L ỜI NÓI ĐẦU
4.3.2. Hệ thống điều khiển rotor
Điều khiển công suất:
Công suất được điều chỉnh để thích hợp với đường đặc tính công suất - tốc độ xác định trước, gọi là đường đặc tính điều chỉnh. Một ví dụ về đường đặc tính được thể hiện trên hình bằng đường cong gấp khúc ABCD, có thể xác định đặc tính cơ của turbine và thiết lập từ các tốc độ gió khác nhau. Tốc độ thực tế của turbine đo được và công suất cơ tương ứng với đường đặc tính được sử dụng để tham chiếu công suất cho vòng lặp điều khiển công suất. Đường đặc tính công suất được xác định bởi bốn điểm A, B, C, D. Từ điểm tốc độ 0 đến điểm tốc độ A thì tham chiếu tương ứng công suất bằng 0. Giữa điểm A và điểm B của đường đặc tính là một đường thẳng, tốc độ VB > VA. Giữa điểm B và điểm C của đường đặc tính là quỹ tích những điểm có công suất lớn nhất. Đường đặc tính từ C đến D là một đoạn thẳng, VD > VC và tương ứngPD = 1pu.
Hình 4.6: Đặc tính công suất – tốc độ của turbine gió
Một vòng lặp điều khiển công suất tổng quát được biểu diễn trên hình 4.7 gọi là hệ thống điều khiển bộ chuyển đổi rotor. Giá trị thực tế của công suất điện đầu ra, đo được ở điểm kết nối lưới của turbine gió, đã được cộng với tổng tổn thất (cơ và điện) và được so sánh với công suất tham chiếu (reference power) được xác định từ đường đặc tính hình 4.6. Bộ điều chỉnh tích phân đối xứng được sử dụng để làm giảm sai số công suất về giá trị 0. Đầu ra của bộ điều chỉnh là dòng điện rotor Iqr-ref, dòng điện này được truyền vào rotor từ bộ Crotor. Đây là thành phần dòng điện được sinh ra từ mô men điện từ Tem. Giá trị thực tế của thành phần thứ tự thuận của Iqr được so sánh với Iqr-ref và sai khác sẽ được giảm về không bằng bộ điều chỉnh dòng. Giá trị đầu ra của các bộ điều khiển dòng là điện áp Vqr ở đầu ra của Crotor . Bộ điều khiển dòng được trợ giúp bởi các thành phần định hướng, các định hướng cho Vqr.
Điện áp và công suất phản kháng tại nút nối với lưới được điều khiển theo dòng phản hồi trong bộ biến đổi Crotor . Vòng lặp điều khiển tổng quát được minh họa trên hình (hình 4.7) được gọi là hệ thống điều khiển biến đổi phía rotor.
Khi turbine gió vận hành ở chế độ điều chỉnh điện áp nó thực hiện dựa theo đặc tính V-I trên hình 4.8 (gọi là đặc tính V-I turbine gió).
Hình 4.8: Đặc tính V-I của turbine gió
Để ngăn cản dòng điện phản hồi kéo dài với các trị số dòng cực đại (-Imax, Imax) được đặt bằng bộ giới hạn biến đổi, điện áp được điều chỉnh bằng điện áp tham chiếu.
Tuy vậy, với một độ sụt điện áp thông thường được dùng (khoảng từ 1% đến 4% ở đầu ra công suất phản kháng cực đại) và đặc tính V-I thể hiện độ dốc trên hình 4.8 được gọi là đặc tính V-I (đặc tính điện áp – dòng điện) của turbine gió. Trong chức năng điều chỉnh điện áp, đặc tính V-I được mô tả theo công thức sau: V = Vref + Xs.I (4.6)
Trong đó:
V: Điện áp thứ tự thuận (pu);
I : Dòng điện phản hồi (pu/Pnom) (I >0 chỉ thỉ một dòng cảm ứng); Xs: Điện kháng (pu/Pnom);
Pnom: Công suất danh định 3 pha của bộ biến đổi theo lý thuyết trong hộp thoại khối.
- Imax Dòng điện dung Imax Dòng cảm ứng I V Dòng phản hồi Vref
Khi turbine vận hành ở chế độ điều chỉnh var, công suất phản kháng của lưới được giữ không đổi bằng bộ điều chỉnh var.
Đầu ra của bộ điều chỉnh điện áp hoặc bộ điều chỉnh var là dòng điện dọc trục tham chiếu ( Idr_ref ), nó được bơm vào rotor bằng bộ biến đổi Crotor. Bộ điều chỉnh dòng điện giống như bộ điều khiển công suất, được dùng để điều chỉnh thành phần thực của dòng điện thứ tự thuận tới giá trị chuẩn của nó (giá trị tham chiếu). Đầu ra của bộ điều chỉnh này là điện áp thành phần dọc trục Vdr được phát bởi bộ Crotor. Bộ điều chỉnh dòng điện được hỗ trợ bởi nguồn cung cấp dữ liệu định trước mà đã được dự đoán Vdr.
Với Vdr và Vqr là hai thành phần dọc trục và ngang trục của điện áp Vr.