MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TUR BINE GIÓ SỬ DỤNG MÁY PHÁT ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ NGUỒN KÉP DFIG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

NGUYỄN ĐỨC

D

oc

H

ai

D

MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TUR BINE GIÓ
SỬ DỤNG MÁY PHÁT ĐIỆN KHÔNG
ĐỒNG BỘ NGUỒN KÉP DFIG

g

an

aN

Chuyên ngành: Mạng và hệ thống điện
Mã số: 60.52.50

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2013

Cơng trình được hồn thành
HỌC ĐÀ

Người hướng dẫn khoa học: P G S . TS. LÊ KIM HÙNG

D

oc

H

ai

Phản biện 1: TS. Đoàn Anh Tuấn

Phản biện 2: PGS. TS Nguyễn Hồng Anh

aN

D
an

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ k ỹ t h u ậ t họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 21

g

tháng 12 năm 2013.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin -Học liệu, Đại học Đà Nẵng.


1

H

ai

D

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay ở Việt nam nói riêng và thế giới nói chung nhu cầu về
năng lượng điện ngày một tăng cao trong khi đó các nhà máy điện sử
dụng các nguồn năng lượng truyền thống như thuỷ điện, nhiệt điện...
là các dạng năng lượng đang ngày càng cạn kiệt và gây mất cân bằng
sinh thái, ô nhiễm môi trường. Nguồn điện năng khai thác từ các nhà
máy điện ngun tử có chi phí lớn và cũng tiềm ẩn nguy cơ gây mất
an toàn. Bởi vậy việc sử dụng nguồn năng lượng sạch, có khả năng
tái tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời... là một xu hướng
đang được phát triển mạnh trên thế giới. Tuy nhiên nguồn năng
lượng mặt trời cũng đang trong giai đoạn phát triển và mới chỉ được
thực hiện với công suất nhỏ. Do vậy việc sử dụng nguồn năng lượng

g

an

aN

D

oc

tái tạo từ gió đang ngày càng được quan tâm phát triển ở nhiều quốc
gia.
Các hệ thống biến đổi năng lượng gió hiện nay có xu hướng sử
dụng máy điện không đồng bộ nguồn kép gắn với các tuốc bin làm
máy phát điện để giảm giá thành do các bộ biến đổi được đặt ở phía
rotor chỉ phải làm việc với khoảng 1/3 công suất tổng của hệ thống
máy phát. Đồng thời, với ưu điểm có thể làm việc trong một khoảng
thay đổi tốc độ rộng, các hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy
điện khơng đồng bộ nguồn kép có hiệu suất biến đổi năng lượng cao
hơn so với việc sử dụng các máy phát không đồng bộ rotor lồng sóc
hay đồng bộ kích thích vĩnh cửu với bộ biến đổi đặt ở phía stator,
nên được sử dụng ngày càng phổ biến.
Khi vận hành các hệ thống phát điện sức gió phải đảm bảo yêu
cầu có thể duy trì tình trạng làm việc song song với lưới khi xảy ra
sự cố lưới và tái lập lại trạng thái làm việc bình thường càng sớm
càng tốt sau khi sự cố lưới được loại bỏ. Không những thế, hệ thống


2

điều khiển phía lưới trong các hệ thống máy phát sức gió cịn u cầu
phải có khả năng hỗ trợ lưới trong suốt quá trình sự cố lưới, kể cả sự
cố lưới đối xứng và sự cố lưới không đối xứng.

Với các lý do trên, tác giả chọn đề tài “Mơ phỏng hệ thống

ai

D

tuốc bin gió sử dụng máy phát điện khơng đồng bộ nguồn kép
(DFIG)”.
2. Mục đích nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu cấu trúc, xây dựng mô phỏng hệ
thống phát điện chạy sức gió sử dụng máy phát không đồng bộ
nguồn kép nhằm nâng cao hiệu quả vận hành và không làm mất khả
năng trụ lưới của hệ thống.

aN

D

oc

H

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu của luận văn là hệ thống máy phát điện
sức gió sử dụng MPĐKĐBNK.
- Phạm vi nghiên cứu khảo sát hệ thống điều khiển máy phát
điện gió khơng đồng bộ nguồn kép.
- Mơ hình hóa của các thành phần trong hệ thống điều khiển máy
phát điện gió khơng đồng bộ nguồn kép.

g

an

4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết và tìm hiểu phương pháp điều khiển của
tuốc bin gió.
- Sử dụng phần mềm Matlab & Simulink mơ phỏng hệ thống
điều khiển máy phát điện gió khơng đồng bộ nguồn kép.
5. Ý nghĩa của đề tài
Hiện nay trên thế giới trong đó có Việt Nam việc phát triển và
triển khai dự án năng lượng gió để đáp ứng sử dụng điện hiện nay
cũng như trong tương lai là nhu cầu cấp thiết.
Việc nghiên cứu phương pháp điều khiển máy điện gió sử dụng
động cơ khơng đồng bộ nguồn kép góp phần khẳng định sự phát triển


3

và khả năng triển khai ứng dụng lý thuyết điều khiển cho máy phát
điện gió.

g

an

aN

D

oc

H

ai

D

6. Bố cục đề tài
Ngồi phần Mở đầu và Kết luận, luận văn gồm 4 chương:
Chƣơng 1: Tổng quan về hệ thống máy phát điện sức gió.
Chƣơng 2: Mơ hình máy phát điện khơng đồng bộ ngườn kép.
Chƣơng 3: Hệ thống điều khiển máy phát điện không đồng bộ
nguồn kép.
Chƣơng 4: Mô phỏng hệ thống điều khiển máy phát điện không
đồng bộ nguồn kép.


4

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MÁY ĐIỆN SỨC GIÓ
1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƢỢNG GIÓ
+ Tổng quan về tình hình phát triển năng lượng gió trên thế giới.
+ Tổng quan về tiềm năng khai thác gió tại Việt nam.
1.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC
GIĨ

D

Đã có nhiều cơng trình khoa học nghiên cứu về hệ thống máy
phát điện sức gió với các cấu trúc rất đa dạng, nhưng có thể khái quát

ai

sự phát triển các loại máy phát điện sức gió hiện nay như hình 1.1.

g

an

aN

D

oc

H
Hình 1.1 Các loại máy phát điện được sử dụng trong
hệ thống phát điện sức gió


5

Ngày nay, các hệ thống tuốc bin gió thường sử dụng các máy
điện không đồng bộ ba pha rotor dây quấn với các bộ biến đổi được
đặt ở phía rotor. Các máy phát đó cịn được gọi là các máy phát điện
không đồng bộ nguồn kép (DFIG).
1.3 CẤU TẠO HỆ THỐNG TUỐC BIN GIÓ
Khái quát cấu tạo các bộ phận của hệ thống tuốc bin gió.

Nêu biểu đồ các phương pháp điều khiển tốc độ gió, trình bày ở

an

aN

D

oc

H

ai

D

hình 1.2

g

Hình 1.2 Các phương pháp điều khiển tốc độ trong tuốc bin
1.4 CÁC LOẠI MÁY PHÁT TRONG HỆ THỐNG NĂNG
LƢỢNG GIĨ
Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động, cũng như phạm vi ứng
dụng của các loại máy phát điện. Máy phát điện đồng bộ, máy phát
điện cảm ứng, máy phát điện cảm ứng rotor lồng sóc, máy phát điện
cảm ứng rotor dây quấn.
Đặc biệt là máy phát điện không đồng bộ nguồn kép ( DFIG),
được ứng dụng rộng rải trong máy phát điện sức gió.

6

1.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
Trong chương này trình bày tổng quan về hệ thống máy phát
điện sức gió, đưa ra một cách khái quát về hệ thống năng lượng sử
dụng sức gió cũng như đề cập đến đối tượng cần nghiên cứu là
MPĐKĐBNK.
Đồng thời nội dung trong chương cũng đã trình bày sơ lược về
các loại máy điện khơng đồng bộ, tìm hiểu các loại máy phát điện sử
dụng trong hệ thống năng lượng gió và các kiểu mơ hình hệ thống

g

an

aN

D

oc

H

ai

D

tương ứng với các dạng máy phát điện.

7

CHƢƠNG 2
MƠ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN
KHƠNG ĐỒNG BỘ NGUỒN KÉP
2.1 MÁY PHÁT ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ NGUỒN KÉP
(DFIG)
+ Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các chế độ vận hành của
MPĐKĐBNK,
+ Phương pháp tính dịng cơng suất của MPĐKĐBNK, sơ đồ
tổng thể của hệ thống trình bày hình 2.1

g

an

aN

D

oc

H

ai

D
Hình 2.1 Hệ thống máy phát điện (DFIG)
2.2 PHÉP BIẾN ĐỔI HỆ TRỤC TỌA ĐỘ

Để giảm độ phức tạp của các phương trình vi phân mơ tả động
học của MPĐKĐBNK và lưới thì các đại lượng ba pha như dịng
điện, điện áp, từ thông... thường được mô tả bởi các biến trên một hệ
trục tọa độ hai pha mới.


8

Hệ trục tọa độ mới này có thể là một hệ trục tọa độ cố định hoặc
một hệ trục tọa độ quay. Công cụ để chuyển đổi các đại lượng từ một
hệ trục tọa độ cố định sang một hệ trục tọa độ quay và ngược lại là
các phép biến đổi Clarke và Park [3].
Trong các hệ thống truyền động điện hiện nay, tất cả các đại
lượng ba pha có thể được biến đổi sang một hệ trục tọa độ quay và
thường được gọi là hệ trục tọa độ quay dq hai pha. Khi đó các tính
tốn được thực hiện với biên độ và góc pha của chúng trên các hệ

D

trục tọa độ dq này.
2.3 MƠ HÌNH TỐN MÁY ĐIỆN KHƠNG ĐỒNG BỘ NGUỒN

ai

KÉP DFIG

H

Xây dựng được các phương trình tốn học mơ tả máy phát điện

oc

khơng đồng bộ nguồn kép trong 2 hệ trục tọa độ αβ và dq.
Xuất phát từ các phương trình điện áp stator và rotor đã xây

D

dựng để làm cơ sở cho việc thiết kế hệ thống điều khiển máy phát.

aN

2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2

Qua nghiên cứu chương 2, tác giả đã:

an

+ Nêu mơ hình động của đối tượng MPĐKĐBNK, thích hợp cho

g

việc phân tích các đặc tính của máy điện xoay chiều ở chế độ xác lập
lẫn q độ.
+ Tìm hiểu mơ hình tốn học MPĐKĐBNK, được xây dựng
trong cả hai hệ trục tọa độ tham chiếu: hệ trục tọa độ tĩnh stator (hệ
trục αβ) và hệ trục tham chiếu quay với tốc độ đồng bộ (hệ trục dq).
Hệ phương trình mơ tả MPĐKĐBNK trong hệ trục αβ được dùng để
xây dựng sơ đồ mơ phỏng, cịn hệ phương trình mơ tả MPĐKĐBNK
trong hệ trục dq làm cơ sở để xây dựng thuật toán điều khiển.

9

CHƢƠNG 3
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY PHÁT ĐIỆN
KHÔNG ĐỒNG BỘ NGUỒN KÉP
3.1 YÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN TRỤ LƢỚI
Phần này giới thiệu các sự cố và các yếu tố gây ảnh hưởng tới
chất lượng vận hành của lưới.
Các hệ thống máy phát sức gió sử dụng MPĐKĐBNK có nhược
điểm là rất nhạy đối với các nhiễu loạn lưới. Bởi vậy yêu cầu trụ lưới
+ Các tuốc bin gió phải bám lưới khi sự cố lưới.

D

+ Hệ thống điều khiển cần duy trì làm việc và giảm dao động

ai

càng nhiều càng tốt trong suốt thời gian có sự cố lưới.

oc

sự cố lưới.

H

+ Hệ thống phải được tái lập ổn định càng sớm càng tốt khi hết
3.2 CÁC THÀNH PHẦN ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG

D

PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ SỬ DỤNG MPĐKĐBN

aN

Cấu trúc điều khiển đầy đủ của hệ thống phát điện sức gió sử
dụng MPĐKĐBNK, gồm có 3 thành phần chính sau đây:
- Điều khiển kích từ.

g

an

- Điều khiển tuốc bin.

- Điều khiển cắt máy phát khỏi lưới sử dụng điện trở tiêu tán có
điều khiển (crowbar) hoặc sử dụng stator chuyển đổi nhằm bảo vệ
máy phát khi có sự cố lưới.
+ Việc điều chỉnh tốc độ quay của tuốc bin có thể thực hiện trực
tiếp bằng cách thay đổi góc pitch của cánh gió, thay đổi hướng nhận
gió của các cánh gió hoặc thực hiện gián tiếp thông qua việc điều
chỉnh công suất đầu ra của máy phát. Nhằm đảm bảo vùng công suất
tối ưu, các vùng làm việc của một tuốc bin gió như hình 3.1


10

D

H

ai

Hình 3.1 Các vùng làm việc của một tuốc bin gió
+ Điều khiển cắt máy phát khỏi lưới sử dụng điện trở tiêu tán có

oc

điều khiển, và Stator chuyển đổi. Cả 2 phương pháp hệ thống điều
khiển máy phát đều bị vơ hiệu hố và máy phát được bảo vệ chống

D

q dịng, đảm bảo máy phát an tồn.

aN

+ Điều khiển kích từ: Bao gồm hai thành phần, điều khiển
nghịch lưu phía máy phát và điều khiển nghịch lưu phía lưới.
SỨC GIÓ SỬ DỤNG MPKĐBNK

g

an

3.3 CẤU TRUC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN
Hình 3.2 mơ tả sơ đồ cấu trúc của một hệ thống máy phát điện
chạy sức gió sử dụng MPKĐBNK.
Trong đó cuộn dây stator được nối trực tiếp với lưới điện 3

pha, còn cuộn dây rotor được nối với hệ thống biến tần (biến tần sử
dụng van bán dẫn) có khả năng điều khiển dịng năng lượng đi theo 2
chiều. Hệ thống biến tần bao gồm hai phần: Phần nghịch lưu phía
lưới (NLPL) và phần nghịch lưu phía máy phát (NLMP). Hai phần
này được nối với nhau qua mạch một chiều trung gian. Trong đó


11

phần NLMP có nhiệm vụ điều chỉnh và cách ly công suất tác dụng P
gián tiếp qua đại lượng mG (mô men của máy phát) và công suất
, đồng thời nó cũng đảm nhận cả việc hồ

phản kháng Q qua

đồng bộ máy phát vào lưới điện, cũng như tách máy phát ra khỏi lưới
khi cần thiết. Phần NLPL không chỉ là chỉnh lưu thông thường lấy
năng lượng từ lưới về, mà nó cịn có khả năng thực hiện hồn trả
năng lượng từ mạch một chiều trung gian trở lại phía lưới.

D

MBA

ai

Un

MĐN

Us

NLPL
3

oc

H
Bộ lọc

NLMP

HS

D

MP

3

aN

IE

iN
DSP

an

ir

is

g

n

Hình 3.2 Cấu trúc điều khiển hệ thống phát điện sức gió
sử dụng MPKĐBNK
3.4 ĐIỀU KHIỂN PHÍA LƢỚI
Mơ hình phía lưới: Từ các phương trình cơ bản tương ứng với
mạch điện tương đương của lưới, qua các phép biến đổi đưa ra mơ
hình khơng gian của lưới, đây là cơ sở cho việc thiết kế hệ thống
điều khiển phía lưới.
Hệ thống điều khiển phía lưới nhằm mục đích duy trì điện áp


12

một chiều trung gian và công suất phản kháng ở các giá trị mong
muốn. Phần này trình bày thiết kế hệ thống điều khiển phía lưới, đưa
ra cấu trúc điều khiển phía lưới với hai mạch vịng. Mạch vịng trong
là mạch vịng điều khiển dịng lưới, mạch vịng ngồi là mạch vịng
điều khiển dịng cơng suất.
3.5 ĐIỀU KHIỂN PHÍA MÁY PHÁT
Bộ điều khiển phía máy phát có nhiệm vụ điều chỉnh công suất
tác dụng (thông qua điều chỉnh mômen điện mG) và cơng suất phản
). Phần này trình bày hệ thống

kháng Q (hoặc hệ số cơng suất

D

điều khiển phía máy phát bao gồm:

ai

+ Đưa ra cấu trúc điều khiển phía rotor của MPKĐBNK.

H

+ Trình bày sơ lược bộ điều khiển dịng phía máy phát dựa trên
phương pháp Passivity -based (PBC).

oc

3.6 TÍNH TỐN GIÁ TRỊ THỰC VÀ GIÁ TRỊ ĐẶT

D

3.7 HÕA ĐỒNG BỘ MÁY PHÁT LÊN LƢỚI

aN

Việc hoà động bộ máy phát lên lưới là điều kiện để điều khiển
các chế độ làm việc của hệ thống. Phương pháp điều khiển tự động

an

hoà đồng bộ máy phát lên lưới phải thoả mãn đồng thời 3 điều kiện

sau:

g

+ Điện áp lưới và điện áp máy phát có cùng tần số.

+ Điện áp lưới và điện áp máy phát trùng pha nhau.
+ Điện áp lưới và điện áp máy phát có cùng trị số (biên độ).
3.8 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3
Chương 3 đã tìm hiểu được các vấn đề:
+ Các thành phần điều khiển của hệ thống phát điện sức gió sử
dụng MPĐKKĐBNK
+ Xây dựng mơ hình cấu trúc điều khiển phía lưới và phía máy
phát.


13

+ Sơ lược về việc hòa đồng bộ, điều kiện đảm bảo hòa đồng bộ
với lưới.
Trên cơ sở các nội dung nghiên cứu ở chương 2 và chương 3, tác
giả sẽ thực hiện việc mô phỏng hệ thống điều khiển MPĐKĐBNK ở
chương 4 với việc sử dụng phần mền Matlab-Simulink.

g

an

aN

D

oc

H

ai

D


14

CHƢƠNG 4
MƠ HÌNH VÀ MƠ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY
PHÁT ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ NGUỒN KÉP
4.1 CÁC SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG CỦA HỆ THỐNG MPĐKĐBNK
Để kiểm tra đánh giá chất lượng hệ thống điều khiển, ta thực
hiện việc mô phỏng MPĐKĐBNK trên công cụ phần mềm Matlab Simulink [5], với các thông số cho trên bảng 4.1
Bảng 4.1 Các thông số mô phỏng MPĐKĐBNK
Pđm = 1,1 KW

D

Rr = 3.7 Ω

nđm =950 V/ph

Lls = 0.013H

ai

Uđms = 220/380

Uđmr = 345 V

Cos

Lm = 0,34H

= 0.7

Iđm = 3,5A

aN

D

J= 0.064Kgm2

Llr = 0.0089H

oc

zp = 3

Rs =4.2 Ω

H

fđm = 50 Hz

Với hệ thống mạch điện /điện tử được mô phỏng bằng phần

an

mềm Plecs, phần mềm này cho kết quả mô tả mạch điện/ điện tử
dưới dạng sơ đồ nguyên lý trong đó các phần tử thiết bị điện, linh

g

kiện được nối ghép mạch một cách trực quan giống như đang nối
trong thực tế, với hệ thống mơ phỏng này có thơng số gần sát với
thơng số thực của đối tượng MPĐKĐBNK.
Mơ hình PLECS của MPĐKĐBNK trình bày như hình 4.1, trong
đó có các điện trở R4, R5, R6 dùng tạo sự cố lưới (đối xứng ), các
đồng hồ đo dòng, áp của stator và rotor.


15

Khối mơ tả hệ thống MPĐKĐBNK

ai

D
Hình 4.1 Mơ hình PLECS

H

oc

Sơ đồ mơ phỏng tồn hệ thống MPĐKĐBNK như hình 4.2 trên
sơ đồ có: Khối mơ hình máy phát, khối chuẩn hóa, khối bộ điều

g

an

aN

D

khiển phía lưới, khối điều khiển phía máy phát, khối các tín hiệu.

Hình 4.2 Sơ đồ mơ phỏng toàn hệ thống


16

Nguyên lý hệ thống điều khiển phía rotor
Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển phía rotor trình bày như
hình 4.3.

g

an

aN

D

oc

H

ai

D
Hình 4.3 Ngun lý điều khiển phía rotor
Trong đó có khối điều chỉnh mô men và
đưa đến bộ điều chỉnh dịng, cịn dịng

lấy dịng điện
đưa đến bộ điều chỉnh

dịng thơng qua khối hịa đồng bộ, ngồi ra cịn có khối điều chế hai


17

tín hiệu điện áp rotor thành phần theo trục d và q mong muốn của
máy phát.
Nguyên lý hệ thống điều khiển phía lưới
Sơ đồ nguyên lý điều khiển phía lưới trình bày như hình 4.4.
Trong đó có khối bộ điều khiển dịng phía lưới đáp ứng bám nhanh
theo các dịng điện lưới đặt trước, khối điều chỉnh điện áp một chiều
trung gian, khối khiển công suất phản kháng giữa lưới và bộ biến đổi
thơng qua hệ số cơng suất

g

an

aN

D

oc

H

ai

D
Hình 4.4 Ngun lý điều khiển phía lưới
Bộ điều khiển dịng passivity-based (PBC)
Thành phần dòng điện thực idr, iqr bám tốt giá trị dịng điện đặt
được lấy từ bộ điều chỉnh mơ men và cơng suất thơng qua
khối tính tốn giá trị đặt.


18

Xây dựng bộ điều chỉnh dịng (PBC) như hình 4.5.

oc

H

ai

D
Hình 4.5 Bộ điều khiển dịng passivity-based (PBC)

D

4.2 KẾT QUẢ MƠ PHỎNG

aN

Khi thực hiện hòa đồng bộ

g

an

Đáp ứng dòng điện idr và iqr theo giá trị đặt như hình 4.6

Hình 4.6 Đáp ứng dòng điện idr và iqr theo giá trị đặt
Đáp ứng điện áp pha stator máy phát và lưới như hình 4.7


19

Hình 4.7 Đáp ứng điện áp pha stator máy phát và lưới

g

an

aN

D

oc

H

ai

D

Đáp ứng điện áp lưới và stator sau khi đã hồ đồng bộ hình 4.8

Hình 4.8 Đáp ứng điện áp lưới và stator sau khi đã hoà đồng bộ


20

Nhận xét:
Kết quả mô phỏng cho thấy bộ điều chỉnh đã điều khiển các
dòng điện idr và iqr đảm bảo idr = 0 và iqr< 0 sau 0,09s (hình 4.6 do sau
0,03s mới tác động điều khiển) và điện áp pha của lưới và máy phát
trùng nhau tại thời điểm 0.12s hình 4.7. Như vậy sau 0,12s là có thể
thực hiện hoà đồng bộ máy phát lên lưới. Trong quá trình đó ta thấy
chúng vẫn trùng nhau, với sai lệch lớn nhất 1,17% hình 4.18 trong
khi dịng rotor ln giữ idr = 0 và iqr = -

=-

= -

D

ai

3.01A thoả mãn điều kiện hoà đồng bộ đặt ra.

H

+ Kiểm tra chất lượng của hệ thống điều khiển MPĐKĐBNK

nhảy của mô men và

oc

làm việc ở trên và dưới đồng bộ (sau khi hoà đồng bộ), với các bước
. Đều cho kết quả tốt

D

aN

4.3 SO SÁNH TÍNH BỀN VỮNG CỦA HỆ THỐNG GIỮA HAI
PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN PBC VÀ ĐIỀU KHIỂN TUYẾN

an

TÍNH

g

Khi hệ thống lưới điện xảy ra sự cố (đối xứng) một phần điện áp
lưới. Bộ điều khiển sẽ vẫn làm việc để duy trì phát cơng suất Q lên
lưới thơng qua điều khiển m = 0Nm và

nhằm bám lưới.

+ Kết quả mô phỏng với bộ điều khiển PBC
Trường hợp điện áp bị sự cố (đối xứng) giảm 10%, n = nđm =
950v/ph, thực hiện điều khiển mơ men có bước nhảy từ m = -3Nm về
0Nm và cos

nhảy từ cos

điểm 1s để bám lưới.

= 0.7 về 0.436 (sin

= 0.9) tại thời


21

Các đáp ứng điện áp lưới, mô men, cos , dịng rotor khi xảy ra
sự cố lưới 10% như (hình 4.9, 4.10, 4.11, 4.12)

H

ai

D
Hình 4.9 Đáp ứng điện áp lưới khi sự cố lưới 10%

g

an

aN

D

oc
Hình 4.10 Đáp ứng mơ men khi sự cố lưới 10%


22

H

ai

D
Hình 4.11 Đáp ứng mơ men khi sự cố lưới 10%

g

an

aN

D

oc
Hình 4.12 Đáp ứng cos

khi xảy ra sự cố lưới 10%


23

Nhận xét:
Qua kết quả mơ phỏng thể hiện trên (hình 4.9 đến 4.12), cho thấy
khi điện áp lưới (đối xứng) bị sự cố điện áp giảm trong 3 trường hợp
10%, 25%, 50%, khi có tham gia của bộ điều chỉnh dịng PBC cho
thấy các thơng số điện áp lưới, mơ men, cos bị dao động nhẹ sau đó
làm việc ổn định, các giá trị dòng điện bám tốt giá trị đặt và sau khi
hết sự cố tại thời điểm 1.6s hệ thống trở về trạng thái làm việc ổn
định.

D

4.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 4

ai

Ta có những kết quả chính của chương 4 như sau:

oc

lên lưới.

H

+ Đã thực hiện được điều khiển q trình hồ đồng bộ máy phát
+ Kiểm tra chất lượng của bộ điều khiển dịng PBC.

D

+ Kết quả mơ phỏng cho thấy chất lượng của hệ thống điều

aN

khiển ở các chế độ làm việc bình thường, sự cố lưới đã giải quyết

an

được tính phi tuyến của máy phát và bộ biến đổi. Với kết quả mô
phỏng sự cố giảm điện áp lưới10% đến 50% cho thấy phương pháp

g

điều khiển dòng đã cải thiện được chất lượng hệ thống.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận:
+ Luận văn đã áp dụng phương pháp điều khiển phi tuyến thụ
động PBC (Passivity – Based control) cho hệ thống máy phát điện