Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu xác định và duy trì điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ (Luận văn thạc sĩ)
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐINH PHƢƠNG THÙY NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VÀ DUY TRÌ ĐIỂM LÀM VIỆC CĨ CƠNG SUẤT CỰC ĐẠI CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƢỚI DÙNG THUẬT TOÁN MỜ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN Thái Nguyên - năm 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐINH PHƢƠNG THÙY NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VÀ DUY TRÌ ĐIỂM LÀM VIỆC CĨ CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƢỚI DÙNG THUẬT TOÁN MỜ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ: 8.52.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Lại Khắc Lãi Thái Nguyên – năm 2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Đinh Phương Thùy Đề tài luận văn: Nghiên cứu xác định trì điểm làm việc có cơng suất cực đại hệ thống điện mặt trời nối lưới dùng thuật toán mờ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8.52.02.01 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 03/10/2020 với nội dung sau: - Sửa sai sót lỗi tả, lỗi chế bản, phần trích tài liệu tham khảo - Chú thích đầy đủ hình vẽ, chỉnh sửa bổ sung Thái Nguyên, ngày 15 tháng 10 năm 2020 Giáo viên hƣớng dẫn Tác giả luận văn PGS.TS Lại Khắc Lãi Đinh Phƣơng Thùy CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Ngô Đức Minh i LỜI CAM ĐOAN Tên là: Đinh Phương Thùy Sinh ngày: 14/09/1984 Học viên lớp cao học: Khóa 21 - Kỹ thuật điện - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Hiện công tác tại: Trường Cao đẳng Lào Cai Tôi xin cam đoan: Bản luận văn: “Nghiên cứu xác định trì điểm làm việc có cơng suất cực đại hệ thống điện mặt trời nối lƣới dùng thuật toán mờ” PGS.TS Lại Khắc Lãi hướng dẫn cơng trình nghiên cứu riêng Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Các số liệu, kết luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình khác Nếu sai tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Thái Nguyên, Ngày 15 tháng 10 năm 2020 Tác giả luận văn Đinh Phƣơng Thùy ii LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, động viên, giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giáo PGS.TS Lại Khắc Lãi, luận văn với đề tài “Nghiên cứu xác định trì điểm làm việc có cơng suất cực đại hệ thống điện mặt trời nối lƣới dùng thuật tốn mờ” hồn thành Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn PSG TS Lại Khắc Lãi tận tình dẫn, giúp đỡ tác giả hồn thành luận văn Phòng quản lý đào tạo sau đại học, thầy giáo, cô giáo Khoa Điện trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên giúp đỡ tác giả suốt trình học tập q trình nghiên cứu đề tài Tồn thể đồng nghiệp, bạn bè, gia đình người thân quan tâm, động viên, giúp đỡ tác giả suốt q trình học tập hồn thành luận văn Thái Nguyên, Ngày 15 tháng 10 năm 2020 Tác giả luận văn Đinh Phƣơng Thùy iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ x MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Bố cục luận văn CHƢƠNG 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN 1.1 LOGIC MỜ 1.2 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN TỬ MỘT CHIỀU – MỘT CHIỀU (DC-DC) 10 1.2.1 Chức biến đổi DC-DC 10 1.2.2 Bộ biến đổi DC - DC không cách li 10 1.2.3 Bộ biến đổi DC - DC có cách ly 16 1.2.4 Điều khiển biến đổi DC - DC 17 1.3 BIẾN ĐỔI DC-AC (Inverter) 18 1.3.1 Các phép chuyển đổi 18 1.3.2 Điều chế độ rộng xung (PWM - Pulse Width Modulation) 22 1.3.3 Điều khiển chuyển đổi DC - AC 25 1.4 VẤN ĐỀ HÒA NGUỒN ĐIỆN VỚI LƢỚI 28 1.4.1 Các điều kiện hòa đồng 29 1.4.2 Đồng vị pha hai hệ thống lưới 30 iv 1.5 Kết luận chƣơng 31 CHƢƠNG 2: HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 32 2.1 NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 32 2.1.1 Cấu trúc mặt trời 32 2.1.2 Năng lượng mặt trời 33 2.1.3 Phổ xạ mặt trời 34 2.1.4 Đặc điểm xạ mặt trời bề mặt trái đất 36 2.2 KHAI THÁC, SỬ DỤNG TRỰC TIẾP NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 42 2.2.1 Thiết bị sấy khô dùng NLMT 44 2.2.2 Thiết bị chưng cất nước sử dụng NLMT 44 2.2.3 Động stirling chạy NLMT 45 2.2.4 Bếp nấu dùng NLMT 45 2.2.5 Thiết bị đun nước nóng lượng mặt trời 46 2.2.6 Thiết bị làm lạnh điều hòa khơng khí dùng NLMT 47 2.2.7 Nhà máy nhiệt điện sử dụng lượng mặt trời 48 2.3 PIN MẶT TRỜI 49 2.3.1 Khái niệm 49 2.3.2 Mơ hình tốn đặc tính làm việc pin mặt trời 50 2.4 HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 53 2.4.1 Ý nghĩa hệ thống điện mặt trời 53 2.4.2 Hệ thống điện mặt trời làm việc độc lập 54 2.4.3 Hệ thống điện mặt trời nối lưới 54 2.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 56 CHƢƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN BÁM ĐIỂM LÀM VIỆC TỐI ƢU CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƢỚI DÙNG THUẬT TOÁN MỜ 57 3.1 Ý NGHĨA VIỆC XÁC ĐỊNH ĐIỂM LÀM VIỆC CĨ CƠNG SUẤT CỰC ĐẠI (MPPT) 57 v 3.2 MỘT SỐ THUẬT TỐN MPPT THƠNG DỤNG 59 3.2.1 Thuật tốn điện áp khơng đổi (CV – Constant Voltage) 59 3.2.2 Thuật toán xáo trộn quan sát (P&O - Perturb and Observe) 60 3.2.3 Thuật toán điện dẫn gia tăng (INC - Inremental Conductance) 60 3.2.4 Thuật toán điện dung ký sinh (PC – ParasiticCapacitance) 61 3.3 MPPT SỬ DỤNG LOGIC MỜ 62 3.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 64 3.4.1 Sơ đồ kịch mô 64 3.4.2 Kết mô 66 3.4.3 Nhận xét 68 3.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 Kết luận 69 Kiến nghị 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 vi DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Chú thích NLMT PMT Pin mặt trời BĐK Bộ điều khiển BBĐ Bộ biến đổi DC-DC Bộ biến đổi chiều- chiểu DC-AC Bộ biến đổi chiều- xoay chiều PV MPPT Maximum Power Point Tracking PWM Pules- With- Modulation 10 CB- PWM Carrier Based Pulse With 11 ZSS Zero sequence signal 12 SVM Space vector Modulation 13 CC Current Control 14 VC Voltage Control 15 VSI Voltage Source Inverter 16 IN 17 UPV, IPV 18 Igc Dòng quang điện (A) 19 I0 Dịng bão hịa (A) 20 q Điện tích điện tử; q= 1,6.10-19 (C) 21 K Hằng số Boltzman (J/K) 22 TC Nhiệt độ làm việc tế bào quang điện (0K) 23 ID, UD 24 ISC Năng lượng mặt trời Tế bào quang điện Cường độ xạ mặt trời (w/m2) Điện áp dòng điện dàn pin mặt trời Dòng điện (A), điện áp diode (V) (Short circuit current): Dòng điện ngắn mạch PV vii Điện áp hở mạch Pin mặt trời 25 UOC 26 G Bức xạ mặt trời (Kw/m2) 27 D Hệ số làm việc 28 Ton Thời gian khóa K mở 29 T 30 fDC 31 IL1, IL2 32 UC1, UC2 33 tK Chu kỳ làm việc khóa Tần số đóng cắt Dịng điện cuộn cảm L1, L2 Điện áp tụ C1, C2 Thời điểm lấy mẫu viii Nhiệm vụ khối MPPT đưa thuật toán xác định điểm làm việc có cơng suất cực đại (MPP) gửi tín hiệu điều khiển hệ thống trì làm việc điểm có cơng suất cực đại Ta gọi điều khiển bám điểm làm việc có cơng suất cự đại (hay điều khiển bám điểm làm việc tối ưu) hệ thống Trong chương khảo sát số thuật toán MPPT đồng thời đề xuất thuật toán ứng dụng logic mờ để điều khiển bám điểm làm việc tối ưu hệ thống điện mặt trời nối lưới pha Kết kiểm tra thông qua mô cho hệ thống với số liệu cụ thể Matlab-Simulink 3.2 MỘT SỐ THUẬT TỐN MPPT THƠNG DỤNG 3.2.1 Thuật tốn điện áp khơng đổi (CV – Constant Voltage) Thuật tốn dựa nhận xét rằng: Điện áp điểm công suất cực đại thay đổi đôi chút với mức xạ khác (Hình 3.4) Hình 4: Quan hệ P(U) pin PV Điện áp MPP tỉ số điện áp UMPPvà điện áp UOC, UMPP điện áp điểm MPP, UOC điện áp hở mạch Tỷ số tùy thuộc vào thông số tế bào lượng mặt trời, giá trị thường sử dụng 76% Tại thời điểm dịng điện khơng, tiến hành đo điện áp hở mạch U OC sau tính UMPP Nhược điểm thuật toán lượng tải bị ngắt kết nối MPP không ln mức 76% 59 3.2.2 Thuật tốn xáo trộn quan sát (P&O - Perturb and Observe) Đây thuật tốn thường sử dụng để dị điểm MPP dựa sở gây nhiễu loạn điện áp quan sát dP/dt Đạo hàm cho thấy điện áp cao hay thấp cần giảm hay tăng điện áp đạo hàm Lưu đồ thuật toán P&Q hình 3.5 Hình 5: Lưu đồ thuật toán P&O Nhược điểm thuật toán dựa nhiễu loạn nên tồn dao động đạt tới điểm công suất cực đại 3.2.3 Thuật toán điện dẫn gia tăng (INC - Inremental Conductance) Thuật toán khắc phục tượng dao động xung quanh điểm công suất cực đại thuật toán P&Q Điều thực cách sử dụng gia tăng độ dẫn PV để tính tốn dấu hiệu khơng nhiễu loạn Từ biểu thức công suất: p ui đạo hàm vế theo u ta có: dp di iu 0 du du 60 Từ ta thu được: di i du u (3.2) Dựa vào (3.2) thuật tốn xác định điểm MPP xây dựng lưu đồ thuật toán INC Hình 3.6 Ta thấy thuật tốn phức tạp thuật tốn P&Q Hình 6: Lưu đồ thuật tốn INC 3.2.4 Thuật toán điện dung ký sinh (PC – ParasiticCapacitance) Trong tế bào pin mặt trời có điện dung ký sinh chúng sử dụng để xác định điểm công suất cực đại Kỹ thuật điện dung ký sinh sử dụng gợn sóng chuyển mạch để xáo trộn mảng Để tính tốn điện dung ký sinh gợn sóng trung bình cơng suất điện áp mảng tạo tần số chuyển mạch đo sử dụng để tính tốn độ dẫn mảng Sau thuật tốn dẫn gia tăng sử dụng để xác định hướng điểm hoạt động MPP Đây coi cải tiến kỹ thuật INC Thuật tốn có nhược điểm phức tạp, mặt khác điện dung ký sinh thường nhỏ nên thích hợp cho hệ thống lớn có nhiều modul mắc song song Ngồi có tụ điện lớn mắc đầu vào 61 chuyển đổi DC-DC phương pháp tác dụng 3.3 MPPT SỬ DỤNG LOGIC MỜ Các phương pháp MPPT theo Q&O INC có ưu điểm đơn giản song chúng có chung nhược điểm chưa đề cập đến vị trí điểm làm việc xét Sau tác giả đề xuất giải pháp sử dụng điều khiển mờ để xây dựng thuật toán theo dõi trì điểm làm việc có cơng suất cực đại cho hệ thống điện mặt trời nối lưới Từ đường cong quan hệ công suất điện áp (P-U) pin (hình 3.7) ta thấy hệ thống làm việc phía trái điểm Pmax dP/dU dương cần tăng điện áp để hệ thống tiến đến điểm Pmax, ngược lại hệ thống làm việc phía phải điểm Pmax dP/dU âm cần giảm điện áp để hệ thống tiến đến điểm Pmax Hệ thống làm việc điểm Pmax dP/dU = Hình 7: Quan hệ P-U PV Bộ điều khiển mờ tìm điểm Pmax thực đo lường điện áp dòng điện đầu pin, sau tính cơng suất theo biểu thức P = U*I để đưa đến đầu vào điều khiển Đầu điều khiển làm thay đổi chu kỳ điều chế độ rộng xung để đóng cắt chuyển đổi DC-DC Nguyên tắc làm việc điều khiển mờ sau: Tại thời điểm lấy mẫu (tk) FLC kiểm tra công suất đầu PV xác định thay đổi tương đối công suất so với điện áp (dp/du) Nếu giá trị lớn zero, điều khiển thay đổi chu kỳ làm việc PWM để tăng điện áp công suất cực đại (hoặc giá trị dp/du = 0) Nếu giá trị nhỏ zero, điều khiển thay đổi chu kỳ làm việc PWM để giảm điện 62 áp công suất cực đại FLC có đầu vào E DE, có đầu hệ số làm việc D (D = Ton/T) tín hiệu đưa vào điều chế độ rộng xung để điều khiển chuyển đổi DC-DC Các đầu vào đầu định nghĩa sau: P P(k) P(k 1) U U(k) U(k 1) E DE E(k) E(k 1) t E(k) (3.3) Trong P(k) cơng suất tức thời PV thời điểm tk Sai số E(k) cho biết điểm hoạt động tải thời điểm tk phía bên trái hay bên phải điểm công suất cực đại đường đặc tính PV, độ thay đổi DE diễn tả hướng chuyển động điểm MPP Sử dụng mơ hình mờ Mandani với hàm liên thuộc đầu vào, biểu diễn Hình 3.8 Hình 3.9 Luật hợp thành có dạng tổng quát như: if E = ei and DE = dej then D = dk (3.4) Nguyên tắc xây dựng luật hợp thành điều khiển mờ E âm điểm làm việc bên trái điểm MPP ta cần tăng D (để tăng điện áp) ngược lại Biến đầu vào DE dùng để hiệu chỉnh điều khiển Hình 8: Hàm liên thuộc tập mờ đầu vào (E, DE) 63 Hình 9: Hàm liên thuộc đầu (D) Giải mờ phương pháp trọng tâm giá trị đầu D tính theo cơng thức (3.5) d d n D j j1 j d n (3.5) j j1 Quan hệ Vào - Ra điều khiển mờ biểu diễn Hình 3.11 3.4 KẾT QUẢ MƠ PHỎNG 3.4.1 Sơ đồ kịch mô Việc mơ thuật tốn xác định trì điểm công suất tối đa hệ thống điện mặt trời nối lưới thực phần mềm Matlab-Simulink Sơ đồ mơ mơ tả hình 3.12 Các thông số hệ thống sử dụng cho mô Bảng 3.1 64 Hình 10: Sơ đồ mô hệ thống điện mặt trời nối lưới Bảng 1: Thông số pin mặt trời Thông số Giá trị Pin quang điện mã hiệu Aavid Solar ASMS- 60 cell 165P (600 - 1000)W/m2 Khoảng thay đổi xạ mặt trời Nhiệt độn làm việc pin 25±50C Điện trở song song cell pin 1000ꭥ Điện trở nối tiếp cell pin 0,008ꭥ Dòng điện ngắn mạch 3,8A Dòng điện bão hòa diot (IS0) 2.10-8A Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ 0,0024 0,005ꭥ, 410-4H Điện trở điện cảm cuộn dây L1 Thông số lọc Thông số lưới điện pha Thông số tải Thông số tải 65 Kịch mô phỏng: + Tổng thời gian mô 0,5s + Tại thời điểm t = 0,1s Inverter nối lưới với xạ 600W/m2 + Tại t = 0,3s xạ mặt trời tăng từ 600W/m2 lên 1000W/m2 + Phương pháp điều khiển nghịch lưu: PWM điều chế véc tơ không gian + Mô cho trường hợp: i) Nhiệt độ T = 250C ii) T = (25 + 5sin20t) 0C 3.4.2 Kết mô Các kết mô hình từ Hình 3.11 đến Hình 3.15 Trong đó: + Hình 3.11 đường cong đáp ứng điện áp DC - Bus xạ mặt trời thay đổi từ (600 – 1000) W/m2, nhiệt độ T = 250C + Hình 3.12 đường cong đáp ứng điện áp DC-Bus xạ mặt trời thay đổi từ (600 – 1000) W/m2, nhiệt độ T = (25 + 5sin20t) 0C + Hình 3.13 đáp ứng công suất pin quang điện đáp ứng công suất Inverter bơm vào lưới Bus xạ mặt trời thay đổi từ (600 – 1000)W/m2, nhiệt độ T = 250C + Hình 3.14 đường cong điện áp dòng điện pha A Inveter xạ mặt trời thay đổi từ (600 – 1000) W/m2, nhiệt độ T = 250C Hình 11: Điện áp UDC-bus nhiệt độ 66 Hình 12: Điện áp UDC-bus nhiệt độ thay đổi Hình 13: Cơng suất PV công suất Inverter bơm vào lưới nhiệt độ Hình 14: Đường cong điện áp dịng điện 1pha Inverter 67 + Hình 3.15 đường cong điện áp dòng điện pha Inveter xạ mặt trời thay đổi từ (600 – 1000) W/m2, nhiệt độ T = 250C Hình 15: Đường cong điện áp dòng điện 3pha Inverter 3.4.3 Nhận xét Từ kết mô ta thấy thuật toán MPPT đảm bảo cho hệ thống điện mặt trời ln bám điểm làm việc có cơng suất cực đại điều kiện môi trường (bức xạ mặt trời nhiệt độ) thay đổi 3.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG Chương trình bày ý nghĩa nguyên tắc xác định điểm làm việc tối ưu hệ thống điện mặt trời; số thuật toán xác định trì điểm làm việc tối ưu thơng dụng; xây dựng thuật tốn mờ trì chế độ làm việc tối ưu hệ thống điện mặt trời nối lưới; mơ hình hóa, mơ cho hệ thống cụ thể 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, đến luận văn hồn thành Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc giúp đỡ tận tình thầy giáo PGS.TS Lại Khắc Lãi Xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Điện T rường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ suốt q trình tham gia khóa học Xin chân thành cảm ơn Khoa sau đại học, bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Luận văn với đề tài “Nghiên cứu xác định trì điểm làm việc có cơng suất cực đại hệ thống điện mặt trời nối lưới” hoàn thành đạt số kết sau: + Tổng kết tổng quan số kiến thức điều khiển, tự động hóa, biến đổi DC - DC DC - AC, phương pháp biểu diễn hệ thống 3pha trên hệ tham chiếu khác nhau, phương pháp điều chế độ rộng xung, phương pháp hòa lưới nguồn điện + Tìm hiểu lượng mặt trời, phương pháp khai thác sử dụng lượng mặt trời truyền thống; pin mặt trời hệ thống điện mặt trời + Nghiên cứu phương pháp xác định trì điểm làm việc có cơng suất cự đại; đề xuất thiết kế điều khiển mờ để điều khiển bám điểm làm việc tối ưu hệ thống điện mặt trời nối lưới + Mơ hình hóa, mơ thuật toán MPPT sử dụng điều khiển mờ (FLC) phần mềm Matlab – Simulink cho hệ thống điện mặt trời nối lưới với thông số cụ thể, sát thực tế Kiến nghị Do thời gian trình độ có hạn nên luận văn dừng việc mơ thuật tốn xác định trì điểm làm việc có cơng suất cực đại hệ thống điện mặt trời nối lưới Trong thời gian tới tác giả dự kiến tiếp tục 69 nghiên cứu theo hướng với nội dung sau: - Xây dựng mơ hình khảo sát thuật tốn MPPT thực nghiệm, hiệu chỉnh hồn thiện để triển khai vào thực tế - Tiếp tục nghiên cứu cải tiến thuật toán MPPT có đề xuất thuật tốn MPPT đảm bảo cho hệ thống điện mặt trời nối lưới làm việc chế độ tối ưu 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lại Khắc Lãi, Lại Khắc Lãi, Lại Thị Thanh Hoa, Rỗn Văn Hóa [2] , Trần Ngọc Sơn “Cải thiện chất lượng nguồn điện mặt trời vi lưới” Tạp chí Ngiên cứu khoa học công nghệ Quân số 61 (2019) [3] Nguyễn Hồng Anh, Nguyễn Minh trí, “Ứng dụng hệ mờ điều khiển SVC lưới điện” Tạp chí khoa học số 15 + 16 Đại học Đà Nẵng [4] Phạm Thị Hồng Anh, “Xây dựng điều khiển nối lưới nguồn lượng mặt trời,” Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, chuyên ngành tự động hóa; 2012 [5] Lại Khắc Lãi, Dương Quốc Hưng, Trần Thị Thanh Hải "Thiết kế điều khiển hòa lưới cho máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép" Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Thái Ngun số 10 (2011); Tr 219-226 [6] Lại Khắc Lãi, Vũ Nguyên Hải, Trần Gia Khánh "Điều khiển hệ thống lai lượng gió mặt trời lưới điện thơng minh" Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Thái Nguyên số 4, tập 118 (2014); Tr 15-21 [7] Lại Khắc Lãi, Vũ Nguyên Hải, Lại Thị Thanh Hoa "Điều khiển công suất tác dụng công suất phản kháng biến tần pha nối lưới" Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Thái Nguyên số 8, tập 122 (2014); Tr 149-154 [8] Lại Khắc Lãi công “Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ mã số B2011-TN01-01” Tiếng Anh [9] Lai Khac Lai "Fuzzy Logic Controller for Grid-Connected single phase Inverter" Journal of science and technology - Thai Nguyen University No:02 (2013) 71 [10] E Miller, “Smart grids – a smart idea,” Renewable Energy Focus Magazine, vol 10, pp 62-67, Sep.-Oct 2009 [11] H Yang, Z Wei, and L Chengzh, “Optimal design and techno-economic analysis of a hybrid solar-wind power generation system,” Applied Energy, vol 86, pp 163-169, Feb 2009 [12] S Dihrab, and K Sopian, “Electricity generation of hybrid PV/wind systems in Iraq,” Renewable Energy, vol 35, pp 1303-1307, Jun 2010 [13] S.K Kim, J.H Jeon, C.H Cho, E.S Kim, and J.B Ahn, “Modeling and simulation of a grid-connected PV generation system for electromagnetic transient analysis, ”Solar Energy, vol.83, pp 664-678, May 2009 [14] H.L Tsai, “Insolation-oriented model of photovoltaic module using Matlab/Simulink,” Solar Energy, vol 84, pp 1318-1326, July 2010 [15] J.A Gow, and C.D Manning, “Development of a photovoltaic array model for use in power-electronics simulation studies,” IEE Proceedings- Electric Power Applications, vol 146, pp 193-199, Mar 1999 [16] M.J Khan, and M.T Iqbal, “Dynamic modeling and simulation of a small wind fuel cell hybrid energy system,” Renewable Energy, vol 30, pp 421439, Mar 2005 [17] M.G Villalva, J.R Gazoli, and E.R Filho, “Comprehensive approach to modeling and simulation of photovoltaic arrays,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol 24, pp 1198 - 1208, May 2009 [18] E Muljadi, C.P Butterfield, “Pitch-controlled variable-speed wind turbine generation,” IEEE Trans Industry Appl., vol 37, pp 240–246, Jan.-Feb 2001 72 [19] Crowhurst, B., El-Saadany, E.F., El Chaar, L., Lamont, L.A.: „Singlephase grid-tie inverter control using DQ transform for active and reactive load power compensation‟ Proc Power and Energy (Pecon), 2010, pp 489–494 [20] Ichikawa, R., Funato, H., Nemoto, K.: „Experimental verification of singlephase utility interface inverter based on digital hysteresis current controller‟ Int Conf Electrical Machines and Systems, 2011, pp 1–6 [21] Tran Cong Binh, Mai Tuan Dat, Phan Quang An, Pham Dinh Truc and Nguyen Huu Phuc: „Active and reactive power controler for single-phase grid-connectedphotovoltaicsystems‟,www4.hcmut.edu.vn/ /HCMUT_VN 73 ...ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ĐINH PHƢƠNG THÙY NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VÀ DUY TRÌ ĐIỂM LÀM VIỆC CĨ CƠNG SUẤT CỰC ĐẠI CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƢỚI DÙNG THUẬT TOÁN... hệ thống điện mặt trời làm việc độc lập nối lưới Chƣơng 3: Điều khiển bám điểm làm việc tối ƣu hệ thống điện mặt trời nối lƣới dùng thuật tốn mờ trình bày ý nghĩa nguyên tắc xác định điểm làm. .. điểm làm việc tối ưu hệ thống điện mặt trời; số thuật toán xác định trì điểm làm việc tối ưu thơng dụng; xây dựng thuật tốn mờ trì chế độ làm việc tối ưu hệ thống điện mặt trời nối lưới; mơ hình