Phân tích và nghiên cứu các loại máy phát điện gió

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN MINH TUÂN PHÂN TÍCH VÀ NGHIÊN CỨU CÁC LOẠI MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ Chuyên ngành : Thiết bị, mạng nhà máy điện Mã số: 605250 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2014 i CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khóa học : Chữ ký:…………………………………………… Cán chấm nhận xét : Chữ ký:……………………………………………… Cán chấm nhận xét : Chữ ký:……………………………………………… Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ii ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên: Nguyễn Minh Tuân MSHV: 12180125 Ngày, tháng, năm sinh: 09/07/1989 Nơi sinh: Ninh Thuận Chuyên ngành: Thiết bị, mạng nhà máy điện Mã số : 605250 I TÊN ÐỀ TÀI: Nghiên cứu phân tích loại máy phát điện gió II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Phân tích nghiên cứu loại máy phát điện gió Các loại máy phát điện gió phổ biến sau: + Máy phát điện gió khơng đồng - Induction generator ( IG ) + Máy phát điện gió đồng nam châm vĩnh cữu – Synchoronous permanent magnet generator ( SPMG ) + Máy phát điện gió khơng đồng nguồn kép ( DFIG ) III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 20/01/2014 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2014 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : Tiến sĩ Huỳnh Châu Duy Tp HCM, ngày tháng năm 2014 CÁN BỘ HUỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ÐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TS Huỳnh Châu Duy TRUỞNG KHOA ÐIỆN – ÐIỆN TỬ (Họ tên chữ ký) iii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn thầy cô trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM truyền đạt cho em suốt năm học qua Đặc biệt em cảm ơn thầy Huỳnh Châu Duy, người trực tiếp hướng dẫn em tận tình để hồn thành tốt luận văn tốt nghiệp Em biết ơn hướng dẫn quý báu, nhiệt tình lời động viên thầy dành cho em Em xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, bậc tiền bối giúp em giải đáp vướng mắc trình làm luận văn Cuối em xin cảm ơn gia đình, người thân chỗ dựa tinh thần vững em thời gian qua Tp.HCM, Ngày 05 tháng 06 năm 2014 HỌC VIÊN NGUYỄN MINH TUÂN iv TÓM TẮT LUẬN VĂN Giới thiệu lượng gió, tổng quan nghiên cứu phân tích loại máy phát điện gió, hệ thống điện gió, nghiên cứu phân tích loại máy phát điện gió, Mơ hình tốn, mơ Matlab-simulink loại máy phát gió thơng dụng: - Máy phát điện gió khơng đồng - Induction generator ( IG ) - Máy phát điện gió đồng nam châm vĩnh cữu – Synchoronous permanent magnet generator ( SPMG ) - Máy phát điện gió khơng đồng nguồn kép ( DFIG ) Từ kết mô đạt được, rút kết luận, đánh giá so sánh ABSTRACT Introduction to Wind Energy, an overview of the research and analysis of various types of wind turbine generators, wind power systems, research and analysis of the types of wind turbine generators, Mathematical model, Matlabsimulink simulation of common wind turbine generators: - Wind turbine induction generator (IG) - Wind turbine synchoronous permanent magnet generator (SPMG) - Wind turbine double fed induction generator (DFIG) From the simulation results achieved, then conclusions and comparative evaluation v LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn nghiên cứu riêng Các kết nêu luận văn chưa cơng bố cơng trình khác Các số liệu, ví dụ, trích dẫn đảm bảo tính xác, tin cậy trung thực Tôi xin chân thành cảm ơn NGƯỜI CAM ĐOAN NGUYỄN MINH TUÂN vi MỤC LỤC Nhiệm vụ luận văn…………………………………………… …… ………… iii Lời cảm ơn…………………………………………….……………………… ….iv Tóm tắt luận văn…………………….……………………………………… …….v Lời cam đoan………………………………………….….………………… ……vi Mục lục…………………………………… ……………………………… ……vii Chương – Giới thiệu………………………………………………………………1 Chương – Tổng quan nghiên cứu phân tích loại máy phát điện gió………………………………………………………………………………… 16 Chương – Hệ thống điện gió…………………………… ………… …………22 Chương – Nghiên cứu phân tích loại máy phát điện gió…………………51 Chương – Thực mơ kết quả………………………………… 77 Chương – Kết luận hướng phát triển tương lai…………………………… 108 Tài liệu tham khảo…………………………….……………………………… …110 Phụ lục…………………………………………………………………… ….…114 Lý lịch trích ngang……………………………………… ………………………120 vii Chương GIỚI THIỆU Chương 1: Giới thiệu 1.1 Giới thiệu Năng lượng nói chung lượng điện nói riêng yếu tố cần thiết phục vụ cho sống sinh hoạt sản xuất nhân loại Điều có nghĩa mức sống người nhu cầu sản xuất tăng cao nhu cầu lượng điện tăng theo để đáp ứng Đây thử thách lớn hầu hết quốc gia, có Việt Nam Chiến lược cơng nghiệp hóa trì tốc độ tăng trưởng cao để thực “dân giàu, nước mạnh” tránh nguy tụt hậu tiếp tục đặt lên vai ngành điện nhiều trọng trách thách thức to lớn thập niên tới Để hoàn thành trọng trách này, ngành điện phải có khả dự báo nhu cầu điện kinh tế, sở hoạch định phát triển lực cung ứng Quyết định Thủ Tướng Chính Phủ số 432/QĐ-TTg ngày 12/04/2012: “Phê duyệt chiến lược phát triển bền vững Việt Nam” Với quan điểm khoa học công nghệ tảng động lực cho phát triển bền vững đất nước Công nghệ đại, thân thiện với môi trường cần ưu tiên sử dụng rộng rãi ngành sản xuất Về định hướng phát triển kinh tế giai đoạn 2011-2020 bước thị trường hóa giá lượng, nâng dần tỷ trọng lượng sạch, lượng tái tạo tổng tiêu thụ lượng Việt Nam Theo tiêu giám sát đánh giá phát triển bền vững Việt Nam giai đoạn 2011-2020 tỷ lệ lượng tái tạo cấu sử dụng lượng (%) tăng trưởng sau: Cơ quan chịu trách Lộ trình thực 2010 2015* 2020** 4% 5% nhiệm thu thập, tổng hợp Bộ công thương 2011 3% *: Theo kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội năm 2011 – 2015 **: Theo chiến lược phát triển kinh tế - xã hội năm 2011 – 2020 Thơng báo văn phịng phủ số 368/TB-VPCP ngày 07/11/2012: “ý kiến phó Thủ Tướng Hồng Trung Hải họp Ban Chỉ đạo Nhà nước Quy Chương 1: Giới thiệu hoạch phát triển điện lực quốc gia” Theo thơng báo nhiệm vụ Bộ Cơng Thương phải khẩn trương hồn thành chế, sách hỗ trợ phát triển dự án sử dụng nguồn lượng tái tạo trình thủ tướng phủ Quyết định Thủ Tướng Chính Phủ số 02/2014/QĐ-TTg ngày 13/01/2014: “Về tổ chức hoạt động Quỹ bảo vệ môi trường Việt Nam” Quỹ bảo vệ môi trường Việt Nam quỹ bảo vệ môi trường quốc gia, tổ chức tài nhà nước trực thuộc Bộ tài nguyên môi trường Quỹ bảo vệ mơi trường Việt Nam có chức cho vay lãi suất ưu đãi, tài trợ, hỗ trợ lãi suất cho chương trình, dự án bảo vệ mơi trường Và nhiệm vụ quỹ hỗ trợ giá điện dự án điện gió nối lưới điện theo định Thủ Tướng Phủ theo quy định pháp luật hành Quyết định Thủ Tướng Chính Phủ số 403/QĐ-TTg ngày 20/03/2014: “Phê duyệt kế hoạch hành động quốc gia tăng trưởng xanh giai đoạn 2014-2020” Nội dung chủ yếu hoạt động bao gồm thúc đẩy sử dụng lượng sạch, lượng tái tạo Nội dung thuộc kế hoạch hành động tăng trưởng xanh 2014-2020 lượng tái tạo chi tiết sau: Hoạt Tên hoạt động Nội dung hoạt động Cơ quan chủ Nguồn trì/phối hợp động số 26 lực tài Xây dựng + Rà soát, kiến nghị điều Bộ cơng thương/ Ngân thực chỉnh lại quy hoạch tổng Bộ kế hoạch sách sách ưu tiên phát thể phát triển nhà máy đầu tư, Bộ khoa nhà triển nguồn thủy điện học công nghệ, nước lượng + Xây dựng sách tài ngun Hồn thiện thể đầu tư, thuế, giá môi trường, tài chế/20132014/Cao cơng cụ kinh tế thị trường chính, UBND để khuyến khích khai thác tỉnh, thành phố sử dụng khí thiên nhiên Chương 1: Giới thiệu 106 Hình 5.30 Kết mơ tốc độ rotor Hình 5.31 Kết mơ tốc độ tuabin gió Chương 5: Mô kết 107 5.7 Kết luận Các tín hiệu mơ loại máy phát gió ổn định sau thời gian xác lập Các tín hiệu mơ từ máy phát khơng đồng khơng đồng nguồn kép có độ dao động (cơng suất phát, điện áp, dịng điện, moment điện từ, moment truyền động) thời gian đầu thấp máy phát đồng Các tín hiệu mơ từ máy phát đồng có độ dao động (Tốc độ rotor tốc độ turbine) thời gian đầu thấp máy phát không đồng khơng đồng nguồn kép Các tín hiệu thu từ máy phát không đồng khơng đồng nguồn kép có thời gian xác lập chậm máy phát đồng bộ, không đáng kể Bên cạnh lựa chọn loại máy phát điện cho hệ thống điện gió ngồi việc phụ thuộc vào vị trí địa lý nơi lắp đặt tuabin gió vận tốc gió Sự lựa chọn cịn phụ thuộc vào chi phí đầu tư cho dự án hệ thống điện gió yêu cầu nhà đầu tư dựa yếu tố công nghệ kỹ thuật 5.8 Tài liệu tham khảo [5.1] T Burton, D Sharpe, N Jenkin and E Bossanyi, Wind energy handbook, Wiley, 2001 [5.2] H J Wagner and J Mathur, Introduction to wind energy systems: Basics, Technology and Operation, Springer, 2009 [5.3] Introduction to Simpowersystems in Matlab/Simulink Chương 5: Mô kết 108 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯƠNG LAI Chương 6: Kết luận hướng phát triển tương lai 109 6.1 Kết luận Hiện nay, nguồn lượng truyền thống giới cạn kiệt, yêu cầu cấp bách cho tất nước cần tìm kiếm nguồn lượng tái tạo để thay cho nguồn lượng truyền thống Trong số nguồn lượng tái tạo nghiên cứu phát triển lượng gió nguồn lượng tái tạo nhiều nhà khoa học quan tâm Tiềm lượng gió Việt Nam lớn mà Chính phủ Bộ ngành nghiên cứu khai thác phát triển Các công nghệ hệ thống điện gió phát triển mạnh mẽ số quốc gia Đan Mạch, Hoa Kỳ, Đức, Tây Ban Nha, … Và Việt Nam số quốc gia khác bước triển khai sử dụng phát triển nguồn lượng tái tạo Luận văn trình bày nghiên cứu từ tổng quan chi tiết hệ thống điện gió Các phân tích hệ thống điện gió với dạng máy phát điện khác máy phát điện không đồng bộ, máy phát điện đồng nam châm vĩnh cửu, máy phát điện không đồng nguồn kép trình bày Để làm rõ cho phân tích lý thuyết, mơ việc sử dụng phần mềm Simulink/Matlab thực 6.2 Hướng phát triển tương lai Do hạn chế thời gian, tài liệu khả nghiên cứu, luận văn đạt nghiên cứu phân tích kết sơ cho dạng máy phát điện mà sử dụng rộng rãi hệ thống gió Hướng phát triển tương lai luận văn tập trung chủ yếu vào: - Nghiên cứu phân tích chi tiết cho dạng máy phát điện triển khai sử dụng để khai thác nguồn lượng gió cách hiệu - Nghiên cứu dạng máy phát điện khác mà đưa vào khai thác sử dụng cho hệ thống điện gió Chương 6: Kết luận hướng phát triển tương lai 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO [2.1] J G Slootweg, H Polinder W L Kling, “Dynamic modeling of a wind turbine with doubly fed induction generator”, IEEE Conference, pp 644-649, 2001 [2.2] B Rabelo W Hofmann, “Optimal active and reactive power control with the doubly-fed induction generator in the MW class wind turbines”, IEEE PEDS Conference, pp 53-58, 2001 [2.3] J B Ekanayake, L Holdsworth, X Wu, N Jenkins, “Dynamic modeling of doubly fed induction generator wind turbines”, IEEE Transactions on Power Systems, vol 18, no 2, pp 803-809, 2003 [2.4] A Tapia, G Tapia, J X Ostolaza and J R Saenz, “Modeling and control of a wind turbine driven doubly fed induction generator”, IEEE Transactions on Energy Conversion, vol 18, no 2, pp 194-204, 2003 [2.5] Z X Fang, X D Ping and L Y Bing, “Predictive functional control of a doubly fed induction generator for variable speed wind turbines”, Proceedings of the 5th World Congress on Intelligent Control and Automation, pp 3315-3319, 2004 [2.6] T Nakamura, S Morimoto, M Sanada, Y Takeda, “Optimum control of IPMSG for wind generation system”, IEEE Conference, pp 1435-1440, 2002 [2.7] S Morimoto, H Nakayama, M Sanada and Y Takeda, “Sensorless output maximization control for variable speed wind generation system using IPMSG”, IEEE Conference 2003, pp 1464-1471, 2003 [2.8] S Morimoto, H Kato, M Sanada and Y Takeda, “Output maximization control for wind generation system with interior permanent magnet synchronous generator”, IEEE Conference 2006, pp 503-510, 2006 [2.9] I Kawabe, S Morimoto and M Sanada, “Output maximization control of wind generation system applying square-wave operation and sensorless control”, IEEE Conference 2007, pp 203-209, 2007 [2.10] W Qiao, L Qu and R G Harley, “Control of IPM synchronous generator for maximum wind power generation considering magnetic saturation”, IEEE Conference 2007, pp 1265-1272 Tài liệu tham khảo 111 [2.11] L Wang and S S Chan, “Switching DC excitation system on harmonic current amplification of self-excited wind induction generators”, IEEE Conference 2005, pp 1339-1343 [2.12] L Wang, H W Chen and D J Lee, “Implementation of a DSP-based power converter for a wind induction generator”, IEEE Conference 2008, pp 1-6, 2008 [2.13] D Seyoum, M F Rahman, C Grantham, “Terminal voltage control of a wind turbine driven isolated induction generator using stator oriented field control”, IEEE Conference 2003, pp 846-852, 2003 [3.1] H J Wagner and J Mathur, Introduction to wind energy systems: Basics, Technology and Operation, Springer, 2009 [3.2] T Burton, D Sharpe, N Jenkin and E Bossanyi, Wind energy handbook, Wiley, 2001 [3.3] J G Slootweg, H Polinder and W L Kling, “Dynamic modeling of a wind turbine with doubly fed induction generator”, IEEE Conference, pp 644-649, 2001 [3.4] B Rabelo and W Hofmann, “Optimal active and reactive power control with the doubly-fed induction generator in the MW class wind turbines”, IEEE PEDS Conference, pp 53-58, 2001 [3.5] J B Ekanayake, L Holdsworth, X Wu and N Jenkins, “Dynamic modeling of doubly fed induction generator wind turbines”, IEEE Transactions on Power Systems, vol 18, no 2, pp 803-809, 2003 [3.6] A Tapia, G Tapia, J X Ostolaza and J R Saenz, “Modeling and control of a wind turbine driven doubly fed induction generator”, IEEE Transactions on Energy Conversion, vol 18, no 2, pp 194-204, 2003 [3.7] Z X Fang, X D Ping and L Y Bing, “Predictive functional control of a doubly fed induction generator for variable speed wind turbines”, Proceedings of the 5th World Congress on Intelligent Control and Automation, pp 3315-3319, 2004 [3.8] T Nakamura, S Morimoto, M Sanada and Y Takeda, “Optimum control of IPMSG for wind generation system”, IEEE Conference, pp 1435-1440, 2002 Tài liệu tham khảo 112 [3.9] S Morimoto, H Nakayama, M Sanada and Y Takeda, “Sensorless output maximization control for variable speed wind generation system using IPMSG”, IEEE Conference 2003, pp 1464-1471, 2003 [3.10] S Morimoto, H Kato, M Sanada and Y Takeda, “Output maximization control for wind generation system with interior permanent magnet synchronous generator”, IEEE Conference 2006, pp 503-510, 2006 [3.11] I Kawabe, S Morimoto and M Sanada, “Output maximization control of wind generation system applying square-wave operation and sensorless control”, IEEE Conference 2007, pp 203-209, 2007 [3.12] W Qiao, L Qu and R G Harley, “Control of IPM synchronous generator for maximum wind power generation considering magnetic saturation”, IEEE Conference 2007, pp 1265-1272 [3.13] L Wang and S S Chan, “Switching DC excitation system on harmonic current amplification of self-excited wind induction generators”, IEEE Conference 2005, pp 1339-1343 [3.14] L Wang, H W Chen and D J Lee, “Implementation of a DSP-based power converter for a wind induction generator”, IEEE Conference 2008, pp 1-6, 2008 [3.15] D Seyoum, M F Rahman, C Grantham, “Terminal voltage control of a wind turbine driven isolated induction generator using stator oriented field control”, IEEE Conference 2003, pp 846-852, 2003 [4.1] T Burton, D Sharpe, N Jenkin and E Bossanyi, Wind energy handbook, Wiley, 2001 [4.2] A G Abo-Khalil, “Model-based optimal efficiency control of induction generators for wind power systems”, IEEE Conference 2011, pp 191-197, 2011 [4.3] J G Slootweg, H Polinder, and W L Kling, “Dynamic modeling of a wind turbine with doubly fed induction generator”, IEEE Conference 2001, pp 644-649 [4.4] T Nakamura, S Morimoto, M Sanada, and Y Takeda, “Optimum control of IPMSG for wind generation system”, IEEE Conference 2002, pp 1435-1440 Tài liệu tham khảo 113 [4.5] S Yang, X Zhang, C Zhang, Z Xie, and F Li, “Sensorless control for PMSG in direct-drive wind turbines”, 2nd IEEE International Symposium on Power Electronics for Distributed Generation Systems, 2010, pp 81-84, 2010 [4.6] H Haraguchi, S Morimoto, and M Sanada, “Suitable design of a PMSG for a large-scale wind power generator”, IEEE Conference 2009, pp 2447-2452, 2009 [5.1] T Burton, D Sharpe, N Jenkin and E Bossanyi, Wind energy handbook, Wiley, 2001 [5.2] H J Wagner and J Mathur, Introduction to wind energy systems: Basics, Technology and Operation, Springer, 2009 [5.3] Introduction to Simpowersystems in Matlab/Simulink Tài liệu tham khảo 114 PHỤ LỤC: BIẾN ĐỔI PHƯƠNG TRÌNH TỐN A Biến đổi phương trình tốn máy phát khơng đồng bộ: Phương trình điện áp: dΨ ds Vds =-R si ds -w s Ψ qs + dt dΨ Vqs =-R s i qs +w s Ψ ds + qs dt dΨ 0=-R r i dr -(w s -w r )Ψ qr + dr dt dΨ 0=-R r i qr +(w s -w r )Ψ dr + qr dt Phương trình từ thơng: (1) (2) (3) (4) Ψ ds =-(Ls +L m )i ds -L m i dr (5) Ψ qs =-(L s +L m )i qs -L m i qr (6) Ψ dr =-(L r +L m )i dr -L m i ds (7) Ψ qr =-(L r +L m )i qr -L m i qs (8) Phương trình mơmen điện từ: 3 Te  P(ds iqs  qs ids )  P.Lm (ids iqr  iqs idr ) 2 Phương trình vận tốc: dw r P =  Te -TL  dt J (9) (10) Biến đổi phương trình tốn: 5.1: Ψ ds =-(Ls +L m )i ds -L m i dr (5) Ψ dr =-(L r +L m )i dr -L m i ds (7)  i dr = -Ψ dr -L m i ds L r +L m Thay vào biểu thức (5) ta được:  Ψ +L i  Ψ ds =-(Ls +L m )i ds + L m  dr m ds   L r +L m   Ψ dr   L2m i ds   Ψ ds =-(Ls +L m )i ds + L m   +    L r +L m   L r +L m  (L +L )Ψ -L Ψ  i ds = r m ds m dr L m -(Ls +L m )(L r +L m ) dΨ ds dΨ dr (L r +L m ) -L m di ds dt dt  = dt L m -(Ls +L m )(L r +L m ) Phụ lục 115  d ids  L r +L m   Vds +R s i ds +w s Ψ qs  - L m  R r i dr +(w s - w r )Ψ qr  = dt L2m -  L s +L m  L r +L m  (11) 5.2: Ψ qs =-(L s +L m )i qs -L m i qr (6) Ψ qr =-(L r +L m )i qr -L m i qs (8)  i qr = -Ψ qr -L m i qs L r +L m Thay vào biểu thức (6) ta được:  Ψ qr +L m i qs  Ψ qs =-(L s +L m )i qs + L m    L r +L m   Ψ qr   L m i qs  Ψ qs =-(Ls +L m )i qs + L m   +   L r +L m   L r +L m (L +L )Ψ -L Ψ  i qs = r m qs m qr L m -(Ls +L m )(L r +L m ) dΨ qs dΨ qr di qs (L r +L m ) dt -L m dt  = dt L m -(Ls +L m )(L r +L m )  d iqs dt =     L r +L m   Vqs +R si qs - w s Ψ ds  - L m  R r i qr - (w s -w r )Ψ dr  L2m -  L s +L m  L r +L m  (12) 5.3: Ψ ds =-(Ls +L m )i ds -L m i dr (5) Ψ dr =-(L r +L m )i dr -L m i ds (7)  i ds = -Ψ dr -(L r +L m )i dr Lm Thay vào biểu thức (5) ta được:  Ψ +(L r +L m )i dr  Ψ ds =(Ls +L m )  dr  -L m i dr L   m  (L +L )Ψ  L m Ψ ds - s m dr  Lm    i dr = (Ls +L m )(L r +L m )-L2m dΨ ds dΨ dr Lm -(L s +L m ) d dt dt  idr = (Ls +L m )(L r +L m )-L2m dt  d idr L m  Vds +R s i ds +w s Ψ qs  - (L s +L m )  R r i dr +(w s - w r )Ψ qr  = dt  Ls +L m  L r +L m  -L2m 5.4: Phụ lục (13) 116 Ψ qs =-(L s +L m )i qs -L m i qr (6) Ψ qr =-(L r +L m )i qr -L m i qs (8)  i qs = -Ψ qr -(L r +L m )i qr Lm Thay vào biểu thức (6) ta được:  Ψ +(L r +L m )i qr  Ψ qs =(Ls +L m )  qr  -L m i qr L m   (L +L )Ψ   L m Ψ qs - s m qr  Lm    i qr = (Ls +L m )(L r +L m )-L m dΨ qs dΨ qr d iqr L m dt -(L s +L m ) dt  = dt (Ls +L m )(L r +L m )-L2m  d iqr dt = L m  Vqs +R s i qs - w s Ψ ds  - (L s +L m )  R r i qr +(w s - w r )Ψ dr   Ls +L m  L r +L m  -L2m B Biến đổi phương trình tốn máy phát khơng đồng nguồn kép: Phương trình điện áp: dΨ ds Vds =-R si ds -w s Ψ qs + (1) dt dΨ Vqs =-R s i qs +w s Ψ ds + qs (2) dt dΨ Vdr =-R r i dr -(w s -w r )Ψ qr + dr (3) dt dΨ qr Vqr =-R r i qr +(w s -w r )Ψ dr + (4) dt Phương trình từ thông: Ψ ds =-(Ls +L m )i ds -L m i dr (5) Ψ qs =-(L s +L m )i qs -L m i qr (6) Ψ dr =-(L r +L m )i dr -L m i ds (7) Ψ qr =-(L r +L m )i qr -L m i qs (8) Phương trình mơmen điện từ: 3 Te = P(Ψ ds i qs -Ψ qs i ds ) = P L m (i ds i qr -i qs i dr ) 2 Phương trình vận tốc: dw r P =  Te -TL  dt J Phụ lục (10) (9) (14) 117 Với P số cặp cực Biến đổi phương trình tốn: 5.1: Ψ ds =-(Ls +L m )i ds -L m i dr (5) Ψ dr =-(L r +L m )i dr -L m i ds (7)  i dr = -Ψ dr -L m i ds L r +L m Thay vào biểu thức (5) ta được:  Ψ +L i  Ψ ds =-(Ls +L m )i ds + L m  dr m ds   L r +L m   Ψ dr   L2m i ds   Ψ ds =-(Ls +L m )i ds + L m   +    L r +L m   L r +L m  (L +L )Ψ -L Ψ  i ds = r m ds m dr L m -(Ls +L m )(L r +L m ) dΨ ds dΨ dr (L r +L m ) -L m di ds dt dt  = dt L m -(Ls +L m )(L r +L m )  d ids  L r +L m   Vds +R s i ds +w s Ψ qs  - L m  Vdr +R r i dr +(w s - w r )Ψ qr  = dt L2m -  L s +L m  L r +L m  (11) 5.2: Ψ qs =-(L s +L m )i qs -L m i qr (6) Ψ qr =-(L r +L m )i qr -L m i qs (8)  i qr = -Ψ qr -L m i qs L r +L m Thay vào biểu thức (6) ta được:  Ψ qr +L m i qs  Ψ qs =-(L s +L m )i qs + L m    L r +L m   Ψ qr   L m i qs  Ψ qs =-(Ls +L m )i qs + L m   +   L r +L m   L r +L m (L r +L m )Ψ qs -L m Ψ qr  i qs = L m -(Ls +L m )(L r +L m ) dΨ qs dΨ qr (L +L ) -L r m m di qs dt dt  = dt L m -(Ls +L m )(L r +L m )  d iqs dt 5.3: Phụ lục =     L r +L m   Vqs +R si qs - w s Ψ ds  - L m  Vqr +R r i qr - (w s -w r )Ψ dr  L2m -  L s +L m  L r +L m  (12) 118 Ψ ds =-(Ls +L m )i ds -L m i dr (5) Ψ dr =-(L r +L m )i dr -L m i ds (7)  i ds = -Ψ dr -(L r +L m )i dr Lm Thay vào biểu thức (5) ta được:  Ψ +(L r +L m )i dr  Ψ ds =(L s +L m )  dr  -L m i dr Lm    (L +L )Ψ  L m  Ψ ds - s m dr  Lm    i dr = (Ls +L m )(L r +L m )-L m dΨ ds dΨ dr Lm -(L s +L m ) d dt dt  idr = dt (Ls +L m )(L r +L m )-L2m  d idr L m  Vds +R s i ds +w s Ψ qs  - (L s +L m )  Vdr +R r i dr +(w s - w r )Ψ qr  = dt  Ls +L m  L r +L m  -L2m (13) 5.4: Ψ qs =-(L s +L m )i qs -L m i qr (6) Ψ qr =-(L r +L m )i qr -L m i qs (8)  i qs = -Ψ qr -(L r +L m )i qr Lm Thay vào biểu thức (6) ta được:  Ψ qr +(L r +L m )i qr  Ψ qs =(L s +L m )   -L m i qr Lm   (L +L )Ψ   L m  Ψ qs - s m qr  Lm    i qr = (Ls +L m )(L r +L m )-L m dΨ qs dΨ qr L -(L +L ) m s m d iqr dt dt  = dt (Ls +L m )(L r +L m )-L2m  d iqr dt = L m  Vqs +R s i qs - w s Ψ ds  - (L s +L m )  Vqr +R r i qr +(w s - w r )Ψ dr   Ls +L m  L r +L m  -L2m C Biến đổi phương trình tốn máy phát đồng nam châm vĩnh cửu Phương trình điện áp: dλ Vds =R s i ds + ds -w r λ qs dt Phụ lục (1) (14) 119 Vqs =R s i qs + dλ qs +w r λ ds dt Trong đó: λ ds =L ds i ds +Ψ (2) (3) ; λ qs =L qs i qs (4) Thay giá trị (3) (4) vào (1) (2) ta được: d ids di  Vds  Rs ids  wr iqs Lqs Vds =R si ds +L ds ds -w r i qs L qs dt Lds dt (6) (5)  d iqs di qs  Vqs  Rs iqs  wr ids Lds  wr  Vqs =R si qs +L qs +w r i ds L ds +w r Ψ Lqs dt (8) (7)  dt Trong wr tốc độ rotor wmech tốc độ hai tốc độ có mối quan hệ theo biểu thức: w r =P  w mech (9)   Với P số cặp cực Phương trình mơmen điện từ: Te =P  λ dsi ds -λ qs i qs  (10) Thay giá trị (3) (4) vào (10) ta được: Te =P  (L ds -L qs )i qsi ds -Ψi qs  (11) Phương trình tốc độ rotor: dw r P = (Te -TL ) dt j (12) Ở TL mômen tải Phụ lục   120 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGUYỄN MINH TUÂN Ngày tháng năm sinh: 09/07/1989 Nơi sinh: Ninh Thuận Địa liên lạc: 7/3/4/9 Thành Thái, P.14, Q.10 Tp.HCM Điện thoại: 0932.122.065 Email: minhtuan971989@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Thời gian Trường Bằng cấp Chuyên ngành 2007-2012 Đại Học Bách Khoa Tp.HCM Kỹ sư điện Hệ thống điện Loại tốt nghiệp: Khá Điểm tổng kết: 7.51/10 Luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 110/22kV bảo vệ rơ le cho trạm Điểm LV: 8.3/10 Q TRÌNH CƠNG TÁC: + Từ 04/2012  07/2012 : Công Ty TNHH Tư Vấn Thiết Kế Xây Dựng Điện Thành Đạt + Từ 07/2012  : Trung Tâm Kiểm Định Công Nghiệp II – Bộ Cơng Thương Lý lịch trích ngang ... mạng nhà máy điện Mã số : 605250 I TÊN ÐỀ TÀI: Nghiên cứu phân tích loại máy phát điện gió II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Phân tích nghiên cứu loại máy phát điện gió Các loại máy phát điện gió phổ... lượng gió, tổng quan nghiên cứu phân tích loại máy phát điện gió, hệ thống điện gió, nghiên cứu phân tích loại máy phát điện gió, Mơ hình tốn, mơ Matlab-simulink loại máy phát gió thơng dụng: - Máy. .. NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ Chương 2: Tổng quan nghiên cứu phân tích máy phát điện gió 17 2.1 Giới thiệu Hệ thống phát điện gió người khai thác phát triển từ lâu Máy phát điện gió thành