+ Khối Modul quang điện (PV) làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng mặt trời thành điện năng một chiều với công suất điện phụ thuộc vào bức xạ mặt trời và nhiệt độ làm việc của pin.
+ Khối dò điểm công suất tối đa với giải thuật tìm điểm công suất cực đại của modul PV ứng với giá trị xác định của bức xạ mặt trời và nhiệt độ.
DC-AC Inverter UPV IPV Điều khiển Lf Rf L¦íI §IÖN IG UG PV cDC PV DC-DC Boost Converter MPPT IPV U
+ Khối biến đổi một chiều - một chiều (DC - DC) có nhiệm vụ biến đổi điện áp một chiều tương ứng với điểm công suất cực đại thành điện áp một chiều có giá trị phù hợp và ổn định.
+ Khối biến đổi một chiều - xoay chiều (DC-AC) có nhiệm vụ biến đổi năng lượng điện một chiều thành năng lượng điện xoay chiều dùng trực tiếp cho tải xoay chiều và kết nối với lưới điện.
+ Khối lọc để khử sóng hài bậc cao
b) Vấn đề điều khiển trong hệ thống điện mặt trời nối lƣới
Để đảm bảo cho hệ thống điện mặt trời nối lưới làm việc an toàn, ổn định, có hiệu suất cao thì cần phải có các điều khiển sau:
+ Điều khiển bám điểm làm việc có công suất tối đa và điều khiển hoạt động của bộ biến đổi DC-DC. Đối với hệ thống điện mặt trời nối lưới việc điều khiển MPPT đóng vai trò rất quan trọng, đảm bảo cho hệ thống luôn làm việc với hiệu suất cao nhất.
+ Điều khiển bộ nghịch lưu nối lưới DC-DC bao gồm điều chế độ rộng xung PWM để đóng/mở các van của Inverter nhằm tạo ra sóng hình sin có cùng tần số với điện áp lưới; điều khiển nối lưới; điều khiển dòng công suất bơm vào lưới. Ngoài ra còn có các điều khiển khác như bù sóng hài, chống cô lập hóa (Anti islanding)...
Luận văn này chỉ tập trung nghiên cứu các giải pháp điều khiển bám điểm làm việc có công suất cực đại của hệ thống điện mặt trời nối lƣới 3 pha. 2.5. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
Chương 2 trình bày tổng quan về năng lượng mặt trời, đặc điểm của bức xạ mặt trời; tổng kết các phương pháp khai thác sử dụng năng lượng mặt trời truyền thống; cấu tạo, đặc điểm, đặc tính của pin mặt trời; cấu trúc, các yêu cầu điều khiển hệ thống điện mặt trời làm việc độc lập và nối lưới
CHƢƠNG 3
ĐIỀU KHIỂN BÁM ĐIỂM LÀM VIỆC TỐI ƢU CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƢỚI DÙNG THUẬT TOÁN MỜ
3.1. Ý NGHĨA VIỆC XÁC ĐỊNH ĐIỂM LÀM VIỆC CÓ CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI (MPPT) CỰC ĐẠI (MPPT)
Ở chương 2 ta đã biết quan hệ giữa các thông số dòng điện, điện áp, công suất (Ipv, Upvvà Ppv) của modul pin quang điện PV phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường làm việc theo biểu thức:
Hình 3. 1: Quan hệ I(U) và P(U) của PV
Các đường cong quan hệ I(U) và P(U) được biểu diễn trên hình 3.1, đó là một quan hệ phi tuyến. Đường cong P(U) có một điểm cực đại (MPP), tại điểm này tấm pin PV sẽ đưa ra một công suất cực đại. Ta mong muốn hệ thống luôn luôn làm việc tại điểm MPP đó.
Mặt khác do cường độ bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường thay đổi có một cách ngẫu nhiên làm cho điểm công suất tối đa (MPP) của PV thay đổi liên tục, do đó để hệ thống điện mặt trời vận hành hiệu quả, cần có thuật toán điều khiển phù hợp để duy trì chế độ làm việc của chúng luôn tại điểm công suất tối đa.
Giả sử modul PV có đặc tính I(U) và P(U) ứng với giá trị xác định của bức xạ mặt trời và nhiệt độ như hình 3.2, đặc tính tải của PV là đường thẳng 0m
P,I I(U) MPP ISC P(U) U UMPP UOC
đi qua gốc tọa độ, điểm làm việc của PV là giao điểm giữa đặc tính I(U) của PV và đặc tính tải của chúng. Ta thấy rằng nếu modul PV làm việc tại điểm C sẽ có công suất cực đại. Điểm có công suất cực đại gọi là điểm MPP (Maximum Power Point).