Nghiên cứu mô phỏng hệ thống biến đổi cầu 3 pha nối lưới PV không biến áp

LỜI NÓI ĐẦU Ngày mà nguồn lượng hóa thạch than đá, dầu mỏ, khí đốt… dần cạn kiệt mức độ khai thác bừa bãi khém khoa học người gây nên tình trạng lãng phí tài ngun thiên nhiên Việc sử dụng nguồn lượng tái tạo lượng mặt trời hướng khả quan nguồn lượng vô tận không gây ô nhiễm Bộ biến đổi cầu pha nối lưới PV không biến áp, biến đổi DC-AC biến đổi nguồn lượng điện chiều sản xuất từ nguồn lượng mặt trời thành lượng điện xoay chiều phục vụ cho trình sinh hoạt, sản xuất Là hệ thống ứng dụng rộng rãi thực tế Cấu trúc biến đổi vốn không phức tạp vấn đề điều khiển để đạt hiệu xuất cao chất lượng ổn định ln mục tiêu nghiên cứu Vì em môn giao cho đề tài tốt nghiệp “ Nghiên cứu mô hệ thống biến đổi cầu pha nối lưới PV không biến áp” Đồ án gồm chương: Chương 1: Tổng quan lưới điện mặt trời ( lưới PV) Chương 2: Các biến đổi tĩnh Chương 3: Mô đánh giá biến đổi cầu pha Em xin cảm ơn thầy cô môn Điện Tự Động Công Nghiệp đặc biệt thầy GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn hướng dẫn nhiệt tình, với trình tìm hiểu thân giúp em hoàn thành đồ án Hải Phòng, ngày….tháng….năm 2019 Sinh Viên CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN MẶT TRỜI (LƯỚI PV) 1.1 NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1.1 Tổng quan lượng mặt trời Trái Đất nhận 174 petawatts (PW) xạ mặt trời đến (sự phơi nắng) Khoảng 30% phản xạ trở lại không gian phần lại hấp thụ đám mây, đại dương vùng đất Bức xạ ánh sáng mặt trời bề mặt Trái Đất chủ yếu nhìn thấy từ cận xạ hồng ngoại tới phần nhỏ xạ tử ngoại Bề mặt Trái Đất, Biển bầu khơng khí hấp thụ xạ mặt trời, điều làm tăng nhiệt độ chúng Khơng khí ấm có chứa nước bốc từ đại dương tăng lên, gây lưu thơng khí đối lưu Ở tầng cao định bầu khí quyển, nơi nhiệt độ thấp, nước ngưng tụ thành mây, chuyển hóa thành mưa lên bề mặt Trái Đất, hoàn thành chu kỳ nước Tạo nên tượng tự nhiên giông, lốc Ánh sáng mặt trời bị hấp thụ đại dương vùng đất, giữ bề mặt nhiệt độ trung bình 14 °C Cây xanh chuyển đổi lượng mặt trời, sản xuất thực phẩm, gỗ sinh khối từ nhiên liệu có nguồn gốc hóa thạch qua q trình quang hợp Tổng số lượng mặt trời hấp thụ bầu khí quyển, đại dương Trái Đất vùng đất khoảng 3.850.000 exajoules (EJ) năm SMIL trích dẫn thông lượng hấp thụ lượng mặt trời 122 PW Nhân số số giây năm sản lượng 3.850.000 EJ -> Trong năm 2002, lượng so với giới sử dụng năm |archivedate = 2007-09-26}} Mặc dù cường độ ánh sáng ban ngày không đồng Cho nên cần sử dụng lượng ánh sáng mặt trời cách tiết kiệm Những nghiên cứu gần cho thấy việc sử dụng lượng mặt trời không thực khả quan chi phí đầu tư lớn giới hạn công suất Việc đầu tư cho hệ thống khơng có lãi chí bị lỗ Việc sử dụng lượng mặt trời bị ảnh hưởng nhiều điều kiện địa lý khí hậu Làm cho khó ứng dụng rộng dãi mà mang tính chất đơn lẻ, cục Bảng 1.1 Năng lượng mức độ tiêu thụ lượng người Năng lượng mặt trời thông lượng tiêu thụ lượng người hàng năm lượng mặt trời 3,850,000 EJ Gió 2,250 EJ Sinh khối 3,000 EJ Sử dụng lượng sơ cấp (2005) 478EJ Sản lượng điện (2005) 56,7 EJ 1.1.2 Điện mặt trời tập trung Các hệ thống điện mặt trời tập trung (CSP) sử dụng ống kính, gương hệ thống theo dõi để tập trung khu vực rộng lớn ánh sáng mặt trời vào chùm nhỏ Nhiệt tập trung sau sử dụng nguồn lượng cho nhà máy điện thông thường Một loạt công nghệ tập trung tồn tại, phát triển máng parabol tập trung phản xạ tuyến tính Fresnel, đĩa Stirling tháp điện mặt trời Kỹ thuật khác sử dụng để theo dõi Mặt trời tập trung ánh sáng Trong tất hệ thống chất lỏng làm việc làm nóng ánh sáng mặt trời tập trung, sau sử dụng để phát điện lưu trữ lượng 1.2 HỆ THỐNG QUANG ĐIỆN 1.2.1 Khái quát chung Hệ thống quang điện (lưới PV) hệ thống biến đổi lượng mặt trời thành lượng điện sử dụng sinh hoạt sản xuất Hệ thống quang điện dựa nguyên lý hiệu ứng quang điện Hiệu ứng quang điện tượng điện - lượng tử, điện tử khỏi vật chất sau hấp thụ lượng từ xạ điện từ, xạ ánh sáng mặt trời Hiệu ứng quang điện người ta dùng với tên Hiệu ứng Hertz, nhà khoa học Heinrich Hertz tìm Cơng nghệ quang điện liên quan trực tiếp đến việc chuyển đổi nguồn lượng mặt trời thành nguồn lượng điện phương pháp tế bào lượng mặt trời Một tế bào lượng mặt trời thường sản xuất thiết bị bán dẫn silicon tinh thể hấp thụ ánh sáng mặt trời tạo điện thông trình gọi hiệu ứng quang điện Hiệu tế bào quang điện thể việc chuyển đổi lượng ánh sáng mặt trời thành lượng điện sử dụng có hiệu xuất từ 10-15% Do đó, để sản xuất số lượng đáng kể lượng điện, tế bào lượng mặt trờii phải có điện tích bề mặt lớn Các tế bào lượng mặt trời thường sản xuất riêng lẻ kết hợp lại với thành modul gồm từ 36-72 tế bào quang điện, tùy thuộc vào điện áp dòng điện đầu modul Các modul khác kích thước tùy thuộc vào nhà sản xuất thường từ 0.5 -1 m , tạo khoảng 100w/m lượng tối đa cho modul với hiệu xuất khoảng 10% Ngoài modul nhóm lại với với khối lượng cấu hình khác (được nói rõ phần sau) Để tạo thành mảng có đặc tính dòng điện điện áp đặc trưng Phân biệt modul mảng quan trọng xem xét cấu trúc điện tử cơng suất Hình 1.1 trình bày PV (photovoltaic) điển hình cấu trúc thành mảng Đối với hệ thống PV điện áp DC đầu số có độ lớn phụ thuộc vào cấu hình mà tế bào quang điện/modul kết nối Mặt khác, dòng điện đầu PV phụ thuộc vào xạ lượng mặt trời có sẵn u cầu biến đổi điện tử công suất chuyển đổi dạng lượng DC thành lượng AC thích hợp Bộ nghịch lưu DC-AC lúc chuyển đổi điện áp DC thành điện áp AC-50Hz Quá trình điều khiển điện áp dòng đầu mảng phải tối ưu hóa điều kiện thời tiết Các thuật tốn điều khiển chun mơn hóa gọi điểm giám sát công suất lớn (MPPT) để liên tục tách số lượng tối đa công suất từ mảng điều kiện khác Quá trình điều khiển MPPT tăng điện áp thường thường biến đổi DC-AC, sử dụng để điều khiển dịng lưới Hình 1.1 Các mảng PV 1.2.2 Cấu trúc hệ quang điện Các modul PV(photovoltaic) nối với thành mảng để sản xuất số lượng điện lớn Các mảng sau kết nối với thành phần hệ thống nghịch lưu để biến đổi nguồn DC thành nguồn AC cung cấp cho hộ tiêu thụ điện Các nghịch lưu cho hệ thống PV thực nhiều chức khác nhau, biến đổi nguồn DC thành nguồn AC tương ứng với yêu cầu sử dụng Nó bao gồm chức cách ly để bảo vệ nguồn PV có vấn đề xảy Biến tần giám sát điều kiện thiết bị đầu cuối modul PV bao gồm MPPT (maximum power point tracking) để tăng tối đa khả tăng lượng MPPT trì hoạt động mảng PV đạt hiệu cao Có thể qua loạt điều kiện đầu vào mà ngày mùa thay đổi dẫn đến thay đổi cường độ thời gian chiếu sáng ánh sáng mặt trời Hệ thống PV cấu trúc thành nhiều cấu hình hoạt động Mỗi cấu hình lại dựa cấu trúc điện tử cơng suất mà kết nối với hệ thống lưới điện Hình 1.2 trình bày cấu hình biến tần tập trung sử dụng Đây cấu trúc phổ biến sử dụng Các modul PV dược kết nối nối tiếp song song với kết nối tới biến đổi tập chúng DCAC Ưu điểm hệ thống : biến tần phận tốn hệ thống mà hệ thống có diện biến tần Còn nhược điểm hệ thống thiết bị điện tử cơng suất gây tổn hao cao không phù hợp modul diện chuỗi điode Độ tin cậy hệ thống khơng cao Hình 1.2 Cấu trúc hệ thống mảng PV tập trung Hình 1.3 trình bày kết cấu chuỗi mảng PV Một loạt PV kết nối theo hình thức chuỗi thơng thường, 15 kết nối với chuỗi kết nối với thông qua biến tần Ưu điểm hệ thống khơng có tổn thất ghép nối diode chuỗi công suất lớn điểm theo dõi áp dụng cho chuỗi Nhược điểm hệ thống gia tăng chi phí cho biến tần Điện áp đầu vào chuỗi PV đủ lớn để tránh việc phải khuếch đại điện áp Nhưng chi phí cho PV cịn đắt Khuếch đại điện áp thêm vào với chuỗi biến tần để giảm modul PV Chuỗi biến tần đa phát triển chuỗi biến tần đưa qua biến đổi DC-DC để tăng điện áp sau đưa qua biến đổi DCAC để kết nối với lưới Hình 1.3 Các mảng PV với cấu trúc nhiều chuỗi Hình 1.4 trình bày cấu trúc mà modul PV ghép nối với biến tần riêng Thiết kế biết đến modul AC Ưu điểm hệ thống đơn giản để thêm modul modul có biến tần DC-AC riêng Và đươc thực hiến kết nối với lưới kết nối wirings trường biến tần AC với Ngoài độ tin cậy hệ thống đảm bảo khơng có điểm thất bại hệ thống, có tính linh hoạt cao, tổn thất điện hệ thống giảm khơng tương thích phần giảm Tuy nhiên hệ thống mặt chi phí tốn hệ thống PV thơng thường sử dụng thêm biến tần, thiết bị điện tử công suất lắp đặt bên PV nên phải thích hợp với mối trường làm việc ngồi trời Các modul AC lựa chọn đầy hứa hẹn cho tương lai sử dụng cho cá nhân mà không cần am hiểu chuyên ngành Hình 1.4 Cấu trúc modul điện tử công suất AC 1.3 PIN MẶT TRỜI 1.3.1 Khái quát Pin lượng Mặt trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện), phần tử bán dẫn quang có chứa bề mặt số lượng lớn linh kiện cảm biến ánh sáng dạng diod p-n, dùng biến đổi lượng ánh sáng thành lượng điện Sự chuyển đổi gọi hiệu ứng quang điện Các pin lượng Mặt trời có nhiều ứng dụng thực tế Do giá thành đắt, chúng đặc biệt thích hợp cho vùng mà điện lưới khó vươn tới núi cao, ngồi đảo xa, phục vụ hoạt động không gian; cụ thể vệ tinh quay xung quanh quỹ đạo trái đất, máy tính cầm tay, máy điện thoại cầm tay từ xa, thiết bị bơm nước Các Pin lượng Mặt trời thiết kế modul thành phần, ghép lại với tạo thành lượng Mặt trời có diện tích lớn, thường đặt tịa nhà nơi chúng có ánh sáng nhiều nhất, kết nối với chuyển đổi mạng lưới điện Các pin Mặt Trời lớn ngày lắp thêm phận tự động điều khiển để xoay theo hướng ánh sáng, giống xanh hướng ánh sáng Mặt Trời 1.3.2 Lịch sử Hiệu ứng quang điện phát năm 1839 nhà vật lý Pháp Alexandre Edmond Becquerel Tuy nhiên 1883 pin lượng tạo thành, Charles Fritts, ông phủ lên mạch bán dẫn selen lớp cực mỏng vàng để tạo nên mạch nối, thiết bị có hiệu suất 1% Russell Ohl xem người tạo pin lượng Mặt trời năm 1946 Sven Ason Berglund có phương pháp liên quan đến việc tăng khả cảm nhận ánh sáng pin 1.3.3 Nền tảng Tìm hiểu pin Mặt trời, cần chút lý thuyết tảng vật lý chất bán dẫn Để đơn giản, miêu tả sau giới hạn hoạt động pin lượng tinh thể silic Nguyên tố Silic thuộc nhóm IVA bảng tuần hồn ngun tố hóa học, tức có electron lớp ngồi Silic ngun tố khơng tìm thấy tự nhiên mà tồn dạng hợp chất phân tử thể rắn Cơ có loại chất rắn silicon, đa thù hình (khơng có trật tự xếp) tinh thể (các nguyên tử xếp theo thứ tự dãy không gian chiều) Pin lượng Mặt trời phổ biến dạng đa tinh thể silicon Silic vật liệu bán dẫn Nghĩa thể rắn silic, tầng lượng định, electron đạt được, số tầng lượng khác khơng Đơn giản hiểu có lúc dẫn điện, có lúc khơng dẫn điện Lý thuyết theo thuyết học lượng tử Ở nhiệt độ phòng thí nghiệm (khoảng 28°C), Silic ngun chất có tính dẫn điện (cơ học lượng tử giải thích mức lượng Fermi tầng trống) Trong thực tế, để tạo phân tử silic có tính dẫn điện tốt hơn, chúng thêm vào lượng nhỏ nguyên tử nhóm III hay V bảng tuần hồn hóa học Các nguyên tử chiếm vị trí nguyên tử silic mạng tinh thể, liên kết với nguyên tử silic bên cạnh tương tự tạo thành mạng silic (mạng tinh thể) Tuy nhiên phân tử nhóm III có electron ngồi ngun tử nhóm V có electron ngồi Vì nên có chỗ mạng tinh thể có dư electron cịn có chỗ thiếu electron Vì electron thừa hay thiếu electron (gọi lỗ trống) không tham gia vào kết nối mạng tinh thể Chúng tự di chuyển khối tinh thể Silic kết hợp với ngun tử nhóm III (nhơm hay gali) gọi loại bán dẫn p lượng chủ yếu mang điện tích dương (positive), phần kết hợp với nguyên tử nhóm V (phốt pho, asen) gọi bán dẫn n mang lượng âm (negative) Lưu ý hai loại n p có lượng trung hịa, tức chúng có lượng dương âm, loại bán dẫn n, loại âm di chuyển xung quanh, tương tự ngược lại với loại p 1.3.4 Vật liệu hiệu xuất 10 3.3.1.2 Nguyên lý hoạt động Hệ thống hoạt động dựa việc phát xung mở cho tranzitor lưỡng cực IGBT, xung mở cho van chùm xung có tần số sóng mang tam giác 10 kHZ lệch 60o van Trong khoảng thời gian có Trazitor dẫn thứ tự dẫn : T1,T5,T4; T1,T4,T6; T1,T3,T6; T3,T2,T6; T3,T5,T2; T5,T2,T4 Như sóng điện áp biến tần chưa cho qua lọc LCL sóng hài bậc cao có biên độ 2/3 U DC dạng sóng khơng phù hợp cho việc sử dụng Để kết tạo sóng bậc phải đưa qua lọc LCL nhằm mục đích triệt tiêu sóng bậc cao, cho dạng sóng thu gần hình sin Bộ lọc tích cực hệ thống 3FB đấu Hình 3.5 Các điện cảm Lf có tác dụng ngăn cản biến thiên đột ngột dòng điện tụ lọc C f lại có tác dụng phóng nạp lọc sóng điện áp bậc cao Ở cấu trúc tụ điện kết nối tam giác cịn điện cảm đấu nối tiếp với lưới 3.3.1.3 Kết mơ - Hình 3.6 kết mơ điện áp, dịng điện đầu hệ thống 3FB Có khác biệt lớn hệ thống 3FB có cách điện có điện dung ký sinh Ở hệ thống có cách điện dạng dạng sóng hình sin láng mịn hệ thống với điện dung ký sinh có dao động, dạng sóng hình sin khơng mịn (gợn điện áp lớn) đặc biệt đỉnh sóng có dao động lớn Như làm giảm chất lượng hệ thống - Hình 3.7 cho thấy điện áp đầu cực DC so với đất có dao động lớn từ (-200V) khoảng 900V Còn dòng điện rò rỉ mặt đất lớn rơi vào tầm vài ampe - Hình 3.8 cho thấy FFT dị dỉ dịng điện với tần số lớn biên độ dịng rị gỉ giảm 56 Hình 3.6 Điện áp, dịng điện lưới hệ thống 3FB khi: có điện dung kí sinh ( trên) hệ thống 3FB với cách điện ( dưới) 57 Hình 3.7 Điện áp đầu cực DC, dịng dị rỉ Hình 3.8 FFT dịng điện rò ri 58 3.3.2 Cấu trúc 3FB-SC 3.3.2.1 Cấu trúc thông số Cấu trúc 3FB-SF Là cấu trúc biến đổi cầu pha nối lưới PV có tạo điểm trung tính nhằm mục đích phục vụ cho tải sử dụng điện áp xoay chiều pha Các thông số cấu trúc 3FB-SC tương tự cấu trúc 3FB Sự khác cấu trúc nguồn đầu vào chiều DC Ở cấu trúc 3FB nguồn đầu vào nguồn chiều có điện áp 700V Trong cấu trúc 3FB-SC Nguồn đầu vào mô với nguồn điện áp DC 350V Như tổng điện áp đầu vào 700V Cấu trúc cho phép tạo điểm trunh tính nguồn DC đầu vào, kết hợp với điểm zezo lưới tạo thành dây trung tính Hình 3.9 Cấu trúc 3FB-SC với điện dung ký sinh 59 3.3.2.2 Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hoạt động cấu trúc 3FB-SC tương tự hệ thống 3FB Tức thứ tự phát xung mở cho tranzitor hệ thống 3FB Cấu trúc, thông số mạch lọc LCL tương tự 3FB Việc tạo điểm trung tính đầu cực DC tải tạo dây trung tính nhằm mục đích sử dụng cho phụ tải xoay chiều pha Hệ thống 3FB-SC mô với hệ thống có điện sung ký sinh đất 3.3.2.3 Các kết mơ - Hình 3.10 cho thấy điện áp, dịng điện đầu cấu trúc 3FB-SC Qua hình ta thấy với cấu trúc có diện điện dung rị rỉ Các đặc tính thường khơng mịn (gợn điện áp lớn) có dao động đặc biệt đỉnh sóng nơi dao động mạnh - Hình 3.11 cho thấy điện áp đầu cực DC cuối cực DC Tổng điện áp DC là: +DC – (-DC) = 700V Ta nhận thấy với việc xuất dây trung tính hệ thống 3FB-SC, cho dù mô với điện dung ký sinh đầu cuối cực DC điện áp đầu cực DC cuối cực DC so với đất khơng có dao động - Hình 3.12 cho thấy Mức độ rò rỉ đầu cực DC so với đất hệ thống 3EB-SC Ta nhận thấy mức độ rò rỉ thấp so với hệ thống 3FB Sự rò rỉ nho cỡ vài mA so với vài A hệ thống 3FB - Hình 3.13 cho thấy FFT rị rỉ với đất (3.13.a) FFT rò rỉ với đất 3FB-SC thường; (3.13a) FFT rò rỉ mặt đất 3FB-SC so le với PWM Ta thấy biên độ rò rỉ giảm rõ rệt tần số tăng (3.13a), giảm (3.13.b) 60 Hình 3.10 Điện áp, dịng điện đầu cấu trúc 3FB-SC Hình 3.11 Điện áp đầu cực DC 61 Hình 3.12 Mức độ dò rỉ đầu cực DC so với đất Hình 3.13 FFT dịng dị rỉ 3.3.3 Cấu trúc 3XNPC 3.3.3.1 Cấu trúc thông số Cấu trúc 3XNPC cấu trúc có tạo dây trung tính nhằm mục đích sử dụng với phụ tải xoay chiều pha Cấu trúc hệ thống biểu diễn (hình3.14) Hệ thống 3XNPC mô với: - nguồn điện DC mắc nối tiếp, nguồn có giá trị điện áp DC = 350V - 12 IGBT: nối trung Anot chung katot - diốt - Ts = 1e-7 62 - Tần số xung điều khiển tam giác f = 10kHz - Bộ lọc LCL : LF = 1Mh ; CF = 2,2 μF với kết nối tụ lọc - Lưới điện mô với tần số fg = 50Hz ; VG = 220Vrms ( 325V đỉnh); LG = 50 μH (cảm kháng lưới điện); điện trở lưới điện Rg = 0,5 Ω; Cg = 1μF; - Điện dung rò dỉ ( kí sinh) : Cleak = 100nF; - Hệ thống mô PSIM với thời gian mô 0.1s - Điện dung phía DC : Cdc=50µF Hình 3.14 Cấu trúc 3XNPC với điện dung ký sinh 63 3.3.3.2 Nguyên lý hoạt động Cấu trúc 3XNPC hoạt động dựa ngun lý đóng cắt 12 tranzitor thay tranzitor hệ thống 3FB 3FB-SC Trong khoảng thời gian có tranzitor dẫn cấu trúc 3FB 3FB-SC, có đến tranzitor dẫn khoảng thời gian cấu trúc 3XNPC Như pha có hai tranzitor dẫn Việc có nghĩa tranzitor phải chịu nửa điện áp so với hệ thống trước giảm nguy áp Tuy nhiên việc sử dụng nhiều linh kiện bán dẫn công suất nên tổn thất công suất van lớn gấp đôi, Mạch điều khiển cấp xung mở cho tranzitor phức tạp 3.3.3.3 Các kết mơ - Hình 3.15 kết mơ dịng điện, điện áp đầu phía AC Ta thấy mức độ dao động điện áp (gợn điện áp) nhỏ so với hệ thống 3FB VÀ 3FB-SC - Hình 3.16 cho thấy điện áp đầu cực DC Điện áp tương tự với điện áp đầu cực DC hệ thống 3FB-SC tức khơng có dao động - Hình 3.17 cho thấy dòng dò rỉ mặt đất dòng ngưỡng vài mA, tương tự cấu trúc 3FB-SC, nhỏ hệ thống 3FB ngưỡng vài A - Hình 3.18 cho thấy FFT dịng dị rỉ ta thấy biên độ dị rỉ khơng giảm đáng mà tần số tăng 64 Hình 3.15 Hình dạng dịng điện điện áp lưới Hình 3.16 Điện áp đầu cực DC 65 Hình 3.17 Dịng điện dị rỉ mặt đất Hình 3.18 FFT dòng dò rỉ 3.4 SO SÁNH ĐÁNH GIÁ GIỮA CÁC CẤU TRÚC Trong phần vào so sánh thông số, kết cấu, chất lượng hệ thống :Mức độ biến động điện áp rò rỉ dòng điện, số lượng thiết bị chuyển mạch, thành phần thụ động, kích thước đầu ra, lọc thiết bị phụ trợ 66 - Trong cấu trúc 3FB-SC 3xNPC, dòng trung tính kết nối với trung điểm mảng PV, làm cho hai đầu vào điện dung điện áp cân q trình hoạt động Khơng có điện áp kiểm sốt cân cần thiết cho trường hợp - Trong điều kiện thiết bị điện, nói 3xNPC cần gấp đôi van bán dẫn sáu điốt, so với hai cấu trúc liên kết Lợi trường hợp thiết bị điện tử công xuất phải chịu nửa điện áp so với 3FB 3FB-SC, Gợn điện áp thấp - Trường hợp cấu trúc 3FB cấu trúc khơng có điểm trung tính ta thấy chứa nhiều song hài cấu trúc Hình 3.4 - Dựa cấu trúc lọc đầu lọc lớn trường hợp cấu trúc 3FB-SC Bảng 3.1 So sánh cấu trúc Cấu trúc 3FB 3FB-SC 3XNPC Số thiết bị chuyển mạch 6(1) 6(1) 12(1/2) Điện áp van Số điode VDC VDC ½ VDC 18 Số tụ điện phí DC 2 Sự ly với dất có khơng khơng Khơng Có có Bộ lọc đầu LCL Nhỏ Lớn Trung bình Dao động điện áp DC + thiết bị ±Vdc ±1% Vdc ±1% Vdc Cao Rất thấp Rất thấp Kiểm soát cân điện áp đầu cuối so mặt đất Dòng rò rỉ với đất 67 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3: Trong chương đa vào mô biến đổi cầu pha Thấy hoạt động hệ thống, mô thực PSIM 6.0 Từ thấy kết sau: - cấu trúc liên kết (3FB) không phù hợp cho ứng dụng PV transformerless, rò rỉ cao tạo - Mặt khác, hai 3FB-SC 3xNPC cho kết đầy hứa hẹn dao động điện áp đầu cựa DC thấp cỡ vài (mA) so với 3FB cỡ vài (A) - Các 3FB-SC, giải pháp rẻ nhất, có Linh kiện bán dẫn so với 12 3XNPC Song cấu trúc lọc đầu lớn - Cấu trúc 3XNPC có gợn điện áp nhỏ Song lại tốn gấp đôi số tranzitor them điốt Bên cạnh vấn đề điều khiển phức tạp 68 KẾT LUẬN: Sau ba tháng nghiên cứu thực đề tài hướng dẫn tận tình GS.TSKH Thân Ngọc Hồn với cố gắng nỗ lực thân, em hồn thành đồ án tốt nghiệp theo kế hoạch giao Trong đề tài em thực vấn đề sau: - Tìm hiểu tổng quan lượng mặt trời lưới điện PV - Tìm hiểu biến đổi tĩnh: biến đổi DC-DC, DC-AC - Mô đánh giá hệ thống biến đổi cầu pha nối lưới PV sử dụng phần mềm PSIM 6.0 Tuy nhiên thời gian có hạn việc cịn thiếu kinh nghiệm trình làm đồ án Bản đồ án tránh khỏi khiếm khuyết thiết xót Các thơng số mơ chưa thật đạt chuẩn so với mong muốn Xong với đề tài ngày có ứng dụng rộng rãi thực tế hi vọng đề tài gợi ý cho nghiên cứu tiếp theo, cho quan tâm đến lượng tái tạo biến đổi, sử dụng chúng Hải Phòng, ngày….tháng….năm 2013 Sinh viên Trần Văn Thuyên 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn (2004), Điện tử công suất, Nhà xuất Xây Dựng [2] GS.TSKH Thân Ngọc Hồn (1991), Điện tử cơng suất lớn, Nhà xuất Thông Vận Tải [3] Lê Văn Doanh –Nguyễn Thế Công –Trần Văn Thịnh (2005), Điện tử công suất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [4] Nguyễn Bính (2000), Điện tử cơng suất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [5] THS.Nguyễn Đoàn Phong, Bài giảng điện tử công xuất, Khoa Điện trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng [6] Năng lượng mặt trời (www.wikipedia.org) [7] Diễn đàn Điện Tử Việt Nam (www.dientuvietnam.net) [8] Trang tìm kiếm thơng tin (www.google.com) 70 ... giúp vào chương mô biến đổi cầu dễ dàng 50 CHƯƠNG MÔ PHỎNG CÁC BỘ BIẾN ĐỔI CẦU PHA NỐI LƯỚI NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI (LƯỚI PV) 3. 1 ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI HỆ THỐNG BIẾN TẦN Do hệ thống PV phụ thuộc vào... khối biến đổi DC/AC sử dụng biến áp Nhưng với đề tài dao : “ Nghiên cứu mô biến đổi cầu pha nối lưới PV không biến áp? ?? không sử dụng biến áp để tăng điện áp sau biến đổi từ nguồn chiều sang xoay... thêm hệ thống tăng áp Việc tăng áp thực theo cách sử dụng biến áp để biến đổi tăng điện áp xoay chiều có biên độ nhỏ từ đầu biến tần PV DC/AC Mạch lọc Biến áp Lưới Hình 2.1 sơ đồ khối biến đổi