Luận văn tìm hiểu các hệ thống điều khiển động cơ cấp điện từ 2 phía dùng cho năng lượng gió

tua bin [192] 3.6.3 Hệ thống điều khiển việc tuân thủ LVRT với DFIG Như nêu trước đó, nhiễu loạn lưới gây tải roto áp với áp mạch trung gian chiều dẫn đến hỏng hóc khơng có bảo vệ [182], [191], [192], [197].Các thiết bị bảo vệ khác mơ tả Hình 3.11 Giải pháp ban đầu thực nhà sản xuất để bảo vệ roto chuyển đổi để đoản mạch cuộn dây roto với gọi nhảy điện áp để ngắt kết nối tuabin khỏi lưới [198], [199].Giải pháp không phép với yêu cầu LVRT thiết lập GCR WECS khơng hỗ trợ tiện ích để tiếp tục hoạt động bình thường Nếu RSC có kích thước để tạo điện áp với áp roto (46) (47), điều khiển hồn tồn dòng roto [182], [186], [191].Đây giải pháp tốt để đối phó với q áp roto cho phép tồn quyền kiểm sốt DFIG lúc.Để đạt nó, q trình điều chế q mức RSC yêu cầu [200], sóng hài roto tăng lên.Một phương pháp để thiết kế kích thước RSC dựa điện áp tải dịng điện cực đại trình bày [90].Một phân 72 tích sâu rộng giới hạn hoạt động RSC xáo trộn lưới trình bày [201], xem xét tác động xếp hạng giới hạn cho GSC RSC nhiễu loạn lưới.Các chuyển đổi khổ cho phép kiểm soát nhiều hơn, cấu trúc liên kết DFIG ưu điểm chuyển đổi công suất thấp [182].Người ta biết chuyển đổi có kích thước để quản lý ≈30% tổng cơng suất DFIG [3], [181], [202] không đánh giá bình thường để tạo điện áp mức áp roto [182].Cũng có ghi rằng, độ trễ điện áp sâu lưới, khổ RSC vượt xa đánh giá trạng thái ổn định chuyển đổi Do đó, việc định dạng kích thước chuyển đổi cân yêu cầu LVRT chi phí, với yếu tố bảo vệ khác nhảy ngắt mạch trung gian chiều Hình 3.11: Thiết bị bảo vệ cánh quạt chuyển đổi DFIG trang bị nhảy, hình 3.11, thiết bị đoản mạch cuộn roto qua điện trở, hạn chế điện áp roto cung cấp thêm đường dẫn cho dịng roto [185].Có lựa chọn nhảy [156].Lựa chọn cuộn thụ động thực với chỉnh lưu diot thyristor.Việc triển khai yêu cầu dòng bị buộc phải khơng kích hoạt thiết bị khơng thể kiểm sốt hồn tồn việc hủy kích hoạt 73 cơng cụ.Tùy chọn thứ hai công cụ hoạt động cách sử dụng công tắc IGBT; điều cho phép ngừng hoạt động phục hồi nhanh điều khiển DFIG.Giá trị điện trở nhảy ảnh hưởng đến roto trạng thái [197].Những nhảy cỡ lớn làm choroto động q tải statorgiảm xóc tốt hơn, mơ men xoắn tải Nó làm giảm mức tiêu thụ điện năng.Tuy nhiên, gây tượng tăng đột biến ngừng hoạt động điện áp cao vòng trượt roto, dẫn đến ứng suất điện áp cuộn dây roto [193], [194] Ở [194], Kasem cộng sựđề xuất mức kháng cự 0,3 p.unếu điện áp roto tối đa giới hạn 1.2 p.u.Việc tính tốn kháng địn bẩy nói [193], (𝑣𝑟 )maxlà điện áp roto tối đa cho phép, 𝐿’𝑠 = 𝐿𝑠 + 𝐿𝑟𝐿0/(𝐿𝑟 + 𝐿0)và Vs điện áp stator Khi kích hoạt nhảy, RSC tắt [192], [194], [203].Tuy nhiên, dòng roto tiếp tục lưu thông đến mạch trung gian chiều thông qua điốt tự RSC, dẫn đến tăng điện áp mạch trung gian nhanh kích hoạt ngắt mạch trung gian để giới hạn giá trị điện áp mạch trung gian Trong trình vận hành, dịng roto khơng RSC điều khiển, máy hoạt động tạo cảm ứng đơn nạp với điện trở roto.Máy tiêu thụ lượng phản kháng góp phần làm độ trễ của lưới sụp áp tăng [203].GSC phải cung cấp lưới điện với công suất phản kháng, theo yêu cầu yêu cầu LVRT công suất phản kháng cho máy [204], [205].Trong [194], đề xuất để kết nối song song với GSC RSC, sử dụng cơng tắc xoay thích hợp, để cung cấp điện phản kháng nhiều cho lưới điện 74 Nếu DFIG cung cấp hỗ trợ công suất phản kháng theo yêu cầu GCR, bù VAR động, bù VAR tĩnh [206], bù đồng tĩnh [207] - [210] lắp đặt đầu cuối DFIG để cung cấp.Các thiết bị khác, chẳng hạn phục hồi điện áp động sử dụng [211] Sau giải phóng mặt lỗi, áp roto thoáng qua xuất trở lại hệ thống trải qua xáo trộn tương tự lỗi ban đầu.Điều yêu cầu kích hoạt nhảy ngang (hoặc liên kết ngắt mạch trung gian) (xem hình 3.11)] lần thứ hai [192], [194] Không giống rối loạn không đối xứng, nhiễu loạn đối xứng gây tải roto thoáng qua, chế độ nhảy kích hoạt dịng roto rơi xuống.Sau đó, công tắc bị ngắt kết nối RSC khởi động lại để điều khiển dịng roto.Vì lỗi diện nên tham chiếu nguồn hoạt động giảm xuống để tránh tình trạng tải.DFIG góp phần hỗ trợ cơng suất phản kháng vào lưới điện.Tuy nhiên, lưu ý hỗ trợ công suất phản kháng cung cấp GSC suốt thời gian chế độ crowbar [192], [204], [212].Trong [214], cơng tắc bị ngắt kết nối dịng roto rơi xuống giá trị ngưỡng thay đạt đến 0, giảm thời gian chế độ crowbar Bộ ngắt mạch trung gian chiều [156], Hình 3.11, thiết bị bảo vệ khác để giữ điện áp giới hạn chấp nhận Nó hoạt động đồng thời với crowbar [156], [192], [203] Bộ ngắt mạch khơng cần thiết cho hoạt động truyền lỗi, làm tăng phạm vi hoạt động DFIG [192], [203].ESS [213], [215] kết nối với mạch trung gian hấp thụ lượng bổ sung cung cấp cho mạch trung gian trả cho DFIG hoạt động bình thường Tuy nhiên, làm tăng đáng kể phức tạp chi phí WECS 75 Cơng tắc stator hình 3.11, [156], [185], [216] thiết bị khác để đáp ứng yêu cầu LVRT.Stator bị ngắt kết nối thời gian ngắn cách sử dụng công tắc này;RSC bị chặn máy phát bị khử từ.Sau RSC khởi động lại, stato kết nối lại hoạt động tiếp tục.Trong trình ngắt kết nối stato, GSC cung cấp nguồn phản kháng cho lưới điện.Việc triển khai giới hạn độ lớn thời lượng thoáng qua giữ tồn quyền kiểm sốt tạo phần lớn khoảng thời gian nhiễu [156], [216] Có khơng phù hợp mơ-men điện mơ-men xoắn học có xáo trộn lưới điện.Kiểm sốt độ dốc sử dụng để giảm mô-men xoắn học [156], [192] để tránh tốc độ roto.Tuy nhiên, điều khiển độ cao thay đổi góc lưỡi dao tốc độ tương đối chậm [217], điều chậm để giúp hệ thống phản ứng với lỗi lưới 3.6.4 Các phương pháp điều khiểnbỏ qua điện áp thấp với máy điện dị nguồn kép Tiểu mục tóm tắt phương pháp kiểm sốt để tn thủ LVRT.Mục đích để kiểm sốt điện áp dịng điện roto, để giảm q áp roto q dịng để tránh kích hoạt crowbar để ln kiểm sốt DFIG đầy đủ để đáp ứng yêu cầu LVRT.Tuy nhiên, nhiều trường hợp, kích hoạt crowbar khơng thể tránh được, chế độ crowbar đồng thời làm việc với phương pháp điều khiển Một số phương pháp kiểm soát điều chỉnh dòng roto GSC khung tham chiếu d – q dương âm [90], [98], [219] - [221] dựa mơ hình chuỗi dương âm DFIG [99].Các mục tiêu kiểm sốt bao gồm lượng hoạt động phản kháng DFIG để đáp ứng yêu cầu LVRT.Như thảo luận Phần III-B, chuyển đổi điện có bốn bậc tự do,cho phép bao gồm mục tiêu điều khiển bổ sung như: điều chỉnh 76 điện áp mạch trung gian, cân dòng stato hủy dao động công suất hoạt động,roto mô-men xoắn Mặc dù khơng thể tránh kích hoạt crowbar trường hợp lỗi không đối xứng nghiêm trọng [90], phương pháp noncrowbar để giảm áp roto dựa việc bơm dòng chảy khử từ dòng RSC đề xuất [33], [186], [221] [222].Kiểm soát DFIG đầy đủ giữ lại, cần có cơng suất dòng roto lớn khả hạn chế trường hợp lỗi khơng đối xứng.Nếu crowbar kích hoạt, việc sử dụng dòng khử từ giảm thời gian chế độ crowbar [223] Một điều khiển khung tĩnh α – β trình bày [106], tuyên bố tồn quyền kiểm sốt tất trường hợp LVRT.Tuy nhiên, kết thu với chuyển đổi ngoại cỡ chịu áp roto điều khiển dịng roto hồn tồn.Với chuyển đổi có kích thước phù hợp, phương pháp điều khiển có số hạn chế Một cách tiếp cận kiểm soát khác giới thiệu sức đề kháng ảo roto để giảm tải roto.Kết hợp khử từ điều khiển kháng ảo tìm thấy [188].Đối với độ trễ đối xứng, dịng roto giảm so với [186] báo cáo.Hoạt động lỗi không đối xứng chưa báo cáo Bộ điều khiển PI có bù cộng hưởng trình bày [110], [224] [225] để hoạt động điều kiện điện áp bị biến dạng.Mặc dù kết khả thi, vấn đề LVRT khơng giải Trong [226] [227], điều khiển thông thường sử dụng hoạt động bình thường chuyển sang điều khiển dòng trễ dựa vectơ lỗi lưới.Hiệu suất hệ thống tốt, nhiên, giới hạn hoạt động khơng xác định có hạn chế điều khiển trễ: nội dung hài cao hơn, tần số chuyển mạch cao tần số chuyển đổi tối đa bị hạn chế, dải lỗi lớn tạo sóng hài bậc thấp 77 Điều khiển trượt áp dụng thành công cho DFIG [228] điều kiện không cân lưới méo hài hòa 78 KẾT LUẬN Trong thời gian nghiên cứu thực đồ án hướng dẫn tận tình GS.TSKH Thân Ngọc Hồn thầy cô khoa Điện – Điện tử trường Đại học dân lập Hải Phòng em thực thành cơng đề tài:“Tìm hiểu hệ thống điều khiển động cấp điện từ phía dùng cho lượng gió” Dù cố gắng hồn thành đồ án có hướng dẫn cụ thể thầy hiểu biết cịn hạn chế chưa có kinh nghiệm thực tiễn nên chắn đồ án cịn có nhiều hạn chế, thiếu sót bất cập Vì vậy, em mong sửa chữa đóng góp ý kiến q thầy để em rút kinh nghiệm bổ sung thêm kiến thức Em cố gắng tiếp thu kiến thức không ngừng học hỏi để áp dụng vào công việc thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn ! Hải Phòng, ngày 18 tháng 10 năm 2018 Sinh viên thực Bùi Huy Phong 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] RobertoCárdenas,Salvador Alepuz, Senior Member, IEEE,Rubén Peñaand Greg Asher, Fellow, IEEE: “Overview of Control Systems for the Operation of DFIGs in Wind Energy Applications”, IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL 60, NO 7, JULY 2013 [2]Thân Ngọc Hoàn, Nguyễn Trọng Thắng (2014):“Nghiên cứu đề xuất cấu trúc hệ thống điều khiển máy phát điện nối với lưới sử dụng DFIG sở tín hiệu đồng dạng roto” [3] Thân Ngọc Hoàn, Nguyễn Trọng Thắng (2016): “Nguyên lý hoạt động máy điện” NXB xây dựng [4] GS TSKH Thân Ngọc Hoàn, (2005)“Máy điện” Nhà xuất xây dựng 80 ... không giải Trong [22 6] [22 7], điều khiển thông thường sử dụng hoạt động bình thường chuyển sang điều khiển dòng trễ dựa vectơ lỗi lưới.Hiệu suất hệ thống tốt, nhiên, giới hạn hoạt động không xác... thực thành cơng đề tài:? ?Tìm hiểu hệ thống điều khiển động cấp điện từ phía dùng cho lượng gió? ?? Dù cố gắng hồn thành đồ án có hướng dẫn cụ thể thầy cô hiểu biết cịn hạn chế chưa có kinh nghiệm thực... roto giảm so với [186] báo cáo.Hoạt động lỗi không đối xứng chưa báo cáo Bộ điều khiển PI có bù cộng hưởng trình bày [110], [22 4] [22 5] để hoạt động điều kiện điện áp bị biến dạng.Mặc dù kết khả