Luận văn "ĐIỀU KHIỂN MÁY PHÁT ĐIỆN CẢM ỨNG CẤP NGUỒN TỪ HAI PHÍA" được thực hiện bởi Sinh viên Khoa Điện Điện Tử của Đại Học Bách Khoa HCM. Luận văn tìm hiểu tổng quan về các hệ thống chuyển đổi năng lượng gió. Đi sâutìm hiểu về mô hình toán, mô phỏng và điều khiển máy phát điện cảm ứng cấp nguồn từ hai phía (DFIG) ứng dụng trong các hệ thống chuyển đổi năng lượng gió. Mô hình mô phỏng của DFIG được xây dựng trong hệ tọa độ αβ.Các phương trình toán của DFIG sử dụng trong hệ thống điều khiển được tính trên hệ tọa độ dq định hướng theo vectơ điện áp lưới. Mục tiêu điều khiển là điều khiển độc lập công suất tác dụng và công suất phản kháng phía stator. Việc điều khiển độc lập hai thành phần công suất này có ý nghĩ a là điều khiển độc lập công suất tác dụng để tối ưu công suất nhận được từ gió, điều khiển độc lập công suất phản kháng đểđể ổn định hệ thống điện. Trên hệ tọa độ dq đinh hướng theo vectơ điện áp lưới mục tiêu điều khiển độc lập hai thành phần công suất tương đương với điều khiển hai thành phần dòng điệnidr, iqr phía rotor.Hệ thống điều khiển DFIG được thiết kế dùng phương pháp điều khiển trượt, vớinhững ưu điểm sau: đáp ứng nhanh, không vọt lố, bền vững trong các điều kiện làm việc khác nhau.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜ NG NG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN BK TP.HCM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP: ĐIỀU KHIỂN MÁY PHÁT ĐIỆN CẢM Ứ NG NG CẤP NGUỒN TỪ HAI HAI PHÍA GVHD: PGS.TS DƯƠNG HỒI NGHĨA SVTH: Nguyễn Lê Huy Bằng MSSV: 40400160 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2010 Nhận Xét C ủa Giáo Viên H ướ ướ ng ng Dẫ n Nhận Xét C ủa Giáo Viên Phản Biện LỜ I C Ả M Ơ N Em xin trân tr ọng gử i lờ i cám ơ n chân thành t ố ố t đẹ p nhấ t đế nn:: Thầ y Dươ ng ng Hồi Nghĩ a, a, ngườ i đ ã t ận tâm, nhiệt tình hướ ng ng d ẫ ẫ n cung cấ p tài liệu cần thiế t em suố t thờ i gian làm luận văn Các thầ y, cô khoa kho a Điện – Điện t ử ử đ ã t ận tình chỉ b bảo truyề n thụ nhữ ng ng kiế n thứ c vô giá cho em suố t thờ i gian học đại học Cuố i cùng, em r ấ mẹ và anh chị đ ã chăm lo, cám ơ n bạn bè đ ã ủng hộ ất biế t ơ n bố m em hồn thành luận văn Tp H ồ Chí Minh, tháng 01 năm 2010 M Ụ Ụ C L Ụ C LỜ I C Ả M Ơ N i i M Ụ C ii ỤC LỤ C M ục lục hình iv iv Ký hiệu dùng luận văn vi vi Tóm t ắ ắt luận văn viii Chươ ng ng 1: HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỔI NĂNG LƯỢNG GIÓ 1.1 Năng luợ ng ng gió 1.1.1 Giớ i thiệu về phát điện sức gió, thuận lợ i khó khăn .1 1.1.2 Tiềm về năng lượ ng ng gió ở Vi Việt Nam 1.2 Hệ thống chuyển đổi lượ ng ng gió 1.2.1 Các thành phần hệ thống chuyển đổi lượ ng ng gió 1.2.2 Các loại hệ thống chuyển đổi lượ ng ng gió 1.2.2.1 Hệ thống turbine gió tốc độ cố định 1.2.2.2 Hệ thống turbine gió tốc độ thay đổi biển đổi tồn bộ cơng suất .5 1.2.2.3 Hệ thống turbine gió tốc độ thay đổi biến đổi phần cơng suất .5 1.3 Tốc độ gió cơng suất turbine 1.3.1 Mật độ gió . mạ mạch từ từ, v.v… Các thông số số củ của bộ điều khiể khiển cũ như giá trị trị đặ đặtt đượ c giữ giữ không đổ đổii như trong tr trườ ườ ng ng hợ hợ p mô phỏ ở chế chế độ độ danh danh đị định nh cho tấ tất cả các trườ trườ ng ng hợ hợ p khả khảo sát dướ dướ i • Kết quả 1: Khi tă tăng điện trở trở stator stator rotor lên 20% ễ n Lê Huy B ằ nngg ễ Trang 67 Chươ ng ng 5: S ơ ơ đồ mô k ế ế t GVHD: PGS.TS Dươ ng ng Hồi Nghĩ a ng dịng rotor Đáp ứ ng Các mặt tr ượ ượ t S1, S2 Công suấ t tác d ụng phản kháng đầu cự c stator ễ n Lê Huy B ằ nngg ễ Trang 68 Chươ ng ng 5: S ơ ơ đồ mô k ế ế t GVHD: PGS.TS Dươ ng ng Hồi Nghĩ a Dịng đ iện stator rotor pha a Hình 5.15: Đ áp ứ ng hệ thố ng tă ng đ iệ n trở stator stator rotor lên 20% • Kết quả 2: Khi giả giảm điện trở trở stator stator rotor xuố xuống 20% ng dòng rotor Đáp ứ ng Các mặt tr ượ ượ t S1, S2 ễ n Lê Huy B ằ nngg ễ Trang 69 Chươ ng ng 5: S ơ ơ đồ mô k ế ế t GVHD: PGS.TS Dươ ng ng Hồi Nghĩ a Cơng suấ t tác d ụng phản kháng đầu cự c stator Dòng đ iện stator rotor pha a Hình 5.16: Đ áp ứ ng hệ thố ng giả m đ iệ n trở stator stator rotor xuố ng 20% • Kết quả 3: Khi tă tăng điện cảm tả tản stator hổ hổ c cảảm giữ stator rotor lên 20% Đáp ứ ng ng dòng rotor ễ n Lê Huy B ằ nngg ễ Trang 70 Chươ ng ng 5: S ơ ơ đồ mô k ế ế t GVHD: PGS.TS Dươ ng ng Hoài Nghĩ a Các mặt tr ượ ượ t S1, S2 Công suấ t tác d ụng phản kháng đầu cự c stator Dịng đ iện stator rotor pha a Hình 5.17: Đ áp ứ ng hệ thố ng tă ng đ iệ n cả m hỗ c cả m Nhận xét kết quả: Qua trườ trườ ng ng hợ hợ p tă tăng, giả giảm điện áp stator rotor; tă t ăng điện cả m tản cuộ cuộđnáng stator vớ hớ ổi cả cmô ảm phỏ giữỏangcuộ giữ cuở ộ chế n stator rotor KNhư ết ưquả qungả mơ ph ng th ấyểnsaicósố số khơng kể so kể vhổ ph ch ế độ độ danh danh đị định nh.Kế Nh vậyphỏ vậ hệỏ s hệ số ố đcho iều thấ khiể tính bề bền vữ vững cao vớ vớ i sự thay đổ đổii thông số số điện trở trở và và điện cảm stator rotor ễ n Lê Huy B ằ nngg ễ Trang 71 Chươ ng ng 6: K ế ế t luận GVHD: PGS.TS Dươ ng ng Hoài Nghĩ a Chươ ng ng 6: KẾT LUẬN 6.1 Các vấn đề đượ c thự c luận văn • • • • • • Tìm hiể hiểu về l ĩ ĩ nh nh vự vực phát điện bằ sứ sức gió, nhữ thuậ thuận lợ lợ i khó khă khăn vi việệc phát triể triển nă lượ lượ ng ng gió, tiề tiềm nă về n năăng lượ lượ ng ng gió củ Việ Việt Nam đổii nă Tìm hiể hiểu hệ hệ th thốống chuyể chuyển đổ lượ lượ ng ng gió: sự phân bố bố gió, hiệ hiệu suấ suất củ tuabin gió, vậ vận hành hệ hệ th thốống nă lượ lượ ng ng gió tố tốc độ độ c cốố đị định nh thay đổ đổi.i Tìm hiể hiểu loạ loại máy phát điện sử sử dụ dụng hệ hệ th thốống chuyể chuyển đổ đổii nă lượ lượ ng ng gió Tìm hiể hiểu về mơ hình tốn họ học củ máy phát điện cảm ứng cấ cấp nguồ nguồn từ từ hai phía (DFIG), mơ phỏ mơ hình DFIG MATLAB/SIMULINK Tìm hiể hiểu về ph phươ ươ ng ng pháp điều khiể khiển trượ trượ tt,, ứng dụ dụng vào điều khiể khiển độ độcc llậập công suấ suất tác dụ dụng cơng suấ suất phả phản kháng phía stator củ máy phát DFIG Xây dự dựng mơ hình hệ hệ th thốống điều khiể khiển MATLAB/SIMULINK, kế kết quả mơ phỏ cho thấ thấy thể điều khiể khiển độ độcc lậ lập công suấ suất tác dụ dụng cơng suấ suất phả phản kháng phía stator thông qua việ việc điều khiể khiển hai thành phầ phần dịng rotor Từ Từ đó ta thể điều khiể khiển độ độcc lậ lập công suấ suất tác dụ dụng để để t tốối ưu công suấ suất nhậ nhận đượ c ttừừ gió, đồ đồng ng thờ thờ i thể điều khiể khiển thu hay phát công suấ su ất phả phản kháng góp phầ phần điều chỉnh hệ hệ th thốống điện, ưu điểm lớ lớ n nhấ củ DFIG so vớ vớ i máy phát điện gió khác • Bộ điều khiể khiển trượ trượ t cho kế kết quả bám theo giá trị trị đặ đặtt tố tốt,t,đđáp ứng nhanh, khơng có vọ vọt llốố, ảnh hưở hưở ng ng qua lạ lại giữ hai thành phầ phần dịng rotor khơng đáng kể kể nên thể điều khiể khiển độ độcc lậ lập đượ c c Bộ Bộ điều khiể khiển có tính bề bền vữ vững cao có sự thay đổ đổii củ thơng số số máy phát điện trở trở , điện cảm stator rotor 6.2 Đề nghị và hướ ng ng phát triển luận văn • Thực hiệ Thự hệ hệ th thốống điều khiể khiển hệ hệ th thựực, thể dùng độ động ng cơ cơ DC DC tạ tạo momen đầu đầu vào • Ti Tiếếp tụ tục xây dự dựng mơ hình mơ phỏ hệ hệ th thốống điều khiể khiển từ từ lúc khở khở i độ động, ng, hòa đồng đồ ng bộ, đến đến xác lậ lập Chi tiế tiết hóa mơ hình mơ phỏ phỏng: mơ phỏ thêm bộ bi biếến đổ đổii công suấ suất phía rotor áp dụ dụng hệ hệ th thốống điều khiể khiển thông qua điều khiểển bộ bi biếến đổ đổii cơng suấ suất • Sử dụ dụng hệ hệ th thốống điều khiể khiển thông minh như m mạạng neural, fuzzy logic… vào phươ phươ ng ng pháp điều khiể khiển trượ trượ t nhằ nhằm nâng cao hơ hơ n nữ chấ chất lượ lượ ng ng điều khiểển ... loạ loại máy phát điện sử sử dụ dụng hệ hệ th thốống chuyể chuyển đổ đổii nă lượ lượ ng ng gió Tìm hiể hiểu về mơ hình tốn họ học củ máy phát điện cảm ứng cấ cấp nguồ nguồn từ từ? ?hai phía (DFIG),... thể? ?điều khiể khiển thu hay phát công suấ su ất phả phản kháng góp phầ phần điều chỉnh hệ hệ th thốống điện, ưu điểm lớ lớ n nhấ củ DFIG so vớ vớ i máy phát điện gió khác • Bộ? ?điều khiể khiển. .. thay đổ đổii củ thông số số? ?máy phát điện trở trở , điện cảm stator rotor 6.2 Đề nghị và hướ ng ng phát triển luận văn • Thực hiệ Thự hệ hệ th thốống điều khiể khiển hệ hệ th thựực, thể dùng