baigiang6 Năng lượng tái tạo và tiết kiệm năng lượng

045022 Năng lượng tái tạo – Tích trữ lượng Giảng viên: TS Nguyễn Quang Nam 2014 – 2015, HK2 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng 2.9 Điều khiển V I hệ DG Xét hệ nghịch lưu với lọc L-C ngõ ra, nối với máy biến áp ∆-Y có mạch lọc họa tần ngõ Nguồn: [2] Bài giảng 2.9 Điều khiển V I hệ DG (tt) Có thể rút phương trình động học sau dV invqd dt = 1 I invqd − Triqd ⋅ I snd qd ⋅ Cinv ⋅ Cinv dI invqd dt dV load qd dt dI snd qd dt =− = = 1 V pwmqd − V invqd Linv Linv Cload I snd qd − Cload I load qd Rtran 1 I snd qd + Trvqd − V load qd Ltran Ltran Ltran Bài giảng 2.9 Điều khiển V I hệ DG (tt) Trong đó, ma trận Triqd0 Trvqd định nghĩa: −1 s row1, Triqd = [ K s ⋅ Tri ⋅ K ] 1 0 = tr ⋅   0 − Trvqd = [ K s ⋅ Trv ⋅ K s−1 ]col1, 1 − 3  1 = tr ⋅   2  0 Các ma trận Tri Trv thể phép chuyển đổi dòng điện điện áp MBA, tr tỷ số vòng dây MBA Bài giảng 2.9 Điều khiển V I hệ DG (tt) Các mạch tương đương trục q d Nguồn: [2] Bài giảng 2.9.1 Điều khiển hoàn hảo RSP Cho lớp tín hiệu nhiễu không ổn định, tìm hệ điều khiển để việc ổn định xảy nhiễu loạn mà không gây định Mô hình đối tượng sau: x& = Ax + Bu + Ed , y = Cx + Du + Fd , ym = Cm x + Dmu + Fm d , e = yref − y Bài giảng 6 2.9.1 Điều khiển hoàn hảo RSP (tt) Bộ điều khiển cấu servo bền vững tổng quát có cấu trúc sau: Nguồn: [2] Bài giảng 2.9.2 Điều khiển trượt rời rạc thời gian (tt) Có thể rời rạc hóa với thời gian lấy mẫu Ts để thu x(k + 1) = A * x(k ) + B * u (k ) + E * d (k ), y (k ) = Cx(k ), e(k ) = y (k ) − yref (k ) với A* = e ( A⋅Ts ) Ts , B* = ∫ e A (Ts −τ ) B dτ , E* = ∫ e A(Ts −τ )E dτ Ts Bài giảng 2.9.3 Phát triển hệ thống điều khiển Để có khả giới hạn dòng điện nghịch lưu nhanh, hệ điều khiển có cấu trúc hai vòng: vòng dòng điện nghịch lưu bên trong, vòng điện áp tải bên Nguồn: [2] Bài giảng 2.9.3 Phát triển hệ thống điều khiển (tt) Nguồn: [2] Bài giảng 10 2.9.3 Phát triển hệ thống điều khiển (tt) Các bước dòng điều khiển Tại thời điểm lấy mẫu, điện áp dòng điện tải nghịch lưu lấy mẫu Hình thành vectơ điện áp dòng điện abc Biến đổi áp dòng sang hệ quy chiếu qd0 Tạo sóng sin tham chiếu (quy qd0) Tính sai lệch điện áp Tính trạng thái rời rạc bù servo Bài giảng 11 2.9.3 Phát triển hệ thống điều khiển (tt) Các bước dòng điều khiển (tt) Tính giá trị dự báo điện áp dòng điện nghịch lưu dòng điện tải với thời gian trễ nửa bước (để kể đến thời gian tính toán DSP) Tính điện áp PWM cần thiết để thực dòng điện đặt nghịch lưu (bằng điều khiển trượt rời rạc thời gian) Bài giảng 12 2.9.4 Một số kết Nguồn: [2] Bài giảng 13 2.9.4 Một số kết (tt) Nguồn: [2] Bài giảng 14 2.9.4 Một số kết (tt) Nguồn: [2] Bài giảng 15 2.9.4 Một số kết (tt) Nguồn: [2] Bài giảng 16 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG Tất hệ thống phát điện phân tán (DGS) dựa vào biến đổi công suất, kỹ thuật PWM, điều khiển điện tử Các DGS cung cấp điện cho tải cách độc lập, nối song song với lưới điện, tức vận hành song song với Một vấn đề quan trọng vận hành song song DG toán phân chia tải (tác dụng, phản kháng họa tần) Bài giảng 17 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Việc phân chia tải phải tốt điều kiện vận hành bình thường, sai lệch tổng trở dây dẫn sai lệch sai số đo lường điện áp/dòng điện Một phương pháp đề xuất kết hợp điều khiển độ dốc điều khiển công suất trung bình Việc phân chia tải điều khiển hai biến độc lập: góc công suất biên độ điện áp BNL Pp công suất trung bình nhằm làm giảm đáng kể độ nhạy sai lệch sai số đo lường Bài giảng 18 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Vận hành hòa lưới Nguồn: [2] Bài giảng 19 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Vận hành độc lập Nguồn: [2] Bài giảng 20 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Phương án sử dụng hai vòng điều khiển: vòng dòng điện bên vòng điện áp bên Bộ điều khiển dòng dùng pp điều khiển trượt rời rạc thời gian, điều khiển áp điều khiển servo bền vững Vòng dòng điều khiển cần có đáp ứng nhanh không vọt lố tải Nếu thực truyền thông DGS, vận hành chúng độc lập với nhau, dựa vào phản hồi chỗ Bài giảng 21 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Các DGS truyền thông với theo cấu hình vòng thông qua RTU DGS, để trao đổi thông tin công suất tác dụng phản kháng Nguồn: [2] Bài giảng 22 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Điều khiển độ dốc theo tần số phương pháp truyền thống để phân chia công suất tác dụng nguồn phát Có thể coi tần số lưới phương tiện truyền thông điều khiển nguồn phát Tương tự, điều khiển độ dốc điện áp phương pháp phân chia công suất phản kháng nguồn phát, điện áp lưới kênh truyền thông điều khiển Bài giảng 23 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Nguồn: [2] Bài giảng 24 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Mô hình toán phân chia tải thể Nếu góc δ đủ nhỏ xem công suất tác dụng bị ảnh hưởng góc công suất δ, công suất phản kháng phụ thuộc vào điện áp Nguồn: [2] Bài giảng 25 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Việc truyền liệu DGS không gặp khó khăn, tập trung vào việc phân chia tải tốt, ràng buộc: Chỉ có phản hồi (dòng/áp) chỗ Truyền liệu P Q DGS Không tương hợp tổng trở BNL tải Không tương hợp sai số đo lường điện áp/dòng điện Có tổng trở dây nối tải Bài giảng 26 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Mô hình mạch DGS: nguồn DC, nghịch lưu, mạch lọc, MBA, tải Nguồn: [2] Bài giảng 27 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Cấu trúc tổng thể điều khiển: vòng dòng điện bên sử dụng điều khiển trượt rời rạc thời gian, vòng điện áp bên sử dụng điều khiển servo bền vững Nguồn: [2] Bài giảng 28 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Vòng dòng điện bên trong, vectơ X bao gồm biến dòng điện lẫn điện áp, hệ quy chiếu qd0 X& = A1 X + B1u + E1d1 , y1 = C1 X Nguồn: [2] Bài giảng 29 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Vòng điện áp bên ngoài, vectơ X bao gồm biến dòng điện lẫn điện áp nghịch lưu lẫn tải, hệ quy chiếu qd0 X& = Ax + Bu + Ed Rời rạc hóa dẫn đến X (k + 1) = A * X (k ) + B * u (k ) + E * d (k ) Nguồn: [2] Bài giảng 30 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Phương pháp điều khiển độ dốc đề xuất sửa đổi sau để thực phân chia tải phù hợp theo định mức công suất DGS Nguồn: [2] Bài giảng 31 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Tương tự, phương pháp điều khiển độ dốc điện áp sửa đổi để thực hiên phân chia công suất phản kháng phù hợp với định mức DGS Nguồn: [2] Bài giảng 32 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Sơ đồ hệ thống mô phỏng: không tương hợp tổng trở DGS tải, tồn tổng trở tải Nguồn: [2] Bài giảng 33 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Nguồn: [2] Bài giảng 34 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Nguồn: [2] Bài giảng 35 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Case Nguồn: [2] Bài giảng 36 2.10 Vận hành song song BNL hệ DG (tt) Case Nguồn: [2] Bài giảng 37 [...]... còn công suất phản kháng chỉ phụ thuộc vào điện áp Nguồn: [2] Bài giảng 6 25 2.10 Vận hành song song BNL trong hệ DG (tt) Việc truyền dữ liệu giữa các DGS hiện nay không gặp khó khăn, do đó ở đây tập trung vào việc phân chia tải tốt, dưới các ràng buộc: Chỉ có các phản hồi (dòng/áp) tại chỗ Truyền dữ liệu về P và Q giữa các DGS Không tương hợp tổng trở giữa BNL và tải Không tương hợp sai số đo lường... hai vòng điều khiển: vòng dòng điện bên trong và vòng điện áp bên ngoài Bộ điều khiển dòng dùng pp điều khiển trượt rời rạc thời gian, còn bộ điều khiển áp là bộ điều khiển servo bền vững Vòng dòng điều khiển cần có đáp ứng nhanh và không vọt lố khi quá tải Nếu không thể thực hiện truyền thông giữa các DGS, có thể vận hành chúng độc lập với nhau, chỉ dựa vào các phản hồi tại chỗ Bài giảng 6 21 2.10... hồi tại chỗ Bài giảng 6 21 2.10 Vận hành song song BNL trong hệ DG (tt) Các DGS truyền thông với nhau theo một cấu hình vòng thông qua các RTU của mỗi DGS, để trao đổi thông tin về công suất tác dụng và phản kháng Nguồn: [2] Bài giảng 6 22 2.10 Vận hành song song BNL trong hệ DG (tt) Điều khiển độ dốc theo tần số là phương pháp truyền thống để phân chia công suất tác dụng giữa các nguồn phát Có thể... tương hợp sai số đo lường điện áp/dòng điện Có tổng trở dây nối giữa các tải Bài giảng 6 26 2.10 Vận hành song song BNL trong hệ DG (tt) Mô hình mạch của mỗi DGS: nguồn DC, bộ nghịch lưu, mạch lọc, MBA, và tải Nguồn: [2] Bài giảng 6 27 2.10 Vận hành song song BNL trong hệ DG (tt) Cấu trúc tổng thể của bộ điều khiển: vòng dòng điện bên trong sử dụng bộ điều khiển trượt rời rạc thời gian, vòng điện áp bên... phân chia công suất phản kháng phù hợp với định mức của từng DGS Nguồn: [2] Bài giảng 6 32 2.10 Vận hành song song BNL trong hệ DG (tt) Sơ đồ hệ thống được mô phỏng: không tương hợp tổng trở giữa DGS và tải, cũng như tồn tại tổng trở giữa các tải Nguồn: [2] Bài giảng 6 33 2.10 Vận hành song song BNL trong hệ DG (tt) Nguồn: [2] Bài giảng 6 34 2.10 Vận hành song song BNL trong hệ DG (tt) Nguồn: [2] Bài