CHƢƠNG II : HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỔI NĂNG LƢỢNG GIÓ
2.3. Thành phần máy phát điện gió
2.3.3.2. Hệ thống turbine gió hoạt động với tốc độ thay đổi
Cấu hình chung của hệ thông này đƣợc trang bị thêm một số khối chức năng điều khiển do sử dụng loại máy phát khác và có khác biệt trong khối điều khiển điện áp. Do đó, cơng suất phản kháng phát ra hay đƣợc tiêu thụ bởi hệ thống không bị ảnh hƣởng bởi máy phát điện.
SVTH: Tô Minh Nguyện 40
Hệ thống đƣợc trang bị máy phát điện đồng bộ hoặc máy phát cảm ứng rotor lồng sóc. Hộp số truyền đƣợc thiết kế sao cho tốc độ tối đa của rotor bằng với tốc độ định mức của máy phát. Đối với máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cữu, sẽ đƣợc thiết kế với nhiều cực từ để hệ thống không cần hộp số truyền động. Máy phát điện đƣợc nối lƣới thông qua DC-link hoặc bộ biến đổi tần số, vì vậy hệ thống có thể làm việc với máy phát có tần số khơng phụ thuộc vào tần số lƣới điện. Bộ biến đổi công suất dùng trong cấu hình này sẽ điều khiển tồn bộ cơng suất hệ thống. Ƣu điểm của cấu hình này là có thể linh hoạt điều khiển hệ thống.
Sự thay đổi tần số máy phát khác với sự thay đổi tốc độ rotor. Do đó có thể thay đổi tốc độ rotor trong một phạm vi rộng để hệ thống làm việc ở tốc độ tối ƣu sao cho cơng suất phát ra cực đại khi tốc độ gió thay đổi. Khi tốc độ gió tăng cao, cơng suất phát ra cần đƣợc giới hạn để bảo vệ hệ thống và đƣợc thực hiện bằng hai giải pháp: Giải pháp thứ nhất là dùng bộ biến đổi công suất để giữ cố định tần số và do tốc độ cũng khơng thay đổi, sau đó áp dụng điều khiển Stall hệ thống để giới hạn công suất; Giải pháp thứ hai là dùng một bộ biến đổi để giới hạn công suất khi tốc độ gió tăng cao. Khơng có giải pháp nào để tránh hồn toàn rủi ro quá tốc độ trên rotor khi tốc độgió tăng cao, do đó mỗi hệ thống cơ học cần đƣợc lắp đặt bộ biến đổi hỗ trợ cho việc giới hạn công suất (hệ thống điều khiển độ dốc cánh quạt rotor –pitch).
Hình 2.10: Hệ thống turbine gió làm việc với tốc độ thay đổi với máy phát đồng bộ
SVTH: Tô Minh Nguyện 41 Hình 2.11: Hệ thống turbine gió làm việc với tốc độ thay đổi
với máy phát không đồng bộ nguồn kép