Sách lược điều khiển nhằm nâng cao tính bền vững trụ lưới của hệ thống phát điện chạy sức gió sử dụng máy điện không đồng bộ nguồn kép

1
M U

Tính cp thit ca đ tài
Hin nay  Vit nam nói riêng và th gii nói chung nhu cu v nng lng
đin ngày mt tng cao trong khi đó các nhà máy đin s dng các ngun nng lng
truyn thng nh thu đin, nhit đin là các dng nng lng đang ngày càng cn
kit và gây mt cân bng sinh thái, ô nhim môi trng. Ngun đin nng khai thác t
các nhà máy đin nguyên t có chi phí ln và cng tim n nguy c gây mt an toàn.
Bi vy vic s dng ngun nng lng sch, có kh nng tái to nh nng lng gió,
nng lng mt tri là mt xu hng đang đc phát trin mnh trên th gii. Tuy
nhiên ngun nng lng mt tri cng đang trong giai đon phát trin và mi ch đc
thc hin vi công sut nh. Do vy vic s dng ngun nng lng tái to t gió đang
ngày càng đc quan tâm phát trin  nhiu quc gia trên toàn cu.
Các h thng bin đi nng lng gió hin nay thng có xu hng s dng
máy đin không đng b ngun kép gn vi các tuc bin làm máy phát đin đ gim
giá thành do các b bin đi đc đt  phía rotor ch phi làm vic vi khong 1/3
công sut tng ca h thng máy phát. ng thi, do kh nng có th làm vic trong
mt khong thay đi tc đ rng, các h thng phát đin sc gió s dng máy đin
không đng b ngun kép có hiu sut bin đi nng lng cao hn so vi vic s
dng các máy phát không đng b rotor lng sóc hay đng b kích thích vnh cu vi
b bin đi đ
t  phía stator.
Các h thng cung cp và truyn ti đin càng ngày càng có yêu cu kht khe
hn v cht lng ngun đin. Vì vy, các thit b phát đin đu ni vi li, trong đó
có các h thng máy phát đin sc gió vn ngày càng chim t trng đáng k trong
tng dung lng đin nng ca nhiu quc gia, cng phi đm bo các yêu cu cht
lng đ ra. Mt khác khi các h thng này tp hp thành c "vn" sc gió thì vn đ
tr li vi mc tiêu tránh rã l i là mt đòi hi ht sc cp thit. c bit, khi h
thng phân phi b s c sp li thì các h thng máy phát này không đc phép ct

khi li mt cách không có kim soát vì có th làm cho li li càng trm trng thêm
và vic khôi phc li sau s c cng s tr lên khó khn hn. Khi vn hành các h
thng phát đin sc gió phi đm bo yêu cu có th duy trì tình trng làm vic song
song vi li khi xy ra s c sp li và tái lp li trng thái làm vic bình thng

2
càng sm càng tt sau khi s c li li đc loi b. Không nhng th, h thng điu
khin phía li trong các h thng máy phát sc gió hin đi còn yêu cu phi có kh
nng h tr li trong sut quá trình li li, k c li li đi xng và li li không
đi xng.
Hin nay đã có mt s các công trình nghiên cu v kh nng tr li trong h
thng phát đin chy sc gió. Tuy nhiên, vic điu khin tr li khi xy ra li li
không đi xng còn cha đc nghiên cu mt cách đy đ. ng thi vn đ kt hp
hn ch nh hng ca sóng hài gây ra bi các ti phi tuyn, vi ti phi tuyn  đây
đc hiu là nhng ti gây ra méo dng đin áp cng cha đc quan tâm mt cách
trit đ.
Bi vy tác gi chn đ tài nghiên cu "Sách lc điu khin nhm nâng cao
tính bn vng tr li ca h thng phát đin chy sc gió s dng máy đin
không đng b ngun kép" nhm hoàn thin các vn đ còn đang b ng hoc cha
quan tâm gii quyt trit đ nh đã k trên.
Mc đích nghiên cu
 tài tp trung nghiên cu xây dng sách lc điu khin tr li ca h thng
phát đin chy sc gió s dng máy phát không đng b ngun kép nhm nâng cao
kh nng tr li ca h thng.
Các ni dung chính ca lun án

• Nghiên cu đ xut sách lc điu khin tr li cho nghch lu (hoc b bin
đi) phía máy phát. Khi có li li, b bin đi phía máy phát đc điu khin bo
đm quá trình vn hành đng b, không cn ct máy phát ra khi li phân phi.
• Nghiên cu áp dng phng pháp công sut tc thi và b lc đa bin đ xác

đnh các thành phn th t thun và ngc ca đin áp và dòng đin phc v cho vic
điu khin tr li đi xng và không đi xng.
•  xut phng pháp tng hp b điu khin đi xng đ nâng cao kh nng tr
li không đi xng bng cách điu khin riêng r các thành phn th t thun và
ngc ca mt h thng ba pha không có dây trung tính vi các tiêu chí khác nhau cho
tng thành phn. Vi phng pháp này th ì các tín hiu đt ca b điu khin dòng phía
li đc tng hp t các thành phn th t thun và ngc ca dòng li trên các trc
ta đ quay tng ng.

3
•  xut mt cu trúc điu khin cho toàn b h thng máy phát đin sc gió s
dng máy phát đin ngun kép.  ch đ xác lp (không có li li), b điu khin
phía li đóng vai trò mt b lc tích cc đ làm cho dòng đin li có dng hình sin
hn khi làm vic vi các ti phi tuyn và làm vic nh mt b bù công sut phn kháng
đ h tr li. Khi li li, k c li li không đi xng thì b điu khin tng hp
đi xng đc đa vào làm vic đ h tr đin áp li và làm cân bng dòng đin
trong các pha.
• La chn s dng phng pháp thit k phi tuyn da trên nguyên lý ta theo
th đng (passivity–based) đ điu khin b bin đi phía máy phát ca h thng máy
phát sc gió s dng máy đin không đng b ngun kép.
• Kim chng các thut toán điu khin thông qua các mô phng trong môi trng
Matlab-Simulink-Plecs.
i tng và phm vi nghiên cu
• i tng nghiên cu là h thng phát máy phát sc gió s dng máy phát
không đng b ngun kép.
• Phm vi nghiên cu đc gii hn trong vic áp dng phng pháp thit k phi
tuyn da trên nguyên lý ta theo th đng.
• Phm vi nghiên cu chính ca lun án là tìm ra sách l c điu khin tr li cho
b điu khin phía máy phát và tích hp chc nng lc tích cc và b điu khin phía
li vi h thng ba pha ba dây có hoc không có dây trung tính.

Ý ngha khoa h
c và thc tin ca đ tài
• Ý ngha khoa hc chính ca lun án là đã xây dng nn tng lý thuyt cho sách
lc tr li khi xut hin li li đi xng hay không đi xng mà lun án đ xut
• Hai ý ngh a thc tin chính là không ch mô phng thành công mà còn ch ra tính
kh thi ca sách lc điu khin tr li và tích hp chc nng lc tích cc vào b điu
khin nghch lu phía li.
Nhng đóng góp ca lun án

• Xây dng và mô phng thành công sách lc điu khin tr li không đi xng
trên c s phân tích các thành phn th t thun và ngc ca h thng ba pha không
có dây trung tính. Lun án gii quyt vn đ điu khin tr li mt cách trit đ hn
so vi các phng pháp điu khin tr li hin ti.

4
• ã chng minh kh nng tích hp chc nng lc tích cc vào h thng điu
khin máy phát sc gió s dng máy đin không đng b ngun kép đ ci thin cht
lng đin nng khi làm vic vi các ti phi tuyn.
Cu trúc lun án
Phn đu ca chng 1 tr ình bày khái quát v h thng máy phát sc gió và các
đc đim c bn ca các h thng bin đi nng lng gió hin nay trong đó nhn
mnh vào h thng tuc bin s dng máy phát không đng b ngun kép, s lc v
các phng pháp điu khin máy phát ngun kép và gii thiu phng pháp điu khin
passivity-based. Phn tip theo ca chng 1 trình bày v mt s vn đ đt ra trong
vn hành li đin k c nh hng ca sóng hài gây ra bi các ti phi tuyn. Phn
cui ca chng đ cp chi tit hn đn nh hng ca li li và yêu cu tr li ca
h thng phát đin sc gió, các bin pháp khc ph li li hin nay đã đ c nghiên
cu và nhng vn đ còn b ng hoc cha đc quan tâm trit đ (k c đi vi h
thng 3 pha 4 dây). T đó gii thiu s b v phng pháp điu khin tng hp đi
xng cho h thng 3 pha 3 dây. Chi tit ca phng pháp điu khin tng hp đi xng

đc trình bày chi tit trong chng 3.
Chng 2 đc dành đ trình bày vic mô hình hóa các thành phn, cu trúc và
các thut toán điu khin c bn nht đc s dng trong mt h thng máy phát đin
s
c gió. C th, phn đu ca chng 2 là các bc xây dng mô hình máy đin không
đng b ngun kép và mô hình trng thái ca li trên h trc ta đ ta theo vector
đin áp li
dq
. Trên c s các mô hình toán đã có đ xây dng cu trúc điu khin
phía máy phát t đó thit k b điu khin phía máy phát da trên phng pháp
passivity-based. Tip đó là s lc v vic hòa đng b, các điu kin đm bo hòa
đng b vi li, khái quát v vic duy trì hoc ngt máy phát trong mt s điu kin
c th. Phn cui ca chng 2 trình bày v vic xây dng cu trúc điu khin phía
li t đó thit k b điu khin phía li da trên phng pháp tuyn tính dead-beat.
Chng 3 tr ình bày các ni dung chính ca lun án. Phn đu ca chng 3 gii
thiu khái quát v đng hc máy phát ngun kép khi sp li. Tác hi ca vic sp li
đi vi h thng truyn ti cng nh bn thân h thng phát đin sc gió. Phn tip
theo trình bày phng pháp kinh đin s dng h thng đin tr tiêu tán nhm bo v
b bin đi phía rotor trong khi vn đm bo điu kin hòa đng b vi li. Các đóng
góp ca đ tài nghiên cu th hin  phn điu khin b bin đi phía li khi có các
trng thái li li khác nhau. Trc tiên là li li đi xng, k c s suy gim và méo

5
dng đin áp li gây ra bi các ti phi tuyn có công sut ln trong các li yu. T
đó, mt b lc tích cc đc đ xut đ ci thin cht lng đin nng. Phn cui cùng
ca chng đ cp mt cách chi tit sách lc nâng cao kh nng tr li không đi
xng. ây cng chính là ni dung nghiên cu chính ca đ tài. Phn cui ca chng 3
đ xut cu trúc điu khin tng th cho toàn b h thng máy phát đin sc gió s
dng máy phát đin ngun kép. Theo đó, trong quá trình làm vic bình thng thì b
điu khin phía li đóng vai trò mt b lc tích cc đ làm cho dòng đi n li có

dng hình sin hn khi làm vi c vi các ti phi tuyn. Khi có li li, k c li li
không đi xng thì b điu khin tng hp đi xng s đc đa vào làm vic đ h
tr đin áp li và làm cân bng dòng đin trong các pha.
Chng 4 trình bày các s đ mô phng, các kt qu nghiên cu v vic hòa
đng b, các đc tính điu khin và bo v b bin đi phía máy phát trong ch đ làm
vic bình thng cng nh khi xy ra li li, kho sát kh nng h tr li và kh
nng suy gim sóng hài khi s dng chc nng lc tích cc. Trng tâm ca chng 4
dành cho các kt qu nghiên cu v điu khin b bin đi phía li khi sp li đi
xng và không đi xng. Các kt qu này đc đ cp trong hai trng hp. Trng
hp th
nht là khi máy phát ngun kép làm vic trong ch đ bình thng và không
áp dng bin pháp điu khin tr li. T các kt qu nghiên cu này có th đánh giá
đc mc đ nh hng ca vic li li đi vi các thành phn khác nhau trong h
thng điu khin khi không áp dng sách lc điu khin tr li. Trng hp th hai
là khi áp dng sách lc tr li trong quá trình xy ra li li. T các kt qu nghiên
cu này có th đánh giá đc hiu qu ca sách lc điu khin tr li bng vic so
sánh vi các kt qu mô phng trong trng hp không có các bin pháp x lý li li.
Phn cui cùng là mt s kt lun và kin ngh.

6
Chng 1. Tng quan
1.1 Khái quát v nng lng gió
Nng lng gió đã nhn đc quan tâm nhiu hn trên th gii k t nhng
nm 1970 khi giá du m trên th gii ngày càng tng cao. c bit, s phát trin nng
lng gió đã có s bùng n trong nhng thp k gn đây do yêu cu v s dng nng
lng sch, nng lng tái to. Các s liu thng kê đc công b bi Hi đng nng
lng gió toàn cu trong tháng 5 nm 2008 đã cho bit dung lng ca các h thng
máy phát đin chy sc gió ti hn 70 nc trên th gii đã đt xp x 94.000 MW [39].
Ch tính riêng trong Liên minh châu Âu thì dung l ng ca các h thng phát đin chy
sc gió đã tng trng 18% trong nm 2007 và đ ã đt đn 56.535 MW [35]. Trong khi

dung lng đó  M đã tng t khong 1.800 MW  thi đim nm 1990 ti hn
16.800 MW  cui nm 2007 [12, 26].
Các h thng bin đi nng lng gió s dng các máy đin gn vi các
tuc-bin làm máy phát đin đc th hin trên hình 1.1.









Hình1.1: Các loi máy phát đin đc s dng trong h thng phát đin sc gió
Các máy đin xoay chiu đc s dng trong các h thng máy phát sc gió có
th là loi máy phát đng b kích thích vnh cu, máy phát không đng b rotor lng
Máy phát đng b
kích thích vnh cu
Máy phát mt
chiu
Máy phát xoay
chiu
Máy phát xoay
chiu 1 pha
Máy phát xoay
chiu 3 pha
Máy phát không
đng b
Máy phát không
đng b 3 pha

ngun kép
Máy phát không
đng b 3 pha rotor
lng sóc
H thng
phát đin sc gió

7
sóc và máy phát không đng b ba pha rotor dây qun. Ngày nay, các h thng
tuc-bin gió hin đi thng s dng các máy đin không đng b ba pha rotor dây
qun vi các b bin đi đc đt  phía rotor. Các máy phát nh vy còn đc gi là
các máy phát không đng b ngun kép (MPKBNK). Bên cnh kh nng làm vic
vi di bin thiên tc đ ln xung quanh tc đ đng b thì mt u đim quan trng
ca các MPKBNK là  ch các b bin đi ch cn đm bo kh nng làm vic vi
khong 30% công sut tng ca máy phát [25, 28, 42, 46]. iu này cho phép gim
đc dung lng ca các b bin đi và giá thành ca h thng [25, 28, 29, 32, 42, 84] .
Chính vì vy, các MPKBNK ngày càng đc s dng nhiu trong các h thng máy
phát đin sc gió mc dù khó điu khin hn so vi loi máy phát đng b kích thích
vnh cu và máy phát không đng b rotor lng sóc.
c tính ca MPKBNK trong các ch đ làm vic khác nhau và dòng chy
nng lng tng ng đc minh ha trên hình 1.2.

Hình1.2: Các ch đ vn hành ca MPKBNK và d òng chy nng lng tng ng.
(a) các ch đ vn hành, (b) dòng chy nng lng  ch đ di đng b, (c) dòng
chy nng lng  ch đ trên đng b.
Rotor
Stator
Stator
Rotor
S

-1

n
n
s

0

1

0

m

(a)
Trên đng b
Ch đ máy phát

0 > s > - ∞
Trên đng b
Ch đ đng c
0 > s > - ∞
Di đng b
Ch đ đng c
1 > s > 0
Di đng b
Ch đ máy phát
1 > s > 0
Li đin Li đin
(b) (c)

8
1.2 H thng phát đin sc gió s dng máy đin không đng b ngun kép và
các phng pháp điu khin
S đ khi tng th ca mt h thng bin đi nng lng gió đc v trên
hình 1.3 Trong đó các cun dây stator ca MPKBNK đc ni trc tip vi li. Các
cun dây rotor đc ni vi hai b bin đi, mt  phía rotor đc gi là b bin đi
phía rotor, mt  phía li đc gi là b bin đi phía li. Hai b bin đi liên h vi
nhau thông qua mch mt chiu trung gian.

Hình 1.3: H thng máy phát sc gió [45]

H thng điu khin trên hình 1.3 gm có hai phn chính: phn điu khin tuc
bin và phn điu khin máy phát ngun kép [20]. Phn điu khin tuc bin cung cp
các giá tr đt ca công sut tác dng hay mômen đin t
*
e
T
cho phn điu khin máy
phát ngun kép. Giá tr đt này đc tính toán da trên tc đ gió đo đc và mt bng
tra nhm ra quyt đnh la chn công sut đu ra ti u tng ng vi tc đ quay ca
tuc bin. Mt tín hiu đt khác là góc điu chnh pitch
p
θ
đc đa trc tip ti b
phn điu chnh góc pitch ca các cánh gió đ điu khin tc đ tuc bin. Trong khi đó,
mc tiêu ca phn điu khin máy phát ngun kép là gi cho các công sut tác dng và
ACAC
DCDC
ACAC
DCDC
!
m
!
m
T
¤

e
T
¤
e
Q
¤
g
Q
¤
g
cos'
¤
n
cos'
¤
n
u
¤
dc
u
¤
dc
B điu khin
phía máy phát
B điu khin
phía li
in áp
mt chiu
trung gian
Qun lý

h thng
iu khin
góc pitch
iu khin turbine
Gió
MPKBNK

9
công sut phn kháng ca máy phát  các giá tr mong mun.

1.2.1 Công sut ca tuc bin gió
Công sut ca tuc bin gió đc tính theo công thc sau [29, 48, 65, 66]:

23
1
=
2
tb tb cg gm tb
P Rv C
ρπ
(1.1)
Trong đó,
tb
ρ
là mt đ không khí (
3
/mkg
),
cg
R

bán kính ca cánh gió (
m
),
gm
v
là tc đ gió  mt khong cách đ xa phía trc cánh gió (
sm/
),
tb
C
là h s
ph thuc vào cu trúc hình hc ca tuc bin gió và đc cho bi

=(, )
tb p tb
Cf
θλ
(1.2)
vi
p
θ
là góc xoay ca cánh gió so vi mt ct ngang đi qua trung tâm ca
cánh gió và đc gi tt là góc pitch,
tb
λ
là mt h s ph thuc vào c tc đ góc
quay ca tuc bin
tb
ω
và tc đ gió

gm
v


()
()=
()
tb cg
tb
gm
tR
t
vt
ω
λ
(1.3)
Lu ý rng theo các tài liu nghiên cu thì giá tr cc đi ca
tb
C
là
0.593
và
còn đc gi là gii hn Betz [19, 41, 59, 66].
Các công thc (1.1), (1.2) và (1.3) cho thy là công sut ca tuc bin gió ph
thuc vào cu trúc ca tuc bin gió, góc pitch, tc đ gió và tc đ góc quay ca tuc
bin. Vì vy, vi mt góc pitch c đnh và  mt mc đ gió cho trc thì công sut ca
mt tuc bin gió còn ph thuc tc đ quay ca nó na.

1.2.2. iu khin tuc bin gió
Nh đã trình bày trong mc 1.2.1, đ duy trì công sut đc bin đi t nng

lng gió thành công sut c trên trc ca tuc bin là cc đi thì cn phi đm bo giá
tr ca h s
tb
C
là ti u ng vi tng tc đ gió trong di tc đ gió cho phép. Vic
điu chnh sao cho tc đ tuc bin đt đc giá tr cho phép phát ra công sut đnh
đc thc hin thông qua vic điu khin góc pitch.  tc đ gió nm ngoài di tc đ
cho phép ca tuc bin thì thì cn phi ct máy phát ra khi li và s dng phanh c
khí đ gi cho tuc bin không quay. Mun nh vy thì tc đ trc c ca tuc bin gió
(đc kt ni vi trc rotor ca MPKBNK thông qua mt hp s) phi đc điu

10
khin bám theo đng đc tính ti u cho phép khai thác công sut ti đa ng vi
tng tc đ gió nh đã đ c th hin  các công thc (1.1), (1.2), (1.3) và hình 1.4.
ây cng chính là mt ch đ đã nhn đc s quan tâm nghiên cu khá rng rãi [16,
19, 23, 48, 62, 80].
Hình 1.4: Các vùng làm vic ca mt tuc bin gió (nét đm: đc tính công sut
ti u ca h thng)

Hình 1.4 là mt ví d v mi quan h gia công sut ca mt tuc bin vi tc đ
góc quay ca nó ng vi các tc đ gió khác nhau. ng đc tính công sut ti u ca
tuc bin đc th hin bng nét đm và đc mô t nh sau [66]:
• Khi tc đ gió nm trong khong t tc đ nh nht cho phép và tng cho đn khi
công sut ca máy phát đt giá tr ln nht cho phép thì tc đ quay ca tuc bin gió
đc điu chnh sao cho
tb
C
đt đc giá tr ti u đ công sut bin đi t nng
lng gió ng vi mi tc đ gió là ln nht. Vùng làm vic nh vy còn đc gi là
vùng ti u công sut.

• Khi công sut ca máy phát đã đt đn gii hn ln nht cho phép mà tc đ gió
vn tip tc tng thì có th điu chnh tc đ quay ca tuc bin ng vi tng tc đ gió
sao cho
tb
C
đt đc giá tr nh hn giá tr ti u hoc điu chnh góc pitch đ gi
cho công sut c trên trc ca tuc bin là hng s. Vùng làm vic nh vy còn đc
gi là vùng công sut không đi.

11
• Khi vic điu chnh h s
tb
C
và góc pitch đã  mc ti hn mà tc đ gió vn
tip tc tng thì buc phi ct máy phát đ bo v tuc bin và các b bin đi công
sut.
Cn chú ý rng vic điu chnh tc đ quay ca tuc bin có th thc hin trc
tip bng cách thay đi góc pitch ca cánh gió, thay đi hng nhn gió ca các cánh
gió hoc thc hin gián tip thông qua vic điu chnh công sut đu ra ca máy phát.

1.2.3 iu khin h thng máy phát ngun kép
Các thit k điu khin MPKBNK kinh đin vi các b điu khin kiu PI
đc trình bày trong [18, 44, 65, 67, 69, 75]. c đim chung ca các phng pháp này
là có thêm mt thành phn bù kiu feed-forward  đu ra ca các b điu khin nhm
loi b các nh hng ca lc phn đin đng ca máy. Chi tit ca vn đ này đc
trình bày trong [84]. Tuy nhiên, tính nng ca các b bù feed-forward ph thuc vào đ
chính xác ca các tham s ca MPKBNK nên thng không có đc đc tính làm
vic lý tng trong thc t do các tham s MPKBNK có th b bin đi trong quá
trình làm vic. Mt phng pháp điu khin MPKBNK kinh đin khác là điu khin
dead-beat đc trình bày trong [49, 72]. Tuy nhiên, phng pháp này da trên vic gi

thit tn s rotor là hng trong phm vi mt chu k trích mu T, dn đn mô hình gián
đon ca MPKBNK là mô h ình tuyn tính h s hàm cho phép thit k b điu khin
tuyn tính.  tránh vic s dng các b bù feed-forward và đ đm bo cht lng ca
h thng điu khin trong mt khong làm vic rng ca tc đ rotor, các phng pháp
điu khin phi tuyn đã đc đ ngh áp dng cho điu khin MPKBNK. Vn đ này
đã đc trình bày trong các tài liu [1, 5, 49, 57, 73, 74].
Nh đã trình bày  trên, mc dù h thng điu khin hoàn chnh ca mt tuc
bin gió phi gm c phn điu khin tuc bin và phn điu khin MPKBNK, tuy
nhiên đ tài này ch tp trung nghiên cu phn điu khi
n MPKBNK. Hin nay đã có
nhiu phng pháp điu khin MPKBNK đc nghiên cu nh phng pháp ta
theo điu khin cun chiu (backstepping based) [5], phng pháp tuyn tính hóa
chính xác (exact linearzation) [73, 74], phng pháp ta theo th đng (passivity based)
và phng pháp ta phng (flatness based) [1]. Lun án này s dng phng pháp thit
k phi tuyn da trên nguyên lý ta theo th đng đ điu khin b bin đi phía máy
phát (hình 1.5). Giá tr đt ti u cho phn điu khin MPKBNK gm mômen đin t
*
e
T
và công sut phn kháng
*
g
Q
đc cung cp t phn điu khin tuc bin và phn
điu đ ca li. Chi tit ca phng pháp này s đc trình bày trong ch ng 2.

12

Hình 1.5: Các phng pháp điu khin MPKBNK

1.3 Yêu cu điu khin tr li
1.3.1 Các s c và các yu t gây nh hng ti cht lng vn hành ca li
i vi yêu cu đm bo cht lng ca mt h thng truyn ti và cung cp
đin thì vn đ sóng hài và dao đng đin áp ngày càng nhn đc s quan tâm ca các
nhà cung cp cng nh ca các h tiêu th đin.
S phát trin nhanh chóng ca các ngành sn xut công nghip trong đó s
dng rng rãi các thit b đin t công sut ln nh các b bin đi xoay chiu - mt
chiu, các b bin tn, các loi lò đin cùng vi các h thng điu khin t đn gin
đn phc tp đ to ra mt h thng truyn đng đin linh hot, đáp ng đc các yêu
cu điu khin khác nhau và thích ng cho nhiu loi ph ti. Tuy nhiên, vic s dng
các thit b này cng to ra nhng thách thc ngày càng to ln đi vi yêu cu đm bo
cht lng ca ngun đin cung cp. Các thit b này to nên nhng nhng ph ti phi
tuyn và gây ra các thành phn sóng hài trên li. Nhng sóng hài này làm cho đin áp
li b méo dng và gây nh hng không tt cho nhng ph ti đc ni vi nó [30,
50, 51, 52, 81]. Hin nay, đ khc phc vn đ này ngi ta có th s dng các b lc
tích cc thay vì s dng các b lc th đng vn cng knh và khó đáp ng cho các
dng sóng hài khác nhau. Các u đim c bn ca b lc tích cc là kh nng bù mt
Phng pháp điu
khin tuyn tính
[18, 44, 49, 65, 67, 69,
72, 75]]

Phng pháp
điu khin phi
tuyn
Cun chiu
(backstepping)
[5]
Ta phng
(flatness based)
[1]
Ta theo th
đng
(passivity based)
Tuyn tính hóa
chính xác
(exact linearization)
[73, 74]]
Các phng pháp
điu khin MPKBNK

13
s sóng hài quan trng mà không làm nh hng đn đc tính ca li, đng thi thích
ng vi s thay đi ca li và ti.
Trong lun án này tp trung nghiên cu khc phc s c sp li trong h thng
li phân phi và nh hng ca sóng hài và dao đng đin áp trong h thng phát
đin sc gió s dng máy đin không đng b ngun kép nhm nâng cao cht lng
ca h thng.

1.3.2 Yêu cu tr li
Các h thng máy phát sc gió vi MPKBNK có nhc đim là rt nhy đi
vi các nhiu lon li, đc bit là khi li li. Mt trong các gii pháp đ bo v h

thng khi xy ra sp li là ct máy phát ra khi li. Trong trng hp này, h thng
không có kh nng khôi phc li ngay lp tc tình trng làm vic nh lúc trc khi xy
ra s c (phi hòa đng b li). Mt khác, vic ct các máy phát ra khi li có th còn
làm ti t hn tình trng sp li do vic ct máy phát có th gây nên quá trình cân
bng dn đn mt n đnh và hu qu có th là rã li.
Khi tng dung lng ca các h thng máy phát sc gió trên th gii ngày càng
gia tng mt cách đáng k thì ch đc phép ct các máy phát đin sc gió ra khi li
khi tha mãn mt s yêu cu c th [34, 89].
Khi h thng phân phi b s c sp li s làm gia tng mnh dòng đin cân
bng trong các cun dây ca MPKBNK. Do liên h gia t trng stator và rotor,
dòng đin ln này s tác đng vào mch rotor và b bin đi có th dn đn vic phá
hng b bin đi nu không có các bin pháp bo v b bin đi. Mt nghiên cu trong
[13] đã ch ra rng khi MPKBNK chu tác đng ca nhiu đin áp li s gây ra dao
đng ca t thông trong máy. Khi các nhiu lon đó xut hin b bin đi s gia tng
đin áp rotor đ khng ch dòng đin ca nó. Khi đin áp yêu cu vt quá kh nng
gii hn ca b bin đi thì vic điu khin dòng s không còn tác dng [53, 61]. Vì
vy, h thng điu khin cn duy trì làm vic và gim dao đng càng nhiu càng tt
trong sut thi gian có li li. Mt khác, h thng cn phi đc tái lp n đnh càng
sm càng tt khi ht li li [82]. Không nhng th, các h thng điu khin trong các
h thng máy phát sc gió hin ti còn yêu cu phi có kh nng h tr li trong sut
quá trình li li, k c li li đi xng và li li không đi xng.


14
1.3.3 Các phng pháp điu khin tr li
Các gii pháp hin ti:
Gii pháp kinh đin đc trình bày trong các tài liu [15, 58, 61, 68, 77] thng
s dng mt h thng các đin tr tiêu tán có điu khin vi các thyristor đc dùng đ
đóng ct mch (đc gi là crowbar). Khi đin áp mt chiu trung gian tng cao hoc
khi đin áp li gim xung đn mt mc nào đó thì h thng này tác đng. B bin

đi phía máy phát s ngng làm vic và các dây qun rotor ca máy phát đc ni kín
mch qua h thng đin tr tiêu tán này. Nh vy, trong quá trình li li MPKBNK
đc s dng nh mt đng c không đng b rotor dây qun, góp phn tiêu th nng
lng gió trên h thng đin tr. Bn cht ca gii pháp này là ngt ch đ máy phát.
Hin nay, vn đ khc phc li li không đi xng trong thc t vn hành đã
và đang nhn đc s quan tâm, nghiên cu rng rãi do li li không đi xng có th
xy ra thng xuyên hn c li li đi xng. in áp không đi xng còn xut hin
trong các li đin yu ngay c trong trng thái làm vic bình thng. Trong mt s
trng hp, các nhiu lon trên li hoc ti không đi xng cng làm cho đin áp li
không còn đi xng na [91]. iu này có th dn ti mt n đnh ca h thng, nh
hng đn chc nng làm vic ca mt s thit b đin và có th làm cho h thng bo
v mt cân bng d
òng đin tác đng [56].
Các phng pháp điu khin b bin đi phía li khi sp li cng nh khi
làm vic vi ti không cân bng đã đ c đ cp trong nhiu công trình nghiên cu.
Trong tài liu [11], b điu khin dòng ca b bin đi phía li đc thc hin trên
trc ta đ ng vi thành phn th t thun. Trong khi đó, thành phn th t ngc ca
đin áp li đc đa thêm vào trong thành phn đin áp đu ra ca b điu khin
dòng. Cách thc thc hin b điu khin nh đã trình bày còn đc gi là phng pháp
s dng b điu khin feedforward thành phn đin áp th t ngc. ng thi, nghiên
cu này còn đa ra phng pháp s dng hai b điu khin dòng đc thc hin trên
c hai h trc ta đ tng ng vi các thành phn th t thun và ngc và đc gi
là b điu khin vector dòng đi ngu. Phng pháp này cng đc đ cp đn trong
nhiu tài liu nghiên cu khác, chng hn nh trong [6, 21, 64]. Các bin pháp khc
phc li li không đi xng s dng b bin đi vi 4 nhánh van trong h thng ba
pha 4 dây cng đc đ cp trong các tài liu [7, 38]. B điu khin dòng loi này cho
phép điu khin riêng r các thành phn dòng đin th t thun, ngc và zero dn đn
vic có th loi b đc các nhiu lon ca đin áp do ti không cân bng gây ra. Tuy

15

nhiên, phng pháp này không áp dng đc cho các h thng ba pha không có dây
trung tính. Mt phng pháp khác đc cho là có kh nng bù dòng ti phi tuyn và
không cân bng s dng b lc tích cc cho điu khin dòng sin đc trình bày trong
tài liu [8].
Nhng vn đ còn tn ti:
Các phng pháp tr li nh đã k trên còn mt s nhc đim nh sau:
• Không điu khin đa công sut tác dng v không và không điu khin công
sut phn kháng bám đin áp li trong sut quá trình li li
• Cha gii quyt trit đ các vn đ điu khin b bin đi phía li đ bù li li
khi li b s c không đi xng.
• Vai trò ca b bin đi phía máy phát và phía li trong quá trình làm vic bình
thng vi ti không đi xng cng cha đc nghiên cu mt cách hoàn thin.
Vn đ cn tip tc gii quyt:
Nghiên cu vn đ tr li khi xy ra li li không đi xng hoc khi h thng
li có nhiu loi ti có các thành phn sóng hài cao.
Trong lun án này tác gi nghiên cu phng pháp nâng cao kh nng tr li
không đi xng bng cách điu khin riêng r các thành phn th t thun và ngc
vi các tiêu chí khác nhau cho tng thành phn. Vi phng pháp này thì các tín hiu
đt ca b điu khin dòng phía li đc tng hp t các thành phn th t thun và
ngc ca dòng li trên các trc ta đ quay tng ng. Mt b điu khin dòng nh
vy còn đ c gi là b điu khi
n tng hp đi xng (THX) và s đc trình bày
trong chng 3.
Hình 1.6 th hin mt cách vn tt các sách lc điu khin tr li đã đc
trình bày trong mt s tài liu nghiên cu, k c phng pháp s dng b điu khin
THX đc đ xut  trên. Các gii pháp theo nhánh (1) ca s đ có bn cht là ngt
ch đ máy phát, còn theo nhánh (2) s cho phép thc hin các gii pháp tr li khác
nhau.

16

Hình 1.6: Các sách lc tr li

Kt lun chng 1
Chng 1 đ ã gii quyt đc các vn đ sau:
• Tng quan v các h thng bin đi nng lng gió
• a ra đi tng nghiên cu là h thng phát đin sc gió s dng máy đin
không đng b ngun kép và các phng pháp điu khin.
• Khái quát các yêu cu điu khin tr li nói chung và điu khin tr li ca h
thng phát đin sc gió s dng máy đin không đng b ngun kép.
• Trình bày và đánh giá các phng pháp điu khin tr li đã có t đó đ xut
sách lc điu khin tr li nhm nâng cao cht lng h thng phát đin chy bng
sc gió.
Li li
đi xng
Li li
không đi xng
iu khin
feedforward đin
áp th t ngc
[11]
iu khin b bin
đi 4 nhánh van
[7, 38]
S dng b lc
tích cc điu
khin dòng sin

[8]
iu khin vector
dòng đi ngu
[6, 21, 64]]
Sách lc
tr li
S dng BNQDA
(crowbar)
[15, 58, 61, 68, 77]
iu khin
tng hp đi
xng
(1)
(2)

17
Chng 2 . Mô hình và cu trúc điu khin h thng phát đin sc gió s dng
MPKBNK

2.1 Phép bin đi h ta đ
 gim đ phc tp ca các phng trình vi phân mô t  đng hc ca
MPKBNK và li thì các đi lng ba pha nh d òng đin, đin áp, t thông thng
đc mô t bi các bin trên mt h trc ta đ hai pha mi. H trc ta đ mi này có
th là mt h trc ta đ c đnh hoc mt h trc ta đ quay [63, 86] Công c đ
chuyn đi các đi lng t mt h trc ta đ c đnh sang mt h trc ta đ quay và
ngc li là các phép bin đi Clarke và Park [14, 85].
Trong các h thng truyn đng đin hin đi, tt c các đi lng ba pha có th
đc bin đi sang mt h trc ta đ quay và thng đc gi là h trc ta đ quay
dq
hai pha. Khi đó các tính toán đc thc hin vi biên đ và góc pha ca chúng trên

các h trc ta đ
dq
này .
t
s
ξ
là ký hiu đc trng cho các đi lng ba pha. Giá tr tc thi ca tng
pha, đc ký hiu là
sa
ξ
,
sb
ξ
, and
sc
ξ
tha mãn phng trình sau:

(
)
00
120 240
2
3
jj
s sa sb sc
ee
ξ ξξ ξ
=++

trong đó
0=)()()( ttt
scsbsa
ξξξ
++
và ch s di "s" biu th các đi lng
trong h thng cun dây c đnh.
Bây gi ta thit lp mt h trc ta đ mi, ký hiu là
αβ
, trong đó trc
α

trùng vi
0
0j
e
nh đc biu din trên hình 2.1. Khi đó

abc
ssfs
ξξ
αβ
T=
0
(2.1)
trong đó
( )
T
ssss 0
0

=
ξξξξ
βα
αβ
,
( )
=
T
abc
s sa sb sc
ξ ξξξ
. Chú ý rng
0s
ξ
là
thành phn zero đc thêm vào đ ma trn
sf
T
có th nghch đo đc.
Ma trn bin đi đc cho bi [85]

.
2
1
2
1
2
1
2
3

2
3
0
2
1
2
1
1
3
2
=


















−

−−
sf
T


18







Hình 2.1: Bin đi các h trc ta đ

Trong trng hp tng quát, nu
αβ
là mt h ta đ c đnh trong mt
phng phc và
dq
là mt h ta đ mi vi góc quay
f
θ
(xem hình 2.1) thì

αβ
ξξ
srf
dq
s

T=
(2.2)
trong đó
( )
T
sss
βα
αβ
ξξξ
=
,
( )
=
T
dq
s dq
ξ ξξ
, và ma trn bin đi

cos sin
=
sin cos
ff
rf
ff
θθ
θθ


−


T

Hình 2.1 biu din các đi lng ba pha trên h trc ta đ c đnh
αβ
(trái)
và s bin đi gia các h trc
αβ
và
dq
(phi).

2.2 Mô hình máy đi n không đng b ngun kép
Nh đã tho lun  trên, vi điu khin dòng ca MPKBNK s dng k thut
điu khin vector thì cn phi bin đi các bin sang mt h ta đ quay
dq
. H ta đ
này có th ta theo vector t thông stator [44, 65, 67, 70] hoc vi vector đin áp li
[31, 49, 69, 72]. Do MPKBNK làm vic song song vi li nên cn phi có chc
nng hòa đ ng b. Vì vy, vic chn mt h trc ta đ
dq
vi trc
d
trùng vi
vector đin áp li có th đem li mt s thun li nht đnh [43]. H ta đ nh vy s
đc lp vi các tham s ca máy đin và đ chính xác ca khâu đo tc đ quay [69].
Chính vì các lý do trên, h ta đ
dq
ta theo đin áp li đc la chn đ phát trin
mô hình cng nh phát trin các thut toán điu khin máy đin không đng b ngun

kép sau này.
µ
f
µ
f
!
f
!
f
d
d
j qj q
®®
j ¯j ¯
e
j 120
0
e
j 120
0
e
j 240
0
e
j 240
0
e
j 0
0
e

j 0
0
®®
j ¯j ¯

19
Các phng tr ình đin áp ca stator và rotor có th đc vit nh sau:

dt
d
R
s
s
s
s
s
s
s

iu +=
(2.3)

dt
d
R
r
r
r
r
r

r
r

iu +=
(2.4)
Trong đó,
s
u
và
r
u
là các đin áp stator và rotor,
s
i
và
r
i
là các dòng đin
stator và rotor,
s
R
and
r
R
là các đin tr stator và rotor,
s

và
r


là các t thông
stator và rotor. Ch s s phía trên các đi lng này mô t đi lng đó trên h ta đ
αβ
, c đnh vi stator. Ch s r phía trên các đi lng này nhm mô t đi lng đó
trên h ta đ c đnh vi rotor.
Các t thông stator và rotor đc xác đnh bi

msrrr
mrsss
LL
LL
ii
ii
+
+
=
=
(2.5)
vi
m
L
là h cm gia hai cun dây stator và rotor và
s
L
,
r
L
là các đin cm
ca stator và rotor.
Nu biu din đin cm tn phía stator và rotor là

s
L
σ
và
r
L
σ
thì các đin cm
ca stator và rotor đc tính nh sau

rmr
sms
LLL
LLL
σ
σ
+
+
=
=

Áp dng các phép bin đi h trc ta đ (2.1) và (2.2) cho các phng trình
(2.3) và (2.4) ta đc các phng tr ình sau trong h ta đ
dq


rr
r
rrr
ss

s
sss
j
dt
d
R
j
dt
d
R


iu


iu
ω
ω
++
++
=
=
(2.6)
vi
s
ω
là tc đ góc ca stator và

msr
ωωω

−=
(2.7)
là tc đ góc mch đin rotor và
m
ω
là tc đ góc c ca rotor.
T (2.5) và (2.6) ta có



20

s
s
m
s
s
sm
r
s
rs
m
r
s
ms
r
r
r
L
L

j
L
RL
LLL
L
L
LR
R
Ldt
d
ui
i








++−








+−

ω
σσσ
22
2
11
=


1
r
rr
rr
j
LL
ω
σσ
−+u
(2.8)
ssr
s
ms
s
s
s
s
s
j
L
LR
L

R
dt
d
iu

ω
−+−=
(2.9)
Trong đó,
rs
m
LL
L
2
1= −
σ
là h s tn toàn phn.
Vit li các phng trình (2.8) và (2.9) cho các thành phn
d
và
q
ca các
dòng đin rotor và t thông stator dn đn [34]
sd
sm
rqmsrd
sr
rd
TL
a

ii
T
a
T
a
dt
di
Ψ+−+








+
+
− )(
1
=
ωω
1
m
sq sd rd
m mr
a
aa
uu
L LL

ω
+
− Ψ− +
(2.10)
sd
m
m
rq
sr
rdsm
rq
L
a
i
T
a
T
a
i
dt
di
Ψ+









+
+
−−
ω
ωω
1
)(=
rq
r
sq
m
sq
sm
u
L
a
u
L
a
TL
a 1+
+−Ψ+
(2.11)
sdsqssd
s
rd
s
msd
u
T

i
T
L
dt
d
+Ψ+Ψ−
Ψ
ω
1
=
(2.12)
sqsq
s
sdsrq
s
m
sq
u
T
i
T
L
dt
d
+Ψ−Ψ−
Ψ
1
=
ω
(2.13)

vi
σ
σ
−1
=a
.
Dng ngn gn ca các phng tr ình (2.10), (2.11), (2.12) và (2.13) kt hp vi
phng tr ình đu ra đc biu din nh sau:

rrssrrr
uBuBxAx ++)(=
ω

(2.14)

rrr
xCy =
(2.15)
vi
( )
sqsdrqrd
T
ii ΨΨ=
r
x
,
( )
sqsd
T
uu=

s
u
,
( )
rqrd
T
uu=
r
u
,
( )
rqrd
TT
ii==
rr
iy
.

21


























−−
−








+
+
−−
−−









+
+
−
s
s
s
m
s
ss
m
smmsr
s
msm
s
sr
r
TT
L
TT
L
TL
a
L
a

T
a
T
a
L
a
TL
a
T
a
T
a
1
0
1
0
1
1
=)(
ω
ω
ω
ωω
ω
ωω
ω
A
(2.16)

( )



















+
−
+
−
0010
000
1
1
00
0
1
0

==
rm
rm
rsu
L
a
L
a
L
a
L
a
BBB
(2.17)









0010
0001
=
r
C
(2.18)

2.3 Mô hình phía l i
Mch đin rút gn ca li có th đc biu din trên hình 2.2a. B bin đi
phía li thng ni vi li thông qua mt b lc gm đin kháng
c
L
, t
f
C
và
đin tr
f
R
. in tr ca cun kháng
c
L
đc biu th bi
c
R
.
Mch đin tng đng ca li đc biu din trên hình 2.2b.
Các phng trình c bn sau tng ng vi mch đin tng đng ca li
nh trên h ình 2.2b:

n
c
cccc
dt
d
LR u

i
iu ++=
(2.19)

fnc
iii +=
(2.20)
Trong đó,
c
u
và
c
i
là các đin áp và dòng đin ca b bin đi phía li,
n
u

và
n
i
là đin áp và dòng li,
f
i
là dòng chy qua nhánh song song ca
f
R
và
f
L

ca b lc.



22







(a)





(b)
Hình 2.2: Mch đin phía li (a) và mô hình phía l i (b)([74])

Áp dng các phép bin đi (2.1) và (2.2) cho các phng trình (2.19) và (2.20)
ta đc các phng tr ình sau vi các bin trên h trc ta đ
dq
:

nccn
c
cccc
Lj

dt
d
LR ui
i
iu +++
ω
=
(2.21)

fnc
iii +=
(2.22)
vi
n
ω
tc đ góc ca t trng phía li và
sn
ωω
=
.
Thay phng tr ình (2.22) vào phng tr ình (2.21) vi
sn
ωω
=
ta có

)(
111
=
fcsfcn

c
c
c
nsn
c
n
LjR
LL
j
Tdt
d
iiuuii
i
ωω
++−+−−
(2.23)
vi
c
c
c
R
L
T =
.
ACAC
L
c
L
c
R

c
R
c
DCDC
i
f
i
f
i
n
i
n
C
f
C
f
R
f
R
f
L
c
L
c
R
c
R
c
R
f

R
f
C
f
C
f
C
dc
C
dc

23
Vit li phng trình (2.23) cho các thành phn
d
và
q
ca các dòng đi n
li ta có:

)(
111
=
fqcsfdcnd
c
cd
c
nqsnd
c
nd
iLiRu

L
u
L
ii
Tdt
di
ωω
−+−++−
(2.24)

)(
111
=
fdcsfqcnq
c
cq
c
ndsnq
c
nq
iLiRu
L
u
L
ii
Tdt
di
ωω
++−+−−
(2.25)

Sau mt s phép bin đi, các phng tr ình (2.24) và (2.25) tr thành

( )
nqnqndndcd
c
nqsnd
c
nd
uuu
L
ii
Tdt
di
CC −−++−
11
=
ω
(2.26)

( )
nqndndnqcq
c
ndsnq
c
nq
uuu
L
ii
Tdt
di

CC +−+−−
11
=
ω
(2.27)
vi
nd
C
và
nq
C
là các hng s đc đnh ngha nh sau:









+
+++
1
1
1
=
222
222222
ffs

fcsffcsffs
c
nd
CR
CLCRRCR
L
ω
ωωω
C










+
−
1
1
=
222
23
ffs
fcsffcs
c
nq

CR
CRCR
L
L
ω
ωω
C

Mô hình không gian trng thái ca li có th đc biu din nh sau:

nnccnnn
uBuBxAx ++=

(2.28)

nnn
xCy =
(2.29)
vi
( )
T
nqndn
ii=x
,
( )
T
cqcdc
uu=u
,
( )

T
nqndn
uu=u
,
( )
T
nqndn
ii=y
,






































−−
−



















−
−
10
01
=,
1
0
0
1
=,=,
1
1
=
n
c
c
c
ndnq
nqnd
n
c
s
s
c

n
L
L
T
T
CBBA
CC
CC
ω
ω


2.4 iu khin phía máy phát
2.4.1 Cu trúc điu khin
B điu khin phía máy phát có nhim v điu chnh công sut tác dng (có
th thông qua điu chnh mômen đin
e
T
) và công sut phn kháng
g
Q
(hoc h s
công sut cos
ϕ
).

24
Trong các h thng điu khin máy đin, các b điu khin dòng đóng vai trò
rt quan trng vì chúng cung cp vector đin áp cn thit cho mch đin t công sut.
Hn na, cht lng ca toàn b h thng điu khin ph thuc ch yu vào cht

lng ca các b điu khin dòng. Vì vy, các h thng điu khin máy đin thng
bao gm mt mch vòng trong vi mt b điu khin vector dòng
r
i
và mch vòng
ngoài vi các bin điu khin khác.








Hình 2.3: S đ khi điu khin phía máy phát [79]

Cu trúc điu khin phía rotor ca MPKBNK trên hình 2.3 đc thc hin
nh đã trình bày  trên. Trong đó có hai mch vòng. Mch vòng trong vi b điu
khin
rc
K
đc gi là mch vòng điu khin dòng đin. Mc tiêu ca vic thit k b
điu khin dòng
rc
K
là đ đt đc tính nng đáp ng nhanh, bám theo tín hiu đt và
bo đm tách kênh. Mch vòng điu khin ngoài vi b điu khin
rt
K
đc gi là

mch vòng điu khin mômen đc thit k đ bám theo các giá tr ti u ca tín hiu
vào
rt
r
bao gm mômen đin t
*
e
T
và công sut phn kháng
*
g
Q
,
( )
T
gert
QTr
**
=
.
Trên hình 2.3,
r
G
là mô hình ca đi tng,
( )
T
geg
QTy =
là bin đu ra
điu khin đc suy ra t

( )
T
rqrdr
iii =
(xem các công thc (2.31) và (2.32) di đây)
bi khi
rt
E
. Trên c s các giá tr đo đc thc t ca tc đ gió và các đc tính ca
tuc bin, các giá tr ti u ca mômen s đc tính toán và đa ra giá tr đt
rt
r
cho
phn điu khin đin t công sut.
Mômen đin t ca MPKBNK trong h trc ta đ
dq
ta theo đin áp

K
r t
K
r t
K
r c
K
r c
G
r
G
r

v
s
v
s
E
r t
E
r t
u
r
u
r
++
¡¡
++
¡¡
¡
T
e
Q
g
¢
T
¡
T
e
Q
g
¢
T

r
r c
r
r c
i
r
=
¡
i
r d
i
r q
¢
T
i
r
=
¡
i
r d
i
r q
¢
T
¡
i
¤
r d
i
¤

r q
¢
T
¡
i
¤
r d
i
¤
r q
¢
T
r
r t
=
¡
T
¤
e
Q
¤
g
¢
T
r
r t
=
¡
T
¤

e
Q
¤
g
¢
T

25
stator (ngh a là
0=
sd
Ψ
), có th đc tính bi

.
2
3
=
rdsq
s
m
pe
i
L
L
ZT Ψ−
(2.30)
 đây
p
Z

là s đôi cc ca máy.
Công sut phn kháng là

.3=
s
mrqsq
sdg
L
Li
uQ
−Ψ
−
(2.31)
Mt khác, vic điu chnh công sut phn kháng
g
Q
cng có th đc thc
hin bng cách điu chnh h s công sut
g
ϕ
. H s này có th đc tính nh sau:

.=
22
sqsd
sq
g
ii
i
arcsin

+
ϕ
(2.32)
Các phng trình (2.30), (2.31), và (2.32) ch ra rng mômen đin t và công
sut phn kháng hay h s công sut ca MPKBNK có th đc điu chnh thông
qua các thành phn dòng đin rotor
rd
i
và
rq
i
.
Chi tit h thng điu khin kinh đin phía rotor đc trình bày trên hình 2.4.
Hình 2.4: Cu trúc điu khin kinh đin phía máy phát [79]

PI
Tính
mômen và
công sut
phn
kháng
PWM
B điu
khin phía
Rotor
Tính góc pha và
đin áp stator
PI
DC-link
MPNK

Li
*
e
T
*
g
Q
*
rd
i
*
rq
i
rd
u
rq
u
r
j
e
θ
DC
AC
DC
u
n
3
2
rd
i

rq
i
r
j
e
θ
−
2
3
s
θ
s
j
e
θ
−
sd
i
sq
i
sd
u
sq
u
r
θ
m
ω
BBPMP
-

-