Trong mục này, luận văn sử dụng mô hình trung bình để so sánh sự khác nhau cơ bản giữa mô hình chi tiết công suất 100kW và mô hình trung bình công suất 400kW. Từ đó, có thể lựa chọn loại mô hình phù hợp nhất khi xây dựng các mô hình có công suất lớn hơn. Mô hình mô phỏng hệ thống điện mặt trời công suất 400kW được thể hiện trên hình 3.15.
Hình 3.15Mô hình trung bình của hệ thống điện mặt trời công suất 400kW
Nhìn vào hình 3.15, ta thấy mô hình trung bình cũng bao gồm các phần tử cơ bản tương tự như mô hình chi tiết, đó là:
- Bốn dàn pin mặt trời PV Array 100kW.
- Mạch điều chỉnh điện áp một chiều DC/DC (Boost converter) - Bộ điều khiển tìm công suất cực đại (MPPT)
46 - Mạch lọc thành phần sóng hài LC
- Máy biến áp cách ly 400kW 260V/25kV. - Kết nối với lưới điện (Utility grid)
Dựa vào mục đích ở trên, ta sẽ giới thiệu các phần tử khác biệt của mô hình trung bình công suất 400kW so với mô hình chi tiết công suất 100kW.
3.3.2Mô hình mô phỏng mạch điều chỉnh điện áp một chiều DC/DC
Trong mô hình này, ta cũng sử dụng loại mạch tăng áp Boost converter như ở mô hình chi tiết công suất 100kW để điều chỉnh tăng điện áp ra của dàn PMT được thể hiện trên hình 3.16. Nhưng mô hình trung bình công suất 400kW không dùng tín hiệu điều khiển góc mở của van IGBT được lấy từ khối tìm công suất cực đại MPPT mà sử dụng hàm toán học để điều khiển được thể hiện trên hình 3.17.
Hình 3.16Mô hình mạch điều chỉnh điện áp DC/DC
47
3.3.3Bộ điều khiển tìm công suất cực đại (MPPT)
Bộ MPPT của mô hình trung bình công suất 400kW làm nhiệm vụ tìm ra điểm làm việc của dãy pin để công suất nhận được là lớn nhất tương ứng với mỗi nhiệt độ và cường độ sáng nhất định (điểm MPP) được thế hiện trên hình 3.18.
Trong mô hình này, bộ MPPT không sử dụng phương pháp điện dẫn gia tăng INC mà sử dụng phương pháp nhiễu loạn và quan sát P&O. Tín hiệu đưa vào là tín hiệu điện áp và dòng điện ra của dàn pin mặt trời V_PV, I_PV; tín hiệu ra là tín hiệu D được đưa vào bộ Boost Converter sử dụng hàm toán học điều khiển PV để có được công suất cực đại. Các giá trị điều khiển D được thể hiện trên hình 3.19.
Hình 3.18Bộ MPPT của mô hình trung bình công suất 400kW
Hình 3.19Các giá trị điều khiển D của bộ MPPT
3.3.4Mô hình mô phỏng mạch nghịch lưu DC/AC
Bộ nghịch lưu DC/AC và khối điều khiển VSC của mô hình trung bình công suất lớn 400kW được thể hiện trên hình 3.20.
Trong mô hình trung bình công suất 400kW cũng sử dụng mạch nghịch lưu nguồn áp ba pha nhưng được điều khiển bằng hàm toán học thay vì sử dụng phương pháp PWM (điều chỉnh độ rộng xung) như ở mô hình chi tiết nên tốc độ mô phỏng và độ chính xác cao hơn được thể hiện trên hình 3.21.
48
Hình 3.20Bộ nghịch lưu DC/AC và khối VSC của mô hình PV 400kW
Hình 3.21Mô hình hàm toán học điều khiển bộ DC/AC
3.3.5Lưới điện kết nối với hệ thống điện mặt trời
Lưới điện kết nối với PV 400kW được thể hiện trên hình 3.22.
49
Hệ thống điện mặt trời kết nối vào lưới của mô hình trung bình công suất 400kW cũng có cấp điện áp 25kV nhưng có thay đổi về thông số đường dây và số lượng tải so với mô hình chi tiết công suất 100kW, cụ thể là: Hai hệ thống đường dây 8km và 14km, 3 phụ tải S1 = 100 kW, S2 = 2 MW và S3 = 30 +j2 MVA được cấp từ nguồn công suất lớn thông qua máy biến áp 120kV/25kV-47MVA.