4. Kết cấu của luận văn 15-
4.3.2.Kết quả mụ phỏng 89-
a. Đồ thị cụng suất phỏt của hệ thống phỏt điện sức giú DFIG
Hỡnh 4.32. trỡnh bày đồ thị cụng suất phỏt của hệ thống mỏy phỏt điện sức giú DFIG. Chỳ thớch của cỏc đường tốc độ giú được chỉ rừ trờn đồ thị. Điểm cụng suất phỏt cực đại của tốc độ giú khỏc nhau cũng khỏc nhau. Khi tốc độ giú thay đổi thỡ cụng suất phỏt ra từ mỏy phỏt cũng thay đổi theo, cụng suất cực đại mà mỏy phỏt cú được là 1500KW (tương ứng với tốc độ giú là 12m/s) lỳc đú tốc độ của mỏy phỏt là 2000v/ph. Khi tốc độ mỏy phỏt giảm cụng suất phỏt giảm, nếu tốc độ giú tăng quỏ lớn cụng suất cũng giảm. Vựng làm việc tốt nhất của mỏy phỏt chớnh là vựng bụi đen trờn đồ thị.
Gừ tờn M-File vào đõy
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 90 - Chuyờn ngành Tự động hoỏ
Hỡnh 4.32. Đồ thị cụng suất phỏt của mỏy phỏt DFIG khi tốc độ giú thay đổi
a. Kết quả mụ phỏng
Cỏc kết quả mụ phỏng được thực hiện trong cỏc trường hợp tốc độ giú thay đổi nhảy bậc từ 12m/s xuống 10.5m/s hoặc từ 10.5m/s xuống 8m/s.
Với tốc độ giú 12m/s cụng suất phỏt cực đại của mỏy phỏt đạt xấp xỉ 1,5MW (giỏ trị õm thể hiện mỏy phỏt năng lượng lờn lưới). Lỳc này tốc độ của mỏy phỏt là gần 2000v/ph. Khi tốc độ giú giảm xuống 10.5m/s làm cho cụng suất phỏt cực đại của mỏy phỏt giảm xuống 1MW và tốc độ quay của mỏy phỏt giảm xuống 1750v/ph (hỡnh 4.33) thời gian để xỏc lập tốc độ quay của mỏy phỏt khi tốc độ giú giảm từ 12m/s xuống 10.5m/s (tương ứng tốc độ mỏy phỏt giảm từ 2000v/ph xuống 1600v/ph) chỉ mất khoảng 1s (rất nhanh).
Dũng điện điện ỏp Stato, Roto được trỡnh bày như hỡnh 4.34. Dũng điện Stator phỏt lờn lưới cú dạng hỡnh sin chuẩn, cú biờn độ và tần số ớt biến đổi khi tốc độ giú giảm đột ngột từ 12m/s xuống 10.5m/s (xem thờm hỡnh 4.39 thời gian mụ phỏng chỉ là 0.06s nờn điều này được thể hiện rất rừ). Biờn độ cực đại của điện ỏp Roto là 183V (bằng giỏ trị đặt). Tốc độ mỏy phỏt (v/ph) Đồng bộ Trờn đồng bộ Nă ng lƣợng ( K W )
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 91 - Chuyờn ngành Tự động hoỏ
Điện ỏp một chiều DC – Link cú dạng như hỡnh 4.35. Điện ỏp một chiều thực tế trờn tụ C bằng giỏ trị đặt (1200V).
Hỡnh 4.33. Tốc độ mỏy phỏt, cụng suất phớa Stato (Ps, Qs), Phớa Roto (Pr, Qr) và cụng suất phỏt của hệ thống (P,Q) khi tốc độ giú chuyển từ 12m/s10.5m/s Ps Qs Ps Qs
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 92 - Chuyờn ngành Tự động hoỏ
Hỡnh 4.35. Dũng điện Idc, điện ỏp một chiều Udc và
cụng suất một chiều Pdc của bộ DC – Link khi
Vwind =12m10.5m/s
Hỡnh 4.34. Dũng điện Roto (Ir), dũng Stato (Is), và điện
ỏp Rotor (Ur) khi
Vwind=12m10.5m/s
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 93 - Chuyờn ngành Tự động hoỏ
Khi tốc độ giú thay đổi từ 10.5m/s xuống 8m/s kết quả mụ phỏng được trỡnh bày trờn cỏc hỡnh từ (hỡnh 4.36 – 4.38). Tốc độ của mỏy phỏt giảm từ 1750 v/ph xuống 1250v/ph. Cụng suất cực đại của mỏy phỏt giảm từ 1MW (tương ứng tốc độ giú 10.5m/s) xuống 0.5MW (tương ứng tốc độ giú 8m/s). Lỳc này hướng trượt đó thay đổi. Bộ biến đổi phớa Roto đó lấy năng lượng từ khõu DC – Link (lỳc này Pdc mang dấu õm) để cung cấp cho mỏy phỏt cho phộp mỏy phỏt tiếp tục phỏt năng lượng trong vựng đồng bộ. Dũng điện Stator phỏt lờn lưới vẫn cú dạng hỡnh sin chuẩn, cú tần số khụng biến đổi khi tốc độ giú giảm đột ngột từ 10.5 m/s xuống 8m/s (xem thờm hỡnh 4.40 thời gian mụ phỏng chỉ là 0.06s nờn điều này được thể hiện rất rừ)
Hỡnh 4.36. Tốc độ mỏy phỏt), cụng suất phớa Stato (Ps, Qs), Roto (Pr, Qr) và cụng suất phỏt của hệ thống ( P,Q) khi Vwind =10.5m8m/s
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 94 - Chuyờn ngành Tự động hoỏ
Hỡnh 4.37. Dũng điện Roto (Ir), dũng Stato (Is), và điện ỏp Rotor Ur) khi
Vwind =10.5m8m/s
Hỡnh 4.38. Dũng điện Idc, điện ỏp một chiều Udc và cụng suất một chiều Pdc của bộ DC – Link khi
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 95 - Chuyờn ngành Tự động hoỏ
Hỡnh 4.39. Dũng điện Roto (Ir), dũng Stato (Is), và điện ỏp Rotor Ur) khi Vwind=12m10.5m/s với thời gian mụ phỏng 0,06s
Hỡnh 4.40. Dũng điện Roto (Ir), dũng Stato (Is), và điện ỏp Rotor Ur) khi Vwind =10.5m8m/s với thời gian mụ phỏng 0,06s
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 96 - Chuyờn ngành Tự động hoỏ
4.3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Luận văn đó nghiờn cứu và giải quyết được những nội dung sau:
1. Tỡm hiểu về hệ thống mỏy phỏt điện sức giú, bao gồm: Vai trũ, tiềm năng của năng lượng giú. Cấu tạo và nguyờn lý làm việc của tuabin phong điện.
2. Tỡm hiểu về mỏy phỏt điện cảm ứng nguồn kộp (Cấu tạo, nguyờn lý làm việc, cỏc phương trỡnh và sơ đồ thay thế mỏy điện). Tỡm hiểu hệ thống phỏt điện sức giú sử dụng mỏy điện cảm ứng nguồn kộp DFIG, từ đú xõy dụng mụ hỡnh toỏn học của hệ thống.
3. Tỡm hiểu về bộ điều khiển kinh điển PID. Đõy cũng là bộ điều khiển mà tỏc giả sử dụng để thiết kế cho hệ thống.
4. Xõy dựng cỏc bộ điều khiển (bộ điều khiển từ thụng mỏy phỏt, bộ điều khiển phớa lưới, bộ điều khiển gúc cỏnh) để lấy cụng suất cực đại từ giú của hệ thống phỏt điện sức giú sử dụng mỏy phỏt DFIG.
5. Tiến hành mụ phỏng hệ thống trờn phần mềm Matlab – Simulink - Plecs và đó đưa ra kết quả mụ phỏng. Cỏc kết quả mụ phỏng thể hiện một cỏch trung thực, khẳng định tớnh đỳng đắn của việc xõy dựng cỏc bộ điều khiển.
6. Cần nghiờn cứu để tỡm cỏch khắc phục sai lệch mụ hỡnh sao cho kết quả nghiờn cứu giữa mụ hỡnh toỏn học và mụ hỡnh thực tế khỏc nhaukhụng nhiều để cỏc kết quả nghiờn cứu với mụ hỡnh toỏn học cú thể ỏp dụng trực tiếp cho mụ hỡnh thực tế.
7. Với kết quả nghiờn cứu của luận văn cú thể được phỏt triển và ỏp dụng cho hệ thống phỏt điện sức giú với tua bin kiểu trục ngang.
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 97 - Chuyờn ngành Tự động hoỏ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Doón Phƣớc (2002) Lý thuyết điều khiển tuyến tớnh. Nhà xuất bản
Khoa học và Kỹ thuật.
[2] Nguyễn Phựng Quang (1998) Điều khiển tự động truyền động điện xoay
chiều ba pha (tỏi bản lần thứ 1). Nhà xuất bản Giỏo dục.
[3] Nguyễn Phựng Quang (2004) MATLAB & SIMULINK dành cho kỹ sư điều
khiển tự động. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
[4] Nguyễn Phựng Quang: Mỏy điện dị bộ nguồn kộp dựng làm mỏy phỏt trong
hệ thống phỏt điện chạy sức giú: Cỏc thuật toỏn điều chỉnh bảo đảm phõn ly giữa mụmen và hệ số cụng suất. Tuyển tập VICA 3, Hà Nội, 4/1998, tr. 413-437.
[5] Nguyễn Phựng Quang, Andreas Dittrich (2002) Truyền động điện thụng
minh. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
[6] Nguyễn Phựng Quang (1996) Điều khiển truyền động điện xoay chiều ba
pha, Nhà xuất bản Giỏo dục
[7] Nguyễn Phựng Quang (2007) Nghiờn cứu, thiết kế và chế tạo bộ phỏt điện bằng sức giú cú cụng suất 10 – 30 KW phự hợp với điều kiện Việt Nam, Phũng Thớ nghiệm Tự động húa Trường đại học Bỏch khoa Hà Nội.
[8] Nguyễn Phựng Quang, Lờ Anh Tuấn, “PLECS , cụng cụ mụ phỏng chuyờn
nghiệp cho thiết kế điều khiển”, Phũng Thớ nghiệm trọng điểm về Tự động hoỏ, Trung tõm nghiờn cứu triển khai Cụng nghệ cao , Trường đại học Bỏch khoa Hà nội.
[9] Nguyễn Thị Thắm, “Điều khiển tối ưu hệ thống phỏt điện sức giú sử dụng
mỏy điện đồng bộ với tuabin kiểu trục ngang”, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật chuyờn ngành Tự động hoỏ, Trường ĐHKTCN, năm 2010.
[10] ANDREAS PETERSSON, “Analysis, Modeling and Control of Doubly-Fed
Induction Generators for Wind Turbines”, THESIS FOR THE DEGREE OF DOCTOR
OF PHILOSOPHY, Division of Electric Power Engineering Department of Energy and Environment, CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, Găoteborg, Sweden 2005 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 98 - Chuyờn ngành Tự động hoỏ
[11] F. Abrahamsen, “Energy optimal control of induction motor drives”, Ph.D. dissertation, Aalborg Univ., Aalborg, Denmark, Feb. 2000.
[12] F. Blaabjerg and Z. C. amd S. Kjaer, “Power electronics as efficient interface in dispersed power generation systems”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 19, pp. 1184–1194, Sept 2004.
[13] J. Bendl, M. Chombt, and L. Schreier, “Adjustable-speed operation of doubly fed machines in pumped storage power plants”, in Proc. Ninth International Conference on Electrical Machines and Drives, Sep., 1–3, 1999, pp. 223–227.
[14] CAMILLE HAMON, “Doubly-fed Induction Generator Modeling and Control in DigSilent Power Factory”, Master’s Thesis at KTH School of Electrical Engineering
[15] Jost H. Allmeling, Wolfgang P. Hammer: “PLECS – Piece-wise Linear
Electrical Circuit Simulation for Simulink”.
[16] Dr. John Schửnberger, “Modeling a DFIG Wind Turbine System using
PLECS”, Plexim GmbH Technoparkstrasse 18005 Zỹrich, December 2008
[17] Một số tài liệu trờn mạng Internet
www.ebooks.edu.vn www.webdien.com.vn www.thietbidien.vn www.dientuvietnam.net www.diendandientu.vn www.vinamain.com www.bk-idse.com www.plexim.com
Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 99 - Chuyờn ngành Tự động hoỏ
www.youtube.com/watch?v=E1Jrdt1OV8s ...