Thiết kế điều khiển mppt cho hệ phát điện sức gió sử dụng máy phát pmsg, cấp nguồn cho tải địa phương kết hợp battery

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
&

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
Đề tài: Thiết kế điều khiển MPPT cho hệ phát điện sức gió sử dụng
máy phát PMSG, cấp nguồn cho tải địa phương kết hợp battery
Giảng viên hướng dẫn:

PGS. TS

Nhóm sinh viên thực hiện:

Nhóm 7

Mã lớp:

Hà Nội, 2023


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO GIĨ...........3
1.1. Tình hình phát triển của Hệ thống Turbine gió...............................................3
1.1.1. Tình hình khai thác năng lượng từ Turbine gió trên tồn cầu...................3
1.1.2. Tình hình phát triển của Hệ thống Turbine gió ở Việt Nam.....................4
1.1.3. Chi phí sản xuất cho Wind Turbine...........................................................5
1.2. Cấu trúc chung của Hệ thống Turbine gió.......................................................6
1.2.1. Hai loại Turbine gió...................................................................................7
1.2.2. Cấu tạo Turbin gió.....................................................................................7
1.3. Nguyên lý hoạt động.......................................................................................9

1.4. Các bài toán điều khiển...................................................................................9
1.4.1. Phân cấp điều khiển trong hệ thống..........................................................9
1.4.2. Phân tích cụ thể các bài toán điều khiển.......................................................11
1.5. Các yêu cầu đối với hệ thống điện sức gió nối tải địa phương.....................20
CHƯƠNG 2. MƠ HÌNH THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI NĂNG LƯỢNG..................22
2.1. Mơ hình Wind Turbine..................................................................................22
2.2. Mơ hình máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSG)....................24
2.2.1. Mơ hình thay thế tương đương................................................................24
2.2.2. Mơ hình thay thế đơn giản......................................................................26
2.3 Mơ hình bộ biến đổi phía Battery...................................................................27
2.4 Bộ biến đổi DC/AC........................................................................................29
Chương 3: Thiết kế điều khiển..............Lỗi! Thẻ đánh dấu khơng được xác định.
3.1 Bài tốn MPPT...............................................................................................32
Pha 1: Tìm điểm cực đại...................................................................................32
Pha 2: Điều khiển bám điểm cực đại.................................................................32
3.2 Bộ biến đổi phía Battery.................................................................................36
3.3 Bộ biến đổi DC/AC........................................................................................38
Chương 4: Kết quả mô phỏng................Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định.
Chương 5: Kết luận................................Lỗi! Thẻ đánh dấu không được xác định.


DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................50


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
GIÓ
Chương đầu tiên sẽ đề cập đến những thông tin chung nhất về tầm quan
trọng của nguồn năng lượng sức gió đối với cuộc sống, cùng với đó là các vấn đề
liên quan đến yếu tố kỹ thuật khi sử dụng loại năng lượng này.
1.1. Tình hình phát triển của Hệ thống Turbine gió

1.1.1. Tình hình khai thác năng lượng từ Turbine gió trên tồn cầu
Nói đến việc đầu tư và khai thác các nguồn năng lượng tái tạo thì năng
lượng mặt trời có xu hướng dẫn đầu trong nhiều năm. Tuy nhiên, theo như tốc độ
sản xuất toàn cầu hiện nay, năng lượng gió đang bám sát năng lượng mặt trời về
tốc độ tăng trưởng. Các công nghệ mới đang thúc đẩy sự đa dạng trong lĩnh vực
năng lượng gió với tốc độ nhanh chóng. Nếu chúng ta cần đi tìm câu trả lời cho câu
hỏi về an ninh năng lượng dựa trên một nguồn tài nguyên thiên nhiên, thì câu trả
lời đó rất có thể là năng lượng điện gió.
Trên thực tế, năng lượng được tạo ra từ các trang trại Turbine gió đã tăng lên
rất nhiều chỉ trong hai năm qua. Theo Hội đồng Năng lượng gió tồn cầu (GWEC),
cơng suất gió đạt 51.477 megawatt (MG) vào năm 2014, tăng 44% so với những
năm trước.

Hình 1.1 Tỷ trọng năng lượng gió trên tồn cầu qua các năm
Theo Hiệp hội Năng lượng gió thế giới (WWEA), Trung Quốc có tỷ trọng
sản xuất năng lượng gió lớn nhất, với khoảng 114.763 MG cơng suất gió được lắp
đặt. Điều này rất quan trọng, vì các phương pháp sản xuất điện thơng thường khó


có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng trong tương lai của đất nước với dân số 1,386
tỷ người.
Hoa Kỳ, chương trình năng lượng điện gió đã được khởi xướng cách đây
gần 10 năm để hợp tác với các chuyên gia trong ngành, những người muốn tăng
hiệu suất và độ tin cậy của các cơng nghệ gió đồng thời với việc giảm chi phí thi
cơng, lắp đặt và bảo trì. Chương trình này là cần thiết để phát triển các công nghệ
mới, giúp cải thiện hiệu suất Turbin trên quy mơ lớn.
1.1.2. Tình hình phát triển của Hệ thống Turbine gió ở Việt Nam
Trước những thách thức về tình trạng thiếu điện và để ứng phó hiệu quả với
biến đổi khí hậu trong những năm tiếp theo thì kế hoạch phát triển “điện xanh” từ
các nguồn năng lượng tái tạo là một giải pháp khả thi nhằm đảm bảo an ninh năng

lượng và bảo vệ mơi trường. Gần đây, Chính phủ Việt Nam đã xác định rõ các mục
tiêu trong định hướng phát triển dạng “điện xanh” này. Trong đó, năng lượng gió
được xem như là một lĩnh vực trọng tâm do Việt Nam được xem là nước giàu tiềm
năng nhất trong khu vực Đơng Nam Á. Mục đích của nghiên cứu này là đưa ra cái
nhìn về tình hình phát triển điện gió hiện nay và các khả năng cung ứng tài chính
của các tổ chức trong và ngồi nước cho phát triển điện gió ở Việt Nam.
Việt Nam có tiềm năng gió để phát triển các dự án điện gió với quy mơ lớn.
Bản đồ tiềm năng gió của Ngân hàng Thế giới (Worldbank, 2001) được xây dựng
cho bốn nước trong khu vực Đông Nam Á (gồm: Việt Nam, Cam-pu-chia, Lào, và
Thái Lan) dựa trên phương pháp mô phỏng bằng mơ hình số trị khí quyển. Theo
kết quả từ bản đồ năng lượng gió này, tiềm năng năng lượng gió ở độ cao 65 m của
Việt Nam là lớn nhất so với các nước khác trong khu vực, với lý thuyết lên đến
513.360 MW. Những khu vực được hứa hẹn có tiềm năng lớn trên tồn lãnh thổ là
khu vực ven biển và cao nguyên miền nam Trung Bộ và Nam Bộ.
Những ưu đãi về đầu tư xây dựng nhà máy và giá bán điện cho Điện lực Việt
Nam đã thu hút sự quan tâm của nhà đầu tư cả trong và ngồi nước. Hiện nay, có
hàng chục nhà máy điện gió đã và đang hoạt động trên phạm vi tồn quốc gia.
Nhược điểm của điện gió là điện năng chỉ được tạo ra khi có gió, và cơng
suất phát ra thay đổi theo mức gió. Vùng thuận lợi cho đặt nhà máy cũng thường
cách xa


vùng tiêu thụ. Điều này làm cho lưới điện phải bố trí dẫn truyền điện, và có kế
hoạch điều hịa nguồn phát thích hợp để đảm bảo năng lượng cho các phụ tải tiêu
thụ.
1.1.3. Chi phí sản xuất cho Wind Turbine
Các dự án điện gió trên đất liền và các dự án năng lượng mặt trời hiệu quả
nhất có thể cung cấp điện với mức giá tương đương 3 Cent (gần 700 đồng tiền Việt
Nam) cho mỗi kWh, hoặc thấp hơn trong vòng hai năm tới.
Báo cáo của IRENA cho rằng, nhiều dự án điện gió trên đất liền hiện được

vận hành thường xuyên với mức chi phí 4 Cent/kWh. Cạnh đó, các hình thức sản
xuất điện năng lượng tái tạo khác, như các dự án năng lượng sinh học, năng lượng
địa nhiệt và thủy điện đã cạnh tranh trực tiếp về chi phí với năng lượng từ các dạng
nhiên liệu hóa thạch. Các dự án năng lượng sinh học và địa nhiệt mới được đưa
vào vận hành vào năm 2017 có mức chi phí trung bình tồn cầu khoảng 7
Cent/kWh.

Hình 1.2. Đường kính vịng trịn biểu thị quy mơ của dự án
• Tâm của vịng trịn tương ứng với chi phí của mỗi dự án (trục tung).
• Các đường thẳng đậm là giá trị suất đầu tư của mỗi nhà máy được
vận hành ở các năm.


• Khoảng xanh lá cây thể hiện chi phí sản xuất điện từ.
Các hoạt động mua sắm cạnh tranh cùng với sự nổi lên của một số lượng lớn
các nhà phát triển dự án vừa và lớn có kinh nghiệm cùng cạnh tranh các cơ hội trên
toàn cầu được coi là những động lực mới cho việc cắt giảm chi phí gần đây, bên
cạnh những tiến bộ về cơng nghệ.
IRENA là trung tâm toàn cầu về hợp tác năng lượng tái tạo và trao đổi thông
tin của 154 thành viên (153 quốc gia và Liên minh châu Âu). 26 quốc gia khác
đang trong q trình gia nhập và rất tích cực tham gia vào các hoạt động của tổ
chức. IRENA thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi và sử dụng hợp lý tất cả các dạng
năng lượng tái tạo hướng tới phát triển bền vững, tiếp cận năng lượng, an ninh
năng lượng và tăng trưởng kinh tế carbon thấp và thịnh vượng.
1.2. Cấu trúc chung của Hệ thống Turbine gió
Hệ thống Turbine gió là hệ thống sử dụng năng lượng cơ học từ gió để biến
đổi thành điện năng cung cấp cho các phụ tải điện hoặc cấp điện lên lưới, gồm các
khối thành phần cơ bản: khối động học, khối cơ năng và khối điện năng.

Hình 1.3. Cấu trúc chung của Hệ thống năng lượng gió với sơ đồ điều

khiển Các thành phần sau đây được xét đến khi nói đến cấu trúc chung của
Turbine gió :
• Turbine gió.
• Tụ lọc một chiều.
• Bộ chỉnh lưu ba pha phía nguồn.


• Máy biến áp cách ly.
• Bộ nghịch lưu phía lưới, tải.
• Lưới điện hoặc tải địa phương.
1.2.1. Hai loại Turbine gió
Người ta phân loại Turbine gió làm 2 loại là Turbine gió trục ngang và
Turbine gió trục đứng dựa theo hình dạng và cấu tạo bên ngồi.

Hình 1.4. Turbin gió trục ngang và trục đứng
Turbine gió kiểu trục đứng có các cánh quay quanh một trục thẳng đứng. Ưu
điểm của loại này là nó nhận gió từ mọi hướng nên không cần hệ thống điều hướng
hộp số hay các thiết bị máy phát được đặt trong trụ. Tuy nhiên, Turbine gió trục
đứng ít được sử dụng vì nó có những nhược điểm sau:
• Hiệu suất khí động giảm do có nhiều bề mặt cánh úp vào phía trụ. Khi
quay nếu các cánh gió đều mở thì một bên có tác dụng hứng gió làm
Turbin quay, bên cịn lại cản gió làm giảm tốc độ quay.
• Vì sức nặng và giá của trục truyền tải rất cao nên giá đỡ thường ở mức
chuẩn nên khơng cho phép có hộp số với những Turbine trục đứng lớn.
Tua bin gió kiểu trục ngang có các cánh quạt quay quanh một trục nằm
ngang vì chúng phù hợp hơn với việc khai thác nhiều năng lượng gió. Nó có loại 2
hoặc 3 cánh quạt. Ngày nay loại 3 cánh quạt được sử dụng rộng rãi.
1.2.2. Cấu tạo Turbin gió
Động cơ Turbine điện gió được xem như một chiếc máy phát điện sử dụng
sức gió, bao gồm:

• Anemometer: Bộ đo lường tốc độ gió, có trách nhiệm truyền dữ liệu
của tốc độ gió đi tới bộ phận điểu khiển.
• Blades: Đây là cánh quạt, khi gió thổi sẽ tạo lực vào cánh quạt. Làm
quay trục của động cơ Turbine và sau đó là dẫn tới các chuyển động
liên hồn của hệ thống Turbine điện gió.
• Controller: Bộ điều khiển.
• Brake: Bộ hãm (hay cịn được gọi là phanh), dùng để dừng hoạt động
motor trong trường hợp khẩn cấp.
• Rotor: Bộ phận này bao gồm các cánh quạt và trục.
• Gear box: Bộ phận hộp số. Trong bộ phần này, phần bánh răng của hệ
thống sẽ được nối với trục tốc độ cao và trục tốc độ thấp. Bánh răng
này không thể thiếu và chúng khá đắt tiền.
• Generator: Bộ phận máy phát để phát ra nguồn điện.
• High – speed shaft: Là trục chuyển động tốc độ cao của một máy phát.
• Low – speed shaft: Ngược với High – speed shaft đó là trục chuyển
động tốc độ thấp.
• Nacelle: Đây là phần vỏ của động cơ. Bao gồm lớp vỏ bọc ngoài và
vỏ của Rotor. Được dùng để làm lớp bảo vệ, che chở cho các thành
phần chi tiết cấu tạo bên trong của động cơ.
• Pitch: Đây là bộ phận giữ cho Rotor có thể tạo ra điện khi chúng quay
trong gió.
Trong đó Motor điện một chiều là chi tiết quan trọng nhất. Thiết bị này sẽ
dùng cánh quạt cùng với nam châm để đón lấy gió.

Hình 1.5. Cấu tạo Turbine gió


1.3. Ngun lý hoạt động

• Hệ thống turbine gió sẽ hoạt động, chuyển năng lượng gió thành năng
lượng cơ học và phát ra điện.
• 3 cánh quạt gắn vào một đầu trục hướng gió, gọi là rotor. Rotor sẽ được
gắn với một bánh răng gọi là hộp số - hộp trượt (Gear Box). Có một số
trường hợp thì nó sẽ không được gắn với hộp số mà là gắn trực tiếp vào
máy phát. Hộp số này có vai trị thay đổi tốc độ quay giữa rotor cánh quạt
với rotor máy phát.
• Trong trường hợp nó được gắn liền trục thì tốc độ quay của 2 cái sẽ bằng
nhau. Trong đề tài của nhóm, chúng em khơng nối với hộp số mà nối trực
tiếp giữa phần quay của cánh quạt và của máy phát, do đó tốc độ quay
của chúng là bằng nhau. Khi gió thổi, cánh quạt quay, làm cho trục quay
thì sẽ thực hiện biến đổi từ năng lượng gió thành năng lượng cơ (cụ thể
dưới dạng rotor quay).
• Tóm lại, khi rotor của turbine gió quay sẽ làm cho rotor của máy phát nối
đằng sau sẽ quay theo, chính sự quay rotor của máy phát sẽ tạo nên năng
lượng điện, hay có thể hiểu năng lượng cơ đã được chuyển đổi thành
năng lượng điện.
• Wind Turbine có 3 đầu vào và ít nhất 1 đầu ra: 3 đầu vào bao gồm tốc độ
quay Rotor, tốc độ gió và góc Pitch. Đầu ra của nó là mo-men quay.
• Turbine gió được đặt trên trụ cao để đón năng lượng gió giúp tốc độ quay
nhanh hơn và ít bị các luồng gió bất thường.
• Nguồn điện từ năng lượng gió này nhằm phục vụ cho con người để sử
dụng cho các tải địa phương hoặc nối trực tiếp lên lưới điện.
1.4. Các bài toán điều khiển
1.4.1. Phân cấp điều khiển trong hệ thống
Phần điều khiển trong hệ thống chia thành ba cấp như sau:


Hình 1.6. Ba tầng trong phân cấp điều khiển hệ thống

Hình 1.7. Tầng 1 trong phân cấp điều khiển


• Tầng 1: bao gồm 2 cấu trúc điều khiển nhiều mạch vịng, điều
khiển năng lượng phía MP và phía lưới.
• Tầng 2: cấu trúc điều khiển Wind Turbine với chức năng điều
khiển góc cánh và điều khiển tốc độ quay. Gồm có 2 bài tốn điều
khiển sau:
o Điều khiển góc cánh quạt (Pitch Angle Control): cơng suất
đầu ra được điều khiển bằng cách thay đổi góc nghiêng của
cánh quạt. Góc nghiêng được điều khiển thơng qua áp lực
dầu. Tuy nhiên, hệ thống có thể bị phá hủy do gió quá to.
o Không điều khiển (Stall Control): công suất đầu ra được điều
khiển dựa vào hình dáng của cánh quạt. Gió thổi đến sẽ
khơng tác động vào cánh quạt khi tốc độ gió vượt q một
giá trị nào đó.
• Tầng 3: cấu trúc điều khiển giám sát mang tính chất điều độ
( Energy Management).
1.4.2. Phân tích cụ thể các bài tốn điều khiển

Hình 1.8. Cấu trúc điều khiển phản hồi trong hệ thống năng lượng gió


Cấu trúc chính của hệ thống điều khiển phản hồi năng lượng gió gồm các
mức:
• Mức xử lí, điều khiển cơ bản, điều kiển q trình, giám sát:
• Mức xử lí: Rotor, trục, hộp số, máy phát, các bộ biến đổi điện tử
cơng suất, DC-link.
• Mức điều khiển cơ bản: cảm biến, cơ cấu chấp hành, điều khiển
momen cho chuyển động, điều kiển dịng điện cho hệ thống lưới.

• Mức điều khiển q trình: điều khiển góc Pitch, góc Yaw, điều
khiển tốc độ Rotor máy phát, điều khiển từ thông máy phát, điều
khiển DC-link, điều khiển công suất tác dụng và cơng suất phản
kháng nối lưới.
• Mức giám sát: điều khiển biểu đồ hoạt động, thu thập dữ liệu, giao
diện người máy, hệ thống giám sát, tích hợp nối lưới
Cấu trúc chính của mức điều khiển q trình:
• Điều khiển góc Yaw, tốc độ thay đổi góc Yaw.
• Điều khiển góc Pitch, tốc độ thay đổi góc Pitch.
• Điều khiển tốc độ quay Rotor dựa vào momen hoặc dòng điện tác
dụng hoặc cơng suất tác dụng phía máy phát.
• Điều khiển hiệu suất máy phát dựa vào dịng thơng lượng hoặc cơng
suất phản kháng phía máy phát.
• Điều khiển điện áp DC-link.
• Điều khiển dịng điện phản kháng hoặc cơng suất phản kháng phía
lưới dựa vào điều khiển điện áp phía lưới.
Cấu trúc điều khiển và các tham số điều khiển của một hệ thống Wind
Turbine phụ thuộc vào chế độ làm việc của Wind Turbine. Tuỳ thuộc vào tốc độ
gió mà Wind Turbine có các chế độ làm việc khác nhau.


Hình 1.9. Các chế độ làm việc của Wind Turbine
•
•
•
•

0 < v< 1, chế độ không tải, không tác động điều khiển.
v1< v < vcin , chế độ tải dưới tải., điều khiển góc Pitch.
vcin

v2 góc Pitch.
• vNkhiển góc Pitch.
• vcountkhiển và giới hạn công suất, điều khiển góc Pitch.
• v> 3, chế độ q tải, khơng tác động điều khiển.


1.4.2.1. Điều khiển góc Yaw
Góc Yaw (góc hướng) là góc tạo bởi trục truyền chuyển động và hướng gió.
Hướng gió trong một năm thay đổi theo mùa, vì vậy cần điều khiển góc Yaw để
mặt Turbine hướng về phía đón gió.
Một số chức năng của hệ thống điều khiển góc Yaw:
• Kích hoạt phanh nếu sai lệch góc hướng vượt q giá trị cho phép
phụ thuộc vào tốc độ gió.
• Điều khiển mặt Turbine theo hướng mong muốn.
• Loại bỏ dung sai của góc do tác động của bánh răng bằng cách
thêm giá trị tham chiếu vào một trong các động cơ.
• Đơi khi để tránh số lượng xoắn vượt quá giá trị tối đa.
Các đặc điểm của vòng điều khiển Yaw :
• Ảnh hưởng của sai lệch Yaw = ε=γw – γRα đến công suất là phi w – γw – γRα đến công suất là phi Rα đến cơng suất là phi
tuyến.
• Trong bước đầu tiên nó có thể được mô tả: cp (ε)= cp (ε = 0).cos ε
• Có các giải pháp khác nhau liên quan đến các thiết bị kích hoạt và
vịng điều khiển.
• Các loại động cơ khác nhau được sử dụng.
• Số lượng các động cơ khác nhau.
• Có sự khác biệt trong sự bố trí vành bánh răng và phanh.
• Các giải pháp dựa trên hệ thống điện có ít nhất hai động cơ bánh

răng trở lên đang ngày càng được sử dụng nhiều hơn.
Cấu tạo hệ thống Yaw bao gồm một số hệ con:
• Các cánh gạt gió để đo góc Yaw.
• Hệ thống phanh Yaw và hệ thống điều khiển Yaw.


Hình 1.10. Cấu tạo hệ thống Yaw
Các đặc điểm chính của điều khiển góc Yaw:
• Chế độ trượt xác định trung bình gây ra đặc tính thơng thấp của hệ
thống đo lường.
• Điều khiển có cấu trúc xếp tầng cho mơ-men xoắn, tốc độ và góc.
• Điều chỉnh tham số của bộ điều khiển góc với chế độ đứng yên đối
với các sai lệch góc nhỏ (< 2°), tốc độ Yaw bị hạn chế (nγw – γRα đến công suất là phi < 0.05 )
và gia tốc, momen bị hạn chế.
• Vặn lại ở chế độ hoạt động đứng yên để tránh tắt ở các chế độ khác.
1.4.2.2. Điều khiển góc Pitch
Chức năng của điều khiển góc Pitch :
• Khởi động động cơ ở chế độ thiếu tải.
• Để đạt được công suất P tối đa ở chế độ tải từng từng phần mà
khơng bị vượt q góc của bước βi.i.
• Đạt được Pmax hoặc Pđm mà khơng có độ vượt quá của nRhoặc
PR trong chế độ tải một phần và chế độ vượt quá đầy tải.
• Để giới hạn nR và PR trong chế độ đầy tải.


• Để giảm nR và PR ở chế độ từ đầy tải đến quá tải.
• Để dừng Turbine ở chế độ quá tải.
• Để dừng Turbine trong trường hợp khẩn cấp ngay cả khi khơng có
nối lưới.
Các đặc điểm của điều khiển góc Pitch

• Năng lượng của Turbine gió ảnh hưởng tới góc Pitch βi. , ảnh hưởng
này là phi tuyến.
• βi.= 90 thì P= 0.
• đạt max khi góc βi. nhỏ (1 − 3°).
• Để hạn chế P thì βi. phải tăng lên.
• Mơmen xoắn đạt cực đại khi βi. xoay quanh 10°.
• Để khởi động Wind Turbine, βi. phải giảm như là một hàm của nR.
• Có các giải pháp khác nhau liên quan đến các loại động cơ, cách
bố trí vành bánh răng, bánh răng và phanh.

Hình 1.11. Góc Pitch trong các chế độ làm việc


Các thành phần của hệ thống điều khiển góc Pitch
• Vành bánh răng.
• Bánh răng.
• Động cơ bánh răng.
• Bộ chuyển đổi tần số.
• Phanh.
• Pin và tụ điện để cung cấp điện lực.
• Hệ thống chuyển cung cấp điện qua các vịng trượt.
• Bộ điều khiển góc Pitch.
Động cơ bánh răng, bộ biến tần và bộ điều bộ chuyển đổi, phanh, pin và tụ
điện đang quay trong trung tâm.

Hình 1.12. Bên trong trung tâm của hệ thống điều khiển góc Pitch
1.4.2.3. Điều khiển MPPT


• Cơng suất cơ thu được từ gió có mối liên hệ với tốc độ góc trục

rotor.
• Khi hệ thống hoạt động ở vùng dưới định mức, nhiệm vụ là cần thu
được công suất tối đa
Việc điều khiển tốc độ quay của Rotor phụ thuộc vào bộ chuyển đổi của hệ
thống điều khiển phản hồi chuyển đổi năng lượng gió, vì vậy cần phải phân biệt
giữa bốn loại máy phát điển hình SCIG, DFIG, FESG, PMSG.
Đặc điểm của điều khiển tốc độ quay Rotor :
• Điều khiển hệ số cơng suất tối ưu ở chế độ tải một phần vin việc sử dụng tra bảng công suất Rotor, tính tốn momen tham
chiếu và sử dụng bộ biến đổi phía máy phát (điều khiển dịng điện
tác dụng phía máy phát) cho PESG, SCIG, DFSG hoặc bộ chỉnh
lưu phía nguồn với bộ biến đổi tăng áp cho FESG.
Bài tốn MPPT có hai pha cần giải quyết:
1. Tìm điểm làm việc có cơng suất cực đại.
Tìm điểm làm việc cực đại của hệ thống (TSR, PSO, …)
2. Bài toán điều khiển bám điểm cực đại: vận dụng các bộ điều khiển đã học để
thực hiện bài toán.


Hình 1.13. Bài tốn điều khiển phía nguồn Tuarbin
1.4.2.4. UDC − Điều khiển công suất tác dụng và công suất phản kháng phía lưới
• Điều khiển ảnh hưởng đến cơng suất tác dụng phía lưới do điện áp liên
kết DC.
• Nếu lớn hơn giá trị tham chiếu thì cơng suất tác dụng phía máy phát lớn
hơn cơng suất tác dụng phía lưới và dịng điện tác dụng phía lưới phải
tăng.
• Nếunhỏ hơn giá trị tham chiếu thì cơng suất tác dụng phía máy phát
ít hơn cơng suất tác dụng phía lưới và dịng điện tác dụng phía lưới phải
giảm.