Kết luận chương 5

4 CÁC VẤN ĐỀ ĐIỀU KHIỂN

5.4 Kết luận chương 5

Thiết bị kho điện với cấu trỳc điều khiển đề xuất sử dụng luật điều khiển tuyến tớnh và luật điều khiển phi tuyến(4.39), (4.63) cho bộ biến đổi DC-DC hai chiều khụng cỏch ly được thử nghiệm khụng chỉ với nguồn vụ hạn để kiểm tra động học riờng của hệ thống như ở Mục 5.1.1 mà cũn kiểm nghiệm với hệ thống điện ốc đảo cụng suất hữu hạn sử dụng nguồn phỏt hỗn hợp giú và diesel để kiểm tra khả năng bự ngắn hạn nhằm ổn định cụng suất đầu ra hệ PĐSG, đảm bảo chất lượng tần số lưới như đó trỡnh bày ở cỏc mục 5.1.4, 5.1.5.

Thờm vào đú, SCESS cũn được kiểm chứng hai chế độ trao đổi cụng suất với lưới điện xoay chiều ba pha trong phũng thớ nghiệm trờn mụ hỡnh vật lý, cụng suất trao đổi giữa SCESS với lưới đó được kiểm soỏt chớnh xỏc cả về chiều và độ lớn. Đõy là cơ sở quan trọng, là tiền đề để cú thể tớch hợp SCESS vào hệ thống PĐSG núi riờng và cỏc hệ thống điện xoay chiều 3 pha núi chung trong thực tế.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 139

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Luận ỏn là cụng trỡnh nghiờn cứu đầu tiờn tại Việt Nam về vấn đề điều khiển thiết bị kho điện sử dụng siờu tụ tớch hợp cho hệ thống phỏt điện sức giú trong hệ thống điện ốc đảo. Trờn cơ sở những nhận thức trong quỏ trỡnh thực hiện luận ỏn và khảo sỏt kết quả nghiờn cứu của cỏc tỏc giả khỏc trờn cỏc tạp chớ chuyờn ngành, trong mục này tỏc giả túm tắt những đúng gúp của luận ỏn cũng như chỉ ra hướng phỏt triển tiếp theo của đề tài.

Cỏc đúng gúp mới của luận ỏn

1. Xõy dựng mụ hỡnh động học hợp nhất hai chế độ trao đổi năng lượng của bộ biến đổi DC-DC hai chiều khụng cỏch ly mang đặc điểm phi tuyến phự hợp với mục tiờu thiết kế điều khiển kho điện sử dụng siờu tụ.

2. Đề xuất cấu trỳc điều khiển thiết bị kho điện sử dụng siờu tụ cú tớch hợp thuật toỏn toỏn điều khiển phi tuyến cho bộ biến đổi DC-DC hai chiều khụng cỏch ly đảm bảo kiểm soỏt độc lập cỏc thành phần cụng suất tỏc dụng, cụng suất phản khỏng với động học phự hợp với những biến động cụng suất đầu ra của turbine phỏt điện sức giú cú đầu ra là điện xoay chiều ba pha.

3. Chứng minh tớnh khả thi của thuật toỏn điều khiển thiết bị kho điện được đề xuất nhằm ổn định ngắn hạn cụng suất đầu ra của hệ thống phỏt điện sức giú với giải phỏp bự phõn tỏn bằng cỏc bằng cỏc kết quả mụ phỏng offline.

4. Kiểm chứng cấu trỳc điều khiển thiết bị kho điện được đề xuất trong luận ỏn bằng cỏc kết quả mụ phỏng thời gian thực trờn nền tảng DSP dSPACE DS1104 và trờn mụ hỡnh thớ nghiệm SCESS.

Kiến nghị:

Một số vấn đề cú thể nghiờn cứu hoàn thiện thờm cho luận ỏn như:

 Nghiờn cứu hoàn thiện cỏc vấn đề điều khiển để xử lý trường hợp khi lưới điện xuất hiện trạng thỏi khụng bỡnh thường.

 Nghiờn cứu kết hợp thiết bị kho điện sử dụng siờu tụ với những cụng nghệ cú mật độ năng lượng cao như Acqui, khớ nộn, thủy điện,….để mở rộng khả năng đỏp ứng của kho điện cho nhiều chiến lược điều khiển khỏc nhau từ ngắn hạn đến dài hạn.

 Phỏt triển vấn đề điều khiển cấp hệ thống để xử lý bài toỏn tối ưu về dũng năng lượng trong hệ RAPS cú nguồn phỏt hỗn hợp giữa DGs, thiết bị kho điện và cỏc nguồn năng lượng tỏi tạo khỏc.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 140

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

[1] Bỏch, T., "Lưới điện & hệ thống điện" vol. 1, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2008.

[2] Hải, P. Q., "Hướng dẫn thiết kế điện tử cụng suất", NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2009.

[3] Hương, N. T. M., "Sỏch lược điều khiển nhằm nõng cao tớnh bền vững trụ lưới của hệ thống phỏt điện chạy sức giú sử dụng mỏy điện khụng đồng bộ nguồn kộp," LATS, Đại học Thỏi Nguyờn, 2012.

[4] Minh, T. T., "Giỏo trỡnh điện tử cụng suất", NXB Giỏo dục Việt Nam, 2012. [5] Phước, N. D., "Lý thuyết điều khiển tuyến tớnh", NXB Khoa học và Kỹ

thuật, 2007.

[6] Phước, N. D., "Phõn tớch và điều khiển hệ phi tuyến", NXB Bỏch Khoa, 2012.

[7] Quang, N. P., "Hệ thống năng lượng sức giú lai dành cho hải đảo", Giải phỏp đấu nối và hoạt động hỗn hợp giú - Diesel vào lưới điện Quốc gia và lưới điện độc lập trờn đảo, Thành phố Hồ Chớ Minh, 2012.

[8] Quang, N. P., "Khỏi quỏt cỏc vấn đề về điều khiển hệ thống phỏt điện từ sức giú", Hội nghị toàn quốc lần thứ 7 về Cơ điện tử - VCM-2014, DOI: 10.15625/VCM.2014-217, 2014.

[9] Quang, N. P., "Nghiờn cứu thiết kế và chế tạo bộ phỏt điện bằng sức giú cú cụng suất 10-30kW phự hợp với điều kiện Việt Nam", Bỏo cỏo tổng kết đề tài khoa học cấp nhà nước KC.06.20CN, 2007.

Tiếng Anh

[10] Ackermann, T., "Wind Power in Power Systems", Copyright 2005 John Wiley & Sons, Ltd, 2005.

[11] Alam, Rahim, and Abido, "Supercapacitor based energy storage system for effective fault ride through of wind generation system", Industrial Electronics (ISIE), 2010 IEEE International Symposium on, 2010.

[12] B´eguin, F. o. and ackowiak, E. z. F., "Supercapacitors: Materials, Systems, and Applications", Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Boschstr. 12, 69469 Weinheim, Germany, 2013.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 141 [13] Basso, T. and DeBlasio, R., "IEEE Smart Grid Series of Standards IEEE 2030 (Interoperability) and IEEE 1547 (Interconnection) Status", NREL/CP-5500-53028, 2012.

[14] Beaudin, M., Zareipour, H., and Anthony Schellenberglabe, W. R., "Energy storage for mitigating the variability of renewable electricity sources: An updated review", Energy for Sustainable Development 14 (2010) 302– 314, 2010.

[15] Bertrand, N., Sabatier, J., Vinassa, J.-M., and Briat, O., "A new non-linear supercapacitor embedded model and its online time identification method ", Proceedings of the ASME 2009 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference IDETC/CIE 2009 August 30 - September 2, San Diego, California, USA, 2009.

[16] Bianchi, F. D., Battista, H. D., and Mantz, R. J., "Wind Turbine Control Systems: Principles, Modelling and Gain Scheduling Design", â Springer-Verlag London Limited, 2007.

[17] Bizon, N., Shayeghi, H., and Tabatabaei, N. M., "Analysis, Control and Optimal Operations in Hybrid Power Systems: Advanced Techniques and Applications for Linear and Nonlinear Systems", Springer-Verlag London, 2013.

[18] Board, I.-S. S., "IEEE Guide for Design, Operation, and Integration of Distributed Resource Island Systems with Electric Power Systems ", IEEE Standards Coordinating Committee 21, 2011.

[19] Chakraborty, S., Simừes, M. G., and Kramer, W. E., "Power Electronics for Renewable and Distributed Energy Systems", Springer-Verlag London 2013, 2013.

[20] Chauhan, A. and Saini, R. P., "A review on Integrated Renewable Energy System based power generation for stand-alone applications: Con fi

gurations, storage options, sizing methodologies and control", Renewable and Sustainable Energy Reviews 38 (2014) 99 – 12 0, 2014.

[21] Chen, H., Cong, T. N., Yang, W., Tan, C., Li, Y., and Ding, Y., "Progress in electrical energy storage system: A critical review", Progress in Natural Science 19 (2009) 291–312, 2009.

[22] CN, R., TJ, S., RE, B., DJ, C., and TG, M., "Arctan power-frequency droop for improved microgrid stability", IEEE Trans Power Electron 2013;28:3747 – 59, 2013.

[23] Commission, T. A. E. M., "Application of Frequency Operating Standards During Periods of Supply Scarcity", 2009.

[24] D, M., AM, S., VJ, T., and GC, V., "Modeling and simulation of power electronic converters", Proc IEEE 89(6):898–912, 2001.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 142 [25] DĂNILĂ, E., LUCACHE, D. D., and LIVINğ, G., "Models and modelling the supercapacitors for a defined application ", Annals of the University of Craiova, Electrical Engineering series, No. 35; ISSN 1842-4805, 2011. [26] David Connolly "A Review of Energy Storage Technologies ",

This review was carried out as part of David Connolly’s Ph.D. project, wh ich was supervised by Dr. Martin Leahy from the University of Limerick. ,

2009.

[27] David Connolly, "A Review of Energy Storage Technologies For the integration of fluctuating renewable energy", University of Limerick,

2009.

[28] Dớaz-Gonzỏlez, F., Sumper, A., Gomis-Bellmunt, O., and Villafỏfila-Robles, R., "A review of energy storage technologies for wind power applications", Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (2012) 2154– 2171, 2014.

[29] Dớaz-Gonzỏlez, F., Sumper, A., Gomis-Bellmunt, O., and Villafỏfila-Robles, R., "A review of energy storage technologies for wind power applications", Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (2012) 2154– 2171, 2012.

[30] DK, K., V, P., and J, S., "Analytical Approach for Well-Being Assessment of Small Autonomous Power Systems With Solar and Wind Energy Sources", Energy Conversion, IEEE Transactions on (Volume:25 , Issue: 2 ), 2010.

[31] Du, L., "Study on supercapacitor equivalent circuit model for power electronics application", 2nd International Conference on Power Electronics and Intelligent Trasportation System, 2009.

[32] Dzielinski, A. and Sierociuk, D., "Ultracapacitor Modelling and Control Using Discrete Fractional Order State-Space Model ", Acta Montanistica Slovaca Ročnớk 13 čớslo 1 ,136-145, 2008.

[33] Energie, S. B. g., "Energy storage technologies for wind power integration ", Universitộ Libre de Bruxelles, 2010.

[34] EPRI-PAC-Coporation, "EPRI-DOE Handbook Supplement of Energy storage for grid connection wind generation applications", ed, US Department of Energy, 2004.

[35] ES, S., K, C., and S, B., "Design of isolated renewable hybrid power systems", Solar Energy; Volume 84, Issue 7, July 2010, Pages 1124–1136,

2010.

[36] F, K. and MR, I., "Power management strategies for a microgrid with multiple distributed generation units. ", IEEE Trans Power Syst 2006;21:18 2 1 – 31, 2006.

[37] FADALI, M. S., "Digiral control engineering: Analysis and Design", Elsevier Inc ISBN 13: 978-0-12-374498-2, 2009.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 143 [38] Generation, A. P., "Integrating renewables into remote or isolated power networks and micro grids Innovative solutions to ensure power quality and grid stability", ed, 2012.

[39] Germany, M. C. a. P. E. M. P. G., "Catalog of Typ/Serie: Leistungsteil Gerọt: RBC; Model/Series: Capacitor-Energy-Storage-Module Device: CMO-110; Typ/Serie: Leistungsteil Gerọt: LT200; Gerọt: MCU Typ: F8 ", 2013.

[40] Gkavanoudis, S. I. and Demoulias, C. S., "A combined fault ride-through and power smoothing control method for full-converter wind turbines employing Supercapacitor Energy Storage System", Electric Power Systems Research 106 (2014) 62– 72, 2014.

[41] Gkavanoudis, S. I. and Demoulias, C. S., "A new Fault Ride-Through Control Method for FullConverter Wind Turbines Employing Supercapacitor Energy Storage System", Universities Power Engineering Conference (UPEC), 2012 47th International, 2012.

[42] Gouju, Z., Xisheng, T., and Zhiping, Q., "Research on Battery Supercapacitor Hybrid Storage and its application in MicroGrid", 978-1- 4244-4813-5/10/$25.00 IEEE, 2010.

[43] GS, S. and GN, K., "General simulation alogrithm for the accurate assessment of isolated diesel –wind turbines system interaction .Part.I:A gerneral nultimachine power system model", IEEE Trans Energy Conversion, 577 - 583, 2002.

[44] Gsọnger, S. and Pitteloud, J., "Small Wind World Report 2014 " 2014. [45] H, Y.-Y. and C, P.-H., "Genetic-based underfrequency load shedding in a

stand-alone power system considering fuzzy loads", IEEE Trans Power Deliv 2012;27:87 – 95, 2012.

[46] Ha, S. P., Lee, J. H., Hwang, J. P., Choi, J. H., and Won, C. Y., "Two Phase Interleaved Bidirectional DC-DC Converter for Electric Vehicle using Variable DC-Link Voltage", IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, 2012.

[47] Hasan, N. S., Hassan, M. Y., Majid, M. S., and Rahman, H. A., "Review of storage schemes for wind energy systems", Renewable and Sustainable Energy Reviews 21 (2013) 237 –247, 2013.

[48] Hossain, J. and Mahmud, A., "Large Scale Renewable Power Generation", Springer Science+Business Media Singapore, 2014.

[49] Howlader, A. M., Urasaki, N., Yona, A., Senjyu, T., and Saber, A. Y., "A review of output power smoothing methods for wind energy conversion systems", Renewable and Sustainable Energy Reviews 26 (2013) 135–146,

2013.

[50] IEC, "Electrical Energy Storage", This Paper was prepared by the Electrical Energy Storage Project Team, a part of the MSB Special Working

TÀI LIỆU THAM KHẢO 144 Group on technology and market watch, with a major contribution from the Fraunhofer Institut fỹr Solare Energiesysteme, 2014.

[51] IEC, "Grid integration of large-capacity Renewable Energy sources and use of large-capacity Electrical Energy Storage", IEC MSB in cooperation with RASEI (the Renewable And Sustainable Energy Institute) at NIST (National Institute of Science and Technology, US) and the University of Colorado at Boulder, and SGCC (State Grid Corporation of China), 2014. [52] International, H.-Q. T., "Power System Blockset For Use with SIMULINK",

Power System Blockset User’s Guide, 2013.

[53] Iov, F., Hansen, A. D., Sứrensen, P., and Blaabjerg, F., "Wind Turbine Blockset in Matlab/Simulink", Institute of Energy Technology, AALBORG UNIVERSITY, 2004.

[54] IRENA, T., "Electricity Storage and Renewables for Island Power - A Guide for Decision Makers", 2012.

[55] Islam, M. R., Guo, Y., and Zhu, J., "Power Converters for Medium Voltage Networks", Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2014.

[56] J, L., MG, S., and A, M., "A multiagent fuzzy-logic-based energy management of hybrid systems.", IEEE Trans Ind Appl 2009;45:2123 – 9 . 2009.

[57] J, R., A, L., F, B., and P, R., "Control of power converters in ac microgrids.", IEEE Trans Power Electron 2012;27:4734 – 49, 2012. [58] JA, P. L., CL, M., and AG, M., "Defining control strategies for microgrids

islanded operation", IEEE Trans Power Syst 2006;21:916 – 24 . 2006. [59] JM, G., J, M., V, L. G. d., M, C., and J, M., " Decentralized control for

parallel operation of distributed generation inverters using resistive output impedance", IEEE Trans Ind Electron 2007;54:994– 10 0 4 .2007. [60] JOHANSSON, P. and ANDERSSON, B., "Comparison of Simulation Programs for Supercapacitor Modelling ", Master of Science Thesis,

CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Gothenburg, Sweden, 2008.

[61] Kaldellis, J. K., "Stand-alone and hybrid wind energy systems", ed, Woodhead Publishing Limited, 2010.

[62] Katiraei, F., Ỉavani, R., Hatziargyriou, N., and Dimeas, A., "Microgrids Management", IEEE power & energy magazine, 2008.

[63] KAZIMIERCZUK, M. K., "Pulse-width Modulated DC–DC Power Converters", John Wiley & Sons, Ltd, 2008.

[64] Kousksou, T., Bruel, P., Jamil, A., T.ElRhafiki, and Zeraouli, Y., "Energy storage: Applications and challenges", Solar Energy Materials and Solar Cells Volume 120, Part A, January 2014, Pages 59–80, 2014.

[65] Kramer, W., Chakraborty, S., Kroposki, B., and Thomas, H., "Advanced Power Electronic Interfaces for Distributed Energy Systems", Technical Report NREL/TP-581-42672, March 2008.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 145 [66] Kramer, W., Chakraborty, S., B. Kroposki, and Thomas, H., "Advanced Power Electronic Interfaces for Distributed Energy Systems", Technical Report NREL/TP-581-42672 March 2008, 2008.

[67] Krstic, M., Kanellakopoulos, I., and Kokotovic, P., "Nonlinear and adaptive control design", JOGH WILEY & SONS, INC, 1995.

[68] Kundur, P. S., "Power system stability and control", McGraw-Hill, 1994. [69] Lee, W. and Cha, H., "A supercapacitor remaining energy control method for smoothing a fluctuating renewable energy power", ECCE Asia Downunder (ECCE Asia), 2013 IEEE, 2013.

[70] LEểN, A. M., "Advanced power electronic for wind power generation buffering", A DISSERTATION FOR THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY UNIVERSITY OF FLORIDA, 2005.

[71] Li, X. and Xu, C. H. C. L. D., "Modeling and control of aggregated Super- Capacitor Energy Storage system for wind power generation", Industrial Electronics, 2008. IECON 2008. 34th Annual Conference of IEEE, 2008. [72] Ling, Q. and Lu, Y., "An Integration of Super Capacitor Storage Research for Improving Low-Voltage-Ride-Through in Power Grid with Wind Turbine", Power and Energy Engineering Conference (APPEEC), 2012 Asia-Pacific, 2012.

[73] Liu, H., Mao, C., Lu, J., and Wang, D., "Electronic power transformer with supercapacitors storage energy system", Electric Power Systems Research 79 (2009) 1200–1208, 2009.

[74] Ltd, A. E. M. O., "Power system frequency and time deviation monitoring report – reference guide", Electricity System Operations Planning and Performance, 2012.

[75] Lungoci, C. and Oltean, I. D., "About supercapacitors parameters determination", Bulletin of the Transilvania University of Brasov, Vol. 2(51), Series I, 2009.

[76] Luo, F. L. and Ye, H., "Advanced DC/DC converters", CRC Press LLC 2004. [77] Luo, L., "The Control and Modeling of Diesel Generator Set in Electric Propulsion Ship", I.J. Information Technology and Computer Science, 31- 37, 2011.

[78] Malinowski, M., "Sensorless Control Strategies for Three - Phase PWM Rectifiers", Ph.D. Thesis, Warsaw University of Technology, 2001.

[79] Markiewicz, H. and Klajn, A., "Standard EN 50160 -Voltage Characteristics of Public Distribution Systems", 2004.

[80] Mendis, N., Muttaqi, K. M., and Perera, S., "Active Power Management of a Supercapacitor-Battery Hybrid Energy Storage System for Standalone Operation of DFIG based Wind Turbines", 978-1-4673-0332-3/12/$31.00 â 2012 IEEE, 2012.

[81] Mendis, N., Muttaqi, K. M., Sayeef, S., and Perera, S., "Application of a Hybrid Energy Storage in a Remote Area Power Supply System", IEEE

TÀI LIỆU THAM KHẢO 146 International Energy Conference, 978-1-4244-9380-7/10/$26.00 â2010 IEEE, 2010.

[82] Mendis, N. and Muttaqi, K., "An integrated control approach for standalone operation of a hybridised wind turbine generating system with maximum power extraction capability", Electrical Power and Energy Systems 49 (2013) 339–348, 2013.

[83] Molina, M. G., "Dynamic Modelling and Control Design of Advanced