Luận văn Điều khiển máy điện gió không đồng bộ nguồn kép

HUTECH

B
B




G
G
I
I
Á
Á
O
O


D
D


C
C


V
V
À
À



À
À
O
O


T
T


O
O


T
T
R
R




N
N
G
G





I
I


H
H


C
C


K
K




T
T
H
H
U
U



T
T


C
C
Ô
Ô
N
N
G
G


N
N
G
G
H
H




T
T
P
P
.

.


H
H
C
C
M
M








NGUYN THANH HI
NGUYN THANH HI




IU KHIN MÁY IN GIÓ KHÔNG
IU KHIN MÁY IN GIÓ KHÔNG
NG B NGUN KÉP
NG B NGUN KÉP


(

(
D
D
o
o
u
u
b
b
l
l
y
y


F
F
e
e
d
d


I
I
n
n
d
d
u

u
c
c
t
t
i
i
o
o
n
n


G
G
e
e
n
n
e
e
r
r
a
a
t
t
o
o
r

r


-
-


D
D
F
F
I
I
G
G
)
)






L
L
U
U


N

N


V
V


N
N


T
T
H
H


C
C


S
S




Chuyên ngành :THIT B, MNG
Chuyên ngành :THIT B, MNG

VÀ NHÀ MÁY IN
VÀ NHÀ MÁY IN


M
M
ã
ã


s
s




n
n
g
g
à
à
n
n
h
h


:

:


6
6
0
0


5
5
2
2


5
5
0
0






T
T
S
S
.

.
P
P
H
H


M
M




Ì
Ì
N
N
H
H


T
T
R
R


C
C

HUTECH
TRUNG ÐH K THUT CÔNG NGH TP. HCM
PHÒNG QLKH - ÐTSÐH

CNG HÒA XÃ HI CH NGHIA VIT NAM
Ðc lp - T do - Hnh phúc


TP. HCM, ngày14 tháng 03 nm 2012

NHIM V LUN VN THC S

H tên hc viên: NGUYN THANH HI Gii tính: NAM.
Ngày, tháng, nm sinh: 27.07.1978 Ni sinh: TP.HCM
Chuyên ngành: THIT B, MNG& NHÀ MÁY IN MSHV:
1081031005
I- TÊN Ð TÀI:
IU KHIN MÁY PHÁT IN GIÓ KHÔNG NG B NGUN KÉP.
(DOUBLY-FED INDUCTION GENERATOR WIND TURBINE - DFIG)
II- NHIM V VÀ NI DUNG:
- Xây dng mô hình ca turbine gió và máy phát đin không đng b ngun
kép.
- Mô phng điu khin SFOC đc lp P và Q ca máy DFIG 2.3MW khi
ngun đi xng
- Mô phng điu khin SFOC đc lp P và Q ca máy DFIG 2.3MW khi
ngun mt đi xng
- So Sánh các kt qu mô
phng gia các mô phng
III- NGÀY GIAO NHIM V: 15/09/2011

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIM V: 15/ 03/2012
V- CÁN B HUNG DN: TS. PHM ÌNH TRC

CÁN B HUNG DN KHOA QUN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(H tên và ch ký) (H tên và ch ký)



HUTECH
LI CAM ÐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cu ca riêng tôi. Các s liu, kt qu
nêu trong lun vn là trung thc và cha tng đuc ai công b trong bt k công
trình nào khác, theo tôi đc bit. Tôi xin cam đoan rng mi s giúp đ cho vic
thc hin lun vn này đã đuc cm n và các thông tin trích dn trong lun vn
đã đuc ch rõ ngun gc.

Hc viên thc hin lun vn


Nguyn Thanh Hi

HUTECH
LI CÁM N

u tiên, Xin trân thành cám n Thy TS. PHM ÌNH TRC, Ngi đã tng
bc giúp đ em hòan thành lun vn này.
Xin Cám n các Thy Cô đã cho em nhng nn tn kin thc – tri thc qúi báo
Xin Cám n các anh ch đi trc : Võ Xuân Hi, Nguyn c Trí, Phm Trung
Hiu, Tôn Long i v.v… đã có nhng công trình hu ích. Xin Cám n bn Tôn
Long i đã cung cp t liu đ hoàn thành chng 7
Xin Cám n trng H K Thut Côn
g Ngh; Khoa in- in T; Phòng Qun
Lý Sau i Hc, Tp th anh chi em lp 10SM; đã to c hi cho em thc hin
Lun Vn này
Cui cùng, Xin đc cám n Ba M, Ngi đã nuôi con khôn ln, cho con đ
ngh lc và trí khôn

Hc viên thc hin

Nguyn Thanh Hi

HUTECH
vii

DANH MUC KÝ HIU – VIT TT

dq
+
/dq
-
: Trc ta dq đ th t Thun / Nghch
I
dqr
+
/ I
dqr
+
+
:

dòng rotor thành phn thun trc / sau b lc notch

I
dqr
-
/I

dqr
-
-
: dòng rotor thành phn thun trc / sau b lc notch

SEQ : Sequence Compents b thành phn th t thun nghch
DFIG : Máy in Gió Không ng B Ngun Kép
DFIG_SFOC : DFIG điu khin bng phng pháp đnh hng t thông stator
DFIG_SFOC+ SEQ : DFIG_SFOC có thêm b SEQ
DFIG_DPC : DFIG điu khin bng phng pháp trc tip công sut
















HUTECH
viii

DANH MC HÌNH

Hình 1.1: Tuabin gió MOD OA (Công ty đin Hawaiian) Trang 9
Hình 1.2: Kh nng lp đt nng (MW)  nhng vùng khác nhau 11
Hình 1.3: Kích c và công sut đnh mc máy phát đin gió 12
Hình 1.4: Bn đ tim nng đin gió Vit Nam. Tc đ trung bình
nm ti đ cao 65m. 13
Hình 1.5: Gió mnh vào tháng 12 đn tháng 2 nm sau là s b sung
hu ích cho các tháng thiu nc ca các thy đin. 15
Hình 1.6: 5 t máy 1.5MW đu tiên ca nhà máy đin gió Tuy Phong 16
Hình 1.7: L khi công d án
đin gió Bc Liêu 17
Hình 1.8: L Khánh thành nhà máy sn xut máy phát đin gió 19
Hình 2.1: Chi tit bung cha ca h thng phát đin gió 22
Hình 2.2: Thng k các Phng pháp điu khin tc đ trong tuabin va và nh 24
Hình 2.3: H thng tuabin gió c bn s dng máy đng b. 25
Hình 2.4: Máy phát cm ng t kích t 26
Hình 2.5: Mch tng đng ca máy đin cm ng kt ni vi li đin.
27
Hình 2.6: S đ h thng vi máy phát đin cm ng rotor lng sóc. 27
Hình 2.7:S đ nguyên lý ca máy phát DFIG 28
Hình 2.8: Hng công sut DFIG tng ng vi tc đ đng b w
o
29

Hình 2.9: S đ các khi chc nng trong h thng nng lng gió 30
Hình 2.10: Cu trúc chung h thng tuabin gió làm vic tc đ không đi. 31
Hình 2.11: im làm vic ca h thng tuabin gió. 32
Hình 2.12 H thng tuabin gió làm vic vi tc đ không đi. 33
Hình 2.13: Cu trúc chung ca h thng tuabin gió làm vic vi tc đ
thay đi s dng máy phát đng b. 33
Hình 2.14: H thng tuabin gió làm vic vi tc đ th

ay đi trang b
HUTECH
ix

máy phát đng b (không dùng hp s truyn đng). 34
Hình 2.15: H thng tuabin gió làm vic vi tc đ thay đi vi
máy phát đng b. 35
Hình 2.16: Cu trúc ca h thng làm vic vi tc đ thay đi s dng DFIG 35
Hình 3.1: Nguyên lý vector không gian 39
Hình 3.2: Mi liên h gia trc ta đ
,.abc

42
Hình 3.3: Mi liên h gia trc ta đ abc và dq 43
Hình 3.4: Mi liên h gia trc ta đ

và dq 44
Hình 3.5: Cu hình kt ni stator và rotor, Y-Y. 45
Hình 3.6: S đ tng đng RL ca Stator và Rotor. 45
Hình 3.7: Mch đin tng đng mô hình đng DFIG trong h trc


. 46
Hình 3.8: S đ tng đng đng c không đng b trong h trc quay dq. 48
Hình 4.1: Mô hình b converter cu 3 pha phía li 51
Hình 4.2: S đ khi điu khin RSC 53
Hình 4.8: Mô hình điu khin DFIG 55
Hình 4.9: Vector đnh hng t thông vi thành phn th t thun- nghch 55
Hình 4.10: S đ mô hình điu khin DFIG_ FOC có SEQ 56
Hình 5.1: S đ tng th ca h thng DFIG. 58

Hình 5.2: Khi bin điabc/dq và dq/abc. 59
H
ình 5.3: Khi mô phng mô hình máy DFIG trong trc ta đ dq. 60
Hình 5.4:Khi mô phng máy phát đin gió DFIG. 60
Hình 5.5: Mô hình mô phng h thng DFIG bng Matlab Simulink. 61
Hình 5.6: Mô hình mô phng b điu khin Converter. 62
Hình 5.7: Mô hình mô phng Grid -Side converter. 62
HUTECH
x

Hình 5.8: DC – link. 63
Hình 5.9: Mô hình mô phng Rotor – Side converter 63
Hình 5.10: Khi mô phng b nghch lu. 64
Hình 5.11: Vn tc gió; Vn tc rotor nr, dòng đin i
dr
và i
qr
. 65
Hình 5.12: Công sut tác dng, công sut phn kháng và t thông . 66
Hình 5.13: Dòng đin stator DFIG_SFOC 66
Hình 5.14: Dòng đin rotor DFIG_SFOC 66
Hình 5.15 : Rotor Converter Control khâu hiu chnh PI vi b SEQ 67
Hình 5.16: B thành phn th t thun nghch - Sequence Compents. 67
Hình 5.17: Dòng đin stator- Sequence Compents 68
Hình 5.18: Dòng đin rotor vi b Sequence Compents 68
Hình 5.19: Vn tc gió (SEQ) 69
Hình 5.20: Vn tc rotor (SEQ) 69
Hình 5.21:công sut tác dng (SEQ) 69
Hình 5.22: công sut phn kháng vi SEQ 69
Hình 6.1: in áp V

s_abc
khi t = 35s, đin áp pha A gim 10% 72
Hình 6.2: Dòng in rotor I
r_abc
khi t = 35s, đin áp pha A gim 10% 72
Hình 6.3: Công sut tác dng thc và lnh khi t = 35s, đin áp pha A gim 10% 73
Hình 6.4: Công sut phn kháng thc và lnh khi t = 35s, đin áp pha A gim 10%74
Hình 6.5: Monment Te khi t = 35s, đin áp pha A gim 10% 75
Hình 6.6: in áp V
s_abc
khi t = 35s, đin áp pha A gim 20% 76
Hình 6.7: Dòng đin rotor I
r_abc
khi t = 35s, đin áp pha A gim 20% 77
Hình 6.8: Công sut tác dng thc và lnh khi t = 35s, đin áp pha A gim 20% 77
HUTECH
xi

Hình 6.9:Công sut phn kháng thc và lnh khi t= 35s, đin áp pha A gim 20% 78
Hình 6.10: Moment Te khi t = 35s, đin áp pha A gim 20% 78
Hình 6.11: in áp V
s_abc
, khi t =35 giây đin áp pha A gim 30% 79
Hình 6.12: Dòng in rotor I
r_abc
, khi t =35 giây đin áp pha A gim 30% 79
Hình 6.13: Công sut tác dng thc P
s
và lnh P
sref

, khi t =35s
đin áp pha A gim 30% 80
Hình 6.14: Công sut phn kháng thc Q
s
và lnh Q
sref
, khi t =35s
đin áp pha A gim 30% 80
Hình 6.15: Monment Te khi t =35 giây đin áp pha A gim 30% 80
Hình 7.1: iu khin trc tip moment và t thông ca đng c không đng b. 83
Hình 7.2 :V trí ca các sector khi t thông stator quay quanh trc
.

83

Hình 7.3: Các vector đin áp khi thay đi t thông và moment trong các sector 84
Hình 7.4: S đ tng quát s dng DPC cho h thng DFIG. 85
Hình 7.5: Mô hình mô phng máy đin gió DFIG_DPC 87
Hình 7.7 : Mô hình mô phng Rotor Side Converter 88
Hình 7.8: Khi la chn sector 88
Hình 7.9: Mô hình điu khin DFIG _FOC 89
Hình 7.10: Dòng in rotor khi điu khin DFIG_ DPC & FOC 90
Hình 7.11: Dòng in rotor khi điu khin DFIG_DPC & FOC
(Thi gian t 7 đn 10 giây ) 90
Hình 7.12: Dòng in stator khi điu khin DFIG_DPC & FOC 90
Hình 7.13: Dòng in stator khi điu khin DFIG _DPC & FOC;
( Thi g
ian t 8.9 đn 9.1 giây ) 91
Hình 7.14: Monment khi điu khin DFIG _DPC & FOC 91
Hình 7.15: Công sut tác dng lnh & thc khi điu khin DFIG_DPC & FOC 91

HUTECH
xii

Hình 7.16: in áp DC khi điu khin DFIG_DPC & FOC 92
Hình 7.17: in áp Stator 93
Hình 7.18:Dòng in Rotor DFIG _DPC; FOC 93
Hình 7.19: Công sut tác dng lnh & thc khi điu khin DFIG_DPC & FOC 94
Hình 7.20: Công sut phn kháng lnh & thc khi điu khin DFIG_DPC& FOC 94
Hình 7.21: in áp Stator (Mt đi xng 10% pha A) 95
Hình 7.22:Dòng đin Rotor khi điu khin DFIG_DPC & FOC
(Mt đi xng10% pha a) 96
Hình 7.23: Công sut tác dng lnh & thc khi điu khin DFIG_DPC & FOC 96
Hình 7.24: Công sut phn kháng lnh& thc k
hi điu khin DFIG_DPC& FOC 97
Hình 7.25: in áp DC; 97
Hình 7.26. in áp Stator (Mt đi xng 20% pha A) 98
Hình 7.27: Dòng đin rotor: điu khin DFIG_ DPC & FOC 98
Hình 7.28: Dòng đin rotor: điu khin DFIG_ DPC & FOC 98
(thi gian t 5 đn 10 giây)
Hình 7.29: Công sut Ps: điu khin DFIG_ DPC & FOC 99
Hình 7.30: Công sut Qs: điu khin DFIG_ DPC & FOC 99
Hình 7.31: in áp DC: điu khin DFIG_ DPC & FOC 100




HUTECH
xiii

DANH MUC BNG

Bng 1.1 Nhng quc gia dn đu máy đin gió 10
Bng 1.2 Tim nng v nng lng gió ca ông Nam Á ( đ cao 65m) 14
Bng 7.1: Bng la chn vector đin áp trong DTC 84
Bng 7.2: Bng la chn vector đin áp trong DPC 86
HUTECH
iii




Mc Lc
Tóm tt Trang i
Mc lc iii
Danh mc ký hiu vii
Danh mc hình viii
Danh mc bng xiii
Chng 0: M u 1
0.1. t vn đ 2
0.2. Gii thiu đ tài 2
0.3. Phm Vi Nghiên Cu 3
0.3.1 . i Tng Nghiên Cu 3
0.3.2. Phm Vi Nghiên Cu 3

Chng 1: Tng Quan V Nng Lng Gió 5
1.1. Tng Quan V Nng Lng Gió 6
1.1.1 Lch S Phát Trin Nng Lng Gió 6
1.1.2. Tình Hình Hin Ti Và Trin Vng Tng Lai 10
1.2. Tài Nguyên Nng Lng Gió  Vit Nam 12
1.2.1 Tim Nng Nng Lng Gió Vit Nam 12
1.2.2 Các D Án ang u T Vào Vit Nam 16

Chng 2: H Thng Chuyn i Nng Lng Gió 20
2.1. Gii thiu 21
2.2. Cu To H Thng Phát in Gió 21
HUTECH
iv




2.2.1. Tháp  22
2.2.2 Cánh Qut Tuabin 23
2.2.3 B Phn iu Hng 23
2.2.4 B Phn iu Khin Tc  23
2.3 Các Lai Máy Phát Trong H Thng Nng Lng Gió 24
2.3.1 Máy Phát in ng B 24
2.3.2 Máy Phát in Cm ng 25
2.3.3 Máy Phát in Cm ng Rotor Lng Sóc 27
2.3.4 Máy Phát in Cm ng Rotor Dây Qun 28
2.3.5 Máy Phát in Không ng B Ngun Kép (DFIG) 28
2.4 Các Cu Hình H Thng Chuyn i Nng
Lng Gió 29
2.4.1 H Thng Tuabin Gió Làm Vic Vi Tc  Không i 31
2.4.2 H Thng Tuabin Gió Làm Vic Vi Tc  Thay i 33
2.4.3 H Thng Máy Phát in Gió – DFIG 35
Chng 3: Mô Hình Toán Hc iu Khin Máy in
Gió Không ng B Ngun Kép –DFIG 37
3.1 Gii thiu 38
3.2. Vector Không Gian Và Các Phép Bin i 39
3.3 Biu Din Công Sut Theo Vector Không Gian 40
3.4 Mi Liên H Gia Các H Trc abc, dq Và




42
3.5 Mô Hình Toán Máy Phát in Gió DFIG 44
HUTECH
v




3.5.1 Mô Hình Toán Hc DFIG Trong H Trc Ta  Tnh


46
3.5.2 Mô Hình Toán Hc DFIG Trong H Trc Ta  ng B dq 47
Chng 4: Xây Dng Gii Thut iu Khin Máy in
Không ng B Ngun Kép – DFIG 50
4.1. Gii thiu 51
4.2. Xây Dng B iu Khin Converter Phía Li
(Grid Side Control - GSC) 51
4.3. Xây Dng B iu Khin Converter Phía Rotor
(Rotor Side Converter –RSC) Theo Phng Pháp Sfoc 53
4.4. Xây Dng B iu Khin Converter Phía Rotor Theo
Phng Pháp Sfoc Vi B Seq 55
4.5. Nhn Xét Chung 56
Chng 5: Mô Hình & Mô Phng H Thng
iu Khin Ngun Kép – DFIG 57
5.1. Gii thiu 58
5.2. Xây Dng Mô Hình DFIG 59

5.3. Mô Hình H Thng DFIG _SFOC 61
5.4. Mô Hình iu Khin DFIG Có B Sequence Compents 67
5.5 Nhn xét chung 69
Chng 6: So Sánh DFIG_FOC & DFIG_FOC Có Seq 70
6.1. Khái Quát 71
6.2. So Sánh FOC-PI và FOC-PI có SEQ Khi… 71
6.2.1. Ngun 3 pha st áp đt ngt 10% pha A 71
6.2.2. Ngun 3 pha st áp đt ngt 20% pha A 76
HUTECH
vi




6.2.3. Ngun 3 pha st áp đt ngt 30% pha A 79
6.3. Nhn Xét Chung 81
Chng 7: So Sánh iu Khin DFIG_Foc & DFIG_DPC
Trên Mô Hình Máy Lý Tng 82
7.1. Mô Hình iu Khin DFIG Bng Phng Pháp DPC 83
7.1.1 Mô Hình iu Khin DFIG Bng Phng Pháp DPC 83
7.1.2. Mô Phng DFIG_DPC trên matlap/simulink 87
7.2. Mô Hình iu Khin DFIG Bng Phng Pháp FOC 89
7.3. So Sánh iu Khin DFIG_FOC & DPC 89
7.4. So Sánh iu Khin DFIG_Foc Có Seq & Dpc 92
7.4.1. Khi in Áp Stator i Xng 93
7.4.2. Khi in Áp U
as
Gim A 10% 97
7.4.3. Khi in Áp U
as

Gim A 20% 90
Chng 8: Kt Lun Và Các  Xut 101
8.1. Kt lun 101
8.1.1. Lun vn đã nghiên cu và tìm hiu 101
8.1.2 Nhng nghiên cu cha xem xét trong lun vn 101
8.2. nh hng phát trin đ tài 102
Tài liu tham kho 103
HUTECH
i

TÓM TT NI DUNG
iu khin máy đin gió không đng b ngun kép – DFIG, đang và đã là vn đ
nóng trong điu khin máy đin gió. Các công trình nghiên cu trong và ngòai
nc đã thc hin rt nhiu. Tuy nhiên, khi ngun mt đi xng vn là bài tóan
khó trong điu khin DFIG. Xây dng thut gii và mô phng DFIG khi ngun
mt đi xng là trng tâm ca lun vn này. Trên nn c s lý thuyt, lc và kh
thành phn th t ng
hch khi ngun. T kt qa mô phng, so sánh vi các
phng pháp điu khin đã đc nghiên cu trc đ có cái nhìn tng th v
phng pháp DFIG_FOC+Seq.
Ni dung Lun vn thc hin gm 9 chng, đc tóm tt nh sau:
Ni dung chng 0, 1, 2 khái quát v nng lng gió và h thng chuyn đi
nng lng gió
Ni dung chng 3, 4 khái quát c bn v điu k
hin DFIG và t đó đa mô
hình và gii thut điu khin DFIG
Ni dung chng 5, 6, 7 là Thc hin mô phng trên matlap/simulink các mô
hình điu khin DFIG_SFOC; DFIG_SFOC+SEQ; DFIG_DPC và so sánh kt
qu
Cui cùng là chng 8: Kt Lun Và Các  Xut

HUTECH
ii

ABSTRACT

Wind farm control Asynchronous dual source - DFIG, is and has been a
important issues in the wind farm control. The research projects in the country
and abroad have done so much. However, when the power loss of symmetry is a
difficult problem in the DFIG control. Construction algorithms and simulated
DFIG when the power loss symmetry is the focus of this thesis. On the basis of
the theory, filtration and disinfection components reverse order as the source.
From simulation results, comparison with other control methods have been
studied before to get an overview of DFIG_FOC + Seq method. .
Thesis made content includes 9 chapters, are summarized as follows
Contents Chapter 0, 1, 2 an overview of wind energy conversion systems and
wind energy .
Contents Chapter 3, 4 generalized basic DFIG control and from there to model
and control algorithm DFIG .
Contents of Chapter 5, 6, 7 Perform simulations matlap / simulink models
DFIG_SFOC control; DFIG_SFOC + SEQ; DFIG_DPC and compare results
Finally, Chapter 8: Conclusion and Recommendations

HUTECH

Chng 0: M đu
01. t Vn 
02. Gii Thiu  Tài
03. Phm Vi Nghin Cu
0.3.1 i Tng Nghiên Cu
0.3.2. Phm Vi Nghiên Cu

















HUTECH


0.1 t vn đ
Nng lng là mt trong nhng nhu cu thit yu ca con ngi và là mt yu t
không th thiu đc ca các hot đng kinh t. Khi mc sng ca ngi dân càng

cao, trình đ sn xut ca nn kinh t ngày càng hin đi thì nhu cu v nng lng
cng ngày càng ln.Và vic tha mãn nhu cu này thc s là mt thách thc đi vi
hu ht mi q
uc gia.
Vi mc đích đáp ng nhu cu ngày càng tng v nng lng (xét đn yu t bo v
môi trng và tính kinh t), nhng ngun nng lng sch đã và đang đc th gii
quan tâm nhiu hn, và là mt trong nhng la chn cho ngành nng lng thay th
trong tng lai. Ngun nng lng sch đang đc quan tâm nh nng lng gió,
nng
lng mt tri, nng lng đa nhit, nng lng sóng bin, nng lng thy
triu…Tt c nhng loi nng lng sch này góp phn rt ln vào vic thay đi
cuc sng nhân loi, ci thin thiên nhiên, môi trng
Trong chin lc phát trin nng lng ca nhiu quc gia có tim nng v Phong
đin, nng lng gió đc xem nh là
ngun nng lng s cp vô hn. u đim ca
nng lng gió là d khai thác, công ngh đn gin, chi phí đu t và chi phí vn
hành tng đi thp. Tuy nhiên nu mun đy mnh vic khai thác ngun nng lng
này trong tng lai, công ngh phi ngày càng hoàn thin, nng sut chuyn đi gió
thành đin ngày càng cao.
0.2 Gii thiu đ tài
S bin đi nng lng gió đc thc hin bi t hp tuabin gió và máy phát. Trong
thc t, vn tc gió luôn bin đi nên h thng bin đi nng lng gió tc đ thay
đi đc s dng rng rãi. Phm vi thay đi tc đ rng cho phép điu khin ti u
công sut nhn đc t gió,gim lc tác đng lên kt cu c kh
í và tng kh nng
điu khin công sut tác dng vàcông sut phn kháng.
HUTECH


i vi h thng bin đi nng lng gió làm vic  tc đ thay đi, vic s dng

máy đin không đng b ngun kép (Doubly Fed Induction Generator – DFIG) là
phù hp nht trong thi đim hin ti. u đim ni bt khi s dng DFIG là thit b
đin t công sut ch bin đi mt t l 20 - 30% ca tng công sut phát, ngha l
à
gim đc tn hao trong linh kin đin t công sut so vi cu hình phi bin đi
toàn b công sut phát nh h thng bin đi nng lng gió s dng máy phát đng
b đng thi gim đc chi phí đu t.
H thng DFIG kt ni trc tip vi li đin nên đòi hi h thng phi có kh
nng
điu khin đc lp gia công sut tác dng và công sut phn kháng đ duy trì h s
công sut cng nh n đnh đin áp li trong gii hn cho phép (góp phn nâng cao
cht lng đin nng và đ tin cy ca h thng đin). iu này có ý ngha quan
trng hn khi h thng bin đi nng lng gió kt ni vi li đin
thông qua các
đng dây dài. Do bn cht phi tuyn, điu khin đi tng DFIG phc tp hn
nhiu so vi điu khin đng c không đng b thông thng. Vì vy mc tiêu ca
đ tài này là: “ iu khin máy đin gió không đng b ngun kép – DFIG”.
0.3 Phm vi nghiên cu
0.3.1 i tng nghiên cu
Tìm hiu nguyên lý hot đng, mô hình hóa và xây dng gii thut điu khin máy
phát không đng b ngun kép (DFIG – Doubly Fed Induction Generator) đc ng
dng trong các h thng chuyn đi nng lng gió WECS (Wind Energy -
Conversion System).
0.3.2 Phm vi nghiên cu
Lun vn tp trung vào các gii thut điu khin DFIG. Và ba gii thut đc trình
bày trong lun vn này là:
HUTECH


 iu khin đnh hng t thông stator (Stator Flux Orient Control – SFOC)

vi khâu điu chnh PI-anti_Winup
 iu khin đnh hng t thông stator xem xét thêm thành th t thun nghch
(Sequence Compensation)
 So Sánh các mô hình điu khin

















HUTECH


Chng 1:
Tng Quan V Nng Lng Gió

1.1. TNG QUAN V NNG LNG GIÓ
1.1.1 Lch s phát trin nng lng gió
( Khái quát lch s phát trin nng lng gió t thi trung c đn ngày nay )

1.1.2. Tình hình hin ti và trin vng tng lai
(Khái quát tình hình phát trin khoa hc k thut và trin vng tng lai ca Phong
đin)
1.2. TÀI NGUYÊN NNG LNG GIÓ  VIT NAM
1.2.1 Tim nng nng lng gió Vit Nam
( Tim nng nng lng gió  Vit Nam so vi các nc trong khu vc, c th so vi
ông Nam Á)
1.2.2 Các d án đang đu t vào Vit Nam
(Gii thiu các d án phát trin Phong đin đang và đã đu t vào Vit Nam)
1.3. TNG QUAN V IU KHIN DFIG




HUTECH


1.1. Tng quan v nng lng gió
1.1.1 Lch s phát trin nng lng gió
N lc ca con ngi trong vic khai thác nng lng gió đã có t thi c đi,
khi h s dng thuyn và tàu di chuyn bng sc gió. Sau đó, nng lng gió phc
v con ngi làm hot đng ci xay ht và bm nc. Trong sut s bin đi t
nhng dng c thô s và nng n đn nhng máy phc tp và hiu qu, k thut đã
tri
qua nhiu thi k phát trin.
ã có nhng tranh lun v khái nim ngun gc ca vic s dng gió cho c nng.
Mt vài ngi tin rng khái nim này bt ngun t ngi Babylon c đi. Vng
triu Hammurabi ca ngi Babylon có k hoch s dng nng lng gió cho
công trình h thng ti tiêu đy tham vng trong sut th k XVII trc C
ông

Nguyên [2]. Mt s khác li cho rng ni khai sinh ra ci xay gió là n . Trong
thi đi Arthasastra, mt tác phm c đin bng ting Phn vit bi Kautiliya sut
th k th IV trc Công Nguyên, ngun tham kho đc da trên vic nâng mt
nc bi h thng đc vn hành bi gió [4]. Tuy nhiên, không có ghi chép nào
chng minh rng nhng khái nim trên bin đi thành nhng thit b hin n
ay.
Bn thit k ca ngi Ba T s dng ci xay gió đ xây ht đc tìm thy khong
vào nm 200 trc Công Nguyên. ó là nhng máy trc dc có bn hng gió đc
làm t nhng bó lau sy hay nhng tm g. Nhng bn hng gió này đc gn vào
cn trung tâm s dng thanh chng ngang. Kích thc ca nhng bn hng gió
đc quyt đnh bi các vt liu s dng
, thng thì là dài 5m và cao 9m.[19]
Vào th k XIII, ci xay ht đc s dng hu ht  Âu Châu. Ngi Pháp thu nhp
k thut này vào nm 1105 sau Công Nguyên và  Anh vào nm 1191 trc
Công Nguyên. Ngc li vi mu thit k trc dc ca ngi Ba T, ci xay ca
Châu Âu li có trc ngang.[19]
Ngi Hà Lan, vi nhà thit k tr danh Jan Adriaenszoon, là nhng ngi đi tiên
HUTECH


phong trong vic thit k ra nhng loi ci xay này. Chúng đã to nên s phát
trin trong lnh vc thit k và phát minh vài loi ci xay. Ngoài vic xay ht, ci
xay gió còn đc dùng đ tháo nc nhng vùng đm ly  Hà Lan. Nhng ci xay
gió này du nhp vào M vào khong gia nhng nm 1700, nh vào thc dân Hà
Lan. Loi này mô phng theo ci xay gió bm nc, đc cho rng là mt trong
nhng ng dng thành công ca nng
lng gió. Tuabin gió nhiu cánh (đc gi
theo ngi M) xut hin trong lch s nng lng gió vào khong gia nhng nm
1800. Roto tng đi nh, có đng kính khong t mt đn vài mét, đc s dng
trong thit k này. ng dng ch yu đ bm nc t vài mét di mt đt đ

phcv cho nông nghip. Nhng máy bm nc này, vi n
hng cánh qut bng kim
loi và thit k máy tt hn đã hot đng khá tt. Khong 6 triu cái nh vy đã
đc s
K nguyên ca máy phát đin dùng sc gió bt đu vào cn nhng nm 1900.
Tuabin gió hin đi đu tiên đc thit k đc bit cho máy phát đin đc xây
dng bi ngi an Mch trong nm 1890. Nó cung cp đin
cho vùng nông thôn.
Ln đu tiên, hp truyn đng gia tc đc gii thiu trong mu thit k. H thng
này hot đng trong 20 nm vi công sut đnh mc là 12 kW.[19]
Nhiu phng pháp h thng cng đc ng dng trong thit k k thut ca tuabin
trong sut giai đon này. Vi kt cu vng chc thp và cánh qut thit k theo đng
lc hc,
nhng h thng này đã hot đng mt cách n tng. Nm 1910, vài trm
loi máy kiu này đã cung cp đin nng cho nhng ngôi làng  an Mch.
Vào khong nm 1925, máy phát đin bng sc gió đã có mt trên th trng M

Nhà máy nng lng gió thc nghim sau đó đc xây dng  các nc khác
nh M, an Mch, Pháp, c và Anh. Mt s phát trin đáng chú ý trong h thng
ln này là tuabin 1250 kW thit k bi Palmer C. Putman. Tuabin đc đa
dng
 riêng M, vào khong nm 1850 và 1930
vào s dng vào nm 1941 ti
HUTECH


Grandpa’s Knob gn Rutland, Vermont [1]. Roto 53m ca nó đc thit lp trên
ct cao 34m. Máy này có th đt vn tc n đnh bng cách thay đi góc pitch
ca cánh qut và hot đng 1100 ting đng h trong sut 5 nm tip theo, đn khi
cánh qut b hng vào nm 1945. Công trình này đc nhn xét là đã thành công vì

nó có th chng minh tính kh thi v k thut ca máy phát đin sc gió công sut
ln.
Mt vài mu thit k ca t
uabin gió đc thc nghim trong giai đon này. Darrieus
G.J.M, mt k s ngi Pháp, đã dn sc vào mu thit k tuabin Darrieus nm
1920, và đc cp bng sáng ch  M nm 1931 [3]. Nghiên cu tp trung v
nguyên lý hot đng ca tuabin gió xut hin trong nhng nm 1950. Ví d nh roto
nh và có tc đ c đnh phát trin  c vào nm 1968. Chúng có cánh làm bng
si thy t
inh đc gn trên ct rng c đnh bi các dây cáp chng. Loi ln nht có
đng kính 15m và công sut là 100kW.
Trong nhng nm sau đó, ngun s cp đ sn xut ra đin khai thác t nhiên liu
hóa thch tr nên r và tin cy hn. Trong khi đó, ngun nng lng gió khai thác t
gió tn 12 đn 30 cent/kWh trong nm 1940, thì vi sn lng tng t thì khai thác
t nhng ngun nhiên liu khác ch tn 3 đn 6
cent/kWh vào nm 1970 [7]. Chi phí
cho đin nng khai thác t nhiên liu hóa thch gim xung thp hn 3 cent/kWh
nm 1970. Nhiên liu hóa thch có  nhiu ni vi giá khá r trong thi đim đó.
Mt vài d án nng lng ht nhân cng đc bt tay vào thc hin, và đc tin
tng rng nó s là ngun nng lng cui cùng cho nhu cu nng lng trong
tng lai. Do đó mi q
uan tâm v nng lng gió gim t t, đc bit trong nm
1970.
Tuy nhiên khng hong du nm 1973 đã buc các nhà khoa hc, k s và nhng
nhà hoch đnh chính sách phi suy ngh k li v vic da vào nhiên liu hóa
thch. H nhn ra rng s xáo trn v chính sách s hn ch và giá c leo thang.
Hn na, ngi ta còn nhn thy rng ngun d tr nhi
ên liu hóa thch sm hay