b) Nhược điểm
3.3.3.Nguyên lý điều khiển hoạt động của FESS trong hệ thống
Hệ thống bánh đà có thể kết hợp với các nguồn sơ cấp khác như điện gió, điện mặt trời, v,v… tạo thành hệ thống lai. Có nhiều hệ thống lai tùy thuộc vào nguồn năng lượng sơ cấp và hệ FESS được tích hợp vào hệ thống. Hình 3.4 biểu diễn một hệ thống điện gió và điện mặt trời có tích hợp hệ thống bánh đà lưu trữ năng lượng. năng lượng điện của hệ bánh đà được tích hợp vào bus DC của hệ thống bằng cách sử dụng một bộ biến đổi DC-AC hai chiều.
Để phân tích hoạt động và từ đó thấy được tác dụng của bánh đà lưu trữ năng lượng đối với hệ thống lai như ở Hình 3.4, ta giả giả thiết đặt p1 là công suất từ nguồn năng lượng tái tạo (điện gió, điện mặt trời) cung cấp cho lưới,
p1 = pwind + ppv
Trong đó pwind là công suất cung cấp bởi turbine gió, ppv là công suất cung cấp bởi hệ thống điện mặt trời. Công suất p1 thường thay đổi liên tục và ngẫu nhiên theo điều kiện môi trường [1], [4]; pFESS là công suất hệ thống của hệ thống bánh đà; p2 là công suất cung cấp cho tải, để hệ thống làm việc ổn định thì công suất này cần được giữ cố định (p2 = const).
F/Đ1 AC↔DC DC↔DC ~
Biến đổi 1.2 Biến đổi 2 DC Bus F/Đ2 AC↔DC Bánh đà Biến đổi 1.1 DC AC AC DC Tải DC Bus Hộp số Turbine MF p2 pWind pFESS
Hình 3. 4: Hệ thống điện mặt trời và điện gió có tích hợp FESS
Do công suất nguồn năng lượng tái tạo (p1) luôn thay đổi nên để giữ cho p2 bằng hằng số thì công suất của hệ thống bánh đà cũng phải thay đổi, ta có
pFES = p2 - p1 (3.1)
Hình 3. 5: Đường cong công suất tức thời của FESS trong hệ thống lai
Đường cong các loại công suất được chỉ ra trên Hình 3.8. Từ biểu thức (3.1) và từ Hình 3.8 ta thấy rằng công suất của FESS biến động theo sự biến động của công suất của nguồn năng lượng tái tạo. FESS sẽ thực hiện nạp năng lượng khi pF > 0 và xả năng lượng để bổ sung năng lượng cho hệ thống khi pF < 0. Đường cong công suất tức thời pFES (Hình 3.5b) được sử dụng làm tín hiệu tham chiếu điều khiển hoạt động của FESS.