Bộ điều khiển điện áp tải được xây dựng xuất phát từ nguyên lý điều khiển vector và thực hiện trong cấu trúc vòng kín hoặc hở. Hai cấu trúc cơ bản trình bày sau đây được vận dụng để phát triển cấu trúc điều khiển cho DVR, tài liệu[3,5,7].
Đi hiển tr n th ng ng hở
Đây là cấu trúc điều khiển đơn giản nhất có thể áp dụng cho DVR. Hình 3.9 là sơ đồ cấu trúc mô tả nguyên lý điều khiển.
nh 3.9 Điều khiển vector Feedforward cho DVR [7]
Giả thiết nếu lượng đặt điện áp chèn vào của DVR được xác định bằng cách lấy giá trị điện áp tải đặt trừ đi điện áp lưới.
) ( * * dq g dq L dq inj u u u (3.24) trong đó dq L
u* là điện áp đặt của tải trong hệ tọa độ (d,q.0), UN giá trị hiệu dụng định mức của của tải.
Các điện áp lưới (ua, ub, uc) được đo và chuyển đổi vào hệ toạ độ tĩnh (uαβ). Một bộ khoá pha (PLL) được sử dụng để tính toán chuyển đổi góc (θ), đó là cần thiết để biến đổi điện áp lưới điện từ toạ độ cố định đến toạ độ đồng bộ (udq
). Sau đó, điện áp lưới đã được
ug(abc) udq uinj*dq abc αβ αβ dq αβabc PWM uinv(abc) uL *dq uinj*αβ dq αβ PLL uαβ + -
56
trừ bởi giá trị đặt của điện áp tải (uL*dq) để tính toán giá trị đặt của điện áp chèn vào (uinj*dq). Một chuyển đổi ngược từ toạ độ đồng bộ đến ba pha được thực hiện để có được các giá trị đặt của điện áp chèn vào (uia *, uib *, uic *) được phát ra bởi các VSC. Việc điều khiển vector truyền thẳng là nhanh nhưng không đảm bảo sự ổn định hệ thống v hi làm việc với lưới điện sự ảnh hưởng của nhi u c ng như sự thay đổi các tham số của quá tr nh là h để iết r , mặt hác mô h nh của lưới c ng như của VR hông thể chính xác tuyệt đối và hông phải nhi u nào trên lưới điện c ng đo được nên với điều hiển truyền thẳng hi nào c ng tồn tại sai lệch t nh Một hệ thống điều khiển như hình 3.10 có nhiều hạn chế và để đáp ứng được các yêu cầu điều khiển cho DVR.
Đi hiển phản hồi ng n
Hình 3.10 là sơ đồ khối một pha, mô tả phương pháp điều khiển phản hồi có thể áp dụng cho hệ thống DVR. Điện áp chèn vào của DVR được đo liên tục và được phản hồi về bộ điều khiển dưới một vòng lặp đơn hay một đa vòng lặp của cấu trúc điều khiển.
nh 3.10 Điều khiển phản hồi cho VR [7]
Tín hiệu báo sai lệch (Δu) được tạo ra bằng cách lấy giá trị đặt của điện áp chèn vào (uinj*) trừ điện áp chèn vào thực tế (uinj), tín hiệu sai lệch này được đưa đến bộ điều khiển điện áp (ví dụ bộ điều khiển PI), đầu ra bộ điều khiển đưa vào khâu điều chế độ rộng xung của bộ biến đổi VSC để tạo ra điện áp xoay chiều, sau đó điện áp được lọc qua bộ lọc trước khi chèn vào lưới.
Điều hiển vector phản hồi là phương pháp tốt để đảm ảo ổn định hệ thống, c hả năng loại nhi u mà hông phụ thuộc vào nhi u của hệ thống c đo được hay hông c ng như sự hiểu iết về nhi u c rõ ràng hay hông Đ y là nh ng ưu điểm mà ộ điều hiển truyền thẳng hông c được
Để tận dụng những ưu điểm và hạn chế những nhược điểm của điều khiển phản hồi và điều khiển truyền thẳng, một kết hợp của hai phương pháp để có thể xây dựng cấu trúc điều khiển cho DVR. Hình 3.11 là cấu trúc cơ bản của điều khiển phản hồi kết hợp truyền thẳng. Với sự kết hợp này điều khiển phản hồi có vai trò ổn định hệ thống và triệt tiêu sai lệch tĩnh, thì điều khiển truyền thẳng có tác dụng bù nhiễu để giúp hệ thống đáp ứng nhanh hơn.
nh . 1Cấu trúc điều hiển phản hồi và truyền thẳng được ết hợp [7]
Điều khiển phản hồi kết hợp truyền thẳng có thể thực hiện dưới nhiều hình thức khác nhau, ở đây bộ điều khiển vòng trong có thể là một bộ điều khiển phản hồi, trong khi bộ điều khiển vòng ngoài là một bộ điều khiển truyền thẳng.