baigiang2 Năng lượng tái tạo và tiết kiệm năng lượng

045022
Năng lượng tái tạo – Tích trữ năng lượng
Giảng viên: TS. Nguyễn Quang Nam
2014 – 2015, HK2

/>
Bài giảng 2

1

1.6 Các pt máy phát trong hệ quy chiếu dq

vds = −rs ids − ω sψ qs +

d
ψ ds
dt

vqs = −rs iqs + ωsψ ds +

d
ψ qs
dt

v f = rf i f +

ψ ds = − Lls ids + Lmd (− ids + i f )
ψ qs = − Lls iqs + Lmd (− iqs )
ψ f = Llf i f + Lmd (− ids + i f )

d

ψf
dt

Bài giảng 2

2


1.7 Điều khiển máy phát đồng bộ cỡ lớn
Hệ thống điện lớn gồm một số máy phát và tải nối với
nhau qua các hệ thống truyền tải và phân phối
Tải có đặc tính khác nhau và thay đổi liên tục
Để vận hành hệ thống một cách ổn định (điện áp và tần
số trong các giới hạn), trong trường hợp có nhiễu loạn, các
máy phát cỡ lớn được điều khiển độc lập và theo tập hợp
Có hai bộ phận điều khiển nhằm điều khiển công suất
phản kháng/điện áp, và công suất tác dụng/tần số
Bài giảng 2

3

1.7.1 Điều khiển kích từ
Yêu cầu công suất thay đổi theo điều kiện vận hành
Khi nặng tải, hệ thống truyền tải và tải hấp thụ công suất
phản kháng và máy phát cần cung cấp cs phản kháng
Khi nhẹ tải, đường dây truyền tải có thể phát thừa cs phản
kháng, và khi đó máy phát đồng bộ phải hấp thụ cs phản
kháng
Công suất phản kháng có thể được thay đổi bởi kích từ,
và hệ thống kích từ cũng thực hiện việc ổn định điện áp

Bài giảng 2

4


1.7.1 Điều khiển kích từ (tt)

Nguồn: [1]
Bài giảng 2

5

1.7.2 Điều khiển động cơ sơ cấp

Bài giảng 2

Nguồn: [1]

6


1.8 Mô hình hóa FSIG
FSIG thường dùng một máy phát rôto lồng sóc
Khởi động mềm dùng để thành lập từ thông trong máy

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

7

1.8 Mô hình hóa FSIG (tt)
Vận hành với hai tốc độ: để TSR luôn ở hai khu vực lân
cận điểm tối ưu khi tốc độ gió thay đổi
Có thể thực hiện hai tốc độ bằng cách dùng 2 máy phát
khác nhau, hoặc dùng hai dây quấn stato
Máy phát với độ trượt thay đổi dùng điện trở mạch rôto để
điều chỉnh đặc tính cơ
Có thể lắp điện trở trên rôto để loại bỏ vành trượt, nhưng
điều này sẽ giới hạn khả năng làm mát. Khóa bán dẫn có
thể được điều khiển bằng cáp quang.
Bài giảng 2

8


1.8 Mô hình hóa FSIG (tt)
Mô hình bậc 5, trong hệ đơn vị tương đối

vds = − rs ids + X ′iqs + ed −

X′ d
1 d
ids +
eq
ω s dt
ω s dt

vqs = − rs iqs − X ′ids + eq −

1 d
X′ d
iqs −
ed
ωs dt
ω s dt

ω 
d
1 d 
ids = s  − rs ids + X ′iqs + ed − vds +
eq 
dt
X′
ω s dt 
ω 
d
1 d 
iqs = s  − rs iqs − X ′iqs + eq − vqs −
eq 
ωs dt 
dt
X′
Bài giảng 2

9

1.8 Mô hình hóa FSIG (tt)
Mô hình bậc 5, trong hệ đơn vị tương đối

[

]

[

]

d
1
ed = − ed − ( X − X ′)iqs + sω s eq
dt
T0
d
1
eq = − eq + ( X − X ′)ids − sω s ed
dt
T0

d
1
(Tm − Te )
ωr =
dt
2H
Te =

ed ids + eq iqs

ωs

Bài giảng 2

10


1.9 Đặc tính động của máy phát điện gió KĐB
Xét FSIG nối vào một bus vô hạn
Các nhiễu loạn nhỏ: thay đổi mômen cơ và điện áp lưới

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

11

1.9 Đặc tính động của máy phát điện gió KĐB (tt)

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

12


1.9 Đặc tính động của máy phát điện gió KĐB (tt)

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

13

1.9 Đặc tính động của máy phát điện gió KĐB (tt)

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

14


1.9 Đặc tính động của máy phát điện gió KĐB (tt)
Xét nhiễu loạn lớn (ngắn mạch 3 pha), sử dụng mô hình
bậc 5 (a) và mô hình bậc 3

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

15

1.9 Đặc tính động của máy phát điện gió KĐB (tt)

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

16

1.10 Điều khiển tối ưu công suất nhận được
DFIG được điều khiển thông qua bộ biến đổi công suất,
cho phép cách ly tần số lưới và tốc độ cơ học của rôto

Nguồn: [1]
Bài giảng 2

17

1.10 Điều khiển tối ưu công suất nhận được (tt)
Có thể duy trì điện áp DC và tạo đường dẫn công suất
vào/ra rôto bằng bộ biến đổi phía lưới
Khi đó, có thể tối ưu công suất trích xuất theo tốc độ gió

Nguồn: [1]
Bài giảng 2

18


1.11 Các chiến lược điều khiển DFIG
Điều khiển dòng (PVdq): điều khiển mômen và điều khiển
điện áp

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

19

1.11 Các chiến lược điều khiển DFIG (tt)
Điều khiển dòng (PVdq): điều khiển mômen và điều khiển
điện áp

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

20


1.11 Các chiến lược điều khiển DFIG (tt)
Điều khiển từ thông rôto: điều khiển điện áp, công suất

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

21

1.12 Đánh giá đặc tính động
Xét sơ đồ đánh giá hiệu năng của bộ điều khiển dòng

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

22

1.12 Đánh giá đặc tính động
Thay đổi bước nhảy của mômen ngõ vào

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

23

1.12 Đánh giá đặc tính động
Thay đổi bước nhảy của mômen tham chiếu

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

24


1.12 Đánh giá đặc tính động
Thay đổi bước nhảy của điện áp tham chiếu

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

25

1.12 Đánh giá đặc tính động
Đáp ứng đối với sự cố tại 1 s, kéo dài 150 ms

Nguồn: [1]

Bài giảng 2

26