PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUABIN GIÓ
3.2.1Giới thiệu phần mềm mô phỏng
Trong những năm gần đây, MatLab-Simulink trở thành một phần mềm được sử dụng nhiều nhất để mô hình hóa và mô phỏng các hệ thống động học. Các hệ thống tuabin gió là một ví dụ về các hệ thống động học đó. Nó bao gồm nhiều phân hệ với các hằng số thời gian khác nhau: gió, tuabin, máy phát, các bộ biến đổi điện tử lực, máy biến áp và lưới điện.
MatLab là một chương trình viết cho máy tính nhằm hỗ trợ cho các tính toán khoa học và kỹ thuật với các phần tử cơ bản là ma trận trên máy tính cá nhân do công ty "The MATHWORKS" viết ra. Matlab có hơn 25 TOOLS BOX để trợ giúp cho việc nghiên cứu trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau như: điện, điện tử, tự động, viễn thông, kinh tế, thống kê ...
Simulink là một phần mềm mở rộng được tích hợp vào chương trình Matlab (1 Toolbox của Matlab) với mục đích dùng để mô hình hoá, mô phỏng và phân tích các hệ thống động học. Thông thường dùng để thiết kế hệ thống điều khiển, thiết kế DSP, hệ thống thông tin và các ứng dụng mô phỏng khác. Simulink có một thư viện các khối hàm/chức năng rất phổ biến như các nguồn tín hiệu, các loại hiển thị, các phần tử mạch tuyến tính và phi tuyến, các bộ kết nối ... Người sử dụng cũng có thể tùy biến và tạo ra khối thư viện riêng cho họ. Để mô hình hoá, Simulink cung cấp một giao diện đồ họa thân thiện để sử dụng và xây dựng mô hình bằng các thao tác "nhấp và kéo thả" chuột trên màn hình. Với giao diện đồ họa này ta có thể xây mô hình và khảo sát một cách trực quan. Đây là sự khác xa với các phần mềm trước đó mà người sử dụng phải đưa vào các phương trình vi phân và các phương trình sai phân bằng một ngôn ngữ lập trình nào đó.
Sau khi xây dựng xong mô hình trên Simulink, ta có thể chạy mô phỏng và có thể theo dõi được kết quả mô phỏng một cách trực quan, các kết quả này được cập nhật cùng với những thay đổi của các tham số được sử dụng trong mô hình.
Trong các mục sau trình bày việc xây dựng các sơ đồ mô phỏng trong môi trường MatLab-Simulink và thực hiện mô phỏng ở các tình huống khác nhau. Trước hết là xây dựng sơ đồ mô phỏng dựa trên mô hình tuyến tính hóa của hệ thống và chỉ sử dụng các khối hàm của simulink. Sau đó là xây dựng sơ đồ mô phỏng hệ thống có sử dụng các phần tử trong thư viện powerlib.
Hệ thống được mô phỏng ở chế độ ổn định tần số dòng điện hay là ổn định tốc độ quay của máy phát khi tốc độ gió thay đổi bằng cơ cấu chấp hành thay đổi góc xoay cánh (pitch control). Bộ điều khiển được sử dụng trong hệ thống là bộ điều khiển PID thông thường. Các thông số bộ điều khiển PID
được lựa chọn trên cơ sở thực nghiệm mô phỏng. Chương trình tính toán các hệ số K trong mô hình động học tuyến tính hóa được viết bằng MatLab.