận giải thuật điều khiển 92 Hướng phát triển đề tài 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Các từ viết tắt DC Direct Current DFIG Doubly Fed Induction Generator DFIM Doubly Fed Induction Machine MPPT Maximum Power Point Tracking WECS Wind Energy Convertion System RSC Rotor Side Converter GSC Grid Side Converter IG Induction Generator SG Synchronuos Generator SMC Sliding Model Control IMC Internal Model Control VSC voltage source converter IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor Chỉ số s, e Hệ trục tọa độ tĩnh αβ hệ trục đồng dq ref , ∗ giá trị điều khiển giá trị đặt mea giá trị đo lường chuyển vị ma trận, véctơ T Chỉ số n,b giá trị danh định, trị max , maximum, minimum Ký hiệu ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; điện áp pha stator rotor ; dòng điện stator rotor từ thông stator rotor điện áp stator rotor theo trục α,β dòng stator rotor theo trục α,β từ thông stator rotor theo trục α,β điện áp stator rotor theo trục d,q dòng stator rotor theo trục d,q ; từ thông stator rotor theo trục d,q điện áp lưới điện áp dc-link điện trở dây quấn stator rotor điện cảm tản stator rotor ; điện cảm stator rotor ; tốc độ đồng rotor [elec.rad/s ] điện cảm từ hóa vận tốc góc học rotor [mach.rad/s ] vận tốc trượt độ trượt s tỷ số vòng dây stator rotor ; góc vị trí stator rotor [elec.rad ] ; công suất tác dụng, phản kháng phía stator ; mômen điện từ mômen ; thời stator rotor σ; f hệ số tản tổng hệ số ma sát [N.m.s/rad ] p số cặp cực từ J; H mômen quán tính hệ số quán tính rotor ; ; λ; β bán kính diện tích quét cánh quạt tuabin ! mật độ không khí hiệu suất rotor Tip - speed - ratio góc pitch DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Hệ thống biến đổi lượng gió tốc độ cố định Hình 1.2: Hệ thống biến đổi lượng gió tốc độ thay đổi .3 Hình 1.3: Hệ thống biến đổi lượng gió tốc độ thay đổi sử dụng máy phát không đồng nguồn kép (DFIG) Hình 1.4: Cấu trúc máy phát không đồng nguồn kép Hình 1.5: Mô hình điều khiển phía lưới Hình 1.6: Chiều dòng lượng chạy qua DFIG Hình 1.7: Phạm vi hoạt động DFIG .8 Hình 2.1: Sơ đồ điều khiển tổng thể tuabin gió tốc độ thay đổi DFIG 18 Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý điều khiển tối ưu λ 21 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý điều khiển bám công suất đỉnh .22 Hình 3.1: Góc pitch cánh quạt gió .27 Hình 3.2: Đường đặc tính CP(λ,β) 28 Hình 3.3: Công suất đầu phụ thuộc vào vận tốc gió tốc độ Tuabin 28 Hình 3.4: Đường cong công suất lý tưởng tubin gió (khi β = độ ) 29 Hình 3.5: Sơ đồ mối liên hệ đại lượng abc αβ 31 Hình 3.6: Sơ đồ nối dây cuộn dây stator rotor hình Y-Y 33 Hình 3.7: Sơ đồ tương đương R L hệ trục toạ độ tự nhiên stator rotor 34 Hình 3.8: Mô hình lý tưởng máy điện không đồng ba pha 35 Hình 3.9: Sơ đồ tương đương mô hình động DFIG hệ toạ độ tĩnh .36 Hình 3.10: Mối liên hệ đại lượng hệ trục toạ độ αβ dq .37 Hình 3.11: Trục dây quấn stator rotor hệ trục dq 38 Hình 3.12: Sơ đồ tương đương mô hình động DFIG hệ toạ độ đồng dq 40 Hình 3.13 Sơ đồ điều khiển dòng công suất trao đổi stator DFIG lưới điện 44 Hình 3.14 Giản đồ véctơ điện áp lưới véctơ từ thông stator xác lập bỏ qua điện trở stator 45 Hình 3.15: Sơ đồ mô DFIG 49 Hình 3.16:Các khối chức sơ đồ mô DFIG 52 Hình 4.1: Cấu trúc điều khiển mô hình nội 54 Hình 4.2:Hệ thống điêu khiển dùng mô hình nội .56 Hình 4.3: Hệ thống điều khiển truyền thống tương đương 56 Hình 4.4: Hệ thống điều khiển mô hình nội tương đương .57 Hình 4.5: Sơ đồ khối để khảo sát ổn định nội 57 Hình 4.6: Cấu trúc điều khiển mô hình nội 58 Hình 4.7: Cấu trúc điều khiển mô hình nội cho DFIG .60 Hình 4.8: Khối điều khiển IMC .62 Hình 5.1: Sơ đồ điều khiển độc lập công suất tác dụng phản kháng đầu cực stator DFIG phương pháp mô hình nội 65 Hình 5.2: Các khối chức sơ đồ điều khiển DFIG 68 Hình 5.3: Giá trị đặt cho Mômen học cung cấp vào trục rotor DFIG 71 Hình 5.4: Giá trị đặt cho hai thành phần dòng stator " " 72 Hình 5.5: Công suất tác dụng công suất phản kháng yêu cầu bên phía stator 73 Hình 5.6: Hệ số công suất cosφ 73 Hình 5.7: Đáp ứng theo thay đổi nấc tín hiệu đặt 74 Hình 5.8: Công suất tác dụng phản kháng đầu cực stator DFIG 75 Hình 5.9: Thành phần từ thông rotor 76 Hình 5.10: Điện áp stator rotor 77 Hình 5.11: Dòng điện stator rotor .78 Hình 5.12: Hai thành phần trục d q véctơ điện áp rotor từ ngõ điều khiển 79 Hình 5.13: Kết mô điện trở stator rotor tăng 20% 30% so với giá trị danh định 81 Hình 5.14 :Kết mô điện trở stator rotor giảm 20% so với giá trị danh định 82 Hình 5.15: Kết mô điện cảm tản rotor điện cảm từ hoá tăng 20% so với giá trị danh định 83 Hình 5.16: Kết mô điện cảm tản stator điện cảm từ hoá giảm 20% so với giá trị danh định 84 Hình 5.17: Kết mô Moment quán tính rotor tăng 20% so với giá trị danh định 85 Hình 5.18: Kết mô thay đổi thời lọc IMC T1 = T2 = 0.3 87 Hình 5.19: Kết mô thay đổi thời lọc IMC T1 = T2 = 0.05 88 Hình 5.20: Kết mô thay đổi thời lọc IMC T1 = 0.3;T2 = 0.05 .89 Hình 5.21: Đáp ứng theo thay đổi nấc tín hiệu đặt phương pháp điều khiển mô hình nội 90 theo thay đổi nấc tín hiệu đặt phương Hình 5.22: Đáp ứng pháp điều khiển trượt [1] 90 Luận Văn Thạc Sĩ Chương 1: Tổng Quan Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nước công bố 1.1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu Các hệ thống biến đổi lượng gió thường có xu hướng sử dụng máy điện không đồng nguồn kép gắn với tuabin làm máy phát điện để giảm giá thành biến đổi đặt phía rotor làm việc với khoảng 1/3 công suất tổng hệ thống máy phát Đồng thời, khả làm việc khoảng thay đổi tốc độ rộng, hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện không đồng nguồn kép có hiệu suất biến đổi lượng cao so với việc sử dụng máy phát đồng kích từ vĩnh cửu với biến đổi đặt phía stator Các hệ thống cung cấp truyền tải điện ngày có yêu cầu khắt khe chất lượng nguồn điện Vì vậy, thiết bị phát điện đấu nối với lưới, có hệ thống máy phát điện sức gió phải đảm bảo yêu cầu chất lượng đề Đăc biệt, hệ thống phân phối bị cố sập lưới hệ thống máy phát không phép cắt khỏi lưới cách kiểm soát làm cho cố lưới trầm trọng thêm việc khôi phục lưới sau cố trở nên khó khăn Không vậy, hệ thống điều khiển phía lưới hệ thống máy phát điện gió đại yêu cầu phải có khả hỗ trợ lưới suốt trình cố, kể cố lưới đối xứng lưới không đối xứng 1.1.1.1 Các mô hình hệ thống biến đổi lượng gió Tuabin gió vận hành tốc độ cố định (thông thường phạm vi thay đổi 1% so với tốc độ đồng bộ) tốc độ thay đổi Đối với tuabin gió tốc độ cố định, hệ thống máy phát nối trực tiếp với lưới điện, tốc độ làm việc GVHD: PGS.TS Dương Hoài Nghĩa HVTH: Lê Duy Khánh Luận Văn Thạc Sĩ Chương 1: Tổng Quan cố định theo tần số lưới điện nên điều khiển khả hấp thu công suất có dao động tốc độ gió Vì vậy, hệ thống tuabin gió tốc độ cố định tốc độ gió có dao động gây nên dao động công suất làm ảnh hưởng đến chất lượng điện lưới điện Đối với tuabin gió tốc độ thay đổi, vận tốc máy phát điều khiển thiết bị điện tử công suất, theo cách dao động công suất thay đổi tốc độ gió hấp thu cách hiệu chỉnh tốc độ làm việc rotor dao động công suất gây nên hệ thống chuyển đổi lượng gió hạn chế Như vậy, chất lượng điện bị ảnh hưởng tuabin gió cải thiện so với tuabin gió tốc độ cố định Vì tốc độ quay tuabin gió thấp nên cần điều chỉnh theo tần số điện, điều thực theo hai cách; sử dụng hộp số thay đổi số cặp cực từ máy phát Số cặp cực từ thiết lập vận tốc máy phát theo tần số lưới điện hộp số điều chỉnh tốc độ quay tuabin theo vận tốc máy phát a Hệ thống biến đổi lượng gió tốc độ cố định Đối với tuabin gió tốc độ cố định, máy phát không đồng rotor lồng sóc kết nối trực tiếp với lưới điện hình 1.1 Hình 1.1: Hệ thống biến đổi lượng gió tốc độ cố định GVHD: PGS.TS Dương Hoài Nghĩa HVTH: Lê Duy Khánh Luận Văn Thạc Sĩ Chương 1: Tổng Quan Mặc dù có cấu tạo đơn giản, vững độ tin cậy cao, mô hình lại có nhược điểm sau: điều khiển công suất tối ưu, tốc độ rotor giữ cố định nên ứng lực tác động lên hệ thống lớn tốc độ thay đổi đột ngột, tần số điện áp stator cố định theo tần số điện áp lưới nên khả điều khiển tích cực (Active control) b Hệ thống biến đổi lượng gió tốc độ thay đổi Hệ thống trang bị biến đổi công suất đặt stator máy phát lưới điện, máy phát máy phát không đồng (IG) máy phát đồng (SG) hình 1.2 Với cấu hình này, điều khiển tối ưu công suất nhận từ gió, phải biến đổi toàn công suất phát nên tổn hao lớn chi phí đầu tư cho biến đổi công suất tăng lên Hình 1.2: Hệ thống biến đổi lượng gió tốc độ thay đổi c Hệ thống biến đổi lượng gió tốc độ thay đổi sử dụng máy phát không đồng nguồn kép (DFIG) Máy phát không đồng rotor dây quấn, gọi máy phát không đồng nguồn kép (Doubly Fed Induction Generator - DFIG) DFIG có stator nối trực tiếp vào lưới, phía rotor nối với lưới qua thiết bị điều khiển hình 1.3 GVHD: PGS.TS Dương Hoài Nghĩa HVTH: Lê Duy Khánh Luận Văn Thạc Sĩ Chương 1: Tổng Quan Hình 1.3: Hệ thống biến đổi lượng gió tốc độ thay đổi sử dụng máy phát không đồng nguồn kép (DFIG) 1.1.1.2 Máy phát không đồng nguồn kép (Doubly Fed Induction Generator) a Cấu trúc hệ thống biến đổi lượng gió sử dụng máy phát không đồng nguồn kép Trong hệ thống chuyển đổi lượng sử dụng DFIG stator DFIG kết nối trực tiếp với lưới điện mạch rotor nối với biến đổi công suất thông qua vành trượt Bộ biến đổi công suất gồm hai converter; converter phía máy phát RSC (Rotor Side Converter) converter phía lưới GSC (Grid Side Converter), kết nối theo kiểu “back-to-back” Một tụ điện DC link đặt đóng vai trò tích trữ lượng Thiết bị crowbar trang bị đầu cực rotor để bảo vệ dòng tránh điện áp mạch DC-link Khi xảy tình trạng dòng thiết bị crowbar ngắn mạch đầu cực rotor thông qua điện trở crowbar, làm ngưng hoạt động GVHD: PGS.TS Dương Hoài Nghĩa HVTH: Lê Duy Khánh Luận Văn Thạc Sĩ Chương 1: Tổng Quan điều khiển converter cho phép DFIG làm việc máy phát điện không đồng thông thường, lúc tiêu thụ công suất từ lưới Hình 1.4: Cấu trúc máy phát không đồng nguồn kép Trong thực tế, điện áp định mức rotor thường nhỏ điện áp định mức bên phía mạch stator, nên máy biến áp nối DFIG lưới điện có ba cuộn dây, cuộn sơ cấp nối tới mạch stator cuộn sơ cấp lại nối với mạch rotor Bộ converter phía máy phát RSC có ưu điểm sau: • Khả điều khiển công suất phản kháng: DFIG có khả tiêu thụ phát công suất phản kháng lưới khả tự điều chỉnh điện áp trường hợp lưới yếu • Có khả hoàn toàn tự kích từ DFIG thông qua mạch rotor, độc lập với điện áp lưới • Khả điều khiển độc lập công suất tác dụng công suất phản kháng Bộ converter phía máy phát RSC điều khiển mômen, tốc độ máy phát điều khiển hệ số công suất đầu cực stator GVHD: PGS.TS Dương Hoài Nghĩa HVTH: Lê Duy Khánh S K L 0 [...]... 52 Hình 4.1: Cấu trúc điều khiển mô hình nội 54 Hình 4.2:Hệ thống điêu khiển dùng mô hình nội .56 Hình 4.3: Hệ thống điều khiển truyền thống tương đương 56 Hình 4.4: Hệ thống điều khiển mô hình nội tương đương .57 Hình 4.5: Sơ đồ khối để khảo sát ổn định nội 57 Hình 4.6: Cấu trúc điều khiển mô hình nội 58 Hình 4.7: Cấu trúc điều khiển mô hình nội cho DFIG .60 Hình. .. năng lượng gió tốc độ thay đổi .3 Hình 1.3: Hệ thống biến đổi năng lượng gió tốc độ thay đổi sử dụng máy phát không đồng bộ nguồn kép (DFIG) 4 Hình 1.4: Cấu trúc máy phát không đồng bộ nguồn kép 5 Hình 1.5: Mô hình bộ điều khiển phía lưới 6 Hình 1.6: Chiều dòng năng lượng chạy qua DFIG 7 Hình 1.7: Phạm vi hoạt động của DFIG .8 Hình 2.1: Sơ đồ điều khiển tổng... .60 Hình 4.8: Khối điều khiển IMC .62 Hình 5.1: Sơ đồ điều khiển độc lập công suất tác dụng và phản kháng đầu cực stator DFIG bằng phương pháp mô hình nội 65 Hình 5.2: Các khối chức năng trong sơ đồ điều khiển DFIG 68 Hình 5.3: Giá trị đặt cho Mômen cơ học cung cấp vào trục rotor DFIG 71 Hình 5.4: Giá trị đặt cho hai thành phần dòng stator " và " 72 Hình 5.5: Công suất tác... 38 Hình 3.12: Sơ đồ tương đương mô hình động của DFIG trong hệ toạ độ đồng bộ dq 40 Hình 3.13 Sơ đồ điều khiển dòng công suất trao đổi giữa stator DFIG và lưới điện 44 Hình 3.14 Giản đồ véctơ điện áp lưới và véctơ từ thông stator ở xác lập khi bỏ qua điện trở stator 45 Hình 3.15: Sơ đồ mô phỏng DFIG 49 Hình 3.16:Các khối chức năng trong sơ đồ mô phỏng. .. của bộ điều khiển 79 Hình 5.13: Kết quả mô phỏng khi điện trở stator và rotor tăng lần lượt 20% và 30% so với giá trị danh định 81 Hình 5.14 :Kết quả mô phỏng khi điện trở stator và rotor giảm lần lượt 20% so với giá trị danh định 82 Hình 5.15: Kết quả mô phỏng khi điện cảm tản rotor và điện cảm từ hoá tăng lần lượt 20% so với giá trị danh định 83 Hình. .. quả mô phỏng khi điện cảm tản stator và điện cảm từ hoá giảm lần lượt 20% so với giá trị danh định 84 Hình 5.17: Kết quả mô phỏng khi Moment quán tính của rotor tăng 20% so với giá trị danh định 85 Hình 5.18: Kết quả mô phỏng khi thay đổi thời hằng bộ lọc IMC T1 = T2 = 0.3 87 Hình 5.19: Kết quả mô phỏng khi thay đổi thời hằng bộ lọc IMC T1 = T2 = 0.05 88 Hình 5.20: Kết quả mô phỏng. .. tuabin gió tốc độ thay đổi DFIG 18 Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý điều khiển tối ưu λ 21 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý điều khiển bám công suất đỉnh .22 Hình 3.1: Góc pitch của cánh quạt gió .27 Hình 3.2: Đường đặc tính CP(λ,β) 28 Hình 3.3: Công suất đầu ra phụ thuộc vào vận tốc gió và tốc độ Tuabin 28 Hình 3.4: Đường cong công suất lý tưởng của tubin gió (khi β = 0 độ ) 29 Hình. .. đổi năng lượng gió hiện nay thường có xu hướng sử dụng máy điện không đồng bộ nguồn kép gắn với các tuabin làm máy phát điện để giảm giá thành do các bộ biến đổi được đặt ở phía rotor chỉ làm việc với khoảng 1/3 công suất tổng của hệ thống máy phát Đồng thời, do khả năng có thể làm việc trong một khoảng thay đổi tốc độ rộng, các hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện không đồng bộ nguồn kép có hiệu... có thể là máy phát không đồng bộ (IG) hoặc máy phát đồng bộ (SG) như hình 1.2 Với cấu hình này, có thể điều khiển tối ưu công suất nhận được từ gió, nhưng do phải biến đổi toàn bộ công suất phát ra nên tổn hao lớn cũng như chi phí đầu tư cho bộ biến đổi công suất tăng lên Hình 1.2: Hệ thống biến đổi năng lượng gió tốc độ thay đổi c Hệ thống biến đổi năng lượng gió tốc độ thay đổi sử dụng máy phát không... hưởng bởi tuabin gió có thể được cải thiện hơn so với tuabin gió tốc độ cố định Vì tốc độ quay của tuabin gió khá thấp nên cần được điều chỉnh theo tần số điện, điều này có thể được thực hiện theo hai cách; sử dụng hộp số hoặc thay đổi số cặp cực từ của máy phát Số cặp cực từ thiết lập vận tốc của máy phát theo tần số lưới điện và hộp số điều chỉnh tốc độ quay của tuabin theo vận tốc máy phát a Hệ thống

Ngày đăng: 10/06/2016, 12:56

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 1.pdf

    • Page 1

  • 2 nd.pdf

  • 4 BIA SAU A4.pdf

    • Page 1

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan