Hình 3.7 Các thơng số điều khiển động cơ Diesel trên phần mềm
Matlab/Simulink
Ta sẽ nhận được dạng đồ thị tốc độ của động cơ diesel như sau: Dạng đồ thị tốc độ của động cơ Diesel khi K = 20
K =20 T1 =0.01(s) T2 =0.02(s) T3 =0.2(s) T4 =0.25(s) T5 =0.009(s) T6=0.0 384(s) Td = 0.024(s) Tm Tmax = 1pu Pm0 = 0.000270147pu
Hình 3.8 Dạng đồ thị tốc độ của động cơ Diesel khi K = 20
Ta nhận được các giá trị cho động cơ Diesel khi K = 20 như sau: >> Độ quá điều chỉnh ∆hmax = 2%
>> Thời gian đáp ứng Tr = 0.1s >> Thời gian quá độ T2% = 0.7 s
Khi ta thay K = 40 ta được giá trị của động cơ Diesel như sau:
Hình 3.9 Dạng đồ thị tốc độ của động cơ Diesel khi K =40
Ta nhận được các giá trị cho động cơ Diesel khi K = 40 như sau: >> Độ quá điều chỉnh ∆hmax = 1%
>> Thời gian đáp ứng Tr = 0.1s >> Thời gian quá độ T2% = 0.5s
Ta nhận thấy thời gian quá độ của động cơ Diesel khi K = 40 (t = 0.5s)
là nhanh hơn so với K = 20 (t = 0.7s). Cùng với đó độ quá điều chỉnh khi K = 40 (1%) nhỏ hơn so với khi K = 20 (2%). Qua đó ta thấy K = 40 cho chất lượng tốt hơn khi K = 20. Làm tiếp nhận thấy K nằm trong khoảng (15; 75) thì chất lượng tốt hơn cả.
Kết luận: Qua quá trình mơ phỏng, ta lựa chọn được thơng số mơ hình Diesel phù hợp nhất như bảng 3.2.
Bảng 3.2 Thơng số mơ hình động cơ Diesel phù hợp nhất
3.4 Thiết lập
mơ hình mơ phỏng hệ thống điện Gió –Diesel
Sơ đồ hệ thống hỗn hợp gió – diesel như hình 3.10 dưới đây :
Hình 3.10 Hệ thống đơn giản hóa hệ thống hỗn hợp gió – diesel
Đường dây 22kV thường có điện dung đường dây khơng đáng kể, nên ở đây không xét. Tụ bù Q cung cấp vừa đủ cơng suất phản kháng cho máy phát điện gió, nên khơng xét đến ảnh hưởng trong hệ thống.
K = 40
T1 = 0.01 (s) T2 = 0.02 (s) T3 = 0.2 (s)
T4 = 0.25 (s) T5 = 0.009 (s) T6 = 0.0384 (s) Td =0.024(s)
Hình 3.11 Lược đồ minh họa hệ lai Diesel – Gió độc lập
Hình 3.12 Sơ đồ hàm truyền hệ thống năng lượng Diesel – Gió
Hình 3.13 Sơ đồ mơ phỏng hệ ghép nối Gió – Diesel
25kV, 1000MVA, cấp điện đến lưới 2,4kV thông qua MBA; các khối 3-Phase Fault và 3-Phase Breaker được sử dụng để mô phỏng các thời điểm Transtion Time nguồn gió xảy ra sự cố và cắt nguồn gió gặp sự cố khỏi lưới; năng lượng được cấp cho máy không đồng bộ ASM 2250HP lúc này lấy từ nguồn dự phòng là máy phát điện đồng bộ SM 3,125 MVA sử dụng động cơ Diesel có bộ điều chỉnh tốc độ và điện áp tự động.
Chương IV: Kết quả và thảo luận 4.1 Kết quả mơ phỏng tốc độ gió
Dựa trên mơ hình mơ phỏng tốc độ gió hình 3.1 ta thu được kết quả mơ phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink trên hình 4.1 dưới đây
Hình 4.1 Kết quả mơ phỏng tốc độ gió (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chú thích: Đường đặc tính tốc độ gió thay đổi ngẫu nhiên; Đường đăc tính tốc độ gió cơ bản;
Đường đặc tính trận gió;
Đường đặc tính tốc độ gió thay đổi từ từ.
Nhận xét : Các đường đặc tính của tốc độ gió khi mơ phỏng trên phần mềm Simulink cho ta thấy đường đặc tính tốc độ gió cơ bản, đường đặc tính trận gió và đường đặc tính tốc độ gió thay đổi từ từ khơng có sự thay đổi mà duy trì tốc độ gió ở mức độ ổn định. Cịn đường đặc tính tốc độ gió thay đổi đột ngột thì duy trì ở trạng thái hình sin với các khoảng khác nhau trong q trình hoạt động.
4.2 Kết quả mơ phỏng điện áp của hệ điện Gió-Diezel
Điện áp lưới khi khơng có sự cố xảy ra ta dựa trên mơ hình mơ phỏng hệ ghép nối Gió và Diesel ở hình 3.13 ta thu được những kết quả ở hình 4.2, hình 4.3, hình 4.4.
Tiến hành chạy mơ phỏng, ta thu được điện áp lưới ổn định có dạng sóng sin tần số 50Hz, biên độ 1960V. Lúc đầu dòng điện vào q cao thì dạng sóng
khơng ổn định sau một thời gian hoạt động dạng sóng cho hình sin làm việc rất ổn định trên hình 4.2.
Hình 4.2 Dạng điện áp 3 pha
Khi dạng sóng q cao do dịng điện đi vào quá nhanh nên dạng sóng điện áp 3 pha cho kết quả xấu, lúc vào thì dịng điện cao nên dạng sóng hình sin cao nhất khi dịng điện giảm trở thì dạng sóng hình sin bé lại. Khi hoạt động một thời gian thì dịng điện đi vào ổn định dạng sóng hình sin đều và phân bố giống nhau.
Hình 4.3 Dạng điện áp pha A
Sau khi chạy mô phỏng sự phối hợp giữa Gió và Diesel thì dịng điện áp pha của hệ thống khi mới chạy do dịng vào q cao thì dạng sóng hình sin lúc đầu cao và thấp khơng ổn định. Sau quá trình làm việc của hệ thống ổn định hơn cho ta dạng sóng hình sin ổn định phân bố đều.
Hình 4.4 Tốc độ quay của máy khơng đồng bộ
Nhận xét : Tốc độ quay của máy không đồng bộ giảm dần theo thời gian.
Qua q trình mơ phỏng thì tốc độ gió khơng có chênh lệch q cao mà duy trì ở mức độ ổn định.
Kết quả mơ phỏng thu được cho ta thấy khi có sự kết hợp giữa Gió và Diesel thì tín hiệu thu được có dạng hình sin, tín hiệu ổn định và đảm bảo hơn do ngồi vai trị như một nguồn dự phịng thì máy phát Diesel cịn có tác dụng bù cơng st phản kháng cho hệ thống hệ thống không bị sụt áp, ổn định và liên tục hơn…
Hình 4.5 Hình ảnh chạy mơ phỏng hệ ghép nối Gió – Diesel trên phần mềm
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận
Nguồn năng lượng tái tạo từ gió là một nguồn năng lượng sạch, hơn nữa yêu cầu về năng lượng điện ngày càng tăng, đồng thời tiềm năng về năng lượng gió ở nước ta là rất lớn. Do đó, việc nghiên cứu thiết kế hệ thống phát điện bằng sức gió phát lên lưới điện quốc gia là một vấn đề mang tính thời sự và có ý nghĩa, đặc biệt là trong giai đoạn hiện nay nguồn năng lượng truyền thống đang cạn kiệt dần và khuyến khích sử dụng năng lượng tái tạo phục vụ nhu cầu năng lượng.
Đồ án “Ứng dụng phần mềm Matlab/Simulink mơ phỏng hệ điện Gió –
Diesel” đã hồn thành và cho được kết quả như sau:
- Tình hình nghiên cứu phát triển năng lượng gió của Việt Nam và thế giới, ứng dụng phối hợp giữa Diesel – Gió.
- Nghiên cứu tìm hiểu sử dụng thành thạo về các ứng dụng của phần mềm Matlab đã thiết lập được, tiếp tục nghiên cứu tìm ra các mơ hình có ứng dụng thiết thực hơn vào phục vụ đời sống con người và biết cách sử dụng nó cho phù hợp với các mơ phỏng của gió với Diesel.
- Bài thu được các kết quả của các q trình mơ phỏng của tốc độ gió, sự kết hợp giữa Gió và Diesel trong phần mềm Matlab/Simulink.
II Kiến nghị
Sau quá trình thực hiện đồ án , em cũng xin có một số vấn đề sau đây : Tiếp tục nghiên cứu và phát triển đề tài để đề tài thực sự có ý nghĩa về mặt thực tiễn, có khả năng ứng dụng cao.
Có chính sách đầu tư thoả đáng cho lĩnh vực nghiên cứu và thực hiện các dự án về ứng dụng các nguồn năng lượng mới tái tạo, đặc biệt là ứng dụng năng lượng gió và diesel để phát điện.
Bài đồ án tốt nghiệp này đã hoàn thành tốt một số nhiệm vụ đặt ra hy vọng đây là một tài liệu tích cực cho q trình nghiên cứu thiết kế phục vụ chế tạo máy phát điện chạy sức gió cũng như các bạn u thích ngành năng lượng nói chung và năng lượng Gió – Dsiesel nói riêng.
- Xây dựng các mơ hình hệ thống phát điện kết hợp khác như: Gió- Mặt trời- Diesel
+ Đối với các huyện đảo ở khu vực Biển Đơng có tiềm năng gió tốt,dân cư thường sống tập trung thì hệ thống kết hợp tua bin gió + mặt trời + máy phát diesel (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Đối với các đảo nhỏ,số dân ít, dân cư sống tập trung, khơng có tiềm năng phát triển sản xuất, thì hệ thống kết hợp tua bin gió+máy phát diesel.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. TS. Vũ Thành Tự Anh; Đàm Quang Minh -Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội “Năng lượng gió của Việt Nam: Tiềm năng và triển vọng” tranghttp://devirenewable.com/2011/04/09/nang-luong-gio-vietnam-tiem- nang-triển-vọng. 2. http://www.gwec.net/wp-content/uploads/vip/GWEC-Global-Wind- Report_2016.pdf 3. http://123doc.org/document/1319955-nghien-cuu-dieu-khien-dien-ap-may- phat-dien-kieu-dong-cat-tu-khang-su-dung-nang-luong-gio-dua-tren-dieu- khien-mo.htm?page=4 4. http://text.123doc.org/document/3066879-ung-dung-matlab-simulink-mo- phong-may-phat-dien-gio-dfig-bang-phuong-phap-dieu-khien-tu-thong.htm 5. Trần Việt Anh ‘’STATCOM và hệ năng lượng ĐIỆN GIÓ – DIESEL’’6-
2015, Khoa Cơ-Điện, Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam.
6. Bài giảng tin học chuyên ngành cơ điện - Matlab ứng dụng, khoa Cơ Điện, trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội.