Nghiên cứu giải thuật MPPT cho hệ thống máy phát điện gió dùng máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HOÀNG SƠN THẠCH NGHIÊN CỨU GIẢI THUẬT MPPT CHO HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ DÙNG MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số: 60.52.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2019 Cơng trình hoàn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Phúc Khải Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn bảo vệ Trường Đại Học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM ngày…… tháng…… năm…… Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc -o0o - -o0o - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: HOÀNG SƠN THẠCH MSHV: 1570390 Ngày sinh: 13/09/1987 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số: 60.52.02.02 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU GIẢI THUẬT MPPT CHO HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ DÙNG MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: + Nhiệm vụ: học viên tìm hiểu lượng gió, hệ thống điện gió Tìm hiểu kỹ thuật MPPT cho hệ thống điện gió Tìm hiểu máy phát PMSG Chứng mơ phần mềm MATLAB Chứng minh giải thuật thực nghiệm + Nội dung: luận văn nghiên cứu vấn đề điều khiển phía máy phát để đạt công suất tối đa từ lượng gió sử dụng máy phát đồng nam châm vĩnh cửu, đồng thời ngăn chặn tốc độ turbine để bảo vệ máy phát điều khiển II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 13/08/2018 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/06/2019 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN PHÚC KHẢI Tp HCM, ngày 10 tháng 09 năm 2019 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH LỜI CẢM ƠN Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Phúc Khải, người hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành đề tài Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến tồn thể q Thầy Cơ môn khoa ĐiệnĐiện Tử Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu thực đề tài Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 LUẬN VĂN CAO HỌC Trang i GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HỒNG SƠN THẠCH TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Vì lý bảo vệ môi trường cải tiến kỹ thuật, phần lớn nhu cầu lượng điện đáp ứng nguồn phát nhỏ phân tán khu vực rộng Khái niệm gọi nguồn phát phân tán (Distributed generation - DG) thay bao gồm nguồn phát tập trung truyền thống Các cụm đơn vị DG kết nối với mạng điện cục bộ, gọi microgrids, để phục vụ tải cục tải phân tán Chúng hoạt động chế độ kết nối lưới độc lập Microgrids với đơn vị máy phát gần với tải, khoảng cách truyvền giảm, giúp giảm tổn thất truyền ngăn ngừa tải Hơn nữa, số microgrids hoạt động chế độ độc lập, nên khả điện bị giảm Ngoài ra, microgrids bao gồm nhiều đơn vị DG, nên độ tin cậy nâng cao Các đơn vị DG, thường bao gồm nguồn tái tạo lượng truyền thống (năng lượng hóa thạch), tua-bin gió, pin quang điện, pin nhiên liệu, ứng dụng nhiệt điện kết hợp Hệ thống chuyển đổi lượng gió nguồn lượng tái tạo quan trọng có mức sử dụng lớn Hệ thống điện gió giao tiếp với lưới điện thơng qua chuyển đổi điện tử cơng suất Vì microgrids hoạt động hai chế độ hoạt động kết nối lưới đảo, biến tần DCC/AC sử dụng để điều khiển hòa lưới chuyển đổi chế độ hòa lưới cục Bộ chuyển đổi AC/DC phía máy phát điều khiển máy phát để thu lượng gió tối đa từ gió Ở tốc độ gió cụ thể, lượng gió thu hàm tốc độ cánh quạt Chỉ tua-bin quay với tốc độ tối ưu, thu lượng tối đa từ gió Do đó, kỹ thuật theo dõi điểm cơng suất tối đa (MPPT) quan trọng hệ thống chuyển đổi lượng gió, góp phần giảm chi phí đầu tư hệ thống tăng thâm nhập nguồn lượng vào hệ thống điện Ngoài ra, điều khiển máy phát, việc phát tốc độ gió tăng nhanh vượt định có phương pháp làm giảm tốc độ gió để bảo vệ tua bin vấn đề quan tâm hệ thống điện gió Trên sở đó, Luận văn nghiên cứu vấn đề: điều khiển phía máy phát để đạt công suất tối đa từ lượng gió sử dụng máy phát đồng nam châm vĩnh cửu (PMSG), đồng thời ngăn chặn tốc độ turbine để bảo vệ máy phát điều khiển LUẬN VĂN CAO HỌC Trang ii GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH ABSTRACT For environmental protection and technical innovation, the majority of electricity demand will be met by smaller generation sources that can be dispersed over a wide area This concept is called Distributed generation (DG) instead of only focusing on traditional sources Groups of DG unit can be connected to a local power network, called microgrids, to supply local and distributed loads They can operate in grid connected or islanded mode Microgrids with DG units are close to the loader, so the transmission distance is reduced, result on decrease transmission losses and prevents overloading Moreover, because some microgrids can operate in islanded mode, the possibility of power cut-off is reduced Besides, since microgrids consist of many DG units, reliability is also improved DG units, often include both renewable and traditional (fossil energy) sources, such as wind turbines, photovoltaic cells, batteries, heat and power applications Wind energy conversion systems are an important source of renewable energy and currently is the most popular solution Wind power system is connected with the grid through power electronic converters Because microgrids can operate in both grid-connected and inverted operation modes, the DCC / AC inverter is used to control grid connection and switch between grid-connected and islanded mode The AC / DC converter controls the generator to get maximum energy from the wind At a specific speed, the wind energy obtained is a function of the rotor speed Only when the turbine rotates at the optimum speed can the maximum energy gain from the wind be obtained Therefore, the maximum power point tracking (MPPT) technique is very important for wind energy conversion systems, it reduces system investment costs and increases the contribution of wind energy into power system In addition, in the control of the generator, the detection of overspeed and there is a method to reduce the wind speed to protect turbines is also a concern of the wind power system On that basis, the thesis will study two issues: control the generator side to achieve maximum power from wind energy using permanent magnet synchronous generator (PMSG), and prevent turbine from overspeed to protect the generator on the same controller LUẬN VĂN CAO HỌC Trang iii GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HỒNG SƠN THẠCH LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận văn thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu giải thuật MPPT hệ thống điện gió sử dụng máy phát đồng nam châm vĩnh cửu” công trình nghiên cứu thân tơi, hướng dẫn Tiến Sĩ NGUYỄN PHÚC KHẢI, số liệu kết thực nghiệm hoàn toàn trung thực Tơi cam đoan khơng chép cơng trình khoa học người khác, tham khảo có trích dẫn rõ ràng Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Học viên Hoàng Sơn Thạch LUẬN VĂN CAO HỌC Trang iv GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii ABSTRACT iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH MINH HỌA vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ 2.1 TỔNG QUAN 2.2 HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ: 2.2.1 Tua-bin gió: 2.2.2 Năng lượng gió: 2.2.3 Cánh đồng gió: .11 2.2.4 Máy phát điện gió: 13 2.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CƠ: 21 2.3.1 Tốc độ cố định tốc độ thay đổi: .21 2.3.2 Truyền động hộp số trực tiếp: .23 CHƯƠNG 3: ĐIỆN GIÓ MÁY PHÁT PMSG VÀ GIẢI THUẬT MPPT TRONG HỆ THỐNG 25 3.1 MƠ HÌNH TỐN MÁY ĐIỆN PMSG 25 3.2 ĐIỀU KHIỂN MPPT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ SỬ DỤNG PMSG 29 3.3 BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC BOOST: .33 LUẬN VĂN CAO HỌC Trang v GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH CHƯƠNG 4: GIẢI THUẬT MPPT CẢI TIẾN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ SỬ DỤNG PMSG 35 4.1 ĐIỀU KHIỂN MPPT CHO HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ SỬ DỤNG PMSG [14] 35 4.1.1 Điều khiển tỉ số đầu cánh (TSR): 36 4.1.2 Tín hiệu công suất hồi tiếp (PSF): 37 4.1.3 Tìm kiếm leo đồi (HCS): .38 4.2 GIẢI THUẬT MPPT CẢI TIẾN ÁP DỤNG TRÊN CÁC VÙNG TỐC ĐỘ GIÓ KHÁC NHAU: 39 4.2.1 Điều khiển PSF cải tiến (M-PSF): 40 4.2.2 HCS cải tiến (M-HCS): 42 4.2.3 Giải thuật MPPT đề xuất: 46 CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG, THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 49 5.1 MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 49 5.1.1 Giải thuật MPPT HCS truyền thống: .53 5.1.2 Giải thuật C – MPPT đề xuất: 56 5.2 THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 64 5.2.1 Xây dựng mạch thực nghiệm: 64 5.2.2 Kết thực nghiệm: .67 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 70 6.1 KẾT LUẬN 70 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 LUẬN VĂN CAO HỌC Trang vi GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Hình 1.1 Tua-bin gió 8MW Siemens Gamesa Hình 1.2 Đồ thị công suất lý tưởng Hình 2.1 Mơ hình sản xuất điện gió Hình 2.2 Các loại tua-bin gió Hình 2.3 Tua-bin gió trục ngang Hình 2.4 Tỉ số đầu cánh hệ số Cp 10 Hình 2.5 Cánh đồng gió bờ biển 12 Hình 2.6 Kết nối tua-bin gió 13 Hình 2.7 Máy phát khơng đồng 14 Hình 2.8 Máy phát đồng 15 Hình 2.9 Máy phát cực từ ẩn cực từ lồi 16 Hình 2.10 Máy phát PMSG 18 Hình 2.11 Inner and outer rotor 19 Hình 2.12 Radial Flux, Axial Flux and Transverse flux PMSG 20 Hình 2.13 Điều khiển hệ thống 22 Hình 2.14 Truyền động trực tiếp hộp số 23 Hình 3.1 Mặt cắt trục máy phát PMSG 26 Hình 3.2 Mạch tương đương PMSG khung dq0 28 Hình 3.3 Đặt tuyến Công suất, tốc độ 30 Hình 3.4 Điều khiển HCS 32 Hình 3.5 Điều khiển TSR WECS 32 Hình 3.6 Điều khiển PSF WECS 33 Hình 3.7 Bộ biến đổi DC DC BOOST 33 Hình 4.1 Hệ thống chuyển đổi lượng gió PMSG 36 Hình 4.2 TSR ANN 36 Hình 4.3 PSF in PMSG 37 Hình 4.4 Search-remember-reuse HCS 38 Hình 4.5 Cấu hình PMSG điều khiển MPPT 40 Hình 4.6 Thuật toán M-PFS Algorithm 42 LUẬN VĂN CAO HỌC Trang vii GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HỒNG SƠN THẠCH Hình 5.29 Đáp ứng tốc độ máy phát giải thuật C-MPPT Hình 5.31 Đáp ứng điện áp Vlink giải thuật C-MPPT Từ hình 5.16 ta thấy điện áp Vlink giải thuật C-MPPT xác lập sau thời điểm 4.4s gần khơng thay đổi suốt q trình làm việc máy phát Vlink LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 60 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH giảm có vấn đề tốc độ gió công suất Kết Vlink giải thuật CMPPT tốt nhiều so với điện áp Vlink giải thuật HCS Hình 5.33 Đáp ứng điện áp Vdc giải thuật C-MPPT Từ kết đáp ứng tốc độ turbine, điện áp đầu chỉnh lưu Vlink điện áp Vdc ta nhận thấy giai đoạn dò tìm điểm cơng suất cực đại, đáp ứng giống giải thuật HCS truyền thống Tuy nhiên sau thời điểm đạt giá trị ổn định chuyển sang điều khiển PSF hệ thống ổn định hơn, tốc độ turbine biến động hơn, dẫn đến điện áp đầu mịn Hình 5.18 dạng sóng Vopt tham chiếu điện áp đáp ứng Vlink, thời điểm PSFON dạng sóng Vopt đặt vào điều khiển PI, nhiên qn tín hệ thống điều khiển PI cần thời gian để xác lập qua giai đoạn vọt lố nên điện áp đáp ứng thời điểm có rai dao động lớn Tuy nhiên sau thời điểm này, dạng sóng đáp ứng tốt vào dạng sóng tham chiếu LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 61 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH Hình 5.35 So sánh Vlink Vopt giải thuật C-MPPT Hình 5.37 Tín hiệu điều khiển D giải thuật C-MPPT LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 62 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HỒNG SƠN THẠCH Hình 5.18 tín hiệu đặt điều khiển cho khóa điều khiển, lưu ý rằng, giá trị D sử dụng PSF chưa bật Ta nhận thấy rằng, giá trị độ rộng xung tăng dần đến giá trị tối ưu giây thứ 3, sau độ rộng xung giảm dần, đến giây thứ 4,4 độ biến thiên gia số bé ΔDth hệ thống bật PSF từ giá trị độ rộng xung khơng sử dụng Vì thế, xung khích thực điều khiển sai số PI so sánh tạo xung PWM kích vào MOSFET Từ kết mô trên, ta nhận thấy rõ ràng giải thuật C-MPPT đề xuất cải thiện độ dao động MPP xác lập, đồng thời thực điều khiển tốc mà không cần sử dụng dạng điều khiển khí Bảng so sánh giải thuật CMPPT HCS MPPT hệ thống mơ điện gió vừa thực bảng 5.2 bên Bảng So sánh kết MPPT Yếu tố Giải thuật HCS MPPT Giải thuật C-MPPT Thông số hệ thống Không Không Cảm biến học Không Không m/s 5650 100% = 97.6% 5788 5712 100% = 98.7% 5788 7.5 m/s 6900 100% = 96.9% 7120 7114 100% = 99.9% 7120 m/s 8450 100% = 97.8% 8640 8629 100% = 99.87% 8640 Over speed (9m/s) Không phát Giảm tốc độ định mức Hiệu suất MPPT Từ bảng tóm tắt kết đánh giá cải thiện giải thuật C-MPPT so với giải thuật HCS truyền thống ta nhận thấy tính khả thi giải thuật đề xuất hiệu suất MPPT khả phát tốc độ Điều giúp hệ thống đạt hiệu suất tổng thể cao hơn, bớt thành phần điều khiển khí để hạn chế tốc độ LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 63 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI 5.2 HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 5.2.1 Xây dựng mạch thực nghiệm: Để chứng minh tính khả thi giải thuật, đề tài tiến hành thiết kế thực nghiệm mạch biến đổi Boost Sơ đồ nguyên lý khối công suất khối điều khiển hình bên Các thơng số thiết kế dựa vào tài liệu thiết kế biến đổi Boost Các thông số thiết kế bảng 5.3: Bảng 10 Thông số mạch Boost thực nghiệm Tên đại lượng Giá trị Công suất P (w) 100w Điện áp vào Vin (V) 15-20V Điện áp đầu Vout (V) 24V Tần số đóng cắt f (Hz) 10.000 Hz Cuộn dây L (H) 0.6 mH Tụ điện lọc Cin Cout (F) 1000 uF Vi xử lý Arm Cotex (Tiva C) MOSFET 75N75 LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 64 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH Hình 5.39 Bộ biến đổi Boost khối đo dịng-áp Hình 5.40 Khối vi xử lý, khối mạch kích khối nguồn LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 65 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH Sơ đồ mạch in mạch thực nghiệm hình bên dưới: Hình 5.41 Mạch in PCB Hình 5.42 Mạch thực nghiệm hoàn chỉnh LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 66 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH 5.2.2 Kết thực nghiệm: Để kiểm chứng hiệu vận hành mạch, đề tài tiến hành thử nghiệm hình 5.23, bao gồm mạch boost thiết kế, tải bóng đèn 24V-15W, mơ hình máy phát gió hãng DE LORENZO, trình thực nghiệm đại học sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Mơ hình máy phát gió DE LORENZO bao gồm biến tần điều chỉnh tốc độ quạt pha để tạo thay đổi gió, buồng gió máy phát PMSG với turbine gió cánh a.Cấu hình thử nghiệm b Buồng gió c Tua-bin gió PMSG Hình 5.43 Thử nghiệm mạch boost với mơ hình tua-bin gió LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 67 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH Các đường cong đặc tuyến công suất turbine thu thí nghiệm thay đổi tải đầu ra, đo cơng suất tốc độ gió hình 5.24 [15] Trong cơng suất tối đa thu tốc độ gió 12.5 m/s 15.8W Hình 5.44 Thử nghiệm mạch boost với mơ hình turbine gió Dạng sóng xung kích xuất từ vi xử lý xung đo chân G, S MOSFET hình 5.24 Tân số sử dụng 10 kHz, mạch thử nghiệm với duty 50% Với kết cho thấy mạch kích hoạt động tốt Tuy nhiên thử nghiệm thực tế mơ hình đề tài gặp vấn đề với cảm biến đo lường làm cho kết thực nghiệm chưa đạt yêu cầu, mạch hoạt động duty D cố định nhập vào vi xử lý Kết thử nghiệm hình 5.26 cho thấy dòng điện đầu đạt 0.55A, điện áp 24V, duty = 0.55, tốc độ gió 12.5 m/s Vậy công suất thu trường hợp 13.2W, đạt 83.5% so với kết thực nghiệm nghiên cứu [15] Từ kết thử nghiệm trên, cho thấy mạch boost thiết kế xuất xung kích cố định, chưa vận hành với giải thuật đề xuất, hướng cải tiến đề tài sau LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 68 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HỒNG SƠN THẠCH Hình 5.45 Xung kích từ vi xử lý (xanh) xung kích VGS (vàng) Hình 5.46 Dịng điện ngõ điện áp ngõ đạt 24V LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 69 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI CHƯƠNG 6: 6.1 HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI KẾT LUẬN Sau trình thực Luận Văn Thạc Sĩ, học viên đạt kết sau: - Tìm hiểu lượng gió, hệ thống điện gió: Xu hướng chung bối cảnh giảm dần phụ thuộc vào nguồn lượng hóa thạch sử dụng lượng tái tạo Trong nguồn lượng gió đánh giá tìm gió có quanh năm, ngày đêm, đặc biệt vùng gần biển Các hệ thống điện gió sử turbine tốc độ thay đổi truyền động trực tiếp hướng phát triển kỹ thuật chế tạo hệ thống điện gió tương lai - Tìm hiểu kỹ thuật MPPT cho hệ thống điện gió: Nhằm hướng tới giảm giá thành mổi kWh điện gió việc thu lượng tối đa từ nguồn lượng tái tạo đóng vai trị vơ quan trọng chiến lượt phát triển điện gió Có nhiều kỹ thuật MPPT nghiên cứu ứng dụng, đề tài phân tích kỹ thuật sử dụng phổ biến dễ dàng thực nghiệm kỹ thuật HCS, PSF TSR cho hệ thống điện gió - Tìm hiểu máy phát PMSG: Với nhiều ưu điểm độ tin cậy, mật độ công suất cao, bảo trì bảo dưỡng thấp, tubine gió sử dụng máy phát PMSG ứng cử viên đầy tìm cho hệ thống điện gió cở lớn - Chứng minh giải thuật mô phần mềm MATLAB: Để kiểm chứng giải thuật đề xuất áp dụng, đề tài tiến hành mô MATLAB/Simulink, giải thuật đề xuất bao gồm kết hợp giải thuật HCS giải thuật PSF Trong HCS đóng vai trị tìm điểm MPP từ tính hệ số đầu vào cần thiết cho giải thuật PSF Sự kết hợp mang lại hiệu điều khiển MPPT đạt hiệu suất cải thiện so với giải thuật HCS truyền thống, mặc khác loại bỏ cấu thay sử dụng thất tốc truyền thống - Chứng minh giải thuật thực nghiệm: Đề tài thực nghiệm biến đổi Boost để kiểm chứng giải thuật đề xuất Thiết kế thực phần mềm Orcad PCB, mạch thiết kế nhỏ gọn Tuy nhiên chưa vận hành đạt yêu cầu để kiểm chứng giải thuật LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 70 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI 6.2 HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Luận văn đề xuất kiểm chứng giải thuật MPPT cho hệ thống điện gió kết hợp giải thuật HCS PSF, kết kiểm chứng mơ cho thấy tính khả thi giải thuật Tuy nhiên thời điểm chuyển chế độ HCS PSF độ, gây mát công suất giai đoạn Hướng phát triển đề tài kiểm chứng mạch thực nghiệm công suất cao điều khiển chuyển chế độ mịn hơn, kiểm chứng mạch công suất vận hành hiệu LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 71 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S Xu, A Q Huang., F Wang, R Burgos, “Wind energy system with integrated functions of active power transfer, reactive power compensation, and voltage conversion,” IEEE Trans on Ind Electron., vol 60, no 10, pp 4512- 4524, 2013 [2] J Chen, Y D Song, “Dynamic loads of variable-speed wind energy conversion system,” IEEE Trans on Ind Electron., vol 63, no 1, pp 178-188, 2016 [3] M Kuschke, K Strunz, “Energy-efficient dynamic drive control for wind power conversion with analysis,” IEEE function PMSG: Journal modelling of and Emerging and application Selected transfer Topics in Power Electronics, vol 2, no 1, pp 35-46, 2014 [4] S Musunuri H L Ginn, “Comprehensive review of wind energy maximum power extraction algorithms,” in IEEE Power and Energy Society General Meeting, 2011, Detroit, Michigan, USA, pp 1-8 [5] V Nayanar, -based N MPPT Kumaresan, controller for N Ammasai wind-driven Gounden, induction “A single-sensor generators supplying DC microgrid,” IEEE Trans On Power Electron., vol 31, no 2, pp 1161-1172, 2016 [6] Yu Zou, Malik E Elbuluk, Yilmaz Sozer, “Stability analysis of maximum power point tracking (MPPT) method in wind power systems,” IEEE Trans on Ind Appl., vol 49, no 3, pp 1129-1136, 2013 [7] J Chen, J Chen, C Gong, “New overall power control strategy for variable-speed fixed-pitch wind turbines within the whole wind velocity range,” IEEE Trans on Ind Electron., vol 60, no 7, pp 2652-2660, 2013 [8] Hau E., “Wind turbines: fundamentals, technologies, applications, economics”, chapter 3, Springer press [9] J Chen, Y D Song, “Dynamic loads of variable-speed wind energy conversion system,” IEEE Trans on Ind Electron., vol 63, no 1, pp 178-188, 2016 LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 72 GVHD: NGUYỄN PHÚC KHẢI [10] J Chen, Y D Song, HVTH: HOÀNG SƠN THẠCH “Dynamic loads of variable-speed wind energy conversion system,” IEEE Trans on Ind Electron., vol 63, no 1, pp 178-188, 2016 [11] A E Fitgerald, J C Kingsley, and S D Umans, Electric Machinery New York: McGraw-Hill, 1990 [12] M Idan, D Lior, and G Shaviv, “A robust controller for a novel variable speed wind turbine transmission,” Journal of Solar Energy Engineering, vol 120(4), pp 247–252, Jan 1998 [13] M Idan, D Lior, and G Shaviv, “A robust controller for a novel variable speed wind turbine transmission,” Journal of Solar Energy Engineering, vol 120(4), pp 247–252, Jan 1998 [14] J S Thongam, M Ouhrouche, “MPPT Control Methods in Wind Energy Conersion Systems”, In Book “Fundamental and Advanced Topics in Wind Power”, June 2011 [15] Luận văn thạc sĩ, “Thiết kế xác định điểm công suất cực đại turbine gió”, Võ Hồi Thương, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh, 2018 LUẬN VĂN CAO HỌC Trang 73 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc -o0o - -o0o - LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên học viên: HỒNG SƠN THẠCH Ngày sinh: 13/09/1987 Địa chỉ: 311-F33 đường số 7, khu phố 1, An Phú, Quận Nơi sinh: TP.HCM QUÁ TRÌNH ĐẠO TẠO: + Đại Học: Đại Học Quốc Tế (2005-2010), chuyên ngành Điện Tử - Viễn Thông + Cao Học: Đại Học Bách Khoa (2015-2019), chuyên ngành Kỹ Thuật Điện Q TRÌNH CƠNG TÁC: + 12/2010 – 01/2013: Cơng Ty Family Medical Practice, Kỹ sư bảo trì + 01/2013 – 02/2016: Công ty POSCO, Kỹ sư Điện, dự án Metro Line + 02/2016 – 02/2017: Công Ty JESCO ASIA, Kỹ sư Điện, dự án Metro Line + 02/2017 đến nay: Công Ty General Resources, Kỹ sư Điện, dự án Metro Line Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Học viên Hoàng Sơn Thạch ... TP.HCM Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số: 60.52.02.02 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU GIẢI THUẬT MPPT CHO HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ DÙNG MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ NAM CHÂM VĨNH CỬU NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:... hợp cho hệ thống điện gió 2.3 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CƠ: Hệ thống khí hệ thống điện gió bao gồm tất phận quay hệ thống gió từ trung tâm cánh quạt đến rotor máy phát Trong công nghệ nhà máy điện. .. Tơi xin cam đoan luận văn thạc sĩ với đề tài ? ?Nghiên cứu giải thuật MPPT hệ thống điện gió sử dụng máy phát đồng nam châm vĩnh cửu? ?? cơng trình nghiên cứu thân tơi, hướng dẫn Tiến Sĩ NGUYỄN PHÚC