5.2.1 Mô hình Wind Farm kết hợp ở điện áp AC
Hình 5.5: Wind Farm kết hợp ở điện áp AC
Các turbine được nối song song với nhau ở điện áp AC 3 pha tải được sử dụng là tải trở 3 pha công suất 1000W
5.2.2 Mô hình Wind Farm kết hợp ở điện áp DC
Hình 5.6: Wind Farm kết hợp ở điện áp DC
5.5 Kết quả mô phỏng
5.3.1 Kết quả mô phổng ở tốc độ gió cố định 12m/s5.3.1.1 Kết quả mô phỏng khi kết hợp ở điện áp AC 5.3.1.1 Kết quả mô phỏng khi kết hợp ở điện áp AC
Công suất tổng khi kết hợp các turbine gió ở điện áp AC là PAC = 788 W., dòng điện IAC = 10,3 A, điện áp UAC = 44,5 V, tải được sử dụng là tải trở có công suất 1000W.Công suất của 1 turbine khi chưa kết hợp là 160 W hiệu xuất kết hợp là 98,5 %.
Nhược điểm của kết hợp ở điện áp AC là khi các turbine chạy ở tốc độ khác nhau hệ thống sẽ bị mất ổn định
Hình 5.7: Đồ thị công suất, điện áp và dòng điện mô hình wind farm AC
5.3.1.2 Kết quả mô phỏng khi kết hợp ở điện áp DC
Công suất tổng khi kết hợp các turbine gió ở điện áp DC PDC = 845 W, dòng điện IDC = 18,5 A, điện áp UDC = 46,2 V, tải được sử dụng là tải trở có công suất 1000 W. Công suất của 1 turbine gió khi chưa kết hợp là 170 W hiệu suất kết hợp 99.53 %.
Hệ thống hoạt động ổn định ngay cả khi các turbine quay ở các tốc độ khác nhau
Hình 5.8: Đồ thị công suất, điện áp và dòng điện mô hình Wind Farm DC
5.3.2 Kết quả mô phỏng ở tốc độ gió thay đổi mô hình Wind Farm
Ta mô phỏng lần lượt với tốc độ gió thay đôi lần lượt từ 6 m/s, 8 m/s, 10 m/s, 12 m/s mỗi tốc độ thay đổi trong khoảng thời gian tương ứng 2s, 2s, 2s, 4s
5.3.2.1 Kết quả mô phỏng ở tốc độ gió thay đổi mô hình Wind AC
5.3.2.2 Kết quả mô phỏng ở tốc độ gió thay đổi mô hình Wind Farm DC
Hình 5.10: Đồ thị điện áp, công suất, dòng điện mô hình Wind Farm DC tốc độ thay đổi
5.3.3 Kết quả mô phỏng khi các turbine gió không cùng tốc độ
Turbine gió 1 chạy ở tốc độ gió 10 m/s, các turbine còn lại chạy ở tốc độ gió 12 m/s
5.3.3.1 Kết quả mô phỏng mô hình Wind Farm AC
Hình 5.11: Đồ thị điện áp, công suất, dòng điện mô hình Wind Farm AC khi có một turbine chạy ở tốc độ khác
5.3.3.2 Kết quả mô phỏng mô hình Wind Farm DC
Hình 5.12: Đồ thị điện áp, công suất, dòng điện mô hình Wind Farm DC khi có một turbine chạy ở tốc độ khác
5.6 Kết luận mô phỏng
Các kết quả mô phỏng cho thấy việc kết nối turbine gió ở điện áp DC sẽ tối ưu hơn vì các turbine gió có thể hoạt động ở tốc độ khác nhau nên tận dụng được hết công suất của tất cả các turbine gió trong Wind Farm.
Các turbine gió kết hợp ở điện áp AC có nhược điểm là khi các turbine hoạt động ở tốc độ khác nhau các máy phát kết hợp với nhau bị mất đồng bộ sẽ làm hệ thống mất ổn định dẫn đến tổn hao công suất khi kết hợp lớn. Để kết hợp ở điện áp AC các turbine cần có bộ biến đổ điện áp riêng để tạo sự đồng bộ cho hệ thống khi các turbine turbine hoạt động ở tốc độ khác nhau
CHƯƠNG VI
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
6.1 Kết Luận
6.1.1 Kết quả đạt được
Thông qua đề tài: “ Mô phỏng Wind Farm công suất nhỏ bằng Matlab Simulink”. Luận văn gồm những nội dung nghiên cứu sau:
Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của turbine gió, máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu.
Mô phỏng thành công mô hình hệ thống năng lượng gió: turbine gió, máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu, mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển
Xây dựng được mô hình Wind Farm công suất 1000W, nghiên cứu các phương pháp kết nối turbine gió trong Wind Farm.
6.1.2 Những mặt còn hạn chế
Mặt dù có nhiều cố gắng, nhưng do điều kiện thời gian không cho phép nên đề tài nghiên cứu vẫn còn nhiều thiếu xót và hạn chế. Vì đây là đề tài rất mới với bản thân cũng như nhận thức về luận văn còn hạn chế vì vậycòn một sô khâu chưa hoàn chỉnh và vài vấn đề chưa đề cập đến. Luận văn chỉ mới mô phỏng Wind Farm gồm 5 turbine kết hợp lại nhưng chưa mô phỏng được các bộ biến đổi để hòa lưới cũng như các phương pháp bảo vệ. vì vậy mô hình này trong thực tế cần phải chỉnh sửa lại nếu muốn đưa vào thực tế. Tuy nhiên luận văn chính là nền tảng để xây dựng các trang trại gió ở Việt Nam trong tương lai.
6.2 Kiến nghị hướng phát triển của đề tài
Nghiên cứu tiếp tục mô hình với tải thay đổi, xem xét các tác động ở các điều kiện khác nhau
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Nguyễn Hồng Quân, 2008. Nghiên cứu thiết kế hệ thống năng lượng gió công suất nhỏ dùng máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cửu. Đại học Bách khoa Hà Nội :5-96
[2] Đặng Đình Thống, 2016 Cơ sở năng lượng mới và tái tạo. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật HàNội:35-159
Tiếng Anh
[3] Thomas Ackermann, Lennart Soder, An overview of wind energy-status 2002, Royal Institute of Technology, Department of Electric Power Engineering Electric Power Systems Teknikringen 33, S-10044 Stockholm, Sweden, 2002. [4] Theo nguồn World Wind Energy Association tháng 2 năm 2018.
[5] Frede Blaabjerg and Zhe Chen,Power Electronics For Modern Wind Turbines,Institute of Energy Technology Aalborg University, Denmark
[6] Wei Tong,2010.Wind Power Generation and Wind Turbine Design, Kollmorgen Corp,USA
[7] Robert Gasch and Jochen Twele,2012.Wind Power Plants Fundamentals, Design, Construction and Operation, Springer Heidelberg Dordrecht London New York
[8] Addisie Belay, Maximum Power Extraction of PMSG Based Variable Speed Wind Turbine Using Self- Tuning Fuzzy Controller, Addis Ababa University, 2017. [9] Ahmad Hemami,2012.Wind Turbine Technology, Associate of McGill University, Montreal, Canada and Iowa Lakes Community College, IA, USA