a.Yờu cầu đối với hệ thống
Trạm điện sức giú được xõy dựng phải đỏp ứng được cỏc yờu cầu hoạt động và vận hành sau đõy:
+ Hệ thống làm việc độc lập nhưng vẫn cho phộp cú sự can thiệp của con người khi cú yờu cầu.
+ Cấu trỳc lắp đặt của hệ thống đảm bảo thuận lợi cho cụng tỏc bảo dưỡng, kiểm tra, thay thế, phũng chống thiờn tai: bóo, lũ.
Bờn cạnh đú, do điều kiện năng lượng giú đầu vào của trạm phỏt điện luụn biến động theo thời gian cũn cụng suất tiờu thụ phớa phụ tải đầu ra cũng khụng ổn định, cho nờn hệ thống phải cú khả năng xử lý những thay đổi trong năng lượng thu và phỏt, nhằm duy trỡ sự cõn bằng về năng lượng. Như vậy:
+ Hệ thống thực hiện tớch trữ hoặc bự đắp năng lượng trong điều kiện năng lượng đầu vào nhiều hơn hoặc ớt hơn cụng suất tiờu thụ phớa phụ tải.
+ Nếu cụng suất tiờu thụ vượt quỏ lượng cung cấp đầu vào và khả năng bự đắp, hệ thống cú biện phỏt kỹ thuật đảm bảo khụng bị ró lưới tiờu thụ.
+ Khi cụng suất tiờu thụ quỏ nhỏ cũn năng lượng thu được từ đầu vào quỏ lớn vượt quỏ năng lượng cú thể tớch trữ lại, hệ thống cú giải phỏp tiờu hao nguồn năng lượng dư thừa.
Căn cứ theo những yờu cầu vận hành và cỏc bài toỏn kỹ thuật cần phải cú, hệ thống phỏt điện sức giú cú cấu trỳc được thiết kế như hỡnh vẽ 3.1.
b.Nguyờn lý hoạt động
Năng lượng giú sẽ được chuyển hoỏ thành điện năng và được lấy ra ỏ phớa stator của mỏy phỏt. Hai bộ chỉnh lưu làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng xoay chiều thành năng lượng một chiều và đưa vào mạch một chiều. Chỉnh lưu phụ với điện trở
Nối với mạch một chiều cú cỏc bộ phận điện trở hóm, nghịch lưu, mạch nạp ắc-quy và ắc-quy, chỳng được tớch hợp để phục vụ cỏc bài toỏn kỹ thuật cho hệ thống. Khi đú dũng năng lượng một chiều sẽ được điều khiển cung cấp cho phụ tải thụng qua nhỏnh phần tử nghịch lưu, hoặc nạp vào trong bộ phận ắc-quy, hoặc đưa tới điện trở hóm. Hoạt động của chỳng được điều khiển bởi một bộ điều khiển hiện trường (dựng TMS 320F2812) được tớch hợp trong hệ thống.
Thụng qua cỏc thiết bị đúng cắt S1,S2, … bộ điều khiển hệ thống (dựng Simatic S7-200 của Simens) sẽ thiết lập cỏc chế độ hoạt động: khởi động, cấp điện phụ tải, cắt tải, v.v…
c.Phõn cấp điều khiển trong hệ thống
Phần điều khiển trong hệ thống được chia thành hai cấp căn cứ theo mục đớch hoạt động:
+ Cấp điều khiển hiện trường, thực hiện cỏc bài toỏn điều khiển cấp Slave nhưng đũi hỏi thời gian thực (bài toỏn điều chỉnh ổn định điện ỏp ra, bài toỏn nạp ắc-quy, bài toỏn tiờu hao năng lượng dư thừa dựng điện trở hóm, bài toỏn bự hệ số cụng suất cosφ) can thiệp trực tiếp đến cỏc phần tử của hệ thống, nú gồm một bộ điều khiển chớnh, xõy dựng dựa trờn phần tử TMS320F2812, và cỏc module phụ trợ.
+ Cấp điều khiển hệ thống, thực hiện cỏc bài toỏn điều khiển cấp Master như: thiết lập chế độ hoạt động, phõn bố phụ tải tiờu thụ, giỏm sỏt hoạt động của hệ thống, tham gia thực hiện bài toỏn chẩn đoỏn và giỏm sỏt từ xa thực trạng vận hành. Phần cứng sử dụng là phần tử khả trỡnh Simatic S7-200 của hóng Simens.
Một thiết bị điều khiển, chẩn đoỏn và giỏm sỏt từ xa (hỡnh 3.2) đó được tớch hợp thờm (kết nối với bộ điều khiển hệ thống thụng qua modem của S7-200 và đường dõy điện thoại) cho phộp thực hiện được cỏc chức năng quan trọng như: chẩn đoỏn hệ thống, phỏt hiện lỗi, cập nhật phần mềm v.v…
Hỡnh 3.2. Sơ đồ phõn cấp trong hệ thống điều khiển trạm phỏt điện sức giú