CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ
5.3. Kết quả mô phỏng Tuabin gió với bộ truyền động thủy tĩnh
5.3.3. So sánh kết quảmô phỏng khi có và không có Bộ điều khiển trƣợt thích nghi
Trường hợp 1: So sánh kết quả mô phỏng có và không có hệ thống lưu trữvớitốc độ gió trung bình là 16m/s
a/ Mô hình tốc độ gió
b/ Tốc độ Motor khi có bình trữ và không có bình trữ
Hình 5. 17: Kết quả mô phỏng Tuabin gió trong trường hợp có và không có hệ
thống lưu trữ năng lượng
X: Time [s]
[m/s]
X: Time [s]
[rpm]
HVTH: ĐOÀN MINH DUY Trang 75
Hình 5. 18: Kết quả mô phỏng máy phát điện trong trường hợp 1
Nhận xét:nhìn vào hình (5.17b), ta thấymô hình khi không có bình tích áp thì
hoàn toàn không ổn định, tốc độ quay của trục Motor dao động xung quanh vị trí gần 1500 vòng/phút, trong khi mô hình có bình tích áp thì tốc độ trục Motor khá ổn định.Tương tự với hình (5.17c) cũng chỉ ra rằng công suất trên trục Motor khi có
bình tích áp khá ổn định, điều này hoàn toàn phù hợp với khuyến cáo của nhà sản xuất máy phát điện. Quan sát hình (5.17d) có thể thấynhận định trên là đúng khi công suất máy phát điện có bình tích áp tăng cao hơn trường hợp không có bình tích
áp là 10%. Nhƣ vậy, bình tích ápđóng vai trò rất quan trọng đối với bộ truyền động thủy tĩnh. Bước tiếp theo sẽ tiến hành phân tích kết quả của mô hình Tuabin gió với bộ truyền động thủy lực ở những điều kiện gió khác nhau.
Trường hợp 2: Mô hình gió ngẫu nhiên với tốc độ gió trung bình 12m/s
a/ Mô hình tốc độ gió
[Rpm]
X: Time [s]
HVTH: ĐOÀN MINH DUY Trang 76
b/ Tốc độ Motor khi có điều khiển và không có điều khiển
c/ So sánh công suất Motor khi có điều khiển và không có điều khiển
d/ Công suất Motor và Tuabin gió khi có điều khiển và không có điều khiển
e/ So sánh công sinh ra khi quay Motor có điều khiển và không có điều khiển
Hình 5. 19:Kết quả mô phỏng trong trường hợp mô hình có và không có bộ điều khiển với tốc độ gió ngẫu nhiên ở tốc độ trung bình 12m/s trong 3000s
[Rpm]
X: Time [s]
[Woat]
X: Time [s]
[Woat]
X: Time [s]
[Joule]
X: Time [s]
HVTH: ĐOÀN MINH DUY Trang 77
Hình 5. 20: Kết quả mô phỏng máy phát điện trong trường hợp 2
Nhận xét trường hợp 2: Với tốc độ gió thay đổi ngẫu nhiên như hình (5.19a),
khi bộ truyền động thủy lực có điều khiển thì tốc độ đầu ra của Motor đƣợc ổn định tại giá trị 1500 vòng/phút nhƣ hình (5.19b). Bên cạnh đó công suất đầu ra của Motor trên hình (5.19c) và (5.19d) cũng rất ổn định, điều này phù hợp với yêu cầu đặt ra. Nhƣ vậy, mô hình truyền động thủy lực có thể kết nối trực tiếp với Máy phát điện và có thể tạo ra dòng điện ổn định. Mặt khác, dù công suất của Motor khi không có điều khiển dao động rất lớn và lên cao hơn mô hình có điều khiển rất nhiều nhƣng xét về lâu dài thì công sinh ra của Motor khi có điều khiển sẽ cao hơn mô hình không có điều khiển. Kết quả trên hình (5.19e) cho thấy mô hình truyền động thủy lực khi có điều khiển đã tăng công sinh ra trên trục Motor lên: 10%.
Nhƣ vậy, với bộ điều khiển Bộ điều khiển trƣợt thích nghi, tốc độ của Motor đƣợc ổn định ở mức 1500 vòng/phút. Qua đó, công suất của Motor cũng đƣợc duy trì ổn định, điều này đảm bảo moment truyền động qua Máy phát điện cũng ổn định và Nhƣ vậy, dòng điện đƣợc tạo ra là có thể kiểm soát đƣợc.
Với kết quả nhƣ hình (5.19e) có thể thấy, thông qua việc gắn bộ điều khiển cho mô hình truyền động thủy tĩnh thì công sinh ra khi quay Motor đƣợc nâng lên đáng kể (10%) và đƣợc duy trì ổn định trong suốt thời gian làm việc,Nhƣ vậy, khi
HVTH: ĐOÀN MINH DUY Trang 78 đƣa vào hoạt động thì mô hình sẽ tạo ra dòng điện ổn định hơn rất nhiều. Trong thực tế, để có thể sử dụng nguồn điện từ Tuabin gió thì cần phải có một hệ thống điều áp sao cho dòng điện đầu ra là ổn định, và khi đó mô hình có sử dụng hệ thống điều áp sẽ làm công suất đầu ra giảm đi rất nhiều, ngoài ra chi phí đầu tƣ cho một hệ thống điều áp là rất lớn, điều này sẽ làm giảm hiệu quả kinh tế rất nhiều.
Kết luận:Qua kết quả mô phỏng có thể thấy mô hình có những ƣu điểm nhƣ
sau:
Đa phần các Tuabin gió hiện nay đều có bộ truyền động cơ khí với một tỷ số truyền nhất định để nâng tốc độ đầu ra của máy phát điện, điều này làm cho hiệu suất bộ truyền bị giảm đi đáng kể. Mặt khác, bộ truyền động cơ khí này đƣợc đặt bên trong vỏ Tuabin gió ở độ cao khoảng 30m, Vì vậy, việc bảo trì rất khó khăn.
Tuy nhiên,bộ truyền động thủy tĩnh đƣợc thiết kế để hoạt động mà không cần bộ truyền động cơ khí vì bản thân bộ truyền động thủy tĩnh đã có tỷ số truyền nhất định có thể nâng tốc độ máy phát điện theo ý muốn.
Bên cạnh đó, bộ truyền động thủy tĩnh khi có điều khiển có thể ổn định đƣợc tốc độ đầu ra của máy phát điện ở mức cài đặt qua đó có thể nâng hiệu suất máy phát điện lên cao.
Tóm lại, với những kết quả đạt đƣợc trên hình (5.19) có thể thấy mô hình
Tuabin gió với bộ truyền động thủy tĩnh cùng với bộ bộ điều khiển trƣợt thích nghi thật sự hiệu quả khi có thể ổn định đƣợc tốc độ của Motor cũng nhƣ tốc độ Máy phát điện và làm tăng công suất đầu ra của Máy phát điện, đồng thời cắt giảm chi phí đầu tƣ nâng cao hiệu quả kinh tế.
HVTH: ĐOÀN MINH DUY Trang 79