Wind turbin PSMG,DCAC, trên định mức, nối tải việc sử dụng nguồn lượng than đá, dầu mỏ,… làm cạn kiệt dần tài nguyên dẫn tới hiệu ứng nhà kính Kỷ nguyên giới tập trung nhiều vào nguồn lượng tái tạo gió nguồn lượng hiệu Năng lượng gió dạng lượng tái tạo khiết Hệ thống điện gió có nhiều loại Một số kết nối với lưới điện số độc lập với hệ thống lưới Tính chất tùy thuộc vào mục đích sử dụng lượng gió Năng lượng gió chuyển đổi thành lượng điện thường gọi Hệ thống chuyển đổi lượng gió (WECS) WECS bao gồm Tua bin gió, Phương pháp Điều khiển, Máy phát điện Bộ chuyển đổi điện Có số loại máy phát điện sử dụng trình chuyển đổi Máy phát điện cảm ứng (IG), Máy phát điện cảm ứng kép (DFIG) Máy phát điện đồng nam châm vĩnh viễn (PMSG) Giới thiệu PMSG sử dụng rộng rãi WECS hiệu khả kiểm sốt cao Mơ hình đề xuất WECS dựa PMSG bao gồm tuabin gió, tàu dẫn động, PMSG chế điều khiển Chiến lược điều khiển PSMG chia làm phần : Thứ nhất, điều khiển góc độ cánh tuabin gió Thứ hai, có phương pháp để điều khiển hoạt động tuabin phạm vi tốc độ gió cho tốc độ gió vượt giới hạn định tuabin ngừng hoạt động Mơ hình tốn Sơ đồ khối WECS dựa PMSG Các biến đổi điện tử cơng suất Mơ hình tốn
Wind turbin : PSMG,DC/AC, định mức, nối tải Nhóm Ngơ Đình Hiến 20173843 Trần Hồi Lâm 20174007 Nguyễn Văn Kiên 20173990 Trần Thị Thu 20174246 12/20/2021 1 Mục lục: Giới thiệu Mơ hình tốn Phương pháp điều khiển Mơ hình mơ Kết mô Lời kết Tài liệu tham khảo Giới thiệu Việc sử dụng nguồn lượng than đá, dầu mỏ,… làm cạn kiệt dần tài nguyên dẫn tới hiệu ứng nhà kính Kỷ nguyên giới tập trung nhiều vào nguồn lượng tái tạo gió nguồn lượng hiệu Năng lượng gió dạng lượng tái tạo khiết Hệ thống điện gió có nhiều loại Một số kết nối với lưới điện số độc lập với hệ thống lưới Tính chất tùy thuộc vào mục đích sử dụng lượng gió Năng lượng gió chuyển đổi thành lượng điện thường gọi Hệ thống chuyển đổi lượng gió (WECS) WECS bao gồm Tua bin gió, Phương pháp Điều khiển, Máy phát điện Bộ chuyển đổi điện Có số loại máy phát điện sử dụng trình chuyển đổi Máy phát điện cảm ứng (IG), Máy phát điện cảm ứng kép (DFIG) Máy phát điện đồng nam châm vĩnh viễn (PMSG) Giới thiệu PMSG sử dụng rộng rãi WECS hiệu khả kiểm sốt cao Mơ hình đề xuất WECS dựa PMSG bao gồm tuabin gió, tàu dẫn động, PMSG chế điều khiển Chiến lược điều khiển PSMG chia làm phần : Thứ nhất, điều khiển góc độ cánh tuabin gió Thứ hai, có phương pháp để điều khiển hoạt động tuabin phạm vi tốc độ gió cho tốc độ gió vượt giới hạn định tuabin ngừng hoạt động Mơ hình tốn Sơ đồ khối WECS dựa PMSG Các biến đổi điện tử cơng suất Mơ hình tốn 1.1 Mơ hình tua bin gió Năng lượng gió • • • • 𝑚 = khối lượng khơng khí 𝑣 = tốc độ gió 𝜌 = mật độ khơng khí 𝑆 = diện tích bề mặt tuabin Hệ số công suất tuabin (𝐶𝑝) Giả thiết đặt giá trị không đổi 𝑐1 = 0,5716, 𝑐2 = 116, 𝑐3 = 0,4, 𝑐4 = 5, 𝑐5 = 21 𝑐6 = 0,0068, ta đường cong Cp - 𝜆 : Mơ hình tốn Công suất đầu học mô-men xoắn học hình đây: • • • • • • • Trong : 𝑃𝑚 = cơng suất đầu học 𝑇𝑚 = mômen học 𝜌 = mật độ khơng khí 𝑆 = diện tích bề mặt tuabin 𝑣𝑤𝑖𝑛𝑑 = vận tốc gió 𝜆 = tỷ lệ tốc độ đầu 𝛽 = pitch angle Mơ hình tốn 1.2 Mơ hình drive train Drive train coi hệ thống khí tuabin gió bao gồm tuabin, máy phát hộp giảm tốc Hộp số chuyển đổi tốc độ thấp tuabin gió thành tốc độ mong muốn tuabin máy phát Mơ hình tốn học Khối drive train biểu diễn sau : • • • • • • • • 𝐻𝑡 = Hằng số qn tính tuabin 𝜃𝑠𝑡𝑎 = Góc xoắn trục 𝑤𝑡 = Tốc độ góc tuabin gió 𝑤𝑟 = Tốc độ rôto máy phát điện 𝑤𝑒𝑏𝑠 = Tốc độ điện 𝑇𝑠 = Mômen trục 𝐾𝑠𝑠 = Độ cứng trục 𝐷𝑡 = Hệ số giảm chấn Mơ hình tốn 1.3 Mơ hình máy phát điện Nam châm vĩnh cửu sử dụng rộng rãi máy điện đồng với ưu điểm thiết kế rơto đơn giản khơng có cuộn dây trường, vịng trượt hệ thống kích từ Mơ hình tạo hệ quy chiếu đồng d-q Mơ hình tốn Phương trình điện áp PMSG viết dạng Mơmen điện từ viết phương trình sau Các phương trình động lực học đưa • • • • • • • • • • • • • 𝐿𝑑 = d - điện cảm trục 𝐿𝑞 = q - điện cảm trục 𝑅 = điện trở cuộn dây stato 𝑖𝑑 = d - dòng trục 𝑖𝑞 = q - dòng trục 𝑣𝑑 = d - điện áp trục 𝑣𝑞 = q - điện áp trục 𝑤𝑟 = vận tốc góc rơto 𝜆 = biên độ từ thông gây 𝑝 = số cặp cực 𝐽 = qn tính rơto 𝐹 = ma sát rơto 𝜃 = góc rơto 10 Phương pháp điều khiển 3.2 Kiểm soát hoạt động Mặc dù ta sử dụng điều khiển Pitch angle để điều khiển tuabin điều kiện sử dụng gió, phải có phương pháp để tắt hoạt động hồn tồn trường hợp kéo dài tốc độ cắt Khi tuabin hồn tồn khơng hoạt động khơng tạo thảm họa lớn hệ thống Giả thiết lấy tốc độ giới hạn 3m/s => tốc độ chạy xác định khoảng – 11m/s => đạt tốc độ 11m/s tua bin phải ngừng lại, 11m/s gọi tốc độ giới hạn 18 Phương pháp điều khiển 3.3 Sơ đồ điều khiển cho chỉnh lưu nghịch lưu Sơ đồ điều khiển cho mạch vòng dòng điện Điều khiển mạch vịng dịng điện 19 Mơ hình mô 4.1 Wind Turbine SIMULINK Model 20 Mô hình mơ 4.2 Drive Train SIMULINK Model 21 Mơ hình mơ 4.3 PMSG SIMULINK MODEL Khối Bộ tạo đồng nam châm vĩnh cửu (PMSG) tìm thấy Thư viện Simulink 22 Mơ hình mô 4.4 Pitch Angle Control SIMULINK Model 23 Mơ hình mơ 4.5 Complete Model of the System 24 Kết mô 25 Kết mô 26 Kết mô Điện áp ba pha, dịng điện, cơng suất tác dụng công suất phản kháng thể Hình 18, Hình 19, Hình 20 Hình 21 27 Kết mô 28 Kết mô 29 Lời kết Có hai chiến lược điều khiển đặt tên điều khiển góc nghiêng điều khiển hoạt động tuabin giải thích Kết cho thấy cách áp dụng phương pháp kiểm soát này, hiệu độ tin cậy hệ thống đạt mức độ tốt 30 Tài liệu tham khảo 31 THANKS FOR WATCHING 12/20/2021 32 32 ... cao đến nghịch lưu Biên độ sóng hài xác định dựa theo khai triển chuỗi Fourier điện áp ngõ sau: Biên độ sóng hài bậc k: Ak Thơng thường dạng áp tải có tính chất hàm lẻ, đó: bk=0, Ak = ak... lưu Sơ đồ điều khiển cho mạch vòng dòng điện Điều khiển mạch vòng dòng điện 19 Mơ hình mơ 4.1 Wind Turbine SIMULINK Model 20 Mơ hình mơ 4.2 Drive Train SIMULINK Model 21 Mơ hình mơ 4.3 PMSG SIMULINK... lượng hiệu Năng lượng gió dạng lượng tái tạo khiết Hệ thống điện gió có nhiều loại Một số kết nối với lưới điện số độc lập với hệ thống lưới Tính chất tùy thuộc vào mục đích sử dụng lượng gió