Chương 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.4 Phương pháp điều khiển và các mơ hình hệ thống turbine gió
2.4.1 Phương pháp điều khiển hệ thống turbine gió cố định.
15
Hình 2. 16 Mơ hình máy phát không đồng bộ
Ưu điểm:
− Cấu tạo đơn giản.
− Chi phí thấp.
Nhược điểm:
− Không điều khiển bù công suất phản kháng.
− Cơng suất phát ra phụ thuộc vào năng lượng gió nhận được.
− Khi năng lượng gió là lớn, thay đổi đột ngột như giông, bảo sẽ ảnh hưởng đến hệ thống cơ của turbine gió. Lưới điện mất ổn định.
2.4.2 Phương pháp điều khiển tu bin gió thay đổi tốc độ.
Loại này thiết kế để đạt hiệu quả cực đại về phương diện khí động học. Chúng đáp ứng được sự thay đổi của tốc độ gió [12-13].
Hình 2. 17 Mơ hình máy phát không đồng bộ điều khiển điện trở rotor (loại B) Dao động công suất ngõ ra sẽ giảm khi có sự thay đổi hệ số trượt. Hệ số trượt trong máy phát thường duy trì nhỏ, do đó tốc độ thay đổi khoảng 1 2% giữa lúc có tải và khơng tải.
16
Hình 2. 18 Đường đặc tính moment theo độ trượt s, thay đổi điện trở rotor. Mơ hình máy phát điện gió đồng bộ với DC – link converter. Hệ thống có thể vận Mơ hình máy phát điện gió đồng bộ với DC – link converter. Hệ thống có thể vận hành máy phát điện ở một tần số độc lập với tần số nguồn điện. Thay đổi tần số máy phát điện làm thay đổi tốc độ máy phát điện [12-13].
Mơ hình máy phát điện gió khơng đồng bộ nguồn kép DFIG. Khi hệ thống đã hoà đồng bộ với lưới điện, dòng năng lượng qua máy phát hoạt động hai chế độ.
Khi turbine gió quay với tần số thấp hơn tần số của lưới điện. Đây là chế độ làm việc dưới đồng bộ máy điện lấy năng lượng từ lưới qua stator.
Khi turbine gió quay ứng với tần số cao hơn tần số của lưới điện. Đây là chế độ làm việc trên đồng bộ máy điện đưa năng lượng đến lưới qua rotor.
17
Hình 2. 20 Mơ hình máy phát điện gió có điều khiển tốc độ
Ưu điểm:
− Tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng cơ điện
− Giảm tác động cơ lên turbine khi có thay đổi tốc độ gió
− Nâng cao chất lượng điện năng
Nhược điểm:
− Cấu tạo phức tạp
− Giá thành cao
− Tổn hao một phần cơng suất qua các bộ điều khiển, đóng ngắt cơng suất lớn nhưng hiện nay công nghệ ngày càng phát triển nên các vấn đề trên đã được hạn chế và cải thiện được hiệu suất làm việc.
2.4.3 Phương pháp nối lưới cho hệ thống máy phát điện gió
Trạm điện gió gồm nhiều turbine liên kết với nhau, tuỳ thuộc vào công suất của trạm điện gió mà số lượng và cơng suất turbine gió sẽ khác nhau. Cơng suất mỗi turbine trung bình 1.5 MW. Các hệ thống lưới liên kết nhau qua hệ thống truyền tải DC hoặc AC.
18 tránh sự mất ổn định của hệ thống.