1. Kết luận
Đề tài nghiên cứu và mơ phỏng turbine gió có cơng śt 2 MW sử dụng máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu kết nối lưới điện thông qua các bộ chuyển đổi. Dựa theo mơ hình tốn học, các thành phần riêng lẻ của turbine gió được xây dựng và được dùng để mơ phỏng nhà máy điện gió trong Matlab/Simulink. Trọng tâm của q trình nghiên cứu và phân tích là quản lý nhà máy điện gió và xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến tối ưu hóa vận hành nhà máy. Do đó, nhiệm vụ là phải tối ưu hóa tồn bợ nhà máy để đưa ra cơng śt điện là lớn nhất chứ không phải là đi tối ưu các thành phần nhỏ trong khối điều khiển nhà máy. Công suất của máy phát thể hiện qua đường đặc tính cơng śt, và cơng śt của turbine gió gần bằng với giá trị định mức. Nhiệm vụ của hệ thống trong vùng hoạt động I thể hiện mối quan hệ của hệ Cpvới cơng śt cực đại (MPPT) của turbine gió. Do đó cần điều khiển chính xác tốc đợ quay của turbine theo tốc đợ gió hiện tại bằng mơ men điện từ. Có hai thuật tốn dùng để điều khiển trong trường hơp này, (1) là dùng bộ diều khiển I-PD được cải tiến từ PID và (2) là dùng bộ điều khiển LQ theo quỹ đạo tham chiếu cho trước. Kết quả mô phỏng của giai đoạn I cho hệ số Cpđạt mức cực đại theo lý thuyết và bộ điều khiển IPD cho kết quả tốt hơn đôi chút so với PI-LQ.
Trong vùng hoạt đợng II là duy trì dịng cơng śt định mức của máy phát điện gió và vùng II, III là duy trì cơng śt đầu ra ổn định của máy phát điện gió và điều chỉnh cơng śt, hiệu suất của turbine gió bằng cách xoay các cánh của turbine gió để cơng śt của máy phát điện gió khơng vượt q trị định mức. Từ quan điểm là duy trì dịng cơng śt lớn nhất, điều này là quan trọng khi có sự thay đổi ở vùng III sang I, khi đó các cánh quạt quay nhanh để nâng cao cơng śt và sau đó giảm dần giảm dần momen điện để cho công suất máy điện đạt cực đại, từ đó gây ra thất thốt mợt lượng điện năng lớn. Điều này chứng tỏ rằng, chỉ có bợ điều khiển tốc đợ quay của turbine
cần điều khiển góc pitch để bảo vệ turbine gió. Hai bợ điều khiển IPD và PI-LQ đã thể hiện rõ điều này.
Vì cơng śt của turbine gió giảm theo đợ lệch của góc (góc pitch) đặt của cánh quạt và tốc đợ quay của turbine gió nên cần phải điều chỉnh tốc đợ quay cơng śt của turbine gió. Do hình thành các lực quay tác đợng trên các khối trục nên turbine gió khơng thể quay với tốc đợ cố định. Do đó, các vịng điều khiển được thiết kế sao cho turbine gió quay với tốc đợ khơng vượt q 3% trong thời gian dài. Tồn bợ q trình thiết kế bợ điều khiển sao cho cơng śt không giảm xuống dưới 99% của công suất định mức trong thời gian dài khi có sự thay đổi trực tiếp hướng gió.
Bợ điều khiển thiết kế đã đáp ứng được việc điều khiển công suất phản kháng, biên đợ điện, góc pha đối với việc hịa lưới điện. Bợ điều khiển có khả năng đáp ứng nhanh đến mức không nhận thấy được thay đổi của tốc đợ gió ở trang trại gió. Bợ điều khiển này có thể điều khiển được công suất phản kháng nên thiết bị bù công suất phản kháng trong hệ thống điện không được sử dụng nên hệ thống được vận hành dễ dàng.