61
Chương 6: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
6.1 Thông số của turbine gió.
Cảm kháng tản stator: Lls=0.1592mH Cảm kháng tản rotor Llr =0.1592mH, Cảm kháng từ hóa Lm= 5.093mH, Điện trở stator: Rs= 0.004 () , Điện trở rotor Rr= 0.004 (), Điện áp định mức 690v, Số đôi cực P =2 ,
Moment quán tính J = 93.22 kg.m2.
Moment quan tính rotor J = 4,176.106 kg .m2, Tỉ số hộp G=80,
Độ cứng trục truyền Kms= 8,949.107 Nm/rad, Hệ số rung Dm= 107Nm/s,
Bán kính cánh quạt gió R = 40m Cut – in speed: 4 m/s
Cut – out speed: 25 m/s
Mật độ không khí = 1.225 kg/m3 Diện tích quét của cánh quạt: 5027 m2.
6.2 Kết quả mô phỏng điều khiển trực tiếp công suất.
Phương pháp điều khiển trực tiếp công suất được mô phỏng trong thời gian 40s với tốc độ gió như hình 6.1, giá trị công suất đặt vào turbine là Ps thay đổi giá trị từ 2 MW xuống 1 MW tại thời điểm t=30s, giá trị công suất phản kháng được cho bằng zero vì turbine gió ưu tiên dùng để phát công suất tác dụng.
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
62
Hình 6.1: Đồ thị vận tốc gió thay đổi theo thời gian.
a)
b) Hình 6.2: Công suất thực của stator.
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
63
Hình 6.3: Công suất phản kháng của turbine
Hình 6.4: Vận tốc của turbine.
Thời gian để turbine ổn định tốc độ trong điều kiện này khoảng 13.4s. Khi có sự thay đổi về giá trị công suất đặt đầu vào, vận tốc của turbine cũng thay đổi nhưng nhanh chóng lấy lai giá trị định mức.
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
64
a)
b) Hình 6.5: Dòng điện stator
a)
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
65
b) Hình 6.6: Dòng điện rotor.
Hình 6.7: Moment điện từ của máy phát điện.
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
66
Nhận xét:
Turbin
e gió có công suất lớn thường có moment quán tính lớn nên từ thời điểm khởi động đến thời điểm xác lập cần có thời gian đáng kể để hệ thống ổn định.
Khi
máy phát hoạt động ở chế độ xác lập, công suất ngõ ra bám theo giá trị đặt tốt và ổn định.
6.3 Kết quả mô phỏng phương pháp DPC sử dụng đường cong công suất.
Trong phương pháp điều khiển sử dụng đường cong công suất, vận tốc gio thay đổi như hình 6.8, vận tốc gió thay đổi trong dải 0m/s – 25m/s; thời gian mô phỏng là 100s.
Hình 6.8: Biểu đồ vận tốc gió.
Công suất đầu ra của stator Ps. Đường màu xanh thể hiện công suất của stator và đường màu đỏ thể hiện công suất đặt.
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
67
a)
b)
Hình 6.9: Công suất stator và công suất đặt.
a)
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
68
b)
Hình 6.10: Tốc độ của turbine.
Hình 6.11: Moment điện từ của turbine.
Hình 6.12: Dòng điện stator.
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
69
a)
b)
Hình 6.13: Dòng điện rotor.
a)
b)
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
70
Hình 6.14: Điện áp một chiều DC link.
a)
b)
Hình 6.15: Công suất của bộ chuyển đổi công suất phía rotor.
Nhận xét:
Khi tốc độ gió thay đổi, giá trị đặt của công suất cũng thay đổi theo. Tuy nhiên, công suất ngõ ra vẫn bám tốt giá trị đặt, đồng thời, tốc độ của turbine được giữ ổn định.
Điện áp DC của bộ chuyển đổi công suất được giữ ổn định.
Trong thời gian quá độ, khoảng thời gian từ 5 – 10s, công suất ngõ ra chưa theo sát giá trị tham chiếu.
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
71
6.4 Kết quả mô phỏng phương pháp DPC kết hợp với MPPT bằng phương pháp tính toán công suất tối ưu của turbine.
Để so sánh kết quả của hai phương pháp, ta sử dụng dữ liệu vận tốc gió như hình 6.1 để mô phỏng cho phương pháp này. Kết quả mô phỏng đạt được như sau:
Hình 6.16: Giá trị tham chiếu của Ps đối với opt
a)
b)
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
72
Hình 6.17: Công suất của stator theo thời gian.
Hình 6.18: Điện áp dc và giá trị tham chiếu.
Hình 6.19: Công suất cơ của turbine.
a)
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
73
b)
Hình 6.20: Điện áp Rotor.
a)
b)
Hình 6.21: Dòng điện stator.
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
74
a)
b)
Hình 6.22: Tốc độ của turbine.
a)
b)
Chương 6: Kết quả mô phỏng.
75
Hình 6.23: Moment điện từ của turbine.
a)
b)
Hình 6.23: Biểu đồ công suất đặt dựa vào giá trị tính toán tối ưu công suất của turbine.
Nhận xét.
Khi hệ
thống hoạt ở chế độ xác lập, giá trị công suất ngõ ra đáp ứng tốt giá trị đặt mong muốn.
Giá trị
công suất ổn định hơn các kết quả trong mục 6.3,tuy nhiên, tại mỗi giá trị, công suất ngõ ra dao động nhiều hơn; vận tốc của turbine chỉ thay đổi xung quanh giá trị đặt trước nhưng tại mỗi vị trí tốc độ gió thay đổi nhiều, tốc độ rotor dao động mạnh hơn, tuy nhiên, nó cũng nhanh chóng lấy lại vị trí ổn định.