CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ SVM CHO BBĐ MMC
3.9 Mô hình và kết quả mô phỏng MMC dựa trên thuật toán điều khiển dự báo dòng điện vòng và cân bằng điện áp tụ điện
3.9.1. Mô hình các khối mô phỏng trong matlab-simulink
Hình 3.34 Sơ đồ cấu trúc mô phỏng hệ thống BBĐ MMC áp dụng điều khiển cân bằng điện áp trung bình trên tụ và điều khiển dòng điện vòng dựa trên thuật toán điều chế SVM
Chương 3: Phương pháp điều chế SVM cho BBĐ MMC
Cấu trúc mô phỏng tổng thể phương pháp điều khiển và điều chế SVM kết hợp với các thuật toán điều khiển đề xuất cho MMC được thể hiện như Hình 3.34.
Trong đó: Cấu trúc mạch lực MMC ba pha 13 mức của Hình 3.34 được thể hiện như Hình 3.35. Cấu trúc mô phỏng mạch lực của một nhánh trong BBĐ MMC trong Hình 3.35 được thể hiện như Hình 3.36.
Hình 3.35 Sơ đồ mô phỏng cấu trúc mạch lực và các tin hiệu đo lường để điều khiển cho BBĐ MMC 13 mức.
Hình 3.36 Sơ đồ cấu trúc mạch lực của một nhánh trong bộ biến đổi MMC
81
Chương 3: Phương pháp điều chế SVM cho BBĐ MMC
Hình 3.37 Sơ đồ cấu trúc mô phỏng điều chế SVM và điều khiển dòng điện vòng và cân bằng điện áp tụ DC
Sơ đồ cấu trúc thuật toán điều chế và điều khiển cho MMC ở Hình 3.34 được thể hiện như Hình 3.37. Trong đó:
Khối chuyển hệ tọa độ từ abc sang ∝β có mô hình cấu trúc mô phỏng như
Hình 3.38.
Khối xác định xác định Sector và giá trị mg, mh trong điều chế SVM được thể hiện như Hình 3.48: Chương trình lập trình trong khối này sẽ xác định được vector điện áp thuộc các Sector từ I đến VI, từ đó sẽ xác định được hệ số mg, mh của vector điện áp ở một tam giác bất kỳ trong không gian vector như các phương trình (3.22) và Hình 3.7.
Khối xác định kiểu tam giác D1, D2; xác định tọa độ nguyên kg, kh; và các hệ số d1, d2, d3 được thể hiện như Hình 3.49: Từ các sector và các hệ số mg, mh đã xác định được. Chương trình lập trình trong khối này sẽ xác định các tọa độ nguyên [kg, kh] của các vector điện áp [vg, vh] và các hệ số d1, d2, d3 của quá trình điều chế khi sử dụng các vector trạng thái p1, p2, p3, p4 theo các công thức (3.23) và (3.24). Quá trình này còn xác định được hai kiểu tam giác D1, D2 chứa vector điện áp v để lựa chọn quá trình chuyển mạch tối ưu.
Khối điều khiển suy giảm thành phần bậc cao của dòng điện vòng được thể hiện như Hình 3.41:
Khối thuật toán điều khiển dự báo điện áp tụ điện được thể hiện như Hình 3.42: Dựa và các thông số và hệ số được xác định được như: hệ số d1, d2, d3; Sector từ I đến VI; tọa độ nguyên [kg,kh]; kiểu tam giác D1, D2. Khối này sẽ nhận các thông tin đo được từ BBĐ MMC như vHx, vLx, ivx, kết hợp với giá trị điện áp chênh lệch vdiff_x thu được từ bộ điều khiển suy giảm thành phần sóng hài trong dòng điện vòng.
Chương 3: Phương pháp điều chế SVM cho BBĐ MMC
Chương trình trong khối này sẽ xác định được hệ số điều chế tối ưu kopt của quá trình chuyển mạch tối ưu ứng trong tọa độ gh tương ứng với giá trị tối thiểu của hàm mục tiêu JVx theo công thức (3.65).
Khối xác định thời gian phát xung trong một nhánh của MMC được thể hiện như Hình 3.43: Chương trình lập trình trong khối này sẽ thực hiện quy luật chuyển đổi các hệ số và tọa độ nguyên trong hệ tọa độ gh sang hệ tọa độ abc. Qua đó sẽ xác định các hệ số điều chế trong hệ tọa độ abc là dA, dB, dC và các tọa độ nguyên trong hệ tọa độ abc là [kA, kB, kC] theo các thuật toán từ Bảng 3.2 đến Bảng 3.12. Chương trình trong khối này sẽ thực hiện tính toán các hệ số chèn tụ kHx, kLx của nhánh trên và nhánh dưới BBĐ MMC theo mục 3.4 để xác định số lượng SM được “insert” hay
“bypass” trong mỗi pha. Ngoài ra, Khối này sẽ tính toán thời gian của xung đóng cắt van IGBT theo Hình 3.17 tương ứng với các mức điện áp đã xác định được, thời gian tính được sẽ được đưa tới các IGBT để thực hiện đóng và mở van IGBT đảm bảo cho MMC hoạt động đưa được điện áp đến đầu ra của BBĐ.
Các chương trình lập trình của Function1, Function2, Function3, Function4 thực hiện các thuật toán trong các hình: Hình 3.39; Hình 3.40; Hình 3.42; Hình 3.43 được thực hiện trong phục lục 1 của luận án.
Hình 3.38 Mô hình cấu trúc chuyển tọa độ từ abc sang ∝β trong matlab-simulink
Hình 3.39 Mô hình lập trình xác định Hình 3.40 Mô hình lập trình xác định tọa độ Sector và giá trị mg, mh trong điều chế SVM nguyên kg, kh; kiểu tam giác D1, D2 và các hệ
số d1, d2, d3
83
Chương 3: Phương pháp điều chế SVM cho BBĐ MMC
Hình 3.41 Mô hình mô phỏng điều khiển suy giảm thành phần sóng hài bậc cao cho dòng điện vòng của MMC
Hình 3.42 Mô hình lập trình thực hiện điều chế SVM và thuật toán điều khiển dự báo điện áp trung bình trên tụ DC
Chương 3: Phương pháp điều chế SVM cho BBĐ MMC