Nghiên cứu hệ điều khiển kích từ cho máy phát thủy điện nhỏ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP VŨ THỊ ÁNH NGỌC NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN KÍCH TỪ CHO MÁY PHÁT THUỶ ĐIỆN NHỎ Chuyên ngành: Thiết bị mạng nhà máy điện Mã số: TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Công trình hoàn thành ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP- ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Bùi Quốc Khánh Phản biện 1: PGS.TS Trần Bách Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Như Hiển Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn họp tại: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐHTN Ngày 24 tháng 09 năm 2010 Có thể tìm luận văn THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐHKTCN- ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn TRUNG TÂM HỌC LIỆU – ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Lời cam đoan LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan nghiên cứu em tự thiết kế hướng dẫn PGS.TS Bùi Quốc Khánh, sai em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Thái Nguyên, ngày 10 tháng 09 năm 2010 Người cam đoan Vũ Thị Ánh Ngọc Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Lời cam đoan LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Bùi Quốc Khánh thầy giáo Vũ Hoàng Phương hướng dẫn cho em ý kiến quý báu theo sát bước đi, khích lệ động viên … trình học tập nghiên cứu em Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Trung tâm công nghệ cao Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi mặt cho việc học tập nghiên cứu trường Xin chân thành cảm ơn tới Ban chủ nhiệm, toàn thể thầy cô giáo cán khoa Điện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đóng góp nhiều ý kiến quý báu, giúp đỡ nhiều mặt thời gian làm nghiên cứu Xin trân trọng cảm ơn khoa Đào tạo bồi dưỡng sau đại học; Xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ nhiều Xin bày tỏ lòng biết ơn tới bạn bè đồng nghiệp – người thân đóng góp ý kiến quý báu cho mong đợi hoàn thành công việc nghiên cứu Xin trân trọng cảm ơn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Lời cam đoan Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Bùi Quốc Khánh thầy giáo Vũ Hoàng Phương trường ĐHBKHN hướng dẫn cho em ý kiến quý báu theo sát bước đi, khích lệ động viên trình học tập nghiên cứu em Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Trung tâm công nghệ cao Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi mặt cho việc học tập nghiên cứu trường Xin chân thành cảm ơn tới Ban chủ nhiệm, toàn thể thầy cô giáo cán khoa Điện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đóng góp nhiều ý kiến quý báu, giúp đỡ nhiều mặt thời gian làm nghiên cứu Xin trân trọng cảm ơn khoa Đào tạo bồi dưỡng sau đại học;Xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ nhiều Xin bày tỏ lòng biết ơn tới bạn bè đồng nghiệp – người thân đóng góp ý kiến quý báu cho mong đợi hoàn thành công việc nghiên cứu Xin trân trọng cảm ơn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Mục lục MỤC LỤC Nội dung TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU DANH MỤC BẢN VẼ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NHỎ 1.1.Tổng quan nhà máy thủy điện nhỏ a.Tình hình phát triển thủy điện b Sơ đồ nhà máy thủy điện c Phân loại nhà máy thủy điện d Nguyên lý phát điện nhà máy thủy điện e Tự động hóa nhà máy thủy điện 1.2.Điều tốc turbine thủy điện nhỏ a Cấu tạo chung thiết bị điều tốc b Các chức điều tốc c Điều chỉnh mômen trục turbine 1.3 Máy phát điện 1.3 1.Nguyên lý làm việc máy phát điện đồng 1.3.2 Phƣơng trình điện áp đồ thị véc tơ máy phát điện đồng 1.3.3 Các đặc tính điều chỉnh máy phát đồng 1.3.4 Các đặc tính điều chỉnh máy điện đồng a Đặc tính không tải máy phát điện đồng b Đặc tính 1 10 10 12 13 14 14 16 16 21 21 22 c Đặc tính điều chỉnh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Mục lục d Đặc tính tải 24 e Đặc tính ngắn mạch tỷ số ngắn mạch K 26 1.4 Kết luận chƣơng 26 CHƢƠNG 2: MÔ TẢ TOÁN HỌC MÁY PHÁT THỦY ĐIỆN NHỎ 2.1.Mô tả toán học máy phát đồng xoay chiều ba pha 28 2.1.1.Các phƣơng trình điện áp viết hệ tọa độ pha abc 28 2.1.2 Các phƣơng trình điện áp viết hệ tọa độ pha dq 30 2.1.3.Mô hình mạch thay tƣơng đƣơng 37 2.2.Mô hình toán máy phát thủy điện nhỏ 39 a Mô hình toán hệ thống tự động điều chỉnh điện áp máy phát 39 b Phân tích hệ thống điều chỉnh công suất điện áp máy phát 39 thủy đện c Mô hình điều tốc hoạt động gián tiếp có van tiết lƣu 39 d Phƣơng trình cân chuyển động hệ thống 40 e Phƣơng trình tải trạm điện 40 2.3 Mô hình toán hệ thống tự động điều chỉnh điện áp máy phát 41 2.4.Phân tích hệ thống điều chỉnh công suất điện áp mát phát 42 thuỷ điện 2.4.1.Điều chỉnh công suất tác dụng P 42 2.4.2 Điều chỉnh công suất phản kháng Q 46 CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KÍCH TỪ 3.1 Mô hình điều khiển phát điện tự động (AGC) 49 3.2 Xây dựng cấu trúc điều khiển kích từ 51 3.2.1 Một số hệ điều khiển kích từ kinh điển 53 a Hệ thống kích từ chiều:(DC Exciter) 53 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Mục lục b Hệ thống kích từ xoay chiều (AC Exciter) 55 c Hệ thống kích từ tĩnh: (Statc Exciter) 56 3.2.2 Thiết kế điều chỉnh điện áp tự động AVR 58 a Thuyết minh sơ đồ khối AVR 60 b Thiết kế khối điều khiển (Controler) 61 c Thiết kế khối chuyển đổi tính toán (Caculate) 66 d Thiết kế khối giới hạn (Limiter) 68 e Thiết kế đặt điện áp (Setpoin) 73 3.3.Xây dựng hệ thống ổn định công suất PSS 76 3.4 Kết luận chƣơng 3……………………………… 80 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG KÍCH TỪ 4.1.Giới thiệu phần mềm mô 81 4.1.1 Mục đích mô 81 4.1.2 Các tham số máy phát 82 4.2.Các thành phần hệ thống mô 83 4.3 Kết mô hệ thống 86 4.3.1 Mô máy phát làm việc với phụ tải độc lập……………… 86 4.3.2 Mô máy phát hòa vào lƣới điện hệ thống 91 4.3.2.1 Mô hình mô 91 4.3.2.2.Đáp ứng hệ thống hoà lƣới 92 4.4 Kết luận chƣơng 4………………………………………………… 103 Kết luận kiến nghị Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KÍCH TỪ 3.1 Mô hình điều khiển phát điện tự động (AGC) 49 3.2 Xây dựng cấu trúc điều khiển kích từ 51 3.2.1 Một số hệ điều khiển kích từ kinh điển 53 a Hệ. .. NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NHỎ 1.1.Tổng quan nhà máy thủy điện nhỏ a.Tình hình phát triển thủy điện b Sơ đồ nhà máy thủy điện c Phân loại nhà máy thủy điện d Nguyên lý phát. .. 2.2.Mô hình toán máy phát thủy điện nhỏ 39 a Mô hình toán hệ thống tự động điều chỉnh điện áp máy phát 39 b Phân tích hệ thống điều chỉnh công suất điện áp máy phát 39 thủy đện