Trong thử nghiệm này, một tải ba pha phi tuyến đƣợc hỡnh thành bởi bộ chỉnh lƣu cú điều khiển dựng Tiristor đƣợc kết nối tại điểm chung PC2.
Thời gian lấy mẫu 60s đó đƣợc sử dụng để so sỏnh tất cả cỏc kết quả thu đƣợc. Tất cả cỏc mụ phỏng đƣợc thực hiện theo cơ chế giống nhau: mụ phỏng bắt đầu tại t = 0,0 s và chỉ kớch hoạt cỏc thành phần là lƣới điện và tải. Cỏc APF đƣợc kết nối với lƣới, và tại thời điểm tức thời t = 0,15 s bộ lọc cụng suất tớch cực nhận đƣợc cụng suất hiệu chỉnh chuẩn và nú bắt đầu làm việc. Hỡnh 4.13 biểu diễn điện ỏp của nguồn cấp cho tải khi bộ lọc tớch cực vẫn chƣa chạy. Ta thấy rằng điện ỏp đó bị biến dạng lừm ở đỉnh khụng cũn ở dạng sin chuẩn nữa. Nguyờn nhõn do chứa nhiều thành phần súng điều hũa bậc cao sinh ra từ tải phi tuyến. Hỡnh 4.14, Hỡnh 4.15 mụ phỏng biểu diễn dũng điện cấp cho tải và THD ban đầu của bậc súng hài dũng điện lƣới
Hỡnh 4.13. Biểu diễn điện ỏp của nguồn khi bộ lọc chƣa tỏc động
Hỡnh 4.15. THĐ của bậc súng hài dũng điện pha A
Từ Hỡnh 4.14 ta thấy rằng do dũng nguồn chứa nhiều súng điều hũa bậc cao nhƣ súng điều hũa bậc 5, bậc 7, bậc 11, ở đõy súng điều hũa bậc 5, bậc 7 và bậc 11 là chủ yếu nờn độ mộo tổng súng điều hũa THD cao = 8,91 %. So sỏnh với với tiờu chuẩn IEEE std 1992 (đụ mộo tổng súng điều hũa cho phộp ≤ 5 %) thấy độ mộo tổng vƣợt tiờu chuẩn quy định.
Tiếp tục cụng việc trờn Hỡnh 4.16, 4.17, 4.18 biểu diễn dũng nguồn, dũng tải và dũng của bộ lọc. Trong Hỡnh 4.16 biểu diễn dũng điện điện nguồn, những thay đổi rừ ràng từ thời điểm tức thời 0,15s và về mặt lý thuyết dũng điện nguồn trở nờn sạch hơn với hàm lƣợng những súng điều hũa bậc cao ớt hơn khi tại thời điểm này bộ lọc tớch cực bắt đầu hoạt động. Độ sạch này sẽ đƣợc thể hiện trong độ mộo súng hài tổng. Ở Hỡnh 4.17 biểu diễn dũng điện phụ tải (I_load) và nú gần nhƣ giống nhau trong toàn bộ thời gian mụ phỏng, bộ lọc tớch cực đang làm việc hay khụng làm việc. Cuối cựng Hỡnh 4.18. biểu diễn dũng điện cung cấp bởi bộ lọc tớch cực (I_bess), trong đú cú giỏ trị từ thời gian tức thời 0,15s . Dũng của bộ lọc (I_bess) này cộng với dũng điện lƣới phải bằng dũng điện tải.
Hỡnh 4.16. Dũng nguồn sau khi bộ lọc tỏc động
Hỡnh 4.17. Dũng của tải
Hỡnh 4.19. THĐ của bậc súng hài dũng điện một pha
Từ phõn tớch trờn ta thấy độ mộo tổng súng điều hũa THD khi cú bộ lọc = 4,96 %. So sỏnh với tiờu chuẩn IEEE thấy THD thỏa món với tiờu chuẩn ( ≤ 5 % ). Nhƣ vậy bộ lọc tớch cực làm việc đỏp ứng đƣợc yờu cầu, chất lƣợng điện năng đƣợc đẳm bảo.
- Hiệu chỉnh hệ số cụng suất.
Nhƣ đó trỡnh bày ở trờn, hiệu chỉnh hệ số cụng suất cũng cú thể khi làm việc với bộ lọc tớch cực APF
Hỡnh 4.20, 4.21, 4.22, 4.23 biểu diễn cụng suất tỏc dụng, cụng suất phản khỏng của nguồn và bộ lọc tớch cực. Từ Hỡnh 4.21 thấy rằng khi cú sự thay đổi thời gian giỏ trị cụng suất phản khỏng của nguồn cũng cú sự thay đổi. Tại thời điểm từ 0,0s tới 0,15s bộ lọc tớch cực chƣa hoạt động, nguồn cấp cho tải lƣợng CSPK lớn nhƣng sau khi mạch lọc tỏc động tại thời điểm 0,15s CSPK đƣợc cấp từ nguồn giảm xuống. Lỳc này bộ lọc tớch cực đó bự một lƣợng CSPK.
Hỡnh 4.21. Cụng suất phản khỏng của nguồn trƣớc và sau khi bộ lọc tỏc động
Hỡnh 4.22.Cụng suất phản khỏng bộ lọc trƣớc và sau khi tỏc động
Hỡnh 4.23. Cụng suất tỏc dụng của tải
4.3. Kết luận:
Trong chƣơng này đó xõy dựng và khảo sỏt thành cụng bộ lọc tớch cực ba pha ba dõy. Kết qua, bộ lọc tớch cực đó phỏt lờn lƣới một lƣợng dũng bự (I_bess) và bự CSPK làm cho chất lƣợng lƣới điện đƣợc cải thiện, đỏp ứng đƣợc tiờu chuẩn của IEEE.
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 5.1 Kết luận
Nội dung đề tài là ― Nghiờn cứu và thiết kế bộ lọc tớch cực cho việc giảm hài dũng điện để nõng cao chất lƣợng lƣới điện‖
Từ những kết quả nghiờn cứu và mụ phỏng bộ lọc tớch cực ba pha ba dõy đó trỡnh bày cú thể rỳt ra những khỏi niệm cơ bản sau:
* Trỡnh bày về bộ lọc tớch cực và tỏc dụng của bộ lọc tớch cực trong việc bự súng hài và bự cụng suất. Phõn tớch những ảnh hƣởng của cỏc thiết bị và tải phi tuyến nờn hệ thống.
* Trờn cơ sở toỏn học theo lý thuyết p-q của Akagi tỏc giả đó xõy dựng đƣợc cấu trỳc và thuật toỏn điều khiển cho bộ lọc tớch cực ba pha ba dõy. * Xõy dựng thành cụng bộ lọc tớch cực, đó mụ hỡnh mụ phỏng húa hệ thống trong Matlab/Simulink .
* Cỏc kết quả nghiờn cứu và mụ phỏng đó cho thấy bộ lọc tớch cực ba pha ba dõy hoạt động khỏ tốt, đó làm giảm tối đa những súng hài bậc cao đạt tới chỉ tiờu cho phộp của IEEE là dƣới 5%.
5.2 Cỏc kiến nghị
Với cỏc kết quả nghiờn cứu đó đƣợc trỡnh bày ở trờn, để đề tài cú thể triển khai thực hiện ứng dụng trong thực tế và nghiờn cứu xin cú một số kiến nghị sau:
* Tiếp tục nghiờn cứu hoàn thiện về lý thuyết và lý luận để bộ lọc tớch cực đƣợc hoàn thiờn hơn .
* Xõy dựng mụ hỡnh thực nghiệm phƣơng phỏp điều khiển mạch lọc tớch cực ba pha ba dõy để kiểm định lại kết quả nghiờn cứu trong lý thuyết.
* Tiến hành cỏc thớ nghiệm cụ thể từ đú cú thể triển khai ứng dụng trong thực tế.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
[1] Lờ Văn Doanh (1994), Điện tử cụng suất và điều khiển động cơ điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.
[2] Nguyễn Phựng Quang (2006), Matlab và Simulink dành cho kỹ sư điều
khiển tự động, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[3] Nguyễn Cụng Hiền (2006), Mụ hỡnh hoỏ hệ thống và mụ phỏng, Đại học Bỏch khoa, Hà nội.
[4] Nguyễn văn Hũa (1998), Cơ sở lý thuyết điều khiển tự động, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
Tiếng Anh
[5] Malcolm Barnes CPEng, BSc(ElecEng), MSEE, Automated Control Systems,
Perth, Australia - Practical Variable Speed Drives and Power Electronics
[6] Liew, A.C., Excessive neutral currents in three-phase fluorescent lighting circuits, IEEE Transactions on Industry Applications, 25 (4), 776–782, 1989.
[7] IEEE recommended practices and requirements for harmonic control in electrical power systems, IEEE Standard 519, 1992.
[8] Subjak, J.S. and Mcquilin, J.S., Harmonics — causes and effects, measurements and analysis: an update, IEEE Transactions on Industry Applications, 26 (6), 1034–1042, 1990.
[9] Power electronics and applications series, Muhammad H. Rashid, Series Editor, University of West Florida
[10] Roger C. Dugan, Mark F. Mc Granaghan Surya Santoso, H, Wayne Beaty. Electrical Power Systems Quality, Second Edition
[11] [Akagi, et al., 07] H. Akagi, E. H. Watanabe, M. Aredes. ―Instantaneous power theory and.
[12] Derek A Paice (1995), multipulse methods for clean power, IEEE
[13] Martzloff, F. and Gruzs, T., Power quality site surveys: facts, fiction and fallacies, IEEE Transactions on Industry Applications, 24 (6), 1005–1018, 1988.
[14] Power System Harmonics, Causes and Effects of Variable Frequency Drives. Relative to the IEEE 519-1992 Standard
Nội dung nghiờn cứu luận văn là ― Nghiờn cứu thiết kế bộ lọc tớch cực cho việc giảm hài dũng điện để nõng cao chất lƣợng lƣới điện ‖
Cấu trỳc của luận văn gồm 5 chƣơng.
Chƣơng I : Giới thiệu tổng quan về súng hài
Chƣơng này đó trỡnh bày khỏi niệm về súng điều hũa, những nguyờn nhõn và tỏc hại của súng điều hũa gõy ra cho thiết bị và chất lƣợng lƣới điện.
Chƣơng II : Cỏc biện phỏp hạn chế súng hài
Trong chƣơng này đó đi trỡnh bày cỏc biện phỏp ngăn ngừa súng hài và hạn chế súng hài nõng cao chất lƣợng điện năng. Trong chƣơng cũng đó trỡnh bày cụ thể những vớ dụ tải phi tuyến (cỏc bộ chỉnh lƣu điện tử cụng suất khụng điều khiển và cú điều khiển) gõy ra súng hài.
Chƣơng III : Nguyờn lý và thiết kế bộ lọc tớch cực
Từ những tỏc hại rất lớn của súng hài gõy ra cho cỏc thiết bị và chất lƣợng lƣới điện cũng nhƣ những nhƣợc điểm mà cỏc thiết bị hạn chế súng hài đó trỡnh bày ở trờn, đó đi thiết kế bộ lọc tớch cực ba pha ba dõy.
Chƣơng này đó trỡnh bày phƣơng phỏp xỏc định dũng điện chuẩn dựa trờn lý thuyết p-q, từ đú đi xõy dƣng cấu trỳc thuật toỏn và cấu trỳc điều khiển cho bộ lọc tớch cực ba pha ba dõy.
Chƣơng IV : Cỏc kết quả nghiờn cứu
Chƣơng này chạy mụ phỏng hệ thống của bộ lọc tớch cực ba pha ba dõy Chƣơng V : Kết luận và khuyển nghị