báo cáo 2 phương pháp mppt cơ bản trên mô hình pv 100kw kết nối lưới

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>Báo cáo 2 phương pháp MPPT cơ bản trên mơ hình PV 100kW kết nối lưới : Tuần 2</b>

Array PV 100 kW được kết nối với lưới điện 25 kV thông qua bộ chuyển đổi tăng áp DC và Bộ chuyển đổi nguồn điện áp ba pha ba cấp (VSC).

DC-Lọc sóng hài dàn tụ 10 kvar do VSC tạo ra.

Máy biến áp ghép nối ba pha 100-kVA 260V/25kV.

Lưới điện (tuyến phân phối 25 kV + hệ thống truyền tải tương đương 120 kV).

Array PV 100 kW sử dụng 330 mô-đun SunPower (SPR-305E-WHT-D). Mảng bao gồm 66 chuỗi gồm 5 mô-đun nối tiếp được kết nối song song (66*5*305,2 W= 100,7 kW).Thông số kỹ thuật của nhà sản xuất cho một mô-đun là:

Số lượng ô nối nối tiếp: 96Điện áp hở mạch: Voc= 64,2 VDòng điện ngắn mạch: Isc = 5,96 A

Điện áp và dòng điện ở công suất cực đại: Vmp =54,7 V, Imp= 5,58 A

Menu khối mảng PV cho phép bạn vẽ các đặc tính I-V và P-V cho một mơ-đun và cho tồn bộ mảng.

Khối mảng PV có hai đầu vào cho phép thay đổi bức xạ mặt trời (đầu vào 1 tính bằng W/m^2) và nhiệt độ (đầu vào 2 tính bằng độ C). Cấu hình bức xạ và nhiệt độ được xác định bởi khối Signal Builder được kết nối với đầu vào mảng PV.

Theo dõi điểm công suất tối đa (MPPT) được triển khai trong bộ chuyển đổi tăng cường bằng mơ hình Simulink sử dụng kỹ thuật 'Độ dẫn tăng dần “ và “ nhiễu loạn quan sát “

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

I- Phương pháp điện dẫn gia tăng IC

Hình 1.Phương pháp MPPT IC

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Hình 3. Biểu đồ dung phương pháp MPPT ICNguyên lý hoạt động : MPPT IC

Array PV cung cấp công suất tối đa 100 kW ở mức bức xạ mặt trời 1000 W/m^2.

Bộ chuyển đổi tăng áp DC-DC 5 kHz tăng điện áp từ điện áp tự nhiên PV (273 V DC ở công suất tối đa) lên 500 V DC. Chu kỳ hoạt động chuyển mạch được tối ưu hóa bằng bộ điều khiển MPPT sử dụng kỹ thuật 'Độ dẫn tăng dần '. Hệ thống MPPT này tự động thay đổi chu kỳ làm việc để tạo ra điện áp cần thiết nhằm khai thác công suất tối đa.

VSC 3 pha ,VSC chuyển đổi điện áp liên kết 500 V DC thành 260 V AC và giữ hệ số công suất bằng nhau.

Chạy mơ hình :

Mơ phỏng bắt đầu với các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (25 độ C, 1000 W/m^2).Từ t=0 giây đến t= 0,05 giây, các xung đến bộ chuyển đổi Boost và VSC bị chặn. Điện ápPV tương ứng với điện áp mạch hở (Nser*Voc=5*64.2=321 V, xem Vmean trên phạm vi PV). Cầu ba cấp hoạt động như một bộ chỉnh lưu diode và các tụ điện liên kết DC được tích điện trên 500 V (xem Vmean trên VSC).

Tại t=0,05 giây, bộ chuyển đổi Boost và VSC bị chặn. Điện áp liên kết DC được điều chỉnh ở Vdc=500V. Chu kỳ hoạt động của bộ chuyển đổi tăng áp là cố định (D= 0,5 như hiển thị trên phạm vi PV).

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Trạng thái ổn định đạt được ở thời điểm t=0,25 giây. Do đó, điện áp PV thu được là V_PV = (1-D)*Vdc= (1-0,5)*500=250 V (xem Dấu vết Vmean trên phạm vi PV). Công suất đầu ra của mảng PV là 96 kW (xem trên phạm vi PV) trong khi công suất tối đa được chỉ định với bức xạ 1000 W/m^2 là 100,7 kW.

Quan sát trên Scope Grid rằng điện áp và dòng điện pha A ở bus 25 kV cùng pha (hệ số công suất thống nhất). Tại thời điểm t=0,4 giây, MPPT được bật. Bộ điều chỉnh MPPT bắt đầu điều chỉnh điện áp PV bằng cách thay đổi chu kỳ hoạt động để đạt được công suấttối đa. Công suất tối đa (100,4 kW) đạt được khi chu kỳ làm việc là D=0,454.

Tại t=0,6 giây, điện áp trung bình của mảng PV = 274 V đúng như mong đợi từ thông số kỹ thuật của mô-đun PV (Nser*Vmp=5*54,7= 273,5 V).

Từ t=0,6 giây đến t=1,1 giây, bức xạ mặt trời giảm dần từ 1000 W/m^2 xuống 250 W/m^2. MPPT tiếp tục theo dõi công suất tối đa.

Tại t=1,2 giây khi bức xạ giảm xuống 250 W/m^2, chu kỳ hoạt động là D=0,461. Điện ápvà công suất PV tương ứng là Vmean= 268 V và Pmean=24,3 kW. Lưu ý rằng MMPT tiếp tục theo dõi công suất tối đa trong quá trình thay đổi bức xạ nhanh này.

Từ t=1,2 giây đến t=2,5 giây, bức xạ mặt trời được phục hồi trở lại 1000 W/m^2 và sau đó nhiệt độ tăng lên 50 độ. C. để quan sát tác động của việc tăng nhiệt độ.

Lưu ý rằng khi nhiệt độ tăng từ 25 độ. C đến 50 độ. C, công suất đầu ra mảng PV giảm 100.7 xuống 93kW

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

II- Phương pháp nhiễu loạn quan sát P&O

Hình 2.Phương pháp MPPT P&O

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Hình 4. Biểu đồ dung phương pháp MPPT P&OP&O:

Thuật toán MPPT 'Nhiễu loạn và Quan sát' được triển khai trong khối Chức năng Điều khiển MPPT.

Khối mảng PV có hai đầu vào cho phép thay đổi bức xạ mặt trời (đầu vào 1 tính bằng W/m^2) và nhiệt độ (đầu vào 2 tính bằng độ C).

Mơ phỏng

Chạy mơ hình và quan sát chuỗi sự kiện :

Mô phỏng bắt đầu với các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (25 độ C, 1000 W/m^2). Từ t=0 giây đến t= 0,05 giây, các xung đến bộ chuyển đổi Boost và VSC bị chặn. Điện ápPV tương ứng với điện áp mạch hở (Nser*Voc=5*64.2=321 V, xem Vmean trên phạm vi PV). Cầu ba cấp hoạt động như một bộ chỉnh lưu diode và các tụ điện liên kết DC được tích điện trên 500 V (xem Vmean trên VSC).

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Từ t=0 giây đến t= 0,3 giây điện áp PV tăng lên thu được là V= 276V .Công suất đầu ra của mảng PV là 100.2 kW .trong khi công suất tối đa được chỉ định với bức xạ 1000 W/m^2 là 100,7 kW

Tại thời điểm t=0,3 giây, MPPT được bật. Bộ điều chỉnh MPPT bắt đầu điều chỉnh điện áp PV bằng cách thay đổi chu kỳ hoạt động để đạt được công suất tối đa. Công suất tối đa(96.8 kW)

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Từ t=0,3 giây đến t=0,5 giây, mảng quang điện hoạt động ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn (25 độ C, 1000 W/m^2). Chu kỳ nhiệm vụ D thay đổi trong khoảng từ 0 đến 1. Điện áp quang điện = 273,5 V (Nser*Vmp=5*54,7= 273,5 V) và cơng suất trung bình = 100,2 kW

Từ t=0,5 giây đến t=1,0 giây, bức xạ mặt trời giảm dần từ 1000 W/m^2 xuống 250

W/m^2. Có thể thấy rằng loại bộ điều khiển MPPT này chỉ theo dõi công suất tối đa trongkhi bức xạ không đổi.

Từ t=1,0 giây đến t=1,5 giây khi bức xạ không đổi và bằng 250 W/m^2, chu kỳ nhiệm vụD thay đổi trong khoảng 0 đến 1. Điện áp và công suất PV tương ứng là V_PV= 269 V vàPmean=24,3 kW.

Từ t=1,5 giây đến t=2.5 giây bức xạ mặt trời được phục hồi trở lại 1000 W/m^2 và sau đónhiệt độ được duy trì 50 độ C. và cơng suất giảm Pmean=87 kW

</div>