Trong mô hình hệ thống điện mặt trời kết nối lưới sử dụng mạch nghịch lưu nguồn áp ba pha và được điều khiển bằng phương pháp PWM (điều chỉnh độ rộng xung) và hoạt động trong tần số từ 2kHz đến 20kHz.
S1 S3 S5 S4 S6 S2 IDC VDC Lf Cf Grid
Hình 3.5Mạch nghịch lưu nguồn áp ba pha
Mạch gồm các van bán dẫn được điều khiển góc mở van bằng tín hiệu điều khiển từ mạch VSC (Voltage source converters) và mạch lọc LC cùng máy biến áp cách ly giữa hệ thống PV và lưới điện được thể hiện trên hình 3.5.
32
Khối điều khiển cho mạch nghịch lưu nguồn áp DC/AC sẽ tạo ra tín hiệu điều khiển hoạt động của các IGBT như hình 3.6, tín hiệu điều khiển nghịch lưu được thiết kế theo kiểu điều chế độ rộng xung (PWM). Các tín hiệu điều khiển các khóa từ S1 đến S6 đóng và mở hợp lý để có được điện áp đầu ra phía AC.
Hình 3.6Sơ đồ các khối điều khiển trong mô phỏng Simulink
Khối PLL & Measurement: Đầu vào của khối này là tín hiệu dòng điện và điện áp phía lưới xoay chiều. Trong khâu này điện áp và dòng điện được chuyển từ hệ abc sang hệ dq0 qua phép chuyển trục tọa độ park để lấy được tín hiệu góc pha θ.
33
Do hệ thống pin mặt trời phát ra là nguồn điện áp một chiều nhưng lại được kết nối với lưới xoay chiều nên bộ PLL (phase-locked-loop) có nhiệm vụ tìm được góc pha để đồng bộ pha giữa về cả 2 phía xoay chiều và 1 chiều như hình 3.7.
Khâu voltage regulator tạo tín hiệu dòng Id_ref thông qua giá trị điện áp một chiều đo được (Vdc_mes) và điện áp đặt Vdc_ref đồng thời để duy trì được hệ số công suất đặt Iq_ref = 0.
Khối Current regulator: Từ giá trị điện áp Vdq_prim, Idq_prim và giá trị dòng Idq_ref được chuyển thành tín hiệu Udq_conv. Điện áp Ud và Uq thu được ở đầu ra bộ điều khiển dòng được tính toán để đưa ra tín hiệu điện áp đặt Uref_abc nhờ vào bộ Uabc_ref generation hợp lý rồi đi qua bộ PWM generated để có được tín hiệu điều khiển cho bộ nghịch lưu nguồn áp có được giá trị điện áp lưới mong muốn.
Đầu ra của bộ biến đổi nghịch lưu nguồn áp 3 pha được đi qua bộ lọc LC và máy biến áp nhằm lọc sóng hài bậc cao và cách ly hệ thống PV và lưới.