Trong hệ thống phỏt điện sức giú, cấp điều khiển hiện trường là một bộ điều khiển do Phũng Thớ nghiệm trọng điểm Tự động hoỏ thiết kế, chế tạo, được tớch hợp dựa trờn vi xử lý tớn hiệu số TMS 320F2812 của hóng Texas Instrument. Bờn cạnh card điều khiển (hỡnh 3.3) là 3 module được thiết kế để giải quyết 3 bài toỏn điều khiển cấp hiện trường như:
Card điều khiển
Module điện trở đốt Module nghịch lưu Module nạp acqui
Hỡnh 3.3. Cỏc thành phần của hệ thống điều khiển hiện trường
54
55
năng lượng thu và nhận của trạm phỏt điện sức giú.
a.Card điều khiển
Cỏc thụng số kỹ thuật cơ bản của card điều khiển (hỡnh 3.4) + 256 Kword Flash EPROM
+ 64 Kword SRAM
+ 8 Kbyte EEPROM, loại SPI
+ 12 kờnh PWM với mức tớn hiệu đưa ra là 0-5V + 3 đầu vào số 24V DC
+ 1 cổng truyền thụng RS485 + 1 cổng truyền thụng RS232 + 4 đầu vào số cỏch ly quang;
16 kờnh đầu vào tương tự, phạm vi tớn hiệu vào yờu cầu là 0-5V DC
b.Module nghịch lưu
Thành phần chớnh là cỏc van bỏn dẫn cho phộp thực hiện đúng cắt với tần số cao, trong đú tớn hiệu điều khiển được xỏc định căn cứ theo thuật toỏn điều khiển và điều chế vector khụng gian nạp trong card điều khiển.
Do hệ thống được lắp đặt ở những nơi khụng cú lưới điện quốc gia, do đú nú là nguồn cung cấp điện duy nhất trong hệ thống lưới phụ tải, cú đặc điểm là thành phần điện trở và điện cảm phụ tải biến thiờn một cỏch ngẫu nhiờn theo nhu cầu sinh hoạt của khu dõn cư. Và như vậy phần điều khiển điện ỏp ra cung cấp sẽ phải đỏp ứng được cỏc yờu cầu kỹ thuật sau:
+ Thứ nhất, biờn độ và tần số điện ỏp cung cấp phải đảm bảo giữ ổn định (220V/50Hz). Trong đú, yờu cầu về biờn độ được ưu tiờn, tần số được phộp biến thiờn trong một phạm vi nhất định.
+ Thứ hai, hệ số cụng suất phỏt phải tuõn theo những thay đổi của phụ tải tiờu thụ.Lý tưởng là: Hệ thống cú khả năng bự để sao cho hệ số cosφ là tốt nhất.
Tuy nhiờn, điều này cũn phụ thuộc rất nhiều vào nguồn năng lượng giú và khả năng tớch luỹ của hệ thống lưu điện.
Đõy là cỏc nhiệm vụ của bài toỏn điều khiển nghịch lưu – bài toỏn điều chỉnh ổn định điện ỏp ra.
PWM
outputs inputsQEP P6 SupplyPower
Set-up GPT/EVx PLC EEPROM (SPI) Comm. (RS485) P4 P7 Module P8 Trung tõm P2 Flash ROM 512Kx16 (Zone 2) SRAM 8Kx16 (Zone 1) J1 J7 J8 J9 J11 J12 Keyboard
/Display (RS232)Comm. Inputs (ADC)Analog Boot mode Peripheral(Zone 0)
Hỡnh 3.4. Cấu trỳc phần cứng card điều khiển
c.Module nạp ăc-quy
Trong hệ thống, bộ phận ắc-quy được sử dụng để điều phối quỏ trỡnh thu và phỏt năng lượng. Nếu năng lượng thu về từ mỏy phỏt lớn hơn năng lượng tiờu thụ của lưới bộ phận ắc-quy rơi vào chế độ nạp và sẽ ngừng khi được nạp đầy. Khi năng lượng thu được nhỏ hơn năng lượng tiờu thụ, ắc-quy sẽ chuyển sang chế độ phỏt, đưa năng lượng ra mạch một chiều bự đắp vào phần thiếu hụt. Tuy nhiờn ắc-quy sẽ chỉ làm việc trong chế độ phỏt cho đến khi năng lượng dự trữ trong nú tụt giảm xuống đến nhỏ hơn mức năng lượng giới hạn.
Cấu trỳc phần cứng của bộ phận ắc-quy trong hệ thống bao gồm:
d.Module điện trở hóm
Đõy là module phần cứng được thiết kế để giải quyết tỡnh huống năng lượng từ phớa mỏy phỏt đưa đến mạch một chiều đó bắt đầu vượt quỏ năng lượng từ mạch một chiều đưa ra ngoài lưới tiờu thụ, gõy ra sự mất cõn bằng về năng lượng thu phỏt hệ thống. Khi phỏt hiện ra trạng thỏi mất cõn bằng năng lượng bộ phận điện trở đốt sẽ hoạt động và thực hiện tiờu hao bớt năng lượng trong mạch một chiều, một mặt giỳp làm triệt tiờu sự mất cõn bằng năng lượng trong hệ thống. Măt khỏc gúp phần làm tăng mụmen cản đối với mỏy phỏt, một tỏc động cần thiết khi xảy ra cỏc cơn giú mạnh kộo dài. Bài toỏn điều khiển này chỉ được hoạt động khi việc nạp ắc-quy khụng làm giảm bớt được sự chờnh lệch núi trờn.
Giải phỏp này được xõy dựng dựa trờn cỏc phần tử phần cứng sau: + Bể nước với hệ thống dẫn nước vào và xả nước ra.
Van nạp Cảm biến đo mức trờn Mức nước Mạch một chiều Van cụng suất Tớn hiệu điều khiển Cảm biến đo mức dưới Điện trở đốt Van xả
+ Hai phần tử cảm biến đo mức nước.
Bài toỏn điều khiển điện trở hóm khi đú được chia làm hai phần:
+Thứ nhất là bài toỏn điều khiển cường độ dũng điện một chiều chảy qua điện trở, ở đõy tỏc động đến cường độ dũng điện cũng sẽ giỏn tiếp tỏc động đến mức năng lượng sẽ bị tiờu hao trờn điện trở đốt.
+ Thứ hai là bài toỏn điều khiển mức nước, đảm bảo duy trỡ mức nước trong phạm vi cho phộp, nằm giữa hai vị trớ cảm biến bỏo mức.