CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO CÁC ỨNG DỤNG CỦA MMC
4.1 Điều khiển BBĐ MMC nối lưới điện xoay chiều ba pha
4.1.3 Kết quả mô phỏng hệ thống bộ biến đổi MMC nối lưới
Các thông số mô phỏng mạch lực cho BBĐ MMC áp dụng cấu trúc điều khiển Hình 4.5 được trình bày ở trong Bảng 2.2 của chương 2.
Kết quả mô phỏng:
Điện áp (V) 3000 2000 1000 0 -1000 -2000 -3000
0 0.1 Thời gian (s) 0.2 0.3 0.4
Hình 4.6 Dạng điện áp ba pha phía xoay chiều chưa cung cấp cho lưới điện
Dòng điện (A) 150 100 50 0 -50 -100
-1500 0.1 0.2 0.3 0.4
Thời gian (s)
Hình 4.7 Dòng điện ba pha phía xoay chiều cung cấp cho lưới điện
96
Chương 4: Hệ thống điều khiển cho các ứng dụng của MMC
X 105 3 2
1 0
0 0.1 0.2 0.3 0.4
Thời gian (s)
Hình 4.8 Công suất phản kháng BBĐ MMC cung cấp cho lưới điện
Dòng điện (A) 120
80 40 0 -40
0 0.1 0.2 0.3 0.4
Thời gian (s)
Hình 4.9 Đáp ứng dòng điện id trong hệ tọa độ dq
Dòng điện (A) 20
0 -20 -40 -60 -80
0 0.1 0.2 0.3 0.4
Thời gian (s)
Hình 4.10 Đáp ứng dòng điện iq trong hệ tọa độ dq
Điện áp (V) 1020 1000 980 960 940 920
0 0.1 0.2 0.3 0.4
Thời gian (s)
Hình 4.11 Điện áp trên các tụ điện của nhánh trên và nhánh dưới pha A
Dòng điện (A) 40 30 20 10 0
-10
0 0.1 0.2 0.3 0.4
Thời gian (s)
Hình 4.12 Dòng điện vòng chạy trong pha A của BBĐ
Chương 4: Hệ thống điều khiển cho các ứng dụng của MMC
Hình 4.13 Kết quả phân tích Fourier dạng Hình 4.14 Kết quả phân tích Fourier dòng
điện áp xoay chiều điện xoay chiều
Hình 4.7 là kết quả điện áp pha và dòng điện các pha A, B, C của BBĐ MMC khi áp dụng SVM với việc lựa chọn vector điện áp gần nhất. Hình ảnh cho thấy dòng điện, điện áp khi chưa qua bộ lọc cho các kết quả dạng sin chuẩn, đạt được ngay ở chu kỳ đầu tiên và không có quá độ xẩy ra trong suốt quá trình mô phỏng. Thực hiện đánh giá tổng độ méo sóng hài THD cho điện áp và dòng điện như Hình 4.13 và Hình 4.14 trong khoảng thời gian từ 0,1 đến 0,2s, kết quả cho thấy chỉ số đánh giá THD của điện áp hòa lưới là 1,8%, chỉ số THD của dòng điện hòa lưới là 0,73%.
Kết quả này đã chứng minh được chất lượng hoạt động tốt của BBĐ khi áp dụng chiến lược điều chế SVM, các chỉ số sóng hài đạt tiêu chuẩn để BBĐ có thể hòa lưới điện và là kết quả đáp ứng của công suất tác dụng và công suất phản kháng được bơm vào lưới điện bởi BBĐ MMC. Kết quả cho thấy rằng công suất tác dụng và công suất phản kháng bám giá trị đặt trong khoảng thời gian nhỏ hơn 0,1s. Khi thay đổi giá trị đặt của công suất ở thời điểm 0,3s, chỉ mất khoảng thời gian 0,025s bộ điều khiển đã đưa công suất bám theo giá trị mới của công suất. Điều này chứng tỏ hệ thống hoạt động tốt với cấu trúc điều khiển được đề xuất.
Hình 4.9 và Hình 4.10 là hình dạng của dòng điện id và iq trong hệ tọa độ dq, hai giá trị dòng điện này được tính toán từ yêu cầu công suất của hệ thống. Các hình ảnh của kết quả cho thấy dòng điện id và iq luôn bám giá trị đặt tương ứng của chúng. Khi thay đổi giá trị công suất đặt thì dòng điện đặt cũng thay đổi tương ứng, bộ điều khiển tác động đã đưa giá trị thực của dòng điện id và iq bám giá trị đặt trong khoảng thời gian ngắn.
Hình 4.11 là kết quả của điện áp mỗi tụ điện ở nhánh trên và nhánh dưới của pha A. Kết quả cho thấy giá trị của điện áp tụ luôn dao động quanh giá trị định mức của nó là 1000V. Khi hoạt động ổn định ở thời gian 0,2s tụ điện dao động với biên độ lớn nhất không quá 40V, tức là 4% giá trị định mức, đây là giá trị hoạt động ổn định có thể chấp nhận được khi BBĐ MMC hoạt động. Hình 4.12 là kết quả dòng điện vòng của các pha A,B,C. Kết quả cho thấy dòng điện vòng luôn dao động ở giá trị
98
Chương 4: Hệ thống điều khiển cho các ứng dụng của MMC
25A, biên độ dao động lớn nhất của dòng điện vòng không quá 30A. So với giá trị dòng điện trên tải, đây là kết quả thấp mà bộ điều khiển đã tạo ra. Các kết quả cho thấy hiệu quả của phương pháp đề xuất để điều khiển dòng điện vòng, kết quả thu được luôn cho thấy dòng điện vòng đã được kiểm soát tốt.