Điều khiển ổn định lưới điện cụ bộ (vi lưới) có các nguồn năng lượng tái tạo

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ––––––––––––––––––––––––– VŨ VĂN ĐỨC ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH LƯỚI ĐIỆN CỤC BỘ (VI LƯỚI) CÓ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã ngành: 52 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LẠI KHẮC LÃI Thái Nguyên, 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, luận văn cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tơi, thực sở nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo khác Qua số liệu thu thập thực tế, tổng hợp lại, khơng chép luận văn trước hướng dẫn khoa học PGS.TS Lại Khắc Lãi - Giảng viên trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên Các số liệu kết luận văn trung thực, đánh giá, kiến nghị đưa xuất phát từ lý thuyết thực nghiệm; kết nghiên cứu chưa cơng bố hình thức trước trình, bảo vệ cơng nhận “Hội Đồng đánh giá luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật” Một lần nữa, xin khẳng định trung thực lời cam kết trên./ Tác giả luận văn Vũ Văn Đức Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Qua thời gian học tập, nghiên cứu chương trình cao học kỹ thuật điện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, giúp tác giả nhận thức sâu sắc cách thức nghiên cứu, phương pháp tiếp cận đối tượng nghiên cứu lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp cao học; đồng thời góp phần nâng cao kiến thức chun mơn vững vàng, nâng cao lực thực hành, khả thích ứng cao trước phát triển khoa học, kĩ thuật kinh tế; có khả phát hiện, giải độc lập vấn đề thuộc chuyên ngành đào tạo phục vụ cho công tác tốt Việc thực nhiều tập nhóm thời gian học giúp tác giả sớm tiếp cận cách làm, phương pháp nghiên cứu, tạo tiền đề cho việc độc lập nghiên cứu hoàn thành luận văn tốt nghiệp Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: PGS.TS Lại Khắc Lãi giúp đỡ, hướng dẫn chu đáo, nhiệt tình q trình thực để tác giả hồn thành luận văn thạc sĩ này; Các CBCNV trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình tiến hành thực nghiệm đề tài bảo vệ luận văn thạc sĩ; Các đồng chí lãnh đạo tập thể cán cơng nhân viên Công ty Điện lực Bắc Kạn giúp đỡ tác giả thực việc nghiên cứu, thu thập số liệu để tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ này; đồng nghiệp người hồn thành chương trình cao học, dành thời gian đọc, đóng góp, chỉnh sửa cho luận văn thạc sĩ hồn thiện tốt hơn; Gia đình, bạn bè tác giả giúp đỡ, tạo điều kiện thời gian, động viên tác giả trình thực hoàn thành luận văn này; Tác giả mong muốn tiếp tục nhận chia sẻ, hỗ trợ tạo điều kiện Hội đồng Chấm luận văn thạc sĩ, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình người thân để luận văn hoàn thiện Xin trân trọng cám ơn Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn gồm chương CHƯƠNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 1.1 Tổng quan lượng tái tạo 1.1.1 Khái niệm lượng tái tạo 1.1.2 Phân loại lượng tái tạo 1.1.3 Vai trò lợi ích lượng tái tạo 1.2 TIỀM NĂNG VÀ VẤN ĐỀ KHAI THÁC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Ở VIỆT NAM 1.2.1 Tiềm 1.3.2 Vấn đề khai thác lượng tái tạo Việt Nam 13 1.2.3 Xu phát triển điện gió điện mặt trời Việt Nam 15 1.3 KHAI THÁC NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO DƯỚI DẠNG ĐIỆN NĂNG 16 1.3.1 Hệ thống điện gió 16 1.3.2 Điện mặt trời 18 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 22 CHƯƠNG 2: LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN 23 2.1 VAI TRÒ CỦA LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRONG QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG 23 2.1.1 Các đặc trưng điện 23 2.1.2 Nhu cầu lưu trữ điện 23 2.2 CÁC HÌNH THỨC LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG TRUYỀN THỐNG 25 2.2.1 Acqui 25 2.2.2 Pin nạp xả 30 2.3 BÁNH ĐÀ LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG 34 2.3.1 Tổng quan 34 2.3.2 Cấu tạo bánh đà lưu trữ lượng 35 2.3.3 Nguyên lý hoạt động bánh đà lưu trữ lượng 36 2.3.4 Đặc điểm bánh đà lưu trữ lượng 37 2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 37 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH VI LƯỚI CÓ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 38 3.1 TỔNG QUAN 38 3.1.1 Khái niệm vi lưới (Microgrids) 38 3.1.2 Xu hướng phát triển vi lưới có tham gia nguồn lương tái tạo 39 3.1.3 Thị phần lưới điện siêu nhỏ 41 3.1.4 Đặc điểm vi lưới có tham gia nguồn lương tái tạo 41 3.1.5 Tính cấp thiết phải ổn định điện áp cơng suất vi lưới có nguồn lượng tái tạo 41 3.2 CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG VI LƯỚI 42 3.2.1 Tầm quan trọng ổn định chất lượng điện vi lưới 42 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 3.2.2 Các giải pháp sơ đồ ổn định chất lượng điện vi lưới 42 3.3 HỆ THỐNG BÁNH ĐÀ LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG TRONG VI LƯỚI 44 3.3.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống 44 3.3.2 Cấu trúc phần điện hệ thống bánh đà lưu trữ lượng 45 3.3.3 Nguyên lý điều khiển hoạt động FESS vi lưới 47 3.4 ĐIỀU KHIỂN BÁNH ĐÀ LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG TRONG VI LƯỚI 48 3.4.1 Xây dựng mơ hình tốn hệ thống FESS 49 4.4.2 Sơ đồ cấu trúc điều khiển hệ thống FESS 57 3.5 Kết mô phần mềm Matlap Simulink 57 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 61 KẾT LUẬN CHUNG 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DER (Distributed Ennergy resouces) Nguồn lượng phân tán ESS (Energy Storage System) Hệ thống lưu trữ lượng FESS (Flywheel Energy Storage Hệ thống bánh đà lưu trữ lượng System) Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Tiềm nguồn lượng tái tạo Việt Nam 10 Bảng 1.2: Công suất lượng tái tạo khai thác Việt Nam 14 Bảng 3.1: Chu kỳ đóng/cắt van sector 56 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cối xay gió 17 Hình 1.2: Cánh đồng điện gió Tây Ban Nha 18 Hình 1.3: Công viên quang điện Lieberose 71,8 MW (Đức) 20 Hình 1.4: Nhà máy điện mặt trời Ninh Thuận 21 Hình 2.1: Cấu trúc hệ thống lưu trữ lượng lưới điện 24 Hình 2.2: Cấu tạo bánh đà lưu trữ lượng 35 Hình 3.1: Mơ hình vi lưới 38 Hình 3.2: Sơ đồ khối hệ thống lượng tái tạo nối lưới có FESS 43 Hình 3.3: FESS nối với vi lưới 44 Hình 3.4: Cấu trúc hệ thống FESS cấp 46 Hình 3.5: Hệ thống điện gió nối lưới tích hợp FESS 47 Hình 3.6: Hệ thống điện mặt trời nối lưới tích hợp FESS 47 Hình 3.7a,b: Đường cong công suất tức thời FESS hệ thống lai 48 Hình 3.8: Sơ đồ mạch lực hệ thống FESS 49 Hình 3.9: Các véc tơ không gian SVM 54 Hình 3.10: Sơ đồ điều khiển FESS 57 Hình 3.11: Sơ đồ khối hệ FESS vi lưới có nguồn phát PV 58 Hình 3.12: Sợ thay đổi tốc độ góc bánh đà 59 Hình 3.13: Đáp ứng từ thông máy điện nối với bánh đà 60 Hình 3.14: Đáp ứng thành phần dòng điện iq FESS 60 Hình 15: Đáp ứng cơng suất FESS 60 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Lưới điện siêu nhỏ (vi lưới) hệ thống lượng tích hợp bao gồm nguồn lượng phân tán (DER - distributed energy resources) cung cấp cho số phụ tải hệ thống đo đếm, hệ thống hoạt động lưới điện độc lập dễ dàng tách khỏi lưới điện phân phối hành Hoạt động microgrids mang lại lợi khác biệt cho khách hàng nhà cung cấp, cải thiện hiệu lượng, giảm thiểu tiêu thụ lượng tổng thể, giảm tác động môi trường, cải thiện độ tin cậy nguồn cung, lợi ích vận hành mạng giảm tổn thất, giảm tắc nghẽn, kiểm soát điện áp bảo mật cung cấp thay sở hạ tầng điện hiệu Ngồi có khía cạnh triết học, bắt nguồn từ niềm tin hệ thống kiểm sốt địa phương có nhiều khả đưa lựa chọn cân khôn ngoan, chẳng hạn khoản đầu tư vào hiệu cơng nghệ cung ứng Microgrids điều phối tất tài sản trình bày chúng với megagrid theo cách thức quy mô phù hợp với hoạt động lưới điện tại, tránh khoản đầu tư lớn không cần thiết để tích hợp nguồn lực phi tập trung Sự tham gia nguồn lương tái tạo có mang lại nhiều lợi ích thân thiện với mơi trường Tuy nhiên mạng lưới có mặt hạn chế phải khắc phục, thiếu ổn định nguồn phát: + Năng lượng mặt trời: Phụ thuộc xạ nhiệt mặt trời + Năng lượng gió: Phụ thuộc tốc độ gió + Năng lượng thuỷ triều: Phụ thuộc lưu lượng dòng thuỷ triều + Địa Nhiệt: Phụ thuộc dòng nhiệt khai thác từ lòng đất + Thuỷ điện: Phụ thuộc dòng chảy lưu lượng nước sơng suối Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Chính phụ thuộc gây biến động đột ngột, ảnh hưởng không nhỏ đến ổn định nguồn phát điện (Công suất, điện áp…) dẫn đến thiếu ổn định vi lưới Do ổn định điện áp công suất vi lưới việc cần thiết Mục tiêu nghiên cứu Phân tích đề xuất giải pháp kỹ thuật ổn định điện áp công suất vi lưới có biến động đột ngột nguồn phát sử dụng lượng tái tạo Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu vi lưới có tham gia nguồn lượng tái tạo Phương pháp nghiên cứu + Nghiên cứu lý thuyết: Phân tích đánh giá hệ thống hóa cơng trình nghiên cứu cơng bố thuộc lĩnh vực liên quan: Bài báo, tạp chí, sách chun ngành… +Mơ hình hóa mơ phỏng: Để kiểm chứng kết nghiên cứu lý thuyết Cấu trúc luận văn gồm chương - Chương 1: Trình bày số nét tổng quan lượng tái tạo, tiềm vấn đề khai thác lượng tái tạo giới Việt Nam; đặc biệt sâu tìm hiểu việc khai thác lượng gió lượng mặt trời dạng điện năng, phân tích dùng làm sở cho vấn đề đề cập giải chương sau - Chương 2: Trình bày tầm quan trọng việc lưu trữ lượng điện nhằm tiết kiệm điện cân cung - cầu điện thời điểm (giờ cao điểm không cao điểm); Các hình thức lưu trữ điện truyền thống bánh đà lưu trữ lượng, làm sở cho việc đề xuất giải pháp cải thiện chất lượng điện vi lưới trình bày chương Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn  R r  Lr  dr      s  pF  d qr    dt i ds   MR r    i qs   Ls L r  MpF    Ls L r Với: R sr  R s  M2 Rr L2r  s  pF  MR r Lr R r Lr MpF Ls L r R sr Ls MR r Ls L2r s        MR r  dr  0    L r  qr     i ds   L s     s  i qs  0  R sr   Ls     u   ds  u   qs    Ls  (3.8) M2 Ls L r Trong đó: - Rs, Rr điện trở pha stator rotor - Ls, Lr điện cảm pha stator rotor - M hỗ cảm - uds, uqs thành phần vng góc điện áp stator - ids, iqs thành phần vng góc dòng điện stator - Φdr, Φqr thành phần vng góc từ thơng rotor - p số đôi cực - ωs tốc độ quay từ trường stator b) Điều khiển Việc điều khiển động /máy phát hệ thống FESS thực theo phương pháp điều chế không gian véc tơ tựa từ thông rotor Với giả thiết dr   qr  Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN (3.9) http://lrc.tnu.edu.vn Hệ phương trình trạng thái (3.8) trở thành:  R r  Lr dr   d    MR r i ds   dt    Ls L2r i qs     Mp F   L L s r  MR r Lr R sr Ls s    dr      s  i ds     i   Ls  qs R sr      Ls     u ds      u qs   Ls  (3.10) Từ thông tham chiếu xác định: f  ref rn f  fn    fn rn  f  fn f  rn  Lr sn M (3.11) (3.12)  rn từ thông định mức rotor (đơn vị Web) sn từ thông định mức stator (đơn vị Web) tinhstheo công thức sn  us s (3.13) Với us trị hiệu dụng điện áp pha stator; ωs tốc độ góc điện áp lưới có giá trị 314,16 rad/s Ta có: rn  Lr u s M s (3.14) Dòng điện stator trực tiếp tham chiếu xác định: i ds  ref = PI  r  ref  r est  (3.15) PI qui luật điều chỉnh tỉ lệ tích phân Giá trị ước lượng từ thông rotor biểu diễn dr est = M i L r ds 1 s Rr (3.16) s tốn tử laplace Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Công suất đặt (công suất tham chiếu) máy điện không đồng với bánh đà xác định theo công thức (3.2) Từ công suất tham chiếu suy mơ men điện từ tham chiếu máy dẫn động bánh đà cách đo tốc độ quay Mô men điện từ xác định thông qua dòng điện Mr = Pf ref f (3.17) Bộ biến đổi Ta định nghĩa điện áp điều chế biến đổi tọa độ tham chiếu Park áp dụng cho stator máy điện không đồng công thức sau:  v ds  U  v d  reg    v  =  v q  reg   qs  (3.18) Với vd-reg vq-reg điện áp điều chỉnh hệ qui chiếu Park Dòng điện điều chế biến đổi xác định theo biểu thức (3.19) i m mac =  vd reg i ds  vq reg    i qs  (3.19) Việc điều khiển biến đổi kết hợp với máy điện rút từ phương trình (3.19)  v d  reg  v ds  ref   U  v v qs  ref q  reg   U  (3.20) Biết rằng: vsd  ref  E d  ref  MR r r  ref  Ls i qs  ref L2r vsq  ref  E q  ref  MpF r  ref  Ls i ds  ref Lr E d  v ds  MR r dr  Ls i qs L2r E q  v qs  MpF dr  Ls i ds Lr Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn E d ref  PI '  i ds  ref  i ds  E q ref  PI '  i qs ref  i qs    pF + MR r iqs ref Lr r ref Điều chế véc tơ không gian Việc điều khiển hoạt động biến đổi thực nhờ điều chế độ rộng xung (PWM) Trong luận văn sử dụng phương điều chế vector khơng gian (SVM), phương pháp điều chế kỹ thuật số coi kỹ thuật điều chế độ rộng xung tốt biến tần ba pha SVM có nhiều ưu điểm tần số chuyển đổi khơng đổi, tối ưu tổn thất chuyển mạch tối ưu sóng hài Véc tơ điều chế khơng gian cho Inveter pha có tám trạng thái, trạng thái xác định vector không gian điện áp Fig.7, sáu vectơ không gian điện áp (U1 đến U6) chia tồn khơng gian thành sáu phần từ đến (6 secter), hai véc tơ không U0 U7 nằm gốc Góc hai secter khác khơng liền kề 60 ° Hình 9: Các véc tơ khơng gian SVM Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Trong SVM, điện áp tham chiếu hệ tọa độ (dq) chuyển qua hệ tọa độ (αβ) thông qua biến đổi Clark Va = Vd cos q- Vq sin q (3.21) Vb = Vd sin q + Vq cos q SVM thực thơng qua bước sau: 1) Tính điện áp góc pha tham chiếu (Uref) theo biểu thức: U ref  U 2  U 2 U    tan 1     U  (3.22) 2) Xác định vị trí sector, điều thực cách lấy góc tính từ bước cuối sau so sánh với phạm vi góc sector; 3) Tính hệ số điều chế (m) khoảng thời gian T1, T2, T0; T1  Ts m sin   /    sin   / 3 T2  Ts m sin    sin   / 3 (3.23) T0  Ts   T1  T2  Trong đó: Ts  U ;m  ref fs U dc 4) Xác định thời gian đóng cắt van (S1 - S6) Sau tính T1, T2 T0 ta xác định thời gian xung SVM đóng cắt van (bảng 1) Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Bảng 1: Chu kỳ đóng/cắt van sector Sector Nhóm van (S1, S3, S5) Nhóm van (S4, S6, S2) S1 = T1+T2+T0/2 S4 = T0/2 S3 = T2+T0/2 S6 = T1+T0/2 S5 = T0/2 S2 = T1+T2+T0/2 S1 = T1+ T0/2 S1 = T2+T0/2 S3 = T1+T2+T0/2 S6 = T0/2 T0/2 S2 = T1+T2+T0/2 S1 = T0/2 S1 = T1+T2+T0/2 S3 = T1+T2+T0/2 S6 = T0/2 S5 = T2+T0/2 S2 = T1+ T0/2 S1 = T0/2 S1 = T1+T2+T0/2 S3 = T1+ T0/2 S6 = T2+T0/2 S5 = T1+T2+T0/2 S2 = T0/2 S1 = T2+T0/2 S1 = T1+ T0/2 S3 = T0/2 S6 = T1+T2+T0/2 S5 = T1+T2+T0/2 S2 = T0/2 S1 = T1+T2+T0/2 S1 = T0/2 S3 = T0/2 S6 = T1+T2+T0/2 S5 = T1+ T0/2 S2 = T2+T0/2 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 4.4.2 Sơ đồ cấu trúc điều khiển hệ thống FESS Sơ đồ điều khiển hệ thống FESS biểu diễn Hình 3.11 uq Pf-ref ωf iq-ref PI2 Tính iq-ref uq dq - Tính ϕref - PI1 φ - PI3 αβ uβ ud VSM Converter id-ref θ ước lượng từ thơng uα θ dq abc ωf Hình 10: Sơ đồ điều khiển FESS 3.5 Kết mô phần mềm Matlap Simulink Để thấy rõ hoạt động hệ thống bánh đà việc bù đắp thiếu hụt bất thường lượng vi lưới gây biến đổi đột ngột công suất nguồn lượng tái tạo, ta tiến hành mô hệ thống MatlabSimulink với kịch mô thông số sau: a) Kịch mơ với sơ đồ mơ hình 3.10: Ta biết nguyên nhân bất ổn định vi lưới chủ yếu nguồn lượng tái tạo gây nên Vì ta điều khiển ổn định nguồn phát sử dụng lượng tái tạo điều khiển ổn định vi lưới (cân cung-cầu vi lưới) Kịch mô cấu trúc biểu diễn hình 3.11 Ở Vi lưới có tham gia pin quang điện thông qua biến đổi DC-DC DC-AC bánh đà lưu trữ lượng Bài toán điều khiển đặt ta giữ ổn định công suất hệ thống PV + bánh đà bơm vào lưới Khi có biến Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn thiên đột ngột xạ mặt trời, dẫn đến biến thiên đột ngột công suất pin quang điện Ở trạng thái làm việc bình thường cơng suất pin quang điện cung cấp cho lưới đủ để trì trạng thái làm việc ổn định vi lưới PR = PG Giả thiết biến động bất thường xạ mặt trời lượng PV cung cấp cho lưới bị thiếu hụt lượng 50kW thời gian giây, hệ thống bánh đà tích lũy lượng trước xả lượng để bù vào thiếu hụt Pw = PG - PR = 50kW (3.24) Hình 11: Sơ đồ khối hệ FESS vi lưới có nguồn phát PV b) Thông số mô - Mô men quán tính bánh đà: Jf = 150kg/m2 - Máy điện khơng đồng kết nối với bánh đà có thông số: o Công suất máy điện kết nối với bánh đà: Pf = 50kW; o Số đôi cực: p = 2; o Điện trở stator: Rs = 0,05Ω; o Điện trở rotor: Rr = 0,043Ω; o Điện cảm stator: Ls = 40,7.10-3H; o Điện cảm rotor: Lr = 40,1.10-3H; Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn o Hỗ cảm stator rotor: M = 40.10-3H o Vận tốc ban đầu bánh đà: 1500 vòng / phút (157 rad/s) công suất tham chiếu công suất danh định máy không đồng (50kW) o Thời gian mô 10s, 5s đầu bánh đà tăng tốc độ từ 1500 vòng/phút đến 3000 vòng/phút sau giảm tốc độ từ 3000 vòng/phút đến 1500 vòng/phút Các kết mơ hình từ Hình 3.12 đến Hình 3.1 Trong đó: - Hình 3.12 đường cong tốc độ máy điện nối với bánh đà - Hình 3.13 đường cong từ thông đặt từ thông thực máy điện nối với bánh đà - Hình 3.14 đường cong thành phần id dòng điện đặt dòng thực - Hình 3.15 cơng suất đặt đáp ứng cơng suất bánh đà thu, phát Hình 3.12: Sợ thay đổi tốc độ góc bánh đà Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 13: Đáp ứng từ thơng máy điện nối với bánh đà Hình 14: Đáp ứng thành phần dòng điện iq FESS Hình 15: Đáp ứng cơng suất FESS Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn *Nhận xét: Từ kết ta thấy khoảng thời gian từ đến giây tốc độ bánh đà xuất phát từ giá trị ban đầu (1500 vòng/phút) tăng tốc lên 3000 vòng/phút thời gian giây Trong khoảng thời gian máy điện nối với bánh đà làm việc chế độ động (công suất dương) Trong khoảng thời gian lại, tốc độ bánh đà giảm từ 3000 vòng/phút xuống 1500 vòng/phút, máy điện nối với bánh đà làm việc chế độ máy phát (công suất âm), lượng lưu trữ bánh đà dạng động đưa bù vào phần lượng hao hụt pin quang điện Kết công suất hệ thống pin quang điện + bánh đà cấp cho vi lưới không thay đổi 3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương trình bày nét tổng quan vi lưới, đặc điểm tính cấp thiết phải có giải pháp làm mịn dao động điện áp lượng vi lưới; đề xuất giải pháp sử dụng bánh đà lưu trữ lượng vi lưới có nguồn lương tái tạo; tính tốn, mơ hình hóa , mô cho trường hợp cụ thể Kết mơ cho thấy sử dụng bánh đà lưu trữ lượng để khắc phục thiếu hụt lượng tức thời vi lưới Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn KẾT LUẬN CHUNG Sau thời gian làm luận văn với đề tài: “Điều khiển ổn định lưới điện cục (vi lưới) có nguồn lượng tái tạo” hướng dẫn PGS.TS Lại Khắc Lãi đạt số kết sau: - Đã tìm hiểu tổng quan lượng tái tạo, tiềm vấn đề khai thác lượng tái tạo; - Tầm quan trọng việc lưu trữ lượng điện, hình thức lưu trữ điện năng; - Đề xuất giải pháp sử dụng bánh đà lưu trữ lượng làm mịn dao động điện áp lượng vi lưới có nguồn lượng tái tạo; Tính tốn, mơ cho trường hợp cụ thể Kết mơ cho thấy sử dụng bánh đà lưu trữ lượng để khắc phục thiếu hụt lượng tức thời vi lưới Kiến nghị: Tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện hệ thống bánh đà lưu trữ lượng áp dụng cân cung - cầu ổn định điện áp cho lưới điện nhỏ trạm phát điện độc lập Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lại Khắc Lãi, Lại Thị Thanh Hoa, Nguyễn Văn Huỳnh, "Bánh đà lưu trữ lượng lưới có nguồn lượng tái tạo," Tạp chí Khoa học Công nghệ - Đại học tái nguyên, vol 173, no 12, pp 587-91, 2017 [2] Lai Khac Lai, Danh Hoang Dang, Lai Thi Thanh Hoa, "A NEW METHOD TO DETERMINE AND MAINTAIN THE MAXIMUM POWER," Tạp chí Khoa học & Công nghệ, vol 162, no 02, pp 189194, 2017 [3] KhacLai Lai, DanhHoang Dang, XuanMinh Tran, "Modeling and control the grid-connected single-phase photovoltaic system," SSRG International Journal of Electrical and Electronics Engineering (SSRGIJEEE), vol 4, no 5, pp 51-56, 2017 [4] M.Lokanadham, K.Vijaya Bhaskar, "Incrementall Conductance Based Maximum Power Point Tracking (MPPT) for Photovoltaic System," International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA), vol 2, no 2, pp 1420-1424, 2012 [5] Mihnea Rosu-Hamzescu, Sergui Oprea, Practical Guide to Implementing Solar Panel MPPT Algorithms, Microchip Technology Inc AN152, 2013 [6] M Monfared, M Sanakar, S Golestan, "Direct Active and Reative Power Control of Single-Phase Gris-Tie Converters," IET Power Electron, vol 5, no 8, pp 1544-1550, 2012 [7] P Siva Srinivas, M Rambabu, Dr.G.V.Nagesh Kumar, "PQ Control Based Grid Connected DG Systems," International Journal of Engineering Research, vol 4, no 10, pp 523-526, 2015 [8] Khac Lai Lai, Thi Thanh Thao Tran, "Three-Phase Grid Connected Solar Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn System With Svm Algorithm," Journal of Engineering Research and Application, vol 8, no 11, pp 42-48, 2018 [9] L K Lai, "Fuzzy Logic Controllerfor Grid connected Single Phase Inverter," Journal of Science and Technology - Thai Nguyen University, no 2, pp 33-37, 2013 [10] J Kim, J M Guerrero, P Rodriguez, R Teodorescu and K Nam, , "Mode Adaptive Droop Control With Virtual Output Impedances for an Inverter-Based Flexible AC Microgrid," IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, vol 26, no 3, 2011 [11] S Belfedhal, M Berkouk, "―Modeling and Control of Wind Power Conversion System with a Flywheel Energy Storage System," International Journal of Renewable Energy Research, IJR, vol 1, no 3, pp 43-52, 2011 [12] Salima Nemsi, Seifeddine Abdelkader Belfedhal, Linda Barazane , "Role of Flywheel Energy Storage System in Microgrid," JOURNAL OF ENGINEERING RESEARCH AND TECHNOLOGY, VOLUME 3, ISSUE 3, SEPTEMBER 2016, vol 3, no 3, pp 41-50, September 2016 [13] I.J Iglesias, L García-Tabarés, A Agudo, I Cruz, Arrbas, "Design and Simulation of a Stand-alone Wind-Diesel Generator with a Flywheel Energy Storage System to Supply the Required Active and Reactive Power," PESC Record - IEEE Annual Power Electronics Specialists Conference, 2000 [14] Yong Xiao, Xiaoyu Ge and Zhe Zh, "Analysis and Control of Flywheel Energy Storage Sy," Additional information is available at the end of the chapter, pp 131-148, 2010 [15] Satish Samineni, Brian K Johnson, Herbert L Hess and Joseph D Law, Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn "Modeling and Analysis of a Flywheel Energy Storage System with a Power Converter Interfac," International Conference on Power Systems Transients – IPST 2003 in New Orleans, USA, pp 1-6, 2013 [16] Seifeddine Belfedhal*, El-Madjid Berkouk** , "Modeling and Control of Wind Power Conversion System with a Flywheel Energy Storage System," International Journal Of Renewable Energy Research, IJRER , vol 1, no 3, pp 43-52, 2011 [17] Ashok Kumar L Archana N and Vidhyapriya R., "POWER QUALITY IMPROVEMENT OF GRID CONNECTED WIND ENERGY SYSTEMS USING STATCOM-BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEM," ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences , vol 10, no 21, pp 9872-9879, 2015 [18] A F Tai-Ran Hsu, "On a Flywheel-Based Regenerative Braking System for Regenerative Energy Recovery," in Proceedings of Green and Systems Conference, Long Beach, 2013 [19] Aakash B Rajan Prof Parth H Patel, "Analysis of Flywheel Energy Storage System: A Review," IJSRD - International Journal for Scientific Research & Development, vol 5, no 1, pp 905-908, 2017 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ... NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 1.1 Tổng quan lượng tái tạo 1.1.1 Khái niệm lượng tái tạo 1.1.2 Phân loại lượng tái tạo 1.1.3 Vai trò lợi ích lượng tái tạo 1.2 TIỀM NĂNG... http://lrc.tnu.edu.vn CHƯƠNG NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO 1.1 Tổng quan lượng tái tạo 1.1.1 Khái niệm lượng tái tạo Năng lượng tái tạo hiểu nguồn lượng hay phương pháp khai thác lượng mà đo chuẩn mực người... lương tái tạo 41 3.1.5 Tính cấp thiết phải ổn định điện áp công suất vi lưới có nguồn lượng tái tạo 41 3.2 CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG VI LƯỚI 42 3.2.1 Tầm quan trọng ổn định