Như chúng ta đã biết, nhiệm vụ của hệ thống điều khiển phía lưới là lấy năng lượng từ lưới để cung cấp cho mạch một chiều ở chế độ dưới đồng bộ hoặc hoàn năng lượng từ mạch một chiều lên lưới ở chế độ trên đồng bộ. Trong cả hai quá trình đó, điện áp một chiều trung gian uDC phải được giữ ổn định không đổi.
Hình 2.13 Biểu diễn véc tơ không gian dòng điện phía lưới trên hệ toạ độ dq
Quan sát dòng iN ở đầu ra phía lưới của CL trên hệ tọa độ THĐAL, ta có:
N Nd Nq
*
3 N N 3( ) 3( )
N N N Nd Nd Nq Nq Nq Nd Nd Nq
S =P + jQ = u i = u i +u i + j u i −u i (2.44)
Trên hệ tọa độ tựa theo điện áp lưới, uNq =0, do đó (2.44) trở thành:
3 3 N N N Nd Nd Nd Nq S =P + jQ = u i − j u i (2.45) Từ (2.45), ta có:PN =3u iNd Nd; (2.46) 3 N Nd Nq Q = − u i (2.47)
Ta xét trường hợp tụ trung gian không nối với tải, bỏ qua tổn hao trong bộ biến đổi, ta có : 3 N Nd Nd DC DC P = u i =U i (2.48) Trong đó : DC DC dU i C dt = (2.49)
Từ (2.48) và (2.49) ta thấy, bằng việc điều chỉnh thành phần iNd ta sẽ thay đổi
được giá trị điện áp một chiều trung gian UDC
Từ (2.47) ta cũng rút ra nhận xét, thành phần iNq có tác dụng sản sinh công suất vô công.
Từ các phân tích ở trên, ta có sơ đồ cấu trúc điều khiển phía máy phát và lưới như hình 2.14.
Chương 3
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU KHIỂN ĐỐI TƯỢNG 3.1. Khái quát các phương pháp đã áp dụng và lựa chọn phương pháp điều khiển.
Cho đến nay, thực tế đều sử dụng các phương pháp điều khiển tuyến tính [ 6] trong đó khâu điều chỉnh dòng được tổng hợp theo các phương pháp tuyến tính và đã giải quyết được những vấn đề sau: Điều khiển phân ly (tách kênh) công suất tác dụng và công suất phản kháng phát lên lưới thông qua MĐKĐBRTDQ; Ổn định đối với dao động của điện áp lưới; Ổn định đối với dao động của từ thông khi lỗi lưới; Vấn đề tốc độ máy phát thay đổi ở chế độ bình thường.
Xu hướng hiện nay là sử dụng các phương pháp điều khiển phi tuyến để giải quyết các vấn đề đặt ra đối với hệ thống phát điện sức gió sử dụng MĐKĐBRTDQ ở chế độ bình thường (không lỗi lưới), đồng thời nâng cao chất lượng điều khiển ở chế độ lỗi lưới nhằm nâng cao tính ổn định của hệ thống với lưới.
Với mục tiêu nâng cao tính ổn định của hệ thống phát điện sức gió sử dụng MĐKĐBRTDQ khi làm việc với lưới, bản luận văn này đề cập tới phương pháp điều khiển theo mô hình nội IMC để tổng hợp bộ điều khiển dòng cho NLMP trên cơ sở thực hiện phân ly (tách kênh) các thành phần ird (tạo công suất hữu công) và irq
(tạo công suất vô công) của dòng rotor thông qua bù thành phần liên kết ngang ωr rdi
và ωr rqi . Vấn đề ổn ổn định đối với dao động của điện áp lưới; ổn định đối với dao
động của từ thông khi lỗi lưới; vấn đề tốc độ máy phát thay đổi ở chế độ bình thường và lỗi lưới được đề cập đến ở bộ điều khiển theo mô hình nội trên cơ sở bù sức phản điện động và hạn chế ảnh hưởng của nhiễu sức phản điện động thông qua điện trở phản hồi Ra.
3.2 Phương pháp điều khiển nội DFIG
Hiện nay về phương diện lý thuyết có nhiều phương pháp thiết kế phi tuyến, như phương pháp tuyến tính hoá chính xác, phương pháp tựa phẳng, điều khiển mờ,
mạng nơ ron ...Trong đề tài này áp dụng phương pháp thiết kế phi tuyến dựa trên cơ
Có rất nhiều trang trại phong năng sử dụng các tuốc bin gió dùng
MĐKĐBRTDQ (DFIG); loại này cho một số ưu điểm so với các máy phát có tốc độ cố định. Bộ
biến đổi của mạch kích từ (DFIG) bao gồm một bộ biến đổi nguồn áp sử dụng các phần tử bán dẫn điều khiển hoàn toàn. Bộ biến đổi ở phía máy phát đưa dòng kích từ với tần số thay đổi được vào trong dây quấn Roto thông qua vành trượt. Điều này cho phép duy trì dòng stato bằng với tần số của lưới trong khi bộ biến đổi phía lưới được cung cấp điện áp một chiều ổn định cho bộ biến đổi.
Để đạt được các mục tiêu này, đề xuất ra một sơ đồ điều khiển tổng thể dựa trên hệ thống DFIG. Bao gồm phần điều khiển cho tuốc bin gió và phần điều khiển cho DFIG. Trong thực tế giải pháp điều khiển tỉ lệ tích phân (PI) đã được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên việc thiết lập các thông số cho bộ điều khiển PI vẫn là một vấn đề đáng quan tâm.
Bộ điều khiển theo mô hình nội là một giải pháp điều khiển quá trình được đề xuất vào năm 1982 và đã được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. [1] Sử dụng IMC để chế ngự các lỗi trong DFIG. [2] Mô tả bộ điều khiển mô hình nội thích nghi mẫu - mô hình trực tiếp cho DFIG.
Trong phần này giới thiệu phương pháp điều khiển cho cả hai bộ biến đổi cho DFIG. Áp dụng cách thức điều khiển vòng kép dựa trên IMC. Đối với (MVSC - Bộ biến đổi nguồn áp phía máy phát) bộ biến đổi sử dụng vòng phân ly là vòng bên trong. Đối với (GVSC - Bộ biến đổi phía lưới) điện áp một chiều và công suất phản kháng được điều khiển ở vòng ngoài. Vòng trong vẫn dùng để điều khiển dòng điện. Trình tự thiết kế chi tiết được mô tả và các kết quả mô phỏng được đưa ra để khẳng định tính đúng đắn của giải pháp điều khiển.