Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TRUNG KIÊN NGHIÊN CỨU THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN NGHỊCH LƯU HÒA LƯỚI CHO HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI TRUNG TÂM TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TIỀN GIANG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TRUNG KIÊN NGHIÊN CỨU THUẬT TỐN ĐIỀU KHIỂN NGHỊCH LƯU HỊA LƯỚI CHO HỆ THỐNG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI TRUNG TÂM TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TIỀN GIANG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Hướng dẫn khoa học: TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015 LÝ LỊCH KHOA HỌC (Dùng cho nghiên cứu sinh & học viên cao học) Dán hình 3x4 & đóng mộc giáp lại hình I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: NGUYỄN TRUNG KIÊN Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 12/7/1981 Nơi sinh: Tiền Giang Quê quán: Song Bình, Chợ Gạo, Tiền Giang Dân tộc: Kinh Chức vụ, đơn vị công tác trước học tập, nghiên cứu: Trưởng phịng Hành - Tổng hợp, Trung tâm Tiết kiệm lượng Tiền Giang Chỗ riêng địa liên lạc: ấp Bình Hiệp, xã Song Bình, huyện Chợ Gạo, tỉnh Tiền Giang Điện thoại quan: 073 3974787 Fax: 073 3977077 Điện thoại di động: 0909 823 824 E-mail: trungkiennguyen@tiengiang.gov.vn II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chun nghiệp: Khơng Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 2000 đến 2006 Nơi học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh Ngành học: Điện khí hóa Cung cấp điện Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Thiết kế Vận hành hệ thống điện; Quản lý dự án; Trí tuệ chuyên gia Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ: 10/2013 đến 10/2015 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật điện Tên luận văn: Nghiên cứu thuật toán điều khiển nghịch lưu hòa lưới cho hệ thống pin lượng mặt trời Trung tâm Tiết kiệm lượng Tiền Giang Ngày & nơi bảo vệ luận văn: Ngày 25/10/2015, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Người hướng dẫn: TS Trương Đình Nhơn III QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Kiểm toán lượng;xây dựng hệ thống quản lý Trung tâm Tiết kiệm lượng 6/2007 đến 2013 lượng theo ISO 50001 thực - Sở Công Thương Tiền Giang đề tài, dư án tiết kiệm lượng 2013 đến Trung tâm Tiết kiệm lượng - Sở Cơng Thương Tiền Giang Trưởng phịng Hành Tổng hợp XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN CỬ ĐI HỌC (Ký tên, đóng dấu) Ngày 24 tháng 11 năm 2015 Người khai ký tên Võ Hữu Thiện Nguyễn Trung Kiên LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy TS Trương Đình Nhơn, người Thầy ln tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt q trình nghiên cứu để hồn thành luận văn Chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh giảng dạy em suốt thời gian học vừa qua Và cuối cùng, xin cảm ơn đến tất anh chị học viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập để hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn TP Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 10 năm 2015 Nguyễn Trung Kiên ii MỤC LỤC Trang tựa Trang LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii MỤC LỤC HÌNH ix Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu ngồi nước cơng bố 1.2 Lý chọn đề tài 1.3 Mục đích đề tài nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ đề tài giới hạn đề tài 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Điểm luận văn 1.7 Giá trị thực tiễn luận văn 1.8 Nội dung luận văn Chương 10 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1 Các biến đổi bán dẫn hệ thống pin mặt trời làm việc độc lập 10 2.1.1 Bộ biến đổi DC/DC 10 2.1.2 Điều khiển biến đổi DC/DC 18 2.1.3 Bộ biến đổi DC/AC 19 2.2 Phương pháp dị tìm điểm làm việc tối ưu MPPT 20 2.2.1 Giới thiệu chung 20 2.2.2 Nguyên lý dung hợp tải 22 v 2.2.3 Thuật toán xác định điểm làm việc có cơng suất lớn MPPT…………23 2.3 Phương pháp nhiễu loạn quan sát P&O 24 2.4 Phương pháp điều khiển MPPT 26 2.4.1 Phương pháp điều khiển PI 26 2.4.2 Phương pháp điều khiển trực tiếp 27 2.4.3 Phương pháp điều khiển đo trực tiếp tín hiệu 28 2.5 Kết nối hệ thống pin lượng mặt trời với lưới điện 29 2.5.1 Sự cần thiết việc kết nối hệ thống pin mặt trời với lưới điện 29 2.5.2 Các điều kiện hòa nguồn lượng mặt trời với lưới điện…………… 31 2.5.2.1 Điều kiện biên độ điện áp 31 2.5.2.2 Điều kiện tần số .32 2.5.2.3 Điều kiện thứ tự pha 33 2.5.2.4 Điều kiện góc lệch pha 34 Chương 35 MÔ PHỎNG GIẢI THUẬT P&O VÀ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG BOOST ĐIỆN ÁP DC 35 3.1 Tổng quan hệ thống boost điện áp DC 35 3.1.1 Mơ hình mạch Boost PFC nhánh 35 3.1.2 Mô hình mạch Boost PFC n nhánh 39 3.2 Giải thuật điều khiển hệ thống Boost điện áp DC 41 3.2.1 Giải thuật điều khiển hệ thống Boost điện áp DC 41 3.2.2 Kết mô hệ thống Boost DC 42 3.3 Mơ hình mô giải thuật P&O 43 3.3.1 Mơ hình mơ phần tử pin mặt trời 43 3.3.2 Nghiên cứu Solar cell 43 3.3.2.1 Khi điện trở nối tiếp Rs thay đổi 43 3.3.2.2 Khi Is thay đổi 44 3.3.2.3 Khi thay đổi nhiệt độ T 45 3.3.3 Phân tích giải thuật P&O 46 3.3.4 Mô giải thuật P&O 51 vi Chương 53 THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG BỘ NGHỊCH LƯU NỐI LƯỚI 53 4.1 Cơ sở lý thuyết 53 4.1.1 Bộ nghịch lưu áp 53 4.1.2 Các phương pháp điều chế 54 4.2 Tổng quan nghịch lưu pha 58 4.2.1 Mơ hình nghịch lưu nhánh (Single Leg Inverter) 58 4.2.2 Mơ hình nghịch lưu cầu pha 59 4.3 Bộ điều khiển nghịch lưu hòa lưới 60 4.3.1 Giới thiệu…………………………………………………………………….60 4.3.2 Mạch tạo tín hiệu điều khiển van biến tần 60 4.3.3 Mô hình mơ hệ thống điện mặt trời hịa lưới 63 4.3.3.1 Sơ đồ mô Matlab 63 4.3.3.2 Kết mô hệ thống điện mặt trời hòa lưới 65 Chương 68 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 vii Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu ngồi nước cơng bố: Năng lượng có vai trị đặc biệt quan trọng việc trì mức tăng trưởng kinh tế cao, cải thiện đời sống nhân dân, góp phần đảm bảo an ninh trị, an ninh lượng phát triển bền vững quốc gia Ngày nay, phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật, ngành công nghiệp sử dụng dạng lượng tăng mạnh (phụ tải tăng) Cùng với biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp nên việc sử dụng lượng ngày tăng, nguồn lượng thiên nhiên khai thác tăng nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng lượng toàn cầu, nguồn lượng hóa thạch có hạn, người khai thác đến lúc hết, dần cạn kiệt, việc khai thác sử dụng nguồn lượng hóa thạch, thủy điện,…đã để lại cho người hậu tác động môi trường vô lớn Cụ thể, sử dụng nguồn ngun liệu thải mơi trường loại khí độc làm nhiễm bầu khí từ làm thay đổi khí hậu, tác động xấu đến sống người tương lai Ngày nay, tiềm thủy điện khai thác gần hết, cịn ngun liệu than đá, dầu khí khơng có khả tái tạo cạn kiệt tương lai, lượng nguyên tử chứa đựng nhiều yếu tố nguy hiểm độc hại việc nghiên cứu tìm nguồn lượng trở thành yêu cầu cấp thiết nhiều quốc gia, đặc biệt nước phát triển đạt nhiều thành công định đời nhà máy phát điện dùng lượng gió, lượng mặt trời với công suất lên tới hàng ngàn MW Tuy nhiên nguồn lượng tương đối phụ thuộc vào tự nhiên Hòa xu hướng phát triển khoa học kỹ thuật giới, năm gần hoạt động nghiên cứu lượng tái tạo nói chung lượng mặt trời nói riêng nước ta triển khai mạnh mẽ tính ưu việc ln có sẵn, siêu gần vơ tận Vì vậy, cần nghiên cứu ứng dụng nguồn lượng vô tận cách tốt hiệu Chính vậy, việc tập trung đạo, đầu tư cho phát triển nguồn lượng Đảng Nhà nước ta trọng, đặc biệt nguồn lượng tái tạo lượng mặt trời, lượng sinh khối, gió, thủy điện Hiện nay, lượng gió tạo giới hàng năm tăng 20% với sản lượng điện năm 2011 đạt 238.000 MW tổng sản lượng lượng mặt trời toàn giới đạt 67.000 MW Trên thực tế, hệ thống lượng mặt trời với cơng suất lớn cung cấp tin cậy phần lượng toàn giới Trong Việt Nam, theo chiến lược phát triển lượng quốc gia giai đoạn từ năm 2011 đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2030 Thủ tướng phủ phê duyệt, lượng lượng tái tạo lượng đạt mức 5,6% tổng sản lượng điện quốc gia vào năm 2020 tăng trưởng đến mức 9,4% vào năm 2030 [3] Vì nguồn lượng có nhiều ưu điểm chi phí bảo dưỡng thấp, an tồn cho người sử dụng, không gây ô nhiễm môi trường đặc biệt nguồn tài nguyên vô phong phú Việt Nam có vị trí địa lý nằm gần đường xích đạo nên có nguồn lượng tái tạo vơ lớn, đặc biệt lượng mặt trời có cường độ xạ tương đối cao, với xạ trung bình đạt đến kWh/m2 ngày Các khu vực có cường độ ánh sáng cao phải kể đến khu vực phía Nam có khu vực cường độ ánh sáng lên đến kWh/m2 thời gian nắng lên đến 7000 h/năm Như nói khu vực phía Nam nơi thuận lợi để khai thác tiềm năng lượng mặt trời Các khu vực cịn lại phía Bắc điều kiện khí hậu mùa thay đổi thời gian có khu vực không cao, cường độ ánh sáng trung bình thấp, có vài tháng hè có cường độ ánh sáng cao tính thời gian trung bình có nắng năm lại thấp khu vực khó sử dụng pin mặt trời hơn, sử dụng sản lượng điện thu khơng cao tính hiệu kinh tế thấp VAB1 = ma (4-3) Như phương pháp biên độ điện áp dây đầu nghịch lưu đạt 86,7% điện áp chiều đầu vào vùng tuyến tính (0
Ngày đăng: 06/12/2021, 21:32
Xem thêm:
