Đáp ứng của công suất tác dụng, công suất phản kháng giữ nguyên ở 30 MVAr khi giá trị đặt tăng từ 100 MVA lên 180 MVA hình 5.16.
Hình 5.16. Đồ thị đáp ứng công suất tác dụng P.
Hình 5.17. Đồ thì đáp ứng công suất phản kháng Q. Nhận xét:
- Khi giá trị công suất tác dụng đặt thay đổi, công suất phản kháng giữ nguyên, nhìn vào kết quả mô phỏng ta có thể thấy được đáp ứng của mạch điều chỉnh công suất
Hình 5.18. Dạng điện áp pha (va, vb, vc) và điện áp dây (vab, vbc, vac).
Hình 5.19. Đồ thì dòng điện tuần hoàn (iZ). Nhận xét:
- Ta thấy khi tăng công suất, điện áp trên tải cũng tăng theo, điện áp điều chế tăng suy ra tăng hệ số điều chế làm tăng giá trị điện áp pha và điện áp dây. Tuy nhiên công suất thực cũng mất tới 5 chu kỳ mới bám theo giá trị đặt.
- Điện áp trên tụ không bị ảnh hưởng nhiều và vẫn được giữ ở trạng thái cân bằng.
5.3.4. Bộ điều khiển điện áp một chiều
Làm việc với trường hợp suy giảm điện áp DC-LINK từ 200kV xuống 180 kV. Đáp ứng điện áp pha và điện áp dây.
Hình 5.20. Đồ thị đáp ứng công suất tác dụng P.
Hình 5.21. Đồ thì đáp ứng công suất phản kháng Q. Nhận xét:
- Khi thay đổi điện áp một chiều từ 200kV xuống còn 180kV nhưng công suất tác dụng và công suất phản kháng vẫn được đáp ứng. Cho thấy bộ điều khiển điện áp một chiều tính toán đúng
Hình 5.22. Dạng điện áp pha (va, vb, vc) và điện áp dây (vab, vbc, vac).
Hình 5.24. Dạng điện áp trên tụ VC1 và VC5. Nhận xét:
- Do sự suy giảm điện áp DC. Ta thấy dạng điện áp trên tụ của SM1 bị suy giảm theo.
- Ta thấy rằng điện áp điều chế bị mất cân bằng, so với trước khi suy giảm điện áp DC.
- Điện áp đầu ra của bộ biến đổi vẫn cân bằng với nhau, tuy nhiên chất lượng hình sin bị méo đi một chút.
- Công suất phát ra vẫn được giữ ở giá trị đặt. - Dòng điện sai lệch bị tăng lên.
KẾT LUẬN
Bằng việc nghiên cứu và tìm hiểu đề tài “Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển cho bộ biến đổi cấu trúc module trong hệ thống truyền tải HVDC-Plus” đã giúp tôi nắm rõ hơn về cấu trúc MMC cũng như hệ thống HVDC mà Siemens đã sử dụng. Qua đó thấy được sự phát triển mạnh mẽ nền công nghiệp van bán dẫn và bước tiến lớn trong việc điều khiển hệ thống HVDC sử dụng cấu hình MMC này, đó là các bộ điều khiển dòng điện, điện áp một chiều và điều khiển công suất. Các đáp ứng đều được kiểm chứng lại một cách chính xác thông qua mô phỏng.
Tuy nhiên do thời gian, kiến thức và khả năng có hạn nên ở luận này tôi chỉ nghiên cứu được quá trình nghịch lưu của bộ MMC, chưa thể hiện được quá trình trao đổi công suất giữa hai bộ MMC như trong hệ thống HVDC-PLUS của Siemens. Các chế độ làm việc ở trạng thái mất cân bằng hay sự cố chưa được thể hiện đầy đủ ở trong luận văn.
Một lần nữa tôi xin cám ơn TS. Phạm Việt Phương đã giúp đỡ tận tình cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này.
Hà nội, ngày 17 tháng 03 năm 2015
Sinh viên thực hiện
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Phạm Quốc Hải, “Hướng dẫn thiết kế điện tử công suất”, Nhà xuất bản Khoa học – Kỹ thuật, 2009.
[2] Trần Trọng Minh, “Thiết kế hệ thống điều khiển điện tử công suất”, Bộ môn Tự Động Hóa Xí Nghiệp Công Nghiệp, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, 2012.
[3] M. Davies, M. Dommaschk, J. Dorn, J. Lang, D. Retzmann, D. Soerangr, HVDC PLUS – Basics and Principle of Operation, Siemens Energy Sector, 2008.
[4] Siemens, High voltage direct current transmission, Proven Technology for Power Exchange.
[5] Artjoms Timofejevs, Daniel Gamboa, Control of MMC in HVDC Applications,
Aalborg University, Denmark, 2013.
[6] Elisabeth Nøkleby Abildgaard, Exploring the Properties of a Modular Multilevel Converter Based HVDC Link, Department of Electric Power Engineering, Norwegian University of Science and Technology, 2012.
[7] Michail Vasiladiotis, Analysis, Implementation and Experimental Evaluation of Control Systems for a Modular Multilevel Converter, Royal Institute of Technology, Department of Electrical Engineering, Electrical Machines and Power Electronics, Stockholm, Sweden 2009.
[8] Hagiwara, M.; Maeda, R.; Akagi, H., "Control and Analysis of the Modular Multilevel Cascade Converter Based on Double-Star Chopper-Cells (MMCC- DSCC)", Power Electronics, IEEE Transactions on , vol.26, no.6, pp.1649,1658. [9] Marcin Zygmanowski, Bogusław Grzesik, Radosław Nalepa, Capacitance and
Inductance Selection of the Modular Multilevel Converter, Silesian University Of Technology Faculty of Electrical Engineering, Dept. of Power Electronics, Electrical Drives and Robotics ul. B. Krzywoustego, Gliwice, Poland, 2007.
[10] M. Karimi-Ghartemani, “A Novel Three-Phase Magnitude-Phase-Locked Loop System”, IEEE Transactions On Circuits And Systems – I, Regular Papers, Vol.53, No. 8, August 2006.
[11] José Rodríguez, Jih-Sheng Lai and Fang Zheng Peng, “Multilevel Inverters: A Survey of Topologies, Controls, and Applications”, IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 49, NO. 4, AUGUST 2002.
[12] Ville Naumanen,“Multilevel converter modulation:implementation and analysis”,
Lappeenranta University of Technology, Lappeenranta, Finland,on the 7th of June, 2010, at noon.
[13] SIEMENS,“The Smart Way-Answers for energy”.
[14] Jih-Sheng La,“ Multilevel converters-a new breed of power converters ”, IEEE Transactions on Industry Applications (Impact Factor: 2.05). 05/1996; 32(3). [15] Kenneth Moore,“ HIGH-POWER CONVERTERS AND AC DRIVES”, IEEE
Press 445 Hoes Lane Piscataway, NJ 08854.
[16] Suman Debnath, Jiangchao Qin, Student, Behrooz Bahrani, Maryam Saeedifard,
and Peter Barbosa,“ Operation, Control, and Applications of the Modular Multilevel Converter: A Review”, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 30, NO. 1, JANUARY 2015.
[17] Zygmanowski, M.; Grzesik, B.; Nalepa, R., "Capacitance and inductance selection of the modular multilevel converter" Power Electronics and Applications (EPE), 2013 15th European Conference on , vol., no., pp.1,10, 2-6 Sept. 2013.