Nghiên cứu, thiết kế bộ điều khiển thiết bị nguồn điện dự phòng sử dụng năng lượng mặt trời 2kw

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ NGUỒN ĐIỆN DỰ PHÒNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 2KW NGÀNH: ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA BÙI HỒNG GIANG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS LƯU HỒNG VIỆT Hà Nội – 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án thạc sĩ với đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế điều khiển thiết bị nguồn điện dự phòng sử dụng lượng mặt trời 2kW ” tự thực hướng dẫn thầy giáo TS Lưu Hồng Việt Các số liệu kết hoàn toàn trung thực Ngoài tài liệu tham khảo dẫn cuối luận án, đảm bảo khơng chép cơng trình kết người khác Nếu phát có sai phạm với điều cam đoan trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Học viên Bùi Hoàng Giang i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH VẼ iv LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BỘ THIẾT BỊ DỰ PHÒNG 1.1 Tổng quan thiết bị dự phòng 1.2 Bộ biến đổi DC - DC 1.2.1 Bộ biến đổi DC-DC có cách ly 1.2.2 Nguyên lý hoạt động biến đổi Full-bridge 1.2.3 Phương pháp điều xung 1.3 Bộ biến đổi DC – AC 1.3.1 Nguyên lý hoạt động 1.3.2 Phương pháp điều xung 10 CHƯƠNG II:THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO BỘ THIẾT BỊ DỰ PHÒNG.13 2.1 Xây dựng mơ hình biến đổi DC-DC 13 2.1.1 Xây dựng mơ hình toán học biến đổi DC-DC .13 2.1.2 Xây dựng mơ hình mơ biến đổi DC – DC 18 2.2 Xây dựng điều khiển cho biến đổi DC-DC 20 2.2.1 Bộ điều khiển PID 20 2.2.2 Nâng cao chất lượng hệ thống cách sử dụng điều khiển mờ 22 2.2.3 Kiểm chứng kết mô Matlab & Simulink .26 2.3 Xây dựng mơ hình biến đổi DC-AC 36 2.4 Xây dựng điều khiển cho biến đổi DC-AC 38 2.4.1 Lựa chọn cấu trúc điều khiển 38 2.4.2 Lựa chọn tham số điều khiển theo phương pháp gán điểm cực .41 2.4.3 Kiểm chứng kết mô Matlab & Simulink .44 2.5 Kết luận 46 ii CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THỰC TẾ 47 3.1 Bộ biến đổi DC - DC 47 3.1.1 Giải pháp phần cứng 48 3.1.2 Giải pháp phần mềm .58 3.1.3 Hình ảnh thực tế 62 3.2 Bộ biến đổi DC – AC .66 3.2.1 Giải pháp phần cứng 66 3.2.2 Giải pháp phần mềm .78 3.2.3 Hình ảnh thực tế 86 Nhận xét đánh giá kết quả: .88 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 89 4.1 Những kết đạt 89 4.2 Hướng phát triển 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Ứng dụng biến đổi DC – AC hệ thống lượng tái tạo Hình 1.2 Phương pháp biến đổi DC-AC Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý biến đổi Full-Bridge Hình 1.4 Giản đồ xung mở van kiểu bù Hình 1.5 Giản đồ xung mở van theo phương pháp dịch pha Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý biến đổi DC-AC 10 Hình 1.7 Điều chế PWM theo phương pháp Unipolar 11 Hình 1.8 Điều chế PWM theo phương pháp Bipolar 12 Hình 2.1 Bộ điều khiển cho thiết bị dự phòng 13 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý biến đổi DC-DC dạng full-bridge 14 Hình 2.3 Giản đồ thời gian xung điều khiển van dạng phase-shifted điện áp bên sơ cấp biến áp 14 Hình 2.4 Sơ đồ rút gọn  t   15 Hình 2.5 Sơ đồ rút gọn   t  TPWM / 16 Hình 2.6 Dạng sóng điện áp sau chỉnh lưu 16 Hình 2.7 Sơ đồ mạch cầu H 18 Hình 2.8 Sơ đồ mơ phần biến áp, chỉnh lưu lọc 19 Hình 2.9 Sơ đồ mạch điều khiển 19 Hình 2.10 Bộ phát xung PWM 20 Hình 2.11 Bộ điều khiển PID 21 Hình 2.12 Đáp ứng đầu biến đổi DC – DC 21 Hình 2.13 Đáp ứng hệ thống miền thời gian 22 Hình 2.14 Bộ điều khiển PID mờ 23 Hình 2.15 Mơ điều khiển PID mờ 26 Hình 2.16 Hàm liên thuộc đầu vào thứ E 27 Hình 2.17 Hàm liên thuộc đầu vào thứ hai DE 27 Hình 2.18 Hàm liên thuộc đầu KP 28 Hình 2.19 Luật chỉnh định KPtrong không gian 28 Hình 2.20 Hàm liên thuộc đầu KI 29 Hình 2.21 Luật chỉnh định KI không gian 29 Hình 2.22 Hàm liên thuộc đầu KD 30 iv Hình 2.23 Luật chỉnh định KD khơng gian 30 Hình 2.24 Sơ đồ Simulink biến đổi DC - DC 31 Hình 2.25 Dạng sóng nhánh van điện áp bên sơ cấp 32 Hình 2.26 Đáp ứng biến đổi DC - DC 33 Hình 2.27 Điện áp đầu tải thay đổi từ 100 Ohm-150 Ohm 33 Hình 2.28 Điện áp đầu thay đổi tải từ 100 Ohm-200 Ohm 34 Hình 2.29 Đáp ứng biến đổi DC - DC thay đổi giá trị đặt (350V) 34 Hình 2.30 Đáp ứng biến đổi DC - DC thay đổi giá trị đặt (450V) 35 Hình 2.31 Mơ hình đối tượng điều khiển DC-AC 36 Hình 2.32 Mơ hình đối tượng điều khiển dạng sơ đồ khối 36 Hình 2.33 Cấu trúc điều khiển theo biên độ 39 Hình 2.34 Mạch lọc thông thấp LC tải R 39 Hình 2.35 Điều khiển ổn định giá trị tức thời điện áp xoay chiều 40 Hình 2.36 Đặc tính q độ đối tượng 42 Hình 2.37 Vùng ưu tiên chọn điểm cực miền z 43 Hình 2.38 Sơ đồ simulink mô hệ thống 45 Hình 2.39 Kết mơ - Điện áp đầu khơng có nhiễu 45 Hình 2.40 Kết mơ – Điện áp đầu có nhiễu đầu 46 Hình 3.1 Sơ đồ khối mạch chuyển đổi DC-DC dạng Full-Bridge 47 Hình 3.2 Sơ đồ cấu trúc khối điều khiển 49 Hình 3.3 Sơ đồ cấu trúc đối tượng điều khiển 49 Hình 3.4 Mạch driver 50 Hình 3.5 Mạch Fet với snubber bảo vệ 53 Hình 3.6 Bộ lọc chiều 55 Hình 3.7 Mạch đo áp 56 Hình 3.8 Mạch bảo vệ sử dụng LAH 25-NP 58 Hình 3.9 Lưu đồ chương trình 59 Hình 3.10 Lưu đồ thuật toán cho ngắt ADC 60 Hình 3.11 Lưu đồ thuật tốn cho ngắt Timer 61 Hình 3.12 Mạch điều khiển 62 Hình 3.13 Mạch điều khiển, mạch lực biến áp xung 62 Hình 3.14 Bộ biến đổi DC -DC 63 Hình 3.15 Dạng sóng đo vào chân van 63 Hình 3.16 Dạng sóng đo vào sơ cấp biến áp 64 v Hình 3.17 Dạng sóng đo sau biến áp xung 64 Hình 3.18 Dạng sóng đo sau chỉnh lưu trước lọc 65 Hình 3.19 Dạng điện áp sau chỉnh lưu 65 Hình 3.20 Mạch lọc LC 66 Hình 3.21 Thiết kế khối đo điện áp xoay chiều 70 Hình 3.22 Thiết kế khối mạch OPTO 70 Hình 3.23 Mạch test đáp ứng thời gian OPTO 71 Hình 3.24 Thiết kế khối bảo vệ sụt áp cho IPM 72 Hình 3.25 Tính tốn mạch khởi động IPM 74 Hình 3.26 Tính tốn khối đo dịng bảo vệ IPM 76 Hình 3.27 Lưu đồ thuật tốn hàm main vịng điều khiển 79 Hình 3.28 Lưu đồ thuật toán ngắt ADC 80 Hình 3.29 Phân chia thời gian đo ADC chu kỳ PWM 81 Hình 3.30 Lưu đồ thuật tốn cho ngắt PWM 81 Hình 3.31 Giản đồ xung mơ tả thuật tốn PWM 82 Hình 3.32 Cấu trúc hai vòng điều khiển 83 Hình 3.33 Lưu đồ thuật tốn thực hàm main - vòng điều khiển 84 Hình 3.34 Lưu đồ thuật tốn cho module PWM- vịng điều khiển 85 Hình 3.35 Bộ biến đổi DC – AC 86 Hình 3.36 Bộ chuyển đổi DC – AC thiết kế đóng hộp 87 Hình 37 Dạng sóng sin sau chuyển đổi DC - AC 87 vi LỜI MỞ ĐẦU Trong vài chục năm trở lại đây, với phát triển ngành kĩ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành kĩ thuật điều khiển tự động hóa đạt nhiều tiến Tự động hóa q trình sản xuất phổ biến rộng rãi hệ thống công nghiệp giới nói chung Việt Nam nói riêng Tuy nhiên, liền với phát triển yêu cầu mới, ngày khắt khe hơn, phức tạp Một số yêu cầu yêu cầu sử dụng nguồn lượng từ tự nhiên lượng gió, mặt trời, thủy triều … để khắc phục tình trạng thiếu hụt điện nghiêm trọng Việt Nam Nguồn lượng từ tự nhiên vô phong phú sử dụng phần nhỏ, chưa khai thác triệt để tiềm sẵn có Nguồn điện thu từ lượng gió, mặt trời, thủy triều … nguồn chiều nên có khả lưu trữ điện lâu dài thiết bị lưu trữ ắc quy, pin Do vậy, nguồn điện thường có biên độ cố định, khơng điều khiển nên gặp nhiều khó khăn việc cung cấp nguồn điện cho ứng dụng nhiều lĩnh vực sản xuất cơng nghiệp, truyền thơng… Vì lí mà chuyển đổi nguồn DC - AC sử dụng ngày rộng rãi Bộ chuyển đổi nguồn DC - AC thiết bị công suất, biến đổi điện áp chiều đầu vào không điều khiển thành điện áp xoay chiều đầu với mức điện áp mong muốn nhằm cung cấp điện cho thiết bị sử dụng nguồn điện xoay chiều Chính thế, tơi chọn luận án “Nghiên cứu, thiết kế điều khiển thiết bị nguồn điện dự phòng sử dụng lượng mặt trời 2kW “ thầy giáo TS.Lưu Hồng Việt hướng dẫn Luận án trình bày chương chính: Chương I: Tổng quan thiêt bị dự phịng trình bày nguyên lý hoạt động thiết bị nguồn điện dự phịng Qua đó, tập trung giải vấn đề chuyển đổi nguồn DC-AC Chương I nói rõ cấu trúc chuyển đổi nguồn DC-AC thông dụng gồm biến đổi gì, đồng thời nêu rõ nguyên lý hoạt động phương pháp điều xung biến đổi Chương II: Thiết kế điều khiển cho thiết bị dự phịng đưa mơ hình tốn học biến đổi Từ đó, thiết kế điều khiển cho biến đổi Chương II tập trung vào việc nâng cao chất lượng điều khiển biến đổi DC-DC Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế trình bày việc thiết kế tính tốn mạch thực tế biến đổi DC – AC Chương III trình bày giải pháp phần mềm cho mạch thiết kế, đồng thời đưa số hình ảnh thực tế mạch dạng sóng số vị trí để so sánh với lý thuyết Chương IV: Kết luận nêu kết đạt thời gian tìm hiểu, nghiên cứu luận án đồng thời đưa hướng phát triển cho luận án Do trình độ kiến thức có hạn, hạn chế thời gian kinh nghiệm thực tế nên luận án khơng thể tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy giáo bảo để luận án hồn thiện Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới tồn thể thầy giáo mơn Điều Khiển Tự Động mơn Tự Động Hóa, đặc biệt huớng dẫn bảo tận tình thầy giáo TS Lưu Hồng Việt tạo điều kiện thuận lợi cho tơi thực đồ án Xin cám ơn bạn phòng nghiên cứu hợp tác nhiệt tình hiệu Một lần xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2011 Học viên Bùi Hoàng Giang Chương I: Tổng quan thiết bị dự phòng CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BỘ THIẾT BỊ DỰ PHÒNG 1.1 Tổng quan thiết bị dự phòng Bộ thiết bị dự phòng sử dụng lượng mặt trời có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải lưới điện gặp cố điện hay điện áp nguồn xuống thấp hay tăng cao … Bức xạ mặt trời Pin mặt trời Bộ điều Bộ nghịch lưu khiển sạc Bộ lưu trữ lượng Thiết bị xoay chiều (AC) Thiết bị chiều (DC) Hình 1.1 Ứng dụng biến đổi DC – AC hệ thống lượng tái tạo Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế Dịng điện qua van khơng lớn dòng điện cung cấp tối đa nguồn chiều Ac-quy: I max  13.64 A Tốc độ đáp ứng mạch bảo vệ cố dòng xảy ra: Tđáp ứng < 1ms (3.31) Thiết kế: Điện áp rơi trở Shunt so sánh với điện áp tham chiếu Vref để xác định cố dịng, việc thay đổi giá trị Vref thay đổi ngưỡng bảo vệ cho IPM Ngưỡng điện áp bảo vệ Vref = 0.5V Ngưỡng dòng điện bảo vệ qua van: I ng  0.5  15.2( A) 0.033 (3.32) I ng  0.5  15.2( A) 0.033 (3.33) Điện trở Shunt: RShunt  0.50  0.033( ) 15.2 (3.34) Công suất tiêu thụ Shunt: PShunt  Irms * RShunt  10.72 *0.033  3.3(W) (3.35) Với tính toán trên, điện trở Shunt lựa chọn: RShunt =0.033Ω/5W Khi VShunt < 0.5V điện áp đầu mạch so sánh (sử dụng LM358) mức 0V, mức điện áp đầu vào mạch D-Flipflop 0V, đầu mạch chốt không thay đổi trạng thái 0V Điện áp vào chân CIN IPM 0V, mạch bảo vệ không tác động 77 Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế Khi VShunt > 0.5V, điện áp đầu mạch so sánh thay đổi trạng thái lên mức +5V, đầu vào mạch D-Flipflop xuất xung có sườn từ thấp lên cao (low-to-high), đầu D-Flipflop thay đổi trạng thái lên mức +5V Điện áp đầu vào chân CIN VCIN ≥ 0.48V (theo thiết kế nhà sản xuất), mạch bảo vệ dòng IPM tác động Thời gian từ có cố xảy đến mạch bảo vệ tác động: T = tLM358 + t74HC74 + tDiode = + + 10 = 20 (µs) (3.36) Khi mạch bảo vệ tác động, muốn IPM hoạt động trở lại bấm nút Reset 3.2.2 Giải pháp phần mềm Dựa vào kết q trình tính toán lý thuyết xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển Hàm main: Hình 3.27 lưu đồ thuật tốn chương trình main Thuật tốn thực số cơng việc chính: - Kiểm tra điều kiện lỗi nguồn DC cung cấp cho IPM hay lỗi dòng IPM trước bước vào hoạt động điều khiển - Khởi tạo module cho vi điều khiển:  Module I/O: Cấu hình điều khiển cổng vào, phù hợp với module PWM, ADC, UART  Module ADC: Cấu hình tốc độ chuyển đổi, cặp chân đầu vào analog nguồn kích hoạt đo ADC sử dụng ngắt PWM  Module PWM: Cấu hình chế độ làm việc cho PWM, chu kỳ PWM, độ rộng xung PWM thời gian trễ tín hiệu PWM  Module UART: Cấu hình chế độ truyền thông: Tốc độ baud rate (57600), định dạng khung truyền liệu (8 bits data, bit Stop, bit Parity) 78 Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế  Ngắt: Cấu hình mức ưu tiên kích hoạt ngắt cho module PWM, ADC, UART, … Hình 3.27 Lưu đồ thuật tốn hàm main vịng điều khiển - Vịng lặp thực chức kiểm tra lỗi nguồn chiều cung cấp cho mạch lực đóng cắt Khi có cố sụt nguồn cung cấp VDC < 320, VDC > 440 bật LED báo lỗi 79 Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế Chương trình ngắt ADC: Thuật tốn thực thi đo trích mẫu ADC thể qua hình 3.28 Hình 3.28 Lưu đồ thuật tốn ngắt ADC Module ADC với tốc độ trích mẫu chuyển đổi cao (2Msps) kích hoạt dựa vào phát xung PWM Điều giúp đồng trình đo đạc phát xung ứng dụng công suất 80 Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế Hình 3.29 Phân chia thời gian đo ADC chu kỳ PWM Nhằm loại bỏ ảnh hưởng nhiễu đến kết đo, giá trị phép đo trung bình 16 mẫu đo ADC chu kỳ PWM Giá trị đo cập nhật vào giá trị phản hồi điều khiển Như vậy, tần số trích mẫu ADC tốn: fSample = 15 kHz Chương trình ngắt PWM: Ngắt PWM có chức cập nhật giá trị tín hiệu đặt giá trị phản hồi cho điều khiển Với giá trị đầu vào này, điều khiển tính tốn giá trị điều khiển (độ rộng xung PWM) chu kỳ PWM Giá trị điều khiển cập nhật vào ghi chứa thời gian duty cycle chu kỳ PWM thứ Hình 3.30 Lưu đồ thuật toán cho ngắt PWM 81 Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế Hình 3.31 Giản đồ xung mơ tả thuật tốn PWM Nhận xét: Bộ điều khiển PI thực bám theo tín hiệu chủ đạo, nhiên dựa vào kết thực nghiệm thấy: - Với tín hiệu sin có tần số thấp 12.5Hz đầu bám theo giá trị chủ đạo tốt - Khi thay đổi tải hay thay đổi điện áp chiều cấp cho IPM biên độ sóng đầu (ở tần số 12.5Hz) thay đổi - Khi tín hiệu sin có tần số 50Hz tín hiệu đầu khơng bám theo tín hiệu chủ đạo Giữa kết mô Matlab với kết thực nghiệm có khác Lý dẫn đến khác kết mô thực nghiệm : - Quán tính đối tượng lớn dẫn đến giá trị đầu không bám với giá trị đặt có tần số 50Hz (chu kỳ T = 20ms) - Sự phi tuyến đối tượng thực dẫn đến sai lệch mơ hình - Do chọn tham số điều khiển chưa tốt 82 Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế Đề xuất giải pháp: Bộ điều khiển PI bám theo hàm sin khơng đáp ứng u cầu tốn Biên độ điện áp đầu nghịch lưu bị thay đổi tải thay đổi Để đảm bảo biên độ điện áp đầu cần sử dụng vịng điều khiển biên độ bên ngồi Khi đó, sơ đồ khối hệ thống có dạng hình 3.32 Hình 3.32 Cấu trúc hai vịng điều khiển Trong đó: Vòng điều khiển bên trong: - Thực bám theo hàm sin chuẩn cho trước 220 sin(t ) , đảm bảo pha dạng sóng - Chu kỳ điều khiển vòng điều khiển bên trong: Tcontrol1 = 66.7 ( ) Vịng điều khiển bên ngồi: - Thực ổn định biên độ đầu điện áp hình sin - Chu kỳ điều khiển vịng điều khiển bên ngồi: Tcontrol2 = 20(ms) Bài tốn hai vịng điều khiển Hàm main – hai vòng điều khiển: Với cấu trúc vịng điều khiển, chương trình main ngồi việc kiểm tra lỗi nguồn DC thực cơng việc cập nhật tính tốn tín hiệu điều khiển cho vòng điểu khiển biên độ 83 Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế Hình 3.33 Lưu đồ thuật tốn thực hàm main - vịng điều khiển 84 Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế Chương trình ngắt PWM – hai vịng điều khiển: Hình 3.34 Lưu đồ thuật tốn cho module PWM- vòng điều khiển 85 Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế Thuật toán thực module PWM thực công việc cụ thể: - Đo giá trị tức thời đầu - Thực thi điều khiển vịng trong, tính tốn giá trị độ rộng xung PWM - Tính tốn giá trị biên độ tín hiệu đầu sau chu kỳ - Cập nhật giá trị biên độ đo cho điều khiển vịng ngồi sau 20ms (1 chu kỳ sóng sin) 3.2.3 Hình ảnh thực tế Hình 3.35 hình ảnh mơ hình biến đổi DC – AC thiết kế thực thi gồm khối mạch điều khiển, mạch opto, mạch kit IPM mạch lọc Hình 3.36 hình ảnh mơ hình chuyển đổi DC – AC bao gồm biến đổi: DC – DC DC – AC ghép lại đóng hộp Hình 3.37 dạng sóng sin sau chuyển đổi DC – AC thiết kế thực thi Hình 3.35 Bộ biến đổi DC – AC 86 Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế Hình 3.36 Bộ chuyển đổi DC – AC thiết kế đóng hộp Hình 37 Dạng sóng sin sau chuyển đổi DC - AC 87 Chương III: Thiết kế hệ thống thực tế Nhận xét đánh giá kết quả: Với cấu trúc vịng điều khiển tín hiệu đầu đạt 220VAC/50Hz tải thay đổi, đáp ứng yêu cầu đặt 88 Chương IV: Kết luận CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 4.1 Những kết đạt Qua thời gian nghiên cứu tìm hiểu đạt số kết sau:  Tìm hiểu nguồn DC-AC sử dụng thực tế  Tìm hiểu phương pháp điều khiển cho chuyển đổi nguồn DC-AC, so sánh ưu nhược điểm chọn phương pháp phù hợp  Tìm hiểu lý thuyết điều khiển PID, PID mờ áp dụng cho biến đổi DCDC biến đổi DC-AC  Xây dựng mơ hình mơ Matlab cho biến đổi cho kết lý thuyết tính tốn  Thiết kế mạch cho biến đổi DC-DC với sơ đồ Full-bridge với điện áp đầu vào 48VDC điện áp đầu 400VDC công suất khoảng 2KW  Thiết kế mạch cho biến đổi DC – AC với kit IPM điện áp đầu vào 380VDC điện áp đầu 220VAC công suất khoảng 2KW  Lập trình điều khiển với thuật tốn điều khiển PI cho biến đổi DC-DC biến đổi DC-AC  Đóng gói chuyển đổi nguồn DC-AC Việc thiết kế, chế tạo biến đổi DC-DC từ 48VDC lên 220VAC thành công giải khâu chức hệ thống biến đổi nguồn lượng tái tạo dự phòng Với hệ thống lượng điện mặt trời nhu cầu hoạt động dự phòng cần thiết cường độ sáng không ổn định Để đảm bảo khả làm việc bám phụ tải tính ổn định cao, điều khiển PID mờ đề xuất thiết kế thực thi Với kết thực nghiệm thu chứng tỏ tính đắn nghiên cứu đề xuất biến đổi DC-DC Kết nghiên cứu khơng áp dụng cho hệ thống biến đổi lượng mặt trời mà tích hợp hệ thống nguồn lượng tái tạo khác quan tâm khai thác 89 Chương IV: Kết luận 4.2 Hướng phát triển Với kết tại, hệ thống hoạt động ổn định, cho đáp ứng tốt với luật điều khiển đặt Tuy nhiên, cịn số hạn chế cơng suất tồn hệ thống chưa cao, giá thành hệ thống cịn đắt, đề xuất số hướng phát triển sau: Đối với biến đổi DC-DC: - Sử dụng biến áp xung chất lượng tốt để nâng công suất - Sử dụng nhiều FET mắc song song, để giảm giá thành van mà đảm bảo công suất - Sử dụng biến dòng, điện trở shunt để đo dòng để giảm giá thành sử dụng LEM - Cài đặt thuật toán điều khiển tiên tiến điều khiển mờ, điều khiển trượt … giúp hệ thống đáp ứng tốt - Phát triển giao diện giám sát để tiện theo dõi, phát cố hệ thống Đối với biến đổi DC-AC: - Mô với thiết bị công suất Matlab Simulink - Tăng công suất tải - Cài đặt thuật toán điều khiển tiên tiến điều khiển mờ, điều khiển trượt … giúp hệ thống đáp ứng tốt 90 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Nguyễn Doãn Phước Lý thuyết điều khiển tuyến tính, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2008 [2] Nguyễn Doãn Phước – Phan Xuân Minh, Lý thuyết điều khiển mờ, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 1999 [3] Nguyễn Phùng Quang, Matlab simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 [4] Nguyễn Phùng Quang, Bài giảng điều khiển số, Đại học Bách khoa, Hà Nội, 2007 [5] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, NXB KH&KT, 2004 Tiếng Anh: [6] Bo Yang, Fred C Lee, Chairman, Dushan Boroyevich, Jason Lai, Topology Investigation for Front End DC/DC Power Conversion for Distributed Power System, Blacksburg, Virginia, 2003 [7] E.F Romanelli, I Barbi, A New Isolated Phase-shift Controled Full-Bridge Converter, in Proc Of COBEP, 2001 [8] Kevin M.Passino, Stephen Yurkovich, Fuzzy control, Addison WesletLongman, Inc, 1998 [9] Marty Brown, Power Supply Cook book, United States of America, 2001 [10] Mc Graw-Hill, Switching power supply design, R.R.Donnelley&Sons Company,1998 [11] Q.G.Wang, B.Zou, T.H.Lee, and Q.Bi, Auto-tuning of multivariable PID controller from decentralized relay feedback, Automatica, 1997 [12] Spinger, Control Design Techniques in Power Electronics Devices 91 ... quan thiết bị dự phòng CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ BỘ THIẾT BỊ DỰ PHỊNG 1.1 Tổng quan thiết bị dự phịng Bộ thiết bị dự phòng sử dụng lượng mặt trời có nhiệm vụ cung cấp điện cho phụ tải lưới điện. .. án thạc sĩ với đề tài: ? ?Nghiên cứu, thiết kế điều khiển thiết bị nguồn điện dự phòng sử dụng lượng mặt trời 2kW ” tự thực hướng dẫn thầy giáo TS Lưu Hồng Việt Các số liệu kết hoàn toàn trung thực... không điều khiển thành điện áp xoay chiều đầu với mức điện áp mong muốn nhằm cung cấp điện cho thiết bị sử dụng nguồn điện xoay chiều Chính thế, tơi chọn luận án ? ?Nghiên cứu, thiết kế điều khiển thiết