LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
KÝ HIỆU
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
2. Mục đích nghiên cứu
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4. Trọng tâm nghiên cứu của luận án
5. Phương pháp nghiên cứu
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
7. Cấu trúc luận án
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ NGUỒN PHÂN TÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH
QUẢN LÝ NHU CẦU NĂNG LƯỢNG
1.1. Khái quát về nguồn pin mặt trời và điện gió
1.1.1. Khái quát về nguồn pin mặt trời
1.1.2. Khái quát về nguồn điện gió
1.2. Vấn đề DSM trên thế giới và tại Việt Nam
1.2.1. Vấn đề DSM trên thế giới
1.2.2. Vấn đề DSM tại Việt Nam
1.3. Cấu trúc của hệ thống khai thác hệ nguồn vận hành theo chương trình DSM
1.4. Những vấn đề còn tồn tại và đề xuất hướng giải quyết
1.4.1. Một số vấn đề còn tồn tại
1.4.2. Đề xuất hướng giải quyết
1.5. Kết luận chương 1
Chương 2
MÔ TẢ TOÁN HỌC HỆ NGUỒN VÀ BÀI TOÁN DSM
2.1. Nguồn pin mặt trời
2.1.1. Phương trình mô tả đặc tính của nguồn pin mặt trời
Hình 2.1. Sơ đồ mạch tương đương mỗi cấu trúc của PVG
Hình 2.2. Đường đặc tính vpv-ipv và vpv-ppvtrên mặt phẳng v-i, v-p
2.1.2. Các tham số mô tả toán học của nguồn pin mặt trời
2.2. Nguồn điện gió
2.2.1. Phương trình mô tả toán học turbine gió
2.2.2. Các tham số mô tả toán học của nguồn điện gió
2.3. Xây dựng chương trình DSM tại nút khai thác hệ nguồn trong điều kiện cụ thể của hệ thống điện Việt Nam
2.3.1. Chiến lược điều độ luồng công suất theo mô hình DSM
2.3.2. Một số ràng buộc và giới hạn
Hình 2.4. Phương pháp xấp xỉ diện tích thành lập đồ thị hình chữ nhật
Hình 2.5. Thuật toán tạo bước tính cho chương trình DSM
Hình 2.6. Quy ước ký hiệu các đại lượng công suất trong toàn hệ thống
Hình 2.7. Các chế độ phân bổ luồng công suất trong hệ thống khai thác hệ nguồn
2.3.3. Đề xuất thuật toán DSM vận hành tại nút có sự tham gia của hệ nguồn trong điều kiện cụ thể của hệ thống điện Việt Nam
Hình 2.8. Đề xuất thuật toán DSM cho hệ thống khai thác hệ nguồn
Hình 2.9. Đề xuất thuật toán vận hành toàn hệ thống cho kịch bản DSM 1
Hình 2.10. Thuật toán vận hành toàn hệ thống giờ L1 của kịch bản DSM 1
Hình 2.11. Thuật toán vận hành toàn hệ thống giờ L2
Hình 2.12. Đề xuất thuật toán vận hành toàn hệ thống cho kịch bản DSM 2
Hình 2.13. Chương trình giai đoạn L1 của kịch bản DSM2
2.3.4. Đề xuất phương pháp đánh giá hiệu quả của chương trình DSM và dung lượng ES tối ưu cho bài toán DSM
2.4. Kết quả mô phỏng chương trình DSM vận hành hệ thống khai thác hệ nguồn áp dụng vào hệ thống điện Việt Nam
2.4.1. Thông số đầu vào
2.4.1.1. Kịch bản DSM 1
Hình 2. 16. Công suất thu được trên DCbus từ PVG và WG kịch bản DSM 1
Hình 2.17. Công suất thu được từ hệ nguồn và công suất yêu cầu
của phụ tải kịch bản DSM 1
Bảng 2.1. Lượng điện năng phát ra từ hệ nguồn và lượng điện năng
yêu cầu của phụ tải trong kịch bản DSM 1
2.4.1.2. Kịch bản DSM 2
Hình 2.18. Công suất thu được trên DCbus từ PVG và WG kịch bản 2
Hình 2.19. Công suất thu được từ hệ nguồn và công suất yêu cầu
của phụ tải kịch bản 2
Bảng 2.2 Lượng điện năng phát ra từ hệ nguồn và lượng điện năng
yêu cầu của phụ tải trong kịch bản DSM 2
2.4.1.3. Dữ liệu liên quan đến BBĐ
2.4.2. Xác định dung lượng tối ưu của ES
2.4.3. Kết quả mô phỏng đánh giá hiệu quả bài toán DSM kịch bản 1
Hình 2.20. Đồ thị dung lượng tức thời của ES kịch bản 1
Hình 2.21. Đồ thị Erb và Eas của kịch bản 1
Hình 2.22. Đồ thị Zrb và Zas của kịch bản 1
2.4.4. Kết quả mô phỏng đánh giá hiệu quả bài toán DSM kịch bản 2
Hình 2.23. Đồ thị dung lượng tức thời của ES của kịch bản DSM 2
Hình 2.24. Đồ thị Erb và Eas của kịch bản DSM 2
Hình 2.25. Đồ thị Zrb và Zas của kịch bản DSM 2
Bảng 2.4. Kết quả đánh giá hiệu quả của chương trình DSM
2.5. Kết luận chương 2
ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG KHAI THÁC HỆ NGUỒN CÓ DSM
3.1. Cấu trúc điều khiển hệ thống khai thác hệ nguồn có DSM
3.2. Cơ sở lý thuyết điều khiển và mô tả toán học các bộ biến đổi điện tử công suất
3.2.1. Cơ sở lý thuyết điều khiển theo mô hình tín hiệu nhỏ
3.2.2. Mô tả các chế độ làm việc của bộ biến đổi DC/DC buck
3.2.3. Mô tả các chế độ làm việc của bộ biến đổi DC/DC boost
3.2.4. Mô tả các chế độ làm việc của bộ biến đổi DC/AC một pha
Hình 3.6. Sơ đồ mạch lực BBĐ AC/DC 1 pha
Hình 3.7. Chế độ làm việc của BBĐ AC/DC 1 pha ở chế độ nghịch lưu
Hình 3.8. Chế độ làm việc của BBĐ AC/DC 1 pha ở chế độ chỉnh lưu
Hình 3.9. Mô hình đơn giản khóa chuyển mạch của BBĐ DC/AC
3.3. Xây dựng bộ điều khiển nguồn pin mặt trời
3.3.1. Kỹ thuật IB xác định điểm công suất cực đại
Hình 3.10. Thuật toán xác định cặp giá trị tương ứng giữa v(i) với i(i)
Hình 3.11. Trạng thái dịch chuyển của các điểm kế tiếp nhau
Hình 3.12. Quá trình dò tìm MPP trên đường đặc tính v-p
Hình 3.13. Thuật toán IB tìm MPP
3.3.2. Xác định thông số bộ điều khiển IB-AVC
Hình 3.14. Sơ đồ mạch tương đương ở trạng thái tín hiệu nhỏ
BBĐ DC/DC boost
Hình 3.15.Cấu trúc mạch vòng điều khiển BBĐ DC/DC boost
theo phương pháp IB-AVC
Hình 3.16. Mô hình Thevenin mạch điện tương đương của PVG
3.3.3. Chiến lược điều khiển BBĐ DC/DC boost theo phương pháp IB-AVC
3.4. Xây dựng bộ điều khiển nguồn điện gió
3.5. Xây dựng bộ điều khiển ghép nối lưới theo yêu cầu DSM
3.5.1. Cấu trúc điều khiển
3.5.2. Bộ điều khiển dòng điện
3.5.3. Bộ điều khiển công suất
3.6. Kết quả mô phỏng
3.6.1. Thông số mô phỏng
3.6.1.1. Thông số của PVG
3.6.1.2. Thông số của WG
3.6.1.3. Thông số vận hành
Hình 3.25. Sự biến thiên của G
Hình 3.26. Sự biến thiên của tốc độ gió
Hình 3.27. Sự biến thiên của Pgref
3.6.2. Sơ đồ mô phỏng trên MATLAB/Simulink
Hình 3.28. Sơ đồ mô phỏng toàn hệ thống trên MATLAB/Simulink
Hình 3.29. Sơ đồ mô phỏng khối PVG trên MATLAB/Simulink
Hình 3.30. Sơ đồ mô phỏng khối WG trên MATLAB/Simulink
Hình 3.31. Sơ đồ mô phỏng bộ điều khiển IB-AVC trên MATLAB/ Simulink
Hình 3.32. Sơ đồ mô phỏng bộ điều khiển HCS trên MATLAB/Simulink
Hình 3.33. Sơ đồ mô phỏng bộ điều khiển phía lưới trên MATLAB/Simulink
3.6.3. Kết quả mô phỏng
Hình 3.34. Đường đặc tính Pmpp và Ppv
Hình 3.35. Đường đặc tính công suất phát ra từ WG
Hình 3.36. Đường đặc tính công suất thu được trên DCbus của nhánh PVG
Hình 3.37. Đường đặc tính công suất thu được trên DCbus của nhánh WG
Hình 3.38. Đường đặc tính công suất trao đổi của ES
Hình 3.39. Đường đặc tính công suất Pgref và Pg của BBĐ DC/AC
Hình 3.40. Đặc tính điện áp ở đầu ra BBĐ DC/AC
Hình 3.41. Đặc tính dòng điện ở đầu ra BBĐ DC/AC
3.7. Kết luận chương 3
Chương 4
THỰC NGHIỆM BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN DÒNG CÔNG SUẤT
TẠI NÚT CÓ SỰ THAM GIA CỦA HỆ NGUỒN
4.1. Xây dựng mô hình cấu trúc thiết bị thực
4.2. Phương pháp vận hành mô hình thiết bị thực
Hình 4.3. Cấu trúc hệ thống trong nguồn 1
Hình 4.4. Chiến lược điều khiển hệ thống trong nguồn 1
Hình 4.5. Cấu trúc BBĐ DC/DCs1 và BBĐ DC/DCs2
Hình 4.6. Các trường hợp phân bố dòng công suất trong toàn hệ thống
Hình 4.7. Phương thức vận hành mô hình thiết bị thực
4.3. Các thiết bị chính
4.3.1. Cảm biến đo công suất của bức xạ mặt trời
4.3.2. Cảm biến đo nhiệt độ
4.3.3. Ắc quy, tải AC, máy biến áp
4.3.4. Mạch điều khiển
4.3.5. Lắp đặt các thiết bị và cài đặt
Hình 4.10. Các thiết bị trên mô hình thực
Hình 4.11. Giao diện chương trình điều khiển nguồn 1
Hình 4.12. Giao diện chương trình điều tiết luồng công suất giữa các nguồn
4.4. Kết quả thực nghiệm
Hình 4.13. Kết quả lấy mẫu lần thứ nhất kiểm nghiệm
khả năng khai thác MPP
Hình 4.14. Kết quả lấy mẫu lần thứ hai kiểm nghiệm
khả năng khai thác MPP
Hình 4.15. Kết quả lấy mẫu lần thứ ba kiểm nghiệm khả năng khai thác MPP
Hình 4.16. Kết quả lấy mẫu thứ nhất và thứ hai kiểm nghiệm
khả năng phân phối dòng công suất tự nhiên
Hình 4.17. Kết quả lấy mẫu thứ nhất và thứ hai kiểm nghiệm khả năng phân phối dòng công suất theo yêu cầu
Hình 4.18. Dạng sóng của tín hiệu điện áp xoay chiều
ở phía hạ và phía cao áp của MBA
4.5. Kết luận chương 4
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
2. Kiến nghị
DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÓ LIÊN QUAN
ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ CÔNG BỐ
TÀI LIỆU THAM KHẢO