Nghiên cứu vận hành tối ưu hệ thống pin quang điện nối lưới

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - TRẦN NGUYÊN KHOA NGHIÊN CỨU VẬN HÀNH TỐI ƯU HỆ THỐNG PIN QUANG ĐIỆN NỐI LƯỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - TRẦN NGUYÊN KHOA NGHIÊN CỨU VẬN HÀNH TỐI ƯU HỆ THỐNG PIN QUANG ĐIỆN NỐI LƯỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS HUỲNH CHÂU DUY TP HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2017 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học :PGS TS HUỲNH CHÂU DUY (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ Tp HCM ngày … tháng … năm … Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ tên Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện Phản biện Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp HCM, ngày tháng năm 20 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN NGUYÊN KHOA Giới tính: NAM Ngày, tháng, năm sinh: 14/10/1992 Nơi sinh: Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN MSHV: 1541830026 I- Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VẬN HÀNH TỐI ƯU HỆ THỐNG PIN QUANG ĐIỆN NỐI LƯỚI II- Nhiệm vụ nội dung: - Khảo sát tình hình khai thác sử dụng lượng điện mặt trời - Nghiên cứu đặc tính pin quang điện mô pin quang điện - Nghiên cứu xây dựng hệ thống điện lượng mặt trời sử dụng pin quang điện - Mô hệ thống điện lượng mặt trời sử dụng pin quang điện - Nghiên cứu vận hành tối ưu kết nối lưới hệ thống điện lượng mặt trời sử dụng pin quang điện III- Ngày giao nhiệm vụ: IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V- Cán hướng dẫn: PGS TS HUỲNH CHÂU DUY CÁN BỘ HUỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) i LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa đuợc công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn đuợc cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn đuợc rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Trần Nguyên Khoa ii LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, Em xin chân thành cám ơn Trường Đại học Công nghệ TP HCM, Viện đào tạo sau đại học, Khoa Điện - Điện tử hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành khóa học đề tài luận văn Đặc biệt em xin chân thành cám ơn Thầy, PGS TS HUỲNH CHÂU DUY tận tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến quý báo hướng dẫn em thực hoàn thiện Luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn tập thể lớp 15SMĐ21, đồng nghiệp gia đình tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tơi trình thực Luận văn.ng pin quang điện tương ứng với điều kiện xạ khác Công suất thu hệ thống pin quang điện ln ln bám cơng suất cực đại mà đạt từ hệ thống điều kiện vận hành khác 5.6 Mô với điều kiện xạ nhiệt độ thay đổi Trong điều kiện xạ thay đổi nhiệt độ thay đổi Bảng 5.4, hệ thống pin quang điện cần phải trì chế độ vận hành tối ưu sở công suất thu từ hệ thống ln cực đại, có nghĩa ln bám điểm công suất cực đại Điểm công suất cực đại tương ứng với điều kiện thể Bảng 5.4 Bảng 5.4 Điểm công suất cực đại tương ứng với điều kiện xạ nhiệt độ khác STT Điều kiện xạ, Điều kiện nhiệt độ, Điểm công suất cực đại, G (kW/m2) T (0C) PMPP (W) 1 25 1000 0,8 30 772 0,8 35 754 0,6 25 581 Cường độ xạ thay đổi Hình 5.25 mà thay đổi từ 0,6 - kW/m2 Theo lý thuyết nghiên cứu, hệ pin quang điện phát công suất theo điều kiện xạ, xạ lớn cơng suất phát từ hệ pin quang điện lớn Rõ ràng rằng, kết mô phù hợp với lý thuyết nghiên cứu Ngồi ra, nhận thấy rằng, xạ yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến công suất phát hệ pin quang điện Yếu tố quan trọng điều kiện nhiệt độ 97 1.2 G = kW/m2 0.9 G = 0,8 kW/m2 0.8 0.7 G = 0,6 kW/m2 0.6 0.5 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian, t(s) 1.4 1.6 1.8 Hình 5.25 Cường độ xạ thay đổi, G = 0,6 - (kW/m2) 40 38 36 T = 350C 34 Nhiet do, T(0C) Cuong buc xa, G(kW/m2) 1.1 32 T = 300C 30 28 26 T = 250C T = 250C 24 22 20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian, t(s) 1.4 1.6 Hình 5.26 Nhiệt độ thay đổi, T = 25 - 35 (0C) 1.8 98 Nhiệt độ thay đổi Hình 5.26 mà thay đổi từ 25 - 350C Theo lý thuyết nghiên cứu, điều kiện xạ, nhiệt độ lớn cơng suất phát hệ pin quang điện nhỏ Điều giải thích nhiệt độ tăng điện áp hệ pin quang điện giảm cường độ dòng điện hệ pin quang điện gần không đổi Khi ấy, công suất hệ pin quang điện giảm Một lần nữa, rõ ràng rằng, kết mô phù hợp với lý thuyết nghiên cứu 1050 G = kW/m2 T = 25 0C PMPP = 1000 W 1000 Cong suat cua he PV, Ppv(W) 950 900 G = 0,8 kW/m2 T = 30 0C PMPP = 772 W 850 800 G = 0,8 kW/m2 T = 35 0C PMPP = 754 W 750 700 G = 0,6 kW/m2 T = 25 0C PMPP = 581 W PMPP = 581 W 650 600 550 0.4 0.6 0.8 1.2 Thoi gian, t(s) 1.4 1.6 1.8 Hình 5.27 Công suất hệ thống pin quang điện tương ứng với điều kiện xạ nhiệt độ thay đổi Hình 5.27 cho thấy thuật tốn bám điểm cơng suất cực đại, InC luôn hỗ trợ cho hệ thống pin quang điện vận hành tối ưu điều kiện xạ nhiệt độ thay đổi Điều có nghĩa thuật tốn bám điểm cơng suất cực đại, InC đề xuất luận văn thể ý nghĩa khoa học thực tiễn tốn vận hành tối ưu hệ thống pin quang điện Bên cạnh đó, Hình 5.28 thể tính ổn định hệ thống pin quang điện vận hành tối ưu nối lưới 99 400 Dien ap cua he PV, Vpv(V) 300 200 100 -100 -200 -300 -400 0.4 0.41 0.42 0.43 0.44 0.45 0.46 Thoi gian, t(s) 0.47 0.48 0.49 0.5 Hình 5.28 Điện áp hệ thống pin quang điện tương ứng với điều kiện xạ nhiệt độ thay đổi 100 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯƠNG LAI 6.1 Kết luận Luận văn hồn thành: - Khảo sát tình hình khai thác sử dụng lượng mặt trời Việt Nam - Nghiên cứu đặc tuyến làm việc pin quang điện bao gồm đặc tuyến V-I đặc tuyến V-P - Mô pin quang điện điều kiện thay đổi xạ nhiệt độ - Nghiên cứu xây dựng hệ thống pin quang điện - Mô nguyên lý làm việc hệ thống pin quang điện - Nghiên cứu vận hành tối ưu hệ thống pin quang điện thuật toán bám điểm công suất cực đại đề xuất mà cải tiến từ thuật toán InC - Nghiên cứu nối lưới hệ thống pin quang điện - Mô vận hành tối ưu hệ thống pin quang điện nối lưới thuật tốn bám điểm cơng suất cực đại InC cải tiến Các kết mô đạt cho thấy tính khả thi thuật tốn InC cải tiến đề xuất toán vận hành tối ưu hệ thống pin quang điện nối lưới 6.2 Hướng phát triển tương lai - Đề xuất thuật toán khác để nâng cao hiệu điều khiển bám điểm công suất cực đại hệ thống pin quang điện nối lưới - Khảo sát hệ thống pin quang điện điều kiện làm việc khác xạ thay đổi nhanh, tượng bóng râm, - Kiểm tra đề xuất kết đạt thông qua kết thực nghiệm ... pin quang điện mơ pin quang điện - Nghiên cứu xây dựng hệ thống điện lượng mặt trời sử dụng pin quang điện - Mô hệ thống điện lượng mặt trời sử dụng pin quang điện - Nghiên cứu vận hành tối ưu. .. việc hệ thống pin quang điện - Nghiên cứu vận hành tối ưu hệ thống pin quang điện thuật tốn bám điểm cơng suất cực đại đề xuất mà cải tiến từ thuật toán InC - Nghiên cứu nối lưới hệ thống pin quang. .. thể ý nghĩa khoa học thực tiễn toán vận hành tối ưu hệ thống pin quang điện Bên cạnh đó, Hình 5.28 thể tính ổn định hệ thống pin quang điện vận hành tối ưu nối lưới 99 400 Dien ap cua he PV, Vpv(V)