Điện tử công suất ứng dụng năng lượng tái tạo

ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ỨNG DỤNG CHO
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

THUYẾT TRÌNH CỦA NHĨM 4
Danh sách thành viên nhóm 5:
1. Nguyễn Thành Đạt
2. Nguyễn Văn Chí Cường
3. Dương Minh Trí
4. Phạm Hữu Hải Đăng
5. Nguyễn Minh Trọng Trí
6. Nguyễn Hữu Trí
7. Lê Hoàng Ái Liên


CHƯƠNG V
ĐIỀU KHIỂN BỘ CHUYỂN
ĐỔI PHÍA LƯỚI TRONG
TRƯỜNG HỢP SỰ CỐ


MỤC LỤC:
• 5.1. Tổng quan các kỹ thuật điều khiển cho bộ
chuyển đổi công suất trong trường hợp điện áp
lưới mất cân bằng.
• 5.2. Cấu trúc điều khiển cho dịng điện mất cân
bằng.
5.2.1. Bộ điều khiển dòng điện khung tham chiếu
đồng bộ kép tách rời để bơm dịng điện khơng cân
bằng.
5.2.2. Bộ điều khiển cộng hưởng cho dịng điện
khơng cân bằng

MỤC LỤC:
•

5.3. Kiểm sốt cơng suất trong điều kiện lưới điện
mất cân bằng
5.3.1. Kiểm soát phản ứng-hoạt động tức thời
(IARC).
5.3.2. Điều khiển thành phần thứ tự thuận- thứ tự
nghịch (PNSC)
5.3.3. Kiểm sốt hoạt động-phản ứng trung bình
(AARC)
5.3.4. Điều khiển trình tự tích cực cân bằng
(BPSC)


MỤC LỤC:
5.3.5. Hiệu suất của IARC, PNSC, AARC và
BPSC
5.3.6. Kiểm sốt trình tự thuận và nghịch linh
hoạt (FPNSC)
• 5.4. Điều khiển cơng suất linh hoạt với kỹ thuật hạn
dịng
5.4.1. Vị trí của vectơ hiện tại trong điều kiện
lưới khơng cân bằng
5.4.2. Giá trị tức thời của dòng điện ba pha


MỤC LỤC:

5.4.3. Ước tính dịng điện tối đa trong mỗi pha
5.4.4. Ước tính điểm đặt cơng suất hoạt động và
phản kháng tối đa
5.4.5. Hiệu suất của FPNSC


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển
đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :
• Nghiên cứu từ đầu những năm 1990 đã hướng đến
việc kiểm sốt dịng điện của các bộ chuyển đổi
điện nối lưới trong điều kiện điện áp lưới không
cân bằng. Tập trung vào việc điều chỉnh dòng điện
xoay chiều được vẽ bởi một bộ chỉnh lưu hoạt động
được thể hiện trong hình 10.1.


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển
đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển
đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :
• Điện áp tại điểm kết nối của thiết bị điện tử hoạt
động này có thể được viết là:


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển

đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :
• Hình 10.1 dịng điện có thể được biểu diễn theo
phương pháp


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển
đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :

• Hoạt động của bộ chỉnh lưu hoạt động hình
10.1 trong điều kiện lưới điện khơng cân bằng
có thể được nghiên cứu bằng cách chỉ xem
xét tần số cơ bản trong các biểu thức công
suất sau khi cho m = n = 1


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển
đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển
đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :
• Công suất tác dụng và phản kháng tức thời
liên quan đến điện trở hoạt động hình 10.1
trong điều kiện lưới không cân bằng được viết
như sau:
p = P0 + Pc2 cos (2ωt) + Ps2 sin (2ωt) (10.8)

q = Q0 + Qc2 cos (2ωt) + Qs2 sin (2ωt)
(10.9)
P0 và Q0 lần lượt là giá trị trung bình của cơng
suất tác dụng và phản kháng tức thời; Pc2, Ps2, Qc2
và Qs2 là độ lớn của các số hạng dao động trong công
suất tức thời.


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển
đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :
• Biên độ của các cường độ cơng suất này có thể
được tính như sau:


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển
đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :
• Để đảm bảo điện áp đầu ra một chiều không đổi
trong điều kiện tải khơng đổi, cần phải tính tốn bộ
dịng điện xoay chiều thích hợp để đảm bảo cơng
suất hoạt động qua bộ chỉnh lưu có giá trị khơng
đổi và khơng có dao động cơng suất trong điều kiện
lưới điện chung


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển
đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :
• Nhiều nghiên cứu về điều khiển bộ chỉnh lưu tích

cực trong điều kiện điện áp lưới không cân bằng
được thực hiện trong biểu thức ma trận sau:


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển
đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :
• Bằng cách đảo ngược ma trận có thể xác định một
giá trị nhất định của thành phần công suất tác dụng
và phản kháng với các điều kiện điện áp lưới đã
cho:


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển
đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :
• Song song với việc điều chỉnh dòng điện được đưa
vào bởi các bộ chuyển đổi nối lưới để giữ cho công
suất hoạt động không đổi trong điều kiện điện áp
không cân bằng. Một giải pháp khác thay thế cho
các bộ điều khiển dòng điện dựa trên hệ quy chiếu
đồng bộ kép, các bộ điều khiển cộng hưởng hoạt
động trên hệ quy chiếu tĩnh đã được chứng minh là
một giải pháp hiệu quả để điều chỉnh dòng điện
được đưa vào bởi các bộ chuyển đổi công suất nối
lưới trong điều kiện vận hành lưới điện không cân
bằng và bị méo.


5.1. Các kỹ thuật điều khiển cho bộ chuyển

đổi công suất trong trường hợp điện áp lưới
mất cân bằng :
• Các giải pháp khác không dựa trên điều khiển
hướng vectơ (VOC), chẳng hạn dựa trên bộ điều
khiển dòng trễ, phương pháp điều khiển công suất
trực tiếp và điều khiển dự báo dựa trên mơ hình,
cũng có thể được sử dụng để điều khiển các bộ
chuyển đổi nguồn nối lưới hoạt động trong điều
kiện chung lưới điện. Trong số các giải pháp này,
những giải pháp dựa trên độ trễ là mạnh mẽ và
cung cấp phản ứng động nhanh chóng.


5.2. Cấu trúc điều khiển cho dịng điện mất
cân bằng:
• Cấu trúc bộ điều khiển dòng điện là một vấn đề
then chốt trong thiết kế bộ chuyển đổi nguồn nối
lưới. Khi có sự cố lưới điện, dịng điện vào rất khác
với dịng được bơm vào trong điều kiện vận hành
bình thường. Trong hệ thống một pha, sự cố lưới
điện làm phát sinh các biến đổi về biên độ và góc
pha của điện áp một pha tại điểm đấu nối của bộ
biến đổi điện. Do đó, bộ chuyển đổi cơng suất cũng
phải thay đổi biên độ và góc pha của dịng điện vào
để vượt qua sự cố.


5.2. Cấu trúc điều khiển cho dịng điện mất
cân bằng:
• Sự cố trong hệ thống ba pha tạo ra điện áp không

cân bằng Tùy thuộc vào mục tiêu điều khiển, các
dịng điện được được đưa vào lưới có thể bao gồm
các thành phần thứ tự nghịch. Hầu hết các bộ điều
khiển hiện tại thông thường được sử dụng trong bộ
biến đổi điện ba pha khơng thích hợp để bơm dịng
điện không cân bằng, đặc biệt khi điện áp lưới
không cân bằng. Sau đây, các cấu trúc điều khiển
được thiết kế đặc biệt để làm việc với dòng điện thứ
tự thuận và thứ tự nghịch sẽ được trình bày.


5.2.1. Bộ điều khiển dòng điện khung tham
chiếu đồng bộ kép tách rời để bơm dịng
điện khơng cân bằng
• Để điều khiển vectơ dòng điện, bao gồm các thành
phần thứ tự thuận và nghịch là sử dụng bộ điều
khiển dòng điện dựa trên hai hệ quy chiếu đồng bộ,
ở tần số lưới cơ bản theo chiều dương và chiều
tương ứng. Hình 10.2 mơ tả cấu trúc của bộ điều
khiển này dựa trên hệ quy chiếu đồng bộ kép
(DSRF).


5.2.1. Bộ điều khiển dòng điện khung tham
chiếu đồng bộ kép tách rời để bơm dịng
điện khơng cân bằng


5.2.1. Bộ điều khiển dòng điện khung tham
chiếu đồng bộ kép tách rời để bơm dịng

điện khơng cân bằng
• Hình 10.2, các dòng điện được được biến đổi thành
các hệ quy chiếu theo thứ tự thuận và thứ tự nghịch
bằng cách sử dụng phép biến đổi Park, [T dq+] và
[Tdq−]

• Bộ điều khiển PI thường được sử dụng để điều
chỉnh dòng điện vào. Cần lưu ý các thuật ngữ để
tách tín hiệu dq(ωL) trên dãy dương và dãy âm có
dấu khác nhau do ngược dấu các hướng quay.


5.2.1. Bộ điều khiển dòng điện khung tham
chiếu đồng bộ kép tách rời để bơm dịng
điện khơng cân bằng

• Vectơ hiện tại được đưa vào lưới được cho bởi biểu
thức sau: