Nghiên cứu hệ thống điều khiển statcom sử dụng bộ biến đổi đa mức kiểu cầu h nối tầng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu hệ thống điều khiển Statcom sử dụng biến đổi đa mức kiểu cầu H nối tầng NGUYỄN NGỌC BẢO Bao.NNCB180130@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Giảng viên hướng dẫn: TS Vũ Hồng Phương Chữ ký GVHD Viện: Điện HÀ NỘI, 10/2020 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: Nguyễn Ngọc Bảo Đề tài luận văn: Nghiên cứu hệ thống điều khiển Statcom sử dụng biến đổi đa mức kiểu cầu H nối tầng Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số SV: CB180130 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 30/10/2020 với nội dung sau: Mô kịch bổ sung thấy trao đổi công suất phản kháng STATCOM lưới điện Đã làm rõ vấn đề i*q  (trang 42,43) trang kết mô trang 48 52 id  Rà soát lỗi tả trình bày Ngày 26 tháng 11 năm 2020 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự - Hạnh phúc LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Ngọc Bảo Khóa: 2018B Viện: Điện Tên đề tài: Ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Nghiên cứu phương pháp điều khiển cho thiết bị bù lõm điện áp nguồn công nghiệp Nghiên cứu hệ thống điều khiển Statcom sử dụng biến đổi đa mức kiểu cầu H nối tầng Nội dung đề tài: Nghiên cứu hệ thống điều khiển Statcom sử dụng biến đổi đa mức kiểu cầu H nối tầng, từ đề xuất phương pháp điều khiển phù hợp Giáo viên hướng dẫn: TS Vũ Hoàng Phương Thời gian giao đề tài: 23/04/2019 Thời gian hoàn thành: 29/09/2020 Ngày 26 tháng 11 năm 2020 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu hệ thống điều khiển Statcom sử dụng biến đổi đa mức kiểu cầu H nối tầng Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên Lời cảm ơn Luận văn hoàn thành sở nghiên cứu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hướng dẫn TS Vũ Hoàng Phương, Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy, dẫn nhiệt tình, quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện cho tác giả để hoàn thành luận văn Thầy giúp em nhiều việc định hướng mục tiêu đề tài phương hướng giải số vấn đề gặp phải trình thực luận văn em Đồng thời cin cảm ơn góp ý quý giá tập thể PE Lab trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hỗ trợ nhiều cho tác giả đề tài Tóm tắt nội dung luận văn Ngày nay, nghịch lưu đa mức trở nên phổ biến với ứng dụng loại biến tần đa mức, hay hệ thống bù cơng suất phản kháng (STATCOM) Nghịch lưu đa mức có nhiều dạng, phổ biến dạng gồm nhiều cầu H nối tiếp với phía xoay chiều, với ưu điểm lớn tính mơ-đun hóa cao Đề tài “Nghiên cứu hệ thống điều khiển Statcom sử dụng biến đổi đa mức kiểu cầu H nối tầng” tập trung vào nghiên cứu, thiết kế cấu trúc điều khiển, phương pháp điều chế PWM, thuật toán cân điện áp tụ cấu trúc cầu H nối tầng STATCOM Bên cạnh việc thực yêu cầu đó, đề tài nghiên cứu thiết kế mạch vòng điều chỉnh dòng điện điện áp để kết nối hệ thống STATCOM với lưới điện Đề tài nghiên cứu phương pháp cân điện áp tụ DC hệ thống STATCOM cấu trúc cầu H nối tầng hai phương pháp điều chế điều chế véc tơ không gian (SVM) điều chế cách sử dụng sóng hình sin so sánh với sóng mang (sinPWM) Các cấu trúc thiết kế điều khiển kiểm chứng mơ MATLAB/Simulink Tín hiệu điện áp thu mô kiểm chứng cho thấy tính hiệu thuật tốn cân điện áp tụ này, giữ cho độ sai lệch điện áp tụ phạm vi cố định cho phép Nó hồn tồn khả thi với mạch nghịch lưu có số lượng mức lớn, giảm đáng kể mức độ sai lệch điện áp tụ Qua luận văn này, ứng dụng phương pháp điều chế PWM, mơ hình hóa mơ phỏng, thuật toán cân điện áp tụ vào STATCOM cầu H nối tầng, thực thi thành công MATLAB-Simulink HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ STATCOM 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Hệ thống bù đồng tĩnh – STATCOM 1.3 1.2.1 Các phương pháp bù công suất phản kháng 1.2.2 Bộ bù đồng tĩnh - STATCOM Hệ thống STATCOM cấu trúc cầu H nối tầng 10 1.3.1 STATCOM dựa nghịch lưu đa mức cầu H nối tầng 10 1.3.2 Nguyên lý hoạt động điều khiển STATCOM 12 CHƯƠNG NGHỊCH LƯU ĐA MỨC CẦU H NỐI TẦNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ PWM 14 2.1 Thuật toán điều chế sinPWM 14 2.2 Thuật tốn điều chế véc tơ khơng gian (SVM) 15 2.3 2.2.1 Xác định véc tơ điện áp đặt 16 2.2.2 Xác định vị trí véc tơ điện áp đặt 18 2.2.3 Xác định hệ số điều chế 20 2.2.4 Xác định mức điện áp cho pha 23 Cân điện áp tụ 29 2.3.1 Nguyên nhân gây cân điện áp tụ 29 2.3.2 Cân điện áp tụ điều chế sinPWM 29 2.3.3 Cân điện áp tụ điều chế SVM 33 CHƯƠNG MƠ HÌNH HĨA VÀ CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN NGHỊCH LƯU ĐA MỨC NỐI LƯỚI 37 3.1 Cấu trúc điều khiển 37 3.2 Mơ hình hóa nghịch lưu ba pha đa mức cầu H nối lưới 37 3.3 Thiết kế mạch vòng dòng điện bên 40 3.4 Thiết kế mạch vịng điện áp bên ngồi 41 CHƯƠNG MÔ PHỎNG TRÊN MATLAB-SIMULINK 44 4.1 Sơ đồ cấu trúc mô 44 4.2 Kết mô sử dụng phương pháp điều chế SVM 46 4.3 Kết mô sử dụng phương pháp điều chế sin PWM 49 4.4 Đánh giá kết mô 54 CHƯƠNG KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 58 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Giản đồ véc tơ công suất lưới điện Hình 1.2 Cấu trúc STATCOM pha Hình 1.3 Cấu trúc STATCOM ba pha Hình 1.4 Mô tả hệ thống STATCOM Hình 1.5 Trạng thái hấp thụ công suất phản kháng bù Hình 1.6 Trạng thái phát cơng suất bù 10 Hình 1.7 Nghịch lưu đa mức N cầu H nối tầng 11 Hình 1.8 Cấu trúc cầu H thứ k pha A 11 Hình 1.9 Cấu trúc STATCOM dựa theo cấu trúc nghịch lưu đa mức cầu H nối tầng 12 Hình 1.10 Biểu diễn véc tơ điện áp lưới hệ trục tọa độ 13 Hình 1.11 Cấu trúc điều khiển STATCOM 13 Hình 2.1 Minh họa phương pháp dịch pha sóng mang 14 Hình 2.2 Ba kiểu dịch mức sóng mang 15 Hình 2.3 Sơ đồ khối điều chế SVM 16 Hình 2.4 Nghịch lưu ba pha N cầu H nối tầng 16 Hình 2.5 Vị trí véc tơ chuẩn cầu H nối tầng 18 Hình 2.6 Ba hệ tọa độ khơng vng góc tạo nên góc phần sáu 18 Hình 2.7 Giá trị kg, kh tam giác sector 20 Hình 2.8 Tổng hợp véc tơ điện áp đặt từ ba véc tơ đỉnh tam giác 20 Hình 2.9 Mẫu xung điều chế SVM cho tam giác loại D1, D2 sector I, III, V 22 Hình 2.10 Mẫu xung điều chế SVM cho tam giác loại D1, D2 sector II, IV, VI 22 Hình 2.11 Đồ thị véc tơ trạng thái cho nghịch lưu ba pha mức cầu H nối tầng 27 Hình 2.12 Sơ đồ tương đương cụm cầu H nối tầng pha, xét cho pha A 29 Hình 2.13 Mạch vịng điều khiển điện áp trung bình tụ pha 30 Hình 2.14 Sơ đồ điều khiển điện áp trung bình tụ pha A 31 Hình 2.15 Mạch vòng điều khiển điện áp tụ thứ m pha 32 Hình 2.16 Sơ đồ điều khiển vịng kín cho điện áp tụ thứ m pha A 32 Hình 2.17 Sơ đồ cấu trúc cầu H thứ k pha A 33 Hình 3.1 Cấu trúc điều khiển STATCOM 37 Hình 3.2 Sơ đồ nghịch lưu ba pha n cầu H nối tầng nối lưới 37 Hình 3.3 Sơ đồ tương đương nghịch lưu ba pha n cầu H nối tầng nối lưới 38 Hình 3.4 Cấu trúc điều khiển dịng điện 41 Hình 4.1 Mơ hình hệ thống STATCOM cầu H nối tầng MATLAB-Simulink 44 Hình 4.2 Cấu trúc cell cầu H 44 Hình 4.3 Cấu trúc khâu thay đổi hệ số công suất 45 Hình 4.4 Dạng điện áp dòng điện lưới 46 Hình 4.5 Dạng điện áp đầu pha A,B,C điều chế SVM 47 Hình 4.6 Điện áp đặt điện áp trung bình tụ DC 47 Hình 4.7 Thành phần dịng điện iq _ ref , iq 47 Hình 4.8 Thành phần dịng điện id _ ref , id 48 Hình 4.9 Cơng suất phản kháng bù lên lưới điện 48 Hình 4.10 Dạng điện áp tụ chưa có khâu cân điện áp tụ 48 Hình 4.11 Dạng điện áp tụ có khâu cân điện áp tụ 49 Hình 4.12 Kết phân tích sóng hài dịng điện chạy qua cuộn cảm liên kết sử dụng khâu cân điện áp tụ 49 Hình 4.13 Dạng điện áp dòng điện lưới 50 Hình 4.14 Dạng điện áp đầu pha A,B,C điều chế Sin PWM 50 Hình 4.15 Điện áp đặt điện áp trung bình tụ DC 51 Hình 4.16 Thành phần dòng điện iq _ ref , iq 51 Hình 4.17 Thành phần dòng điện id _ ref , id 52 Hình 4.18 Cơng suất phản kháng bù lên lưới điện 52 Hình 4.19 Dạng điện áp tụ chưa có khâu cân điện áp tụ 53 Hình 4.20 Dạng điện áp tụ có khâu cân điện áp tụ 53 Hình 4.21 Kết phân tích sóng hài dịng điện chạy qua cuộn cảm liên kết sử dụng khâu cân điện áp tụ 54 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Giá trị mức điện áp tương ứng với trạng thái van 11 Bảng 1.2 So sánh số lượng linh kiện loại cấu trúc 12 Bảng 2.1 Thuật toán xác định sector 19 Bảng 2.2 Hệ số, thời gian điều chế cho véc tơ chuẩn v sector I, III, V 22 Bảng 2.3 Hệ số, thời gian điều chế cho véc tơ chuẩn v sector II, IV, VI 23 Bảng 2.4 Các véc tơ trạng thái sector 27 Bảng 2.5 Trạng thái mức pha tương ứng với véc tơ điều chế sector I 28 Bảng 2.6 Trạng thái mức pha tương ứng với véc tơ điều chế sector II 28 Bảng 2.7 Sự thay đổi giá trị điện áp tụ cầu H trạng thái 33 Bảng 2.8 Trạng thái phục vụ cân điện áp tụ pha A nghịch lưu mức 34 Bảng 2.9 Xác định trạng thái mức theo u cầu phóng, nạp tụ kết hợp chiều dịng 35 Bảng 2.10 Bộ trạng thái mức đáp ứng yêu cầu cân áp tụ mức sector 35 Bảng 4.1 Thông số mô hệ thống STATCOM 45 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ STATCOM 1.1 Đặt vấn đề Cùng với phát triển xã hội, yếu tố lượng trọng, đặc biệt điện Điện áp tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng điện Hệ thống hoạt động ổn định điện áp trì phạm vi cho phép Tuy nhiên, xuất kích động thay đổi đột ngột thơng số hệ thống hay tăng tải đột ngột, hệ thống vào trạng thái không ổn định Lý thay đổi khiến cho hệ thống khơng đáp ứng đủ nhu cầu công suất phản kháng cần thiết, làm giảm điện áp, nặng rơi ngồi phạm vi cho phép khơng thể điều khiển Thành phần công suất tác dụng P thành phần sinh cơng có ích cho phụ tải, thành phần công suất phản kháng Q thành phần vơ ích tạo từ trường máy phát loại tải có tính cảm gây ra, thành phần quan trọng tải cảm, cơng suất góp phần tạo nên từ trường trường hợp khởi động tải loại Nếu công suất phản kháng Q mà không, đồng nghĩa với tải loại không khởi động Người ta đánh giá chất lượng truyền tải điện thông qua hệ số cos  cos   P P  S P  Q2 ( 1.1 ) Thông thường, từ nhà máy phát điện phát điện lên lưới hệ số cosφ cao (gần 1) Về phía tải, đa phần tải sử dụng lưới điện sinh hoạt sản xuất loại tải cần có lượng từ trường (Q) để khởi động làm việc được, nên tạo nhu cầu công suất Q lớn Để đáp ứng nhu cầu này, lưới điện phải đưa lượng công suất Q để phục vụ cho tải Khi Q tăng đồng nghĩa với hệ số công suất cosφ giảm I P 3U cos  ( 1.2 ) Từ cơng thức tính dịng điện lưới điện pha ( 1.2 ), thấy cosφ giảm dịng điện tăng, dẫn đến tổn thất điện áp đường truyền tăng ( U  IR ), làm tăng sụt áp đường truyền Giải pháp kĩ thuật để nâng cao chất lượng truyền tải, đồng thời đảm bảo có đủ cơng suất phản kháng Q đáp ứng nhu cầu cho loại tải có tính cảm, sử dụng thiết bị bù công suất phản kháng lên lưới điện Khi phụ tải cần dùng đến cơng suất Q lấy cơng suất nguồn ngồi thay lấy lưới điện, phụ tải khơng cần đến cơng suất Q cơng suất ngắt Hình 4.19 Dạng điện áp tụ chưa có khâu cân điện áp tụ Hình 4.20 Dạng điện áp tụ có khâu cân điện áp tụ 53 Hình 4.21 Kết phân tích sóng hài dịng điện chạy qua cuộn cảm liên kết sử dụng khâu cân điện áp tụ Hình 4.22 Mơ cơng suất phảng kháng Qref , Q công suất tác dụng trường hợp trao đổi công suất Statcom lưới điện Pref , P Đánh giá kết mô Dựa vào kết mô hình sử dụng phương pháp điều chế vec tơ không gian SVM dịch pha sin PWM ta có đánh sau: 4.4 Theo phương trình (3.19) (3.20) ta thấy cơng suất tỉ lệ với dịng điện theo số độ bám dịng điện độ bám 54 công suất phản kháng hay công suất tác dụng tức thời công suất phản kháng tức thời Có thể nhận thấy phương pháp thành phần dòng điện i d , i q điện áp trung bình tụ bám sát giá trị đặt chúng Ta nhận thấy cấu trúc hệ thống Statcom làm tốt vai trò chúng cân điện áp tụ Lượng đặt cơng suất phản kháng để STATCOM bù hồn tồn phần cơng suất cảm kháng phía tải gây cách sử dụng khâu xác định công suất tiêu thụ cảm kháng tải Cân điện áp cho khâu DC có tác dụng định đến chất lượng sóng hài dịng xoay chiều đầu vào Trong phương pháp điều chế vec tơ không gian dịch pha sinPWM không sử dụng khâu cân điện áp tụ, ta thấy điện áp tụ có xu hướng xa so với giá trị điện áp đặt Khi áp dụng khâu cân điện áp tụ vào điện áp tụ dao động cung quanh giá trị điện áp đặt chúng với độ lệch xấp xỉ 10 (V), nhỏ nhiều so với độ lệch chưa có khâu cân điện áp tụ Với phương pháp điều chế SVM phân tích sóng hài dịng điện chạy cuộn cuộn liên kết sử dụng khâu cần điện áp tụ Hình 4.12 thu THD = 6,54 % Với phương pháp điều chế SVM phân tích sóng hài dòng điện chạy cuộn cảm liên kết sử dụng khâu cân điện áp tụ Hình 4.21 thu THD = 1,65 % cho thấy chất lượng dòng điện chạy qua cuộn cảm liên kết đảm bảo Yêu cầu đảm bảo độ méo THD dòng điện hệ thống STATCOM quan trọng nên thuật tốn áp dụng hiệu 55 CHƯƠNG KẾT LUẬN Qua thời gian thực luận văn với đề tài “Nghiên cứu hệ thống điều khiển Statcom sử dụng biến đổi đa mức kiểu cầu H nối tầng”, em thu thành định, cụ thể sau: + Tối ưu phương pháp điều chế PWM với thuật tốn điều chế vec tơ khơng gian SVM ứng dụng với số mức cầu H + Xây dựng thành cơng mạch vịng điều chỉnh cho nghịch lưu đa mức cầu H nối tầng ứng dụng STATCOM + Thiết kế khâu cân điện áp tụ điều chế véc tơ không gian điều chế sinPWM cho nghịch lưu đa mức kiểu cầu H nối tầng + Mơ khảo sát tính hiệu mạch vòng điều chỉnh, khả làm việc khâu cân điện áp tụ hai cách điều chế SVM sinPWM cho nghịch lưu đa mức cầu H nối tầng ứng dụng STATCOM Các kết mô thu cho thấy mạch vòng điều chỉnh làm tốt chức chúng Điện áp trung bình tụ đạt giá trị ổn định mong muốn Lượng bù công suất phản kháng lên lưới bám sát giá trị đặt Các khâu cân điện áp tụ cách điều chế SVM sinPWM thể rõ ràng khả chúng việc cân điện áp tụ Điện áp tụ giữ khoảng sai lệch cố định so với giá trị điện áp tụ trung bình, giảm thiểu đáng kể độ chênh lệch điện áp tụ, nâng cao chất lượng sóng hài điện áp đầu STATCOM Nó khả thi với hệ thống STATCOM có số lượng mức lớn 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Trọng Minh, Nghịch lưu đa cấp (Multilevel converter), Bộ môn Tự động hóa Cơng nghiệp, 2015 [2] Bui Van Huy, Điều khiển biến đổi đa bậc nguồn áp ứng dụng nguồn điện phân tán có nối lưới,2016 [3] C M Van, T N Xuan, P V Hoang, M T Trong, S P Cong and L N Van, "A Generalized Space Vector Modulation for Cascaded H-bridge Multi-level Inverter," 2019 International Conference on System Science and Engineering (ICSSE), pp 18-24, 2019 [4] Bui Van Huy, Tran Trong Minh, Nguyen Van Lien, New Technique of Capacitor Voltage Balancing for Statcom System Based on the Multilevel Cascaded H-bridge Inverter, 2015 [5] L Maharjan, S Inoue and H Akagi, "A Transformerless Energy Storage System Based on a Cascade Multilevel PWM Converter With Star Configuration," IEEE Transactions on Industry Applications, vol 44, no 5, pp 1621-1630, 2008 [6] H Akagi, S Inoue and T Yoshii, "Control and Performance of a Transformerless Cascade PWM STATCOM With Star Configuration," IEEE Transactions on Industry Applications, vol 43, no 4, pp 1041-1049, 2007 [7] Nikola Celanovic, Dushan Boroyevich; A Fast Space-Vector Modulation Algorithm for Multilevel Three-Phase Converters; IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL 37, NO 2, MARCH/APRIL 2001 [8] E.Acha, V.G.gelidis,O.Anaya-Lara, T.J.E Miller, Power Electronic Control in Electrical Systems., 2002 57 PHỤ LỤC A1 Một số thông số mô L=21; %21 muc numH=10; %Moi pha co 10 cau H Tsample=50e-6; %Chu ki trich mau dong va ap Vdcref=550;Vdc0=550; %Dien ap ban dau tren moi tu Vgrid=6600;F0=50;w=2*pi*F0; %Dien ap luoi, tan so co ban Qref=1e6;iqref=-2*Qref/(3*Vgrid*sqrt(2)/sqrt(3)); %Cong suat phan khang bo STATCOM bu cho luoi Lstat=5.5e-3;Rstat=0.01; %Dien cam va dien tro cuon day noi giua STATCOM va luoi Rload=18;Lload=30e-3; %Dien tro va dien cam cua tai phia luoi Fs=2000; %Tan so xung rang cua % R_C=1000000;Idc1=0;I_ss=0; % Idc0=0; %Gia tri dat ban dau cua nguon dong DC Cdc=4700e-6; CdcA1=4700e-6;Vdc0A1=Vdc0;%Ra1=R_C;IdcA1=[Idc0 Idc1]; %Cell A1 CdcA2=4700e-6;Vdc0A2=Vdc0;%Ra2=R_C;IdcA2=[Idc0 Idc1]; %Cell A2 CdcA3=4700e-6;Vdc0A3=Vdc0;%Ra3=R_C;IdcA3=[Idc0 Idc1]; %Cell A3 CdcA4=4700e-6;Vdc0A4=Vdc0;%Ra4=R_C;IdcA4=[Idc0 Idc1]; %Cell A4 CdcA5=4700e-6;Vdc0A5=Vdc0;%Ra5=R_C;IdcA5=[Idc0 Idc1]; %Cell A5 CdcA6=4700e-6;Vdc0A6=Vdc0;%Ra6=R_C;IdcA6=[Idc0 Idc1]; %Cell A6 CdcA7=4700e-6;Vdc0A7=Vdc0;%Ra7=R_C;IdcA7=[Idc0 Idc1]; %Cell A7 CdcA8=4700e-6;Vdc0A8=Vdc0;%Ra8=R_C;IdcA8=[Idc0 Idc1]; %Cell A8 CdcA9=4700e-6;Vdc0A9=Vdc0;%Ra9=R_C;IdcA9=[Idc0 Idc1]; %Cell A9 CdcA10=4700e-6;Vdc0A10=Vdc0;%Ra10=R_C;IdcA10=[Idc0 Idc1]; %Cell A10 CdcB1=4700e-6;Vdc0B1=Vdc0;%Rb1=R_C;IdcB1=[Idc0 Idc1]; %Cell B1 CdcB2=4700e-6;Vdc0B2=Vdc0;%Rb2=R_C;IdcB2=[Idc0 Idc1]; %Cell B2 CdcB3=4700e-6;Vdc0B3=Vdc0;%Rb3=R_C;IdcB3=[Idc0 Idc1]; %Cell B3 CdcB4=4700e-6;Vdc0B4=Vdc0;%Rb4=R_C;IdcB4=[Idc0 Idc1]; %Cell B4 CdcB5=4700e-6;Vdc0B5=Vdc0;%Rb5=R_C;IdcB5=[Idc0 Idc1]; %Cell B5 CdcB6=4700e-6;Vdc0B6=Vdc0;%Rb6=R_C;IdcB6=[Idc0 Idc1]; %Cell B6 CdcB7=4700e-6;Vdc0B7=Vdc0;%Rb7=R_C;IdcB7=[Idc0 Idc1]; %Cell B7 CdcB8=4700e-6;Vdc0B8=Vdc0;%Rb8=R_C;IdcB8=[Idc0 Idc1]; %Cell B8 CdcB9=4700e-6;Vdc0B9=Vdc0;%Rb9=R_C;IdcB9=[Idc0 Idc1]; %Cell B9 CdcB10=4700e-6;Vdc0B10=Vdc0;%Rb10=R_C;IdcB10=[Idc0 Idc1]; %Cell B10 CdcC1=4700e-6;Vdc0C1=Vdc0;%Rc1=R_C;IdcC1=[Idc0 Idc1]; %Cell C1 CdcC2=4700e-6;Vdc0C2=Vdc0;%Rc2=R_C;IdcC2=[Idc0 Idc1]; %Cell C2 CdcC3=4700e-6;Vdc0C3=Vdc0;%Rc3=R_C;IdcC3=[Idc0 Idc1]; %Cell C3 CdcC4=4700e-6;Vdc0C4=Vdc0;%Rc4=R_C;IdcC4=[Idc0 Idc1]; %Cell C4 CdcC5=4700e-6;Vdc0C5=Vdc0;%Rc5=R_C;IdcC5=[Idc0 Idc1]; %Cell C5 CdcC6=4700e-6;Vdc0C6=Vdc0;%Rc6=R_C;IdcC6=[Idc0 Idc1]; %Cell C6 CdcC7=4700e-6;Vdc0C7=Vdc0;%Rc7=R_C;IdcC7=[Idc0 Idc1]; %Cell C7 CdcC8=4700e-6;Vdc0C8=Vdc0;%Rc8=R_C;IdcC8=[Idc0 Idc1]; %Cell C8 CdcC9=4700e-6;Vdc0C9=Vdc0;%Rc9=R_C;IdcC9=[Idc0 Idc1]; %Cell C9 CdcC10=4700e-6;Vdc0C10=Vdc0;%Rc10=R_C;IdcC10=[Idc0 Idc1]; %Cell C10 %CB dien ap tu dieu che SVM DeltaV=0.5*Vdc0/100; %Nguong xet can bang dien ap tu giua cac pha SVM set_time_SVM=0; %Thoi diem ap dung khau CB dien ap tu %Tinh toan thong so cac bo PI beta_de=(sqrt(3)/(2*numH))*(Vgrid*sqrt(2)/sqrt(3))/Vdcref; Ed=Vgrid*sqrt(2)/sqrt(3); i_de=0; beta_qe=(-sqrt(3)/(2*numH))*w*Lstat*i_de/Vdcref; Tc=Lstat/Rstat;Kc=1/Rstat; 58 Tv=2*Cdc*numH/beta_de; %PI cho mach vong dong dien T_0c=2.5e-3;Xi_c=0.7; T_ic=2*Xi_c*T_0c;%T_ic=0; K_pc=Tc*T_ic/(Kc*T_0c^2);%K_pc=14.5; K_ic=K_pc/T_ic;%K_ic=4143; %PI cho mach vong dien ap T_0v=25e-3;Xi_v=0.7; T_iv=2*Xi_v*T_0v; K_pv=2*Xi_v*Tv/T_0v;K_pv=0.75; K_iv=K_pv/T_iv;K_iv=0; %Cac thong so bo CB tu dieu che sinPWM %CB giua cac pha T2=0.02;K2=Lstat/T2; %K2=0; K1=numH*sqrt(3)*K2*Cdc*Vdcref/(4*Lstat*Vgrid); %CB mot pha T3=5;K3=2*Cdc*Vdcref/(T3*abs(iqref)); %K3=0; Xác định Sector SVM function [d1,d2,d0,No,Mx]=SVMLogic(x1,x2,x3,L) ualpha = x1; ubeta = x2; udc = (x3+0.001)*2/3;% Normalizes voltage vector magnitude of 2/3 Udc to be Mx = sqrt(x1*x1+x2*x2)/(sqrt(3)*udc); if (Mx-floor(Mx)) > Mx = floor(Mx) + 1; end if Mx > ((L-1)/2) Mx = (L-1)/2; end %Temporary variables calculation temp = ubeta/sqrt(3); z1x = ualpha -temp; z2y = -z1x; z1y = 2*temp; z3x = z1y; z2x = ualpha + temp; z3y = -z2x; %Logic to define sector if ((z1x*z1y) < 0) if ((z2x*z2y) < 0) if (z3x > 0) No = 3; else No = 6; end elseif (z2x > 0) No = 2; elseif ((z2x == 0)&&(z2y > 0)) No = 3; elseif ((z2x == 0)&&(z2y < 0)) No = 6; else No = 5; end 59 elseif No elseif No elseif No else No end (z1x > 0) = 1; ((z1x == 0)&&(z1y > 0)) = 2; ((z1x ==0)&&(z1y < 0)) = 5; =4; %calculation of duty ratio d1, d2 using matrix M duty = [0,0]; switch No case duty = [z1x,z1y]; case duty = [z2x,z2y]; case duty = [z3x,z3y]; case duty = [-z1x,-z1y]; case duty = [-z2x,-z2y]; case duty = [-z3x,-z3y]; end d1 = duty(1)/udc; d2 = duty(2)/udc; %Overmodulation algorithm, supposed max normalized magnitude of NPC vector voltage is %abs (Uref) = (it means 2/3 Udc) d = d1 + d2; if d >= (L-1) d1 = (L-1)*d1/d; d2 = (L-1)*d2/d; d0 = 0; else d0 = (L-1)- (d1 + d2); end Xác định Dutycycle function [d1,d2,d3,D,kg,kh]=DutyCycle(m1,m2,SecNo) kg=floor(m1); % integer kh=floor(m2); % integer mg=m1-kg; % fraction of mh=m2-kh; % fraction of m0=mg+mh; part kg part kh m1 m2 checkodd=mod(SecNo,2); % check either sector number is odd or even if checkodd==1 %odd SecNo 1,3,5 if m01 D=2; %Triange of type D2 d1=1-mh; d2=1-mg; d3=m0-1; 60 end else %checkodd=0 even SecNo 2,4,6 if m01 D=2; %Triange of type D2 d1=1-mg; d2=1-mh; d3=m0-1; end end %end checkodd %Outputs Xác định trạng thái vector function kABC = Svectors2Slevels(d1234,Dtype,kg,kh,SecNo,Mx) k0=kg+kh; kmax = Mx; k=-kmax+k0; kA=0; kB=0; kC=0; switch SecNo case %In sector I the optimal sequence is P1>P2>P3>P1+ for D1 and P2>P3>P4>P2+ for D2 if Dtype==1 switch d1234 case kA=k; kB=k-kg; kC=k-k0; case kA=k+1; kB=k-kg; kC=k-k0; case kA=k+1; kB=k-kg+1; kC=k-k0; case kA=k+1; kB=k-kg+1; kC=k-k0+1; end %end swith d1234 else %Dtype==2 switch d1234 case kA=k+1; kB=k-kg; kC=k-k0; case kA=k+1; kB=k-kg+1; kC=k-k0; case kA=k+2; kB=k-kg+1; kC=k-k0; 61 case kA=k+2; kB=k-kg+1; kC=k-k0+1; end%end switch d1234 end %end if D==1 case %In sector II the optimal sequence is P1>P3>P2>p1+ for D1 and P3>P2>P4>P3+ for D2 if Dtype==1 switch d1234 case kA=k-kh; kB=k; kC=k-k0; case kA=k-kh; kB=k+1; kC=k-k0; case kA=k-kh+1; kB=k+1; kC=k-k0; case kA=k-kh+1; kB=k+1; kC=k-k0+1; end else %Dtype==2 switch d1234 case kA=k-kh; kB=k+1; kC=k-k0; case kA=k-kh+1; kB=k+1; kC=k-k0; case kA=k-kh+1; kB=k+2; kC=k-k0; case kA=k-kh+1; kB=k+2; kC=k-k0+1; end %end switch d1234 end %end if Dtype case %In sector III the optimal sequence is P1>P2>P3>P1+ for D1 and P2>P3>P4>P2+ for D2 if Dtype==1 switch d1234 case kA=k-k0; kB=k; kC=k-kg; case kA=k-k0; kB=k+1; kC=k-kg; case kA=k-k0; kB=k+1; kC=k-kg+1; case 62 kA=k-k0+1; kB=k+1; kC=k-kg+1; end %end swith d1234 else %Dtype==2 switch d1234 case kA=k-k0; kB=k+1; kC=k-kg; case kA=k-k0; kB=k+1; kC=k-kg+1; case kA=k-k0; kB=k+2; kC=k-kg+1; case kA=k-k0+1; kB=k+2; kC=k-kg+1; end%end switch d1234 end %end if Dtype case %In sector IV the optimal sequence is P1>P3>P2>p1+ for D1 and P3>P2>P4>P3+ for D2 if Dtype==1 switch d1234 case kA=k-k0; kB=k-kh; kC=k; case kA=k-k0; kB=k-kh; kC=k+1; case kA=k-k0; kB=k-kh+1; kC=k+1; case kA=k-k0+1; kB=k-kh+1; kC=k+1; end else %Dtype==2 switch d1234 case kA=k-k0; kB=k-kh; kC=k+1; case kA=k-k0; kB=k-kh+1; kC=k+1; case kA=k-k0; kB=k-kh+1; kC=k+2; case kA=k-k0+1; kB=k-kh+1; kC=k+2; end %end switch d1234 63 end %end if Dtype case %In sector V the optimal sequence is P1>P2>P3>P1+ for D1 and P2>P3>P4>P2+ for D2 if Dtype==1 switch d1234 case kA=k-kg; kB=k-k0; kC=k; case kA=k-kg; kB=k-k0; kC=k+1; case kA=k-kg+1; kB=k-k0; kC=k+1; case kA=k-kg+1; kB=k-k0+1; kC=k+1; end %end swith d1234 else %Dtype==2 switch d1234 case kA=k-kg; kB=k-k0; kC=k+1; case kA=k-kg+1; kB=k-k0; kC=k+1; case kA=k-kg+1; kB=k-k0; kC=k+2; case kA=k-kg+1; kB=k-k0+1; kC=k+2; end%end switch d1234 end %end if D==1 case %In sector VI the optimal sequence is P1>P3>P2>p1+ for D1 and P3>P2>P4>P3+ for D2 if Dtype==1 switch d1234 case kA=k; kB=k-k0; kC=k-kh; case kA=k+1; kB=k-k0; kC=k-kh; case kA=k+1; kB=k-k0; kC=k-kh+1; case kA=k+1; kB=k-k0+1; kC=k-kh+1; end else %Dtype==2 64 switch d1234 case kA=k+1; kB=k-k0; kC=k-kh; case kA=k+1; kB=k-k0; kC=k-kh+1; case kA=k+2; kB=k-k0; kC=k-kh+1; case kA=k+2; kB=k-k0+1; kC=k-kh+1; end %end switch d1234 end %end if Dtype end %switch SecNo %Outputs kABC=[kA;kB;kC]; A3 Một số cấu trúc điều khiển thực Matlab-Simulink Hình PL Mơ hình hệ thống Statcom cầu H nối tầng Matlab-simulink 65 Hình PL Cấu trúc khâu thay đổi hệ số công suất Hình PL Cấu trúc điều khiển cân điện áp điều chế sinPWM 66 Hình PL Cấu trúc điều khiển cân điện áp tụ điều chế SVM 67 ... công nghiệp Nghiên cứu h? ?? thống điều khiển Statcom sử dụng biến đổi đa mức kiểu cầu H nối tầng Nội dung đề tài: Nghiên cứu h? ?? thống điều khiển Statcom sử dụng biến đổi đa mức kiểu cầu H nối tầng, ... Nghiên cứu h? ?? thống điều khiển Statcom sử dụng biến đổi đa mức kiểu cầu H nối tầng Giáo viên h? ?ớng dẫn Ký ghi rõ h? ?? tên Lời cảm ơn Luận văn hoàn thành sở nghiên cứu trường Đại h? ??c Bách Khoa H? ?... Mô h? ?? thống điều khiển STATCOM sử dụng phương pháp điều chế dịch pha Sin PWM cho biến đổi đa mức cầu H nối tầng 45 Kiểm chứng có sử dụng khơng sử dụng khâu cân điện áp tụ 4.2 Kết mô sử dụng phương