(Luận văn thạc sĩ) đánh giá ổn định lưới điện HTĐ có tích hợp điện năng lượng mặt trời hòa lưới điện quốc gia tỉnh an giang
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.12 MB, 169 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN HỬU TRÍ
ÐÁNH GIÁ ỔN ÐỊNH LƯỚI ÐIỆN HTÐ CĨ TÍCH HỢP
ÐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HÒA LƯỚI ÐIỆN QUỐC
GIA TỈNH AN GIANG
NGÀNH: KỸ THUẬT ÐIỆN - 60520202
SKC005814
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 - 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN HỬU TRÍ
ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH LƯỚI ĐIỆN HTĐ CĨ TÍCH HỢP
ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HÒA LƯỚI ĐIỆN QUỐC
GIA TỈNH AN GIANG
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202
Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 11/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN HỬU TRÍ
ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH LƯỚI ĐIỆN HTĐ CĨ TÍCH HỢP
ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HÒA LƯỚI ĐIỆN QUỐC
GIA TỈNH AN GIANG
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202
Hướng dẫn khoa học:
TS.NGUYỄN THỊ MI SA
Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 11/2018
%Ӝ*,È2'Ө&9¬ Ҥ27Ҥ2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
PHIẾU NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SỸ
(Dành cho JiảnJ viên phản biện)
Tên đề tài luận văn thạc sỹ: iQKJLiәQÿӏQKOѭӟLÿLӋQ+7 FyWtFKKӧS LӋQ1
QJOѭӧQJ0һWWUӡLKzD OѭӟLÿLӋQ4XӕFJLDWӍQK$Q*LDQJ
Tên tác Jiả: 1*8<ӈ1+Ӱ875Ë
MSHV: 1780692
Ngành: . WKXұWÿLӋQ
Khóa: 2017
Định hướng: ӬQJGөQJ
Họ và tên nJười phản biện: 3*6769}9LӃW&ѭӡQJ
Cơ quDn cônJ tác: .KRD LӋQ LӋQWӱ
Điện thoại liên hệ: 0986523475
I. Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Về hình thức & kết cấu luận văn:
.Ӄt Fҩu không SKKӧS&KѭѫQJFKtnh OjFKѭѫQJFKӍFytrang!
2. Về nội dunJ:
2.1. Nhận xét về tính khoa học, rõ ràng, mạch lạc, khúc chiết trong luận
văn 4XiQKLӅu OêWKX\Ӄt không liên quan ÿӃn ÿӅWji ÿѭӧc WUunh Ejy.
2.2. Nhận xét đánh giá việc sử dụng hoặc trích dẫn kết quả NC của người khác có đúng qui
định hiện hành của pháp luật sở hữu trí tuệ
Khơng WKӵc KLӋn WUtch Gүn theo yêu Fҫu.
2.3. Nhận xét về mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu sử dụng trong LVTN
Không U}SKѭѫQJSKip NKҧo Vit әn ÿӏnh ÿѭӧc ip Gөng.
2.4. Nhận xét Tổng quan của đề tài
6ѫVji.
2.5. Nhận xét đánh giá về nội dung & chất lượng của LVTN
+ҥn FKӃ
2.6. Nhận xét đánh giá về khả năng ứng dụng, giá trị thực tiễn của đề
tài +ҥn FKӃ
2.7. Luận văn cần chỉnh sửa, bổ sung những nội dung gì (thiết sót và tồn tại):
1.LӇm tra Fic Oӛi FKtnh Wҧ
29LӃt Oҥi SKҫn Wym Wҳt YjNӃt OXұn Fӫa ÿӅWji.
39LӃt OҥLFKѭѫQJ5.
II. CÁC VẤ0Ề CẦN LÀM RÕ
(Các câu hỏi của giảng viên phản biện)
Nêu U}ÿLӅu NLӋn Eji WRiQSKѭѫQJSKip ip Gөng Fӫa ÿӅWji.
0
TT
Mục đánh Jiá
1
2
3
4
5
6
7tQKNKRDKӑFU}UjQJPҥFKOҥFNK~FFKLӃWWURQJOXұQY Q
iQKJLiYLӋFVӱGөQJKRһFWUtFKGүQNӃWTXҧ1&FӫDQJѭӡLNKiFFy
ÿӏQKKLӋQKjQKFӫDSKiSOXұWVӣKӳXWUtWXӋ
0өFWLrXQJKLrQFӭXSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXVӱGөQJWURQJ/9
7әQJTXDQFӫDÿӅWjL
iQKJLiYӅQӝLGXQJ FKҩWOѭӧQJFӫD/971
iQKJLiYӅNKҧQ QJӭQJGөQJJLiWUӏWKӵFWLӉQFӫDÿӅWjL
0Н± Øг0
(Giảng viên phản biện ghi rõ ý kiến “Tán thành luận văn” hay “Không tán thành luận văn”)
7in WKjnh OXұQY Q
73+&0QJj\WKiQJQ P
NJười nhận xét
.ê JKLU}KӑWrQ
3*6769}9LӃW&ѭӡQJ
%Ӝ*,È2'Ө&9¬ Ҥ27Ҥ2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
PHIẾU NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SỸ
(Dành cho JiảnJ viên phản biện)
Tên đề tài luận văn thạc sỹ: iQKJLiәQÿӏQKOѭӟLÿLӋQ+7 FyWtFKKӧS LӋQ1
QJOѭӧQJ0һWWUӡLKzD OѭӟLÿLӋQ4XӕFJLDWӍQK$Q*LDQJ
Tên tác Jiả: 1*8<ӈ1+Ӱ875Ë
MSHV: 1780692
Ngành: . WKXұWÿLӋQ
Khóa: 2017
Định hướng: ӬQJGөQJ
Họ và tên nJười phản biện: 3*6769}1JӑF LӅX
Cơ quDn cônJ tác: 7UѭӡQJ +%iFK.KRD7S+&0
Điện thoại liên hệ: 0978590231
I. Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Về hình thức & kết cấu luận văn:
+uQKWKӭFOXұQY QÿѭӧFÿӏQKGҥQJÿ~QJWKHRTX\ÿӏQK.ӃWFҩXOXұQY
QEDRJӗPSKҫQWKX\ӃWYjWtQK tốn.
2. Về nội dunJ:
2.1. Nhận xét về tính khoa học, rõ ràng, mạch lạc, khúc chiết trong luận văn
1ӝLGXQJOXұQY
QÿѭӧFEӕWUtNKRDKӑFEDRJӗPFiFSKҫQPӣÿҫXFѫVӣOêWKX\ӃWYjWtQKWRiQ&iFSKҫQ
Qj\FyOLrQTXDQYӟLQKDX
2.2. Nhận xét đánh giá việc sử dụng hoặc trích dẫn kết quả NC của người khác có đúng qui
định hiện hành của pháp luật sở hữu trí tuệ
1ӝLGXQJOXұQY
QFyWUtFKGүQWjLOLӋXWKHR\rXFҫX7X\QKLrQYLӋFWUtFKGүQFKѭDÿҫ\ÿӫWKHRGDQKViFK
WjLOLӋXWKDPNKҧR
2.3. Nhận xét về mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu sử dụng trong LVTN
0өFWLrXQJKLrQFӭXFӫDOXұQY
QEDRJӗPYLӋF[k\GӵQJP{KuQKYjÿiQKJLiәQÿӏQKKӋWKӕQJÿLӋQFyWtFK KӧSQ
QJOѭӧQJWiLWҥR&iFSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXEDRJӗPWKXWKұSWjLOLӋX[k\GӵQJP{KuQKYjP{ S
KӓQJ&iFSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXSKKӧSYӟLPөFWLrXYjQӝLGXQJQJKLrQFӭXFӫDOXұQY Q
2.4. Nhận xét Tổng quan của đề tài
/XұQY QFyWәQJTXDQYӅQ
QJOѭӧQJWiLWҥRYjÿiQKJLiәQÿӏQKKӋWKӕQJÿLӋQ7X\QKLrQFKѭDFyP{KuQK
ÿiQKJLiәQÿӏQKKӋWKӕQJÿLӋQWURQJWUѭӡQJKӧSFyQ QJOѭӧQJWiLWҥR
2.5. Nhận xét đánh giá về nội dung & chất lượng của LVTN
1ӝLGXQJFӫDOXұQY
QÿmWKӵFKLӋQÿѭӧFFiFPөFWLrXÿӅUDYӟLFKҩWOѭӧQJFKҩSQKұQÿѭӧF
2.6. Nhận xét đánh giá về khả năng ứng dụng, giá trị thực tiễn của đề tài
ĈӅWjLQJKLrQFӭXYҩQÿӅFөWKӇWҥLÿӏDSKѭѫQJYjFyWKӇOjPFѫVӣFKRYLӋFYұQKjQKFӫDOѭӟLÿLӋQÿ
ӏD SKѭѫQJNKLFyWtFKKӧSQ QJOѭӧQJPһWWUӡL
2.7. Luận văn cần chỉnh sửa, bổ sung những nội dung gì (thiết sót và tồn tại):
/XұQY QFҫQFKӍQKVӱDEәVXQJPӝWVӕYҩQÿӅVDX
&ҫQJLҧPEӟWSKҫQOêWKX\ӃWTXiGjLNK{QJFyOLrQTXDQQKLӅXÿӃQQӝLG
XQJ 0өF5.4.1FKӍFy1PөFGX\QKҩWWiFJLҧFҫQFkQQKҳFÿLӅXFKӍQK
&ҫQEәVXQJWUtFKGүQÿҫ\ÿӫWKHRGDQKV1FKWjLOLӋXWKDPNKҧR .
ӃWOXұQFҫQYLӃWWKrP
II. CÁC VẤ0Ề CẦN LÀM RÕ
(Các câu hỏi của giảng viên phản biện)
7iFJLҧFҫQOjPU}PӝWVӕYҩQÿӅVDX
10{KuQKYjWLrXFKtQjRÿѭӧFVӱGөQJFKRÿiQKJLiFӫDOѭӟLÿLӋQFyWtFKKӧSQ
QJOѭӧQJPһWWUӡLWҥL$Q Giang?
27iFJLҧJLҧLWKtFKWҥLVDRFKӍ[pWQJҳQPҥFK3SKDWҥLWKDQKFiLY{FQJOӟQ"
0
TT
1
2
3
4
5
6
Mục đánh Jiá
7tQKNKRDKӑFU}UjQJPҥFKOҥFNK~FFKLӃWWURQJOXұQY Q
iQKJLiYLӋFVӱGөQJKRһFWUtFKGүQNӃWTXҧ1&FӫDQJѭӡLNKiFFy
ÿӏQKKLӋQKjQKFӫDSKiSOXұWVӣKӳXWUtWXӋ
0өFWLrXQJKLrQFӭXSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXVӱGөQJWURQJ/9
7әQJTXDQFӫDÿӅWjL
iQKJLiYӅQӝLGXQJ FKҩWOѭӧQJFӫD/971
iQKJLiYӅNKҧQ QJӭQJGөQJJLiWUӏWKӵFWLӉQFӫDÿӅWjL
0Н± Øг0
(Giảng viên phản biện ghi rõ ý kiến “Tán thành luận văn” hay “Không tán thành luận văn”)
/XұQY QFѫEҧQÿiSӭQJÿѭӧF\rXFҫXFӫDPӝWOXұQY Q7KҥFV 7iQWKjQKOXұQY
QYjÿӅQJKӏFKRSKpS KӑFYLrQEҧRYӋWUѭӟF+ӝLÿӗQJ
73+&0QJj\WKiQJQ P
NJười nhận xét
.ê
JKLU}KӑWrQ
3*6769}1JӑF LӅX
LỜI CAM ĐOAN
Tên tơi là: Nguyễn Hửu Trí
Sinh ngày: 21 tháng 04 năm 1985
Học viên lớp KDD17B khoá 2017-2019 – Kỹ thuật Điện - Trường Đại học Sư
Phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh.
Hiện đang cơng tác tại: Cơng Ty CP Tập Đồn Lộc Trời.
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng
bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 11 năm
2018
Tác giả luận văn
Nguyễn Hửu Trí
LỜI CẢM TẠ
Sau một thời gian nghiên cứu, được sự động viên, giúp đỡ và hướng dẫn tận tình
của Cơ giáo hướng dẫn TS.Nguyễn Thị Mi Sa, luận văn với đề tài “Đánh giá ổn định
lưới điện HTĐ có tích hợp năng lượng mặt trời hòa lưới tại An Giang” đã hồn thành.
Tác giả xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến:
-
Cô giáo hướng dẫn TS.Nguyễn Thị Mi Sa đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả
hồn thành luận văn này.
-
Phòng quản lý đào tạo sau đại học, các Thầy giáo, Cô giáo khoa Điện trường
Đại học SPKT Tp.Hồ Chí Minh đã giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập
cũng như trong quá trình nghiên cứu đề tài.
-
Tồn thể các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và người thân đã quan tâm, động
viên, giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn.
Tác giả luận văn
Nguyễn Hửu Trí
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: ..................................................................................................................
TỔNG QUAN ................................................................................................................
1.1
Lý do chọn đề tài ...........................................................................................
1.2
Tổng quan tình hình nghiên cứu ....................................................................
1.3
Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................
1.4
Phương pháp nhiên cứu .................................................................................
1.5
Điểm mới của đề tài .......................................................................................
1.6
Nội dung luận văn ..........................................................................................
1.7
Tiến độ luận văn: ...........................................................................................
CHƯƠNG 2: ..................................................................................................................
CƠ SỞ LÝ THUYẾT .....................................................................................................
2.1
Chiến lược và chính sách phát triển năng lượng tái tạo cụ thể ở một số nước
trong khu vực .................................................................................................................
2.1.1
Trung Quốc .....................................................
2.1.2
Thái Lan ..........................................................
2.1.3
Ấn độ...............................................................
2.1.4
Inđơnêxia ........................................................
2.2
2.2.1
Tình hình phát triển năng lượng tái tạo ở việt nam .......................................
Nguồn nguyên liệu ..........................................
2.2.1.1 Thủy điện nhỏ (TĐN) ........................................................................
2.2.1.2 Năng lượng sinh khối................................................................................. 19
2.2.1.3 Năng lượng mặt trời (NLMT).................................................................... 20
2.2.1.4 Năng lượng gió.......................................................................................... 21
2.2.1.5 Năng lượng thuỷ triều................................................................................ 23
2.3 Xu thế phát triển điện mặt trời tại Việt Nam........................................................... 24
2.3.1 Tiềm năng bức xạ mặt trời ở Việt Nam............................................................ 24
2.3.2 Hiện trạng năng lực công nghiệp điện mặt trời Việt Nam................................25
2.3.3 Định hướng phát triển công nghiệp điện mặt trời Việt Nam đến năm 2025.....25
2.4 Các dạng ứng dụng năng lượng mặt trời................................................................. 25
2.4.1 Ứng dụng nhiệt năng từ năng lượng mặt trời................................................... 25
2.4.2 Ứng dụng nhiệt điện mặt trời........................................................................... 26
2.4.3 Ứng dụng quang điện mặt trời.......................................................................... 26
CHƯƠNG 3:................................................................................................................ 29
SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI............................29
3.1 Sơ đồ kết nối lưới................................................................................................... 29
3.1.1 Giới thiệu về pin mặt trời................................................................................. 29
3.1.2 Đặc tính làm việc của pin mặt trời................................................................... 30
3.1.3 Mơ hình máy phát điện đồng bộ SG................................................................. 33
3.2 Module PV............................................................................................................. 35
3.2.1 Kết nối nối tiếp và kết nối song song trong các module PV............................. 35
3.2.2 Thơng số mơ đun PV........................................................................................ 37
3.2.3 Phần bóng mờ do bị che khuất và các nhánh Diot............................................ 38
3.2.4 Chế tạo mô-đun PV.......................................................................................... 39
3.3 Điểm công suất cực đại.......................................................................................... 41
3.3.1 MPPT gián tiếp................................................................................................ 43
3.2.1.1 Phương pháp điện áp cố định..................................................................... 43
3.2.1.2 Phương pháp điện áp mạch phân kỳ.......................................................... 43
3.3.2 MPPT trực tiếp................................................................................................. 44
3.2.2.1 Thuật toán nhiễu loạn và quan sát (P&O).................................................. 44
3.2.2.2 Thuật toán điện dẫn gia tăng INC.............................................................. 46
3.2.2.3 Một số nhận xét......................................................................................... 48
3.4 Bộ chuyển đổi quang điện...................................................................................... 49
3.4.1 Bộ chuyển đổi DC-DC..................................................................................... 49
3.4.1.1 Chức năng.................................................................................................. 49
3.4.1.2 Bộ chuyển đổi Buck................................................................................... 50
3.4.1.3 Bộ chuyển đổi Boost.................................................................................. 51
3.4.1.4 Chuyển đổi Buck-Boost............................................................................. 52
3.4.2 Bộ chuyển đổi DC-AC..................................................................................... 53
3.4.2.1 Nghịch lưu nguồn dòng............................................................................. 53
3.4.3.2 Nghịch lưu nguồn áp.................................................................................. 59
3.5 Lý thuyết về hòa hệ thống điện mặt trời với lưới.................................................... 62
3.5.1 Các điều kiện về hòa đồng bộ.......................................................................... 62
3.5.1.1 Điều kiện về tần số..................................................................................... 63
3.5.1.2 Điều kiện về điện áp.................................................................................. 63
3.5.1.3 Điều kiện về pha........................................................................................ 63
3.5.2 Đồng vị pha trong hệ thống nối lưới................................................................ 64
CHƯƠNG 4:................................................................................................................ 65
ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN................................................................. 65
4.1 Khái niệm, Giả thiết, Mục tiêu............................................................................... 65
4.1.1 Ổn định động và tĩnh........................................................................................ 66
4.1.1.1 Ổn định tĩnh............................................................................................... 66
4.1.1.2 Ổn định động............................................................................................. 67
4.1.2 Phương trình chuyển động roto........................................................................ 67
4.2 Đánh giá ổn định tĩnh............................................................................................. 73
4.2.1 Tiêu chuẩn năng lượng..................................................................................... 73
4.2.1.1 Định nghĩa ổn định theo năng lượng.......................................................... 73
4.2.1.2 Xét máy phát cực lồi.................................................................................. 76
4.2.1.3 Xét hệ thống có hai máy: tải được coi là tuyến tính...................................77
4.2.1.4 Ổn định tĩnh động cơ................................................................................. 78
4.2.2 Phương pháp dao động bé................................................................................ 80
4.2.2.1 Phương pháp dao động bé.......................................................................... 80
4.2.2.2 Phương pháp dao động bé áp dụng trong hệ thống điện............................81
4.2.2.3 Một vài tiêu chuẩn khảo sát dấu................................................................. 86
4.3 Đánh giá ổn định động........................................................................................... 90
4.3.1 Phương pháp diện tích...................................................................................... 90
4.3.1.1 Tăng cơng suất cơ đột ngột trên máy phát.................................................. 91
4.3.1.2 Ảnh hưởng thời gian cắt ngắn mạch.......................................................... 93
4.2.1.3 Cắt một đường dây trong hai đường dây vận hành song song....................95
4.3.1.4 Ngắn mạch trên một trong hai dây vận hành song song............................. 96
4.3.1.5 Ảnh hưởng của tự đóng lại......................................................................... 98
4.3.2 Các phương pháp tích phân số.......................................................................100
4.3.2.1 Phương pháp Euler..................................................................................100
4.3.2.2 Phương pháp Runge – Kutta (R-T)..........................................................100
4.2.2.3 Phương pháp phân đoạn liên tiếp.............................................................101
CHƯƠNG 5...............................................................................................................104
ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN TÍCH HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
HÒA LƯỚI Ở AN GIANG........................................................................................104
5.1 Giới thiệu về lưới điện An Giang.........................................................................104
5.1.1 Sơ đồ tổ chức.................................................................................................104
5.1.2 Tổng quan về lưới điện An Giang..................................................................104
5.1.3 Sơ đồ đơn tuyến lưới điện An Giang..............................................................106
5.2 Sơ đồ kết nối nối lưới HTĐ Mặt trời hòa lưới tại An Giang.................................107
5.3 Đánh giá ổn định tĩnh...........................................................................................107
5.4 Đánh giá ổn định động.........................................................................................109
CHƯƠNG 6...............................................................................................................114
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................114
6.1 Kết luận................................................................................................................ 114
6.2 Kiến nghị..............................................................................................................114
Tóm tắt:
Ổn định HTĐ là khả năng của một HTĐ ở một chế độ vận hành ban đầu cho
trước lấy lại trạng thái vận hành cân bằng sau khi trải qua một sự cố xảy ra trong hệ
thống điện, với tất cả các biến của hệ thống (biến vật lý/trạng thái) nằm trong giới hạn
và vẫn duy trì được tồn vẹn của HTĐ.
Vấn đề ổn định của hệ thống quang điện được kết nối với lưới điện là phức tạp
do đặc tính v - i phi tuyến của mảng PV cũng như sự tương tác giữa các bộ chuyển đổi
năng lượng. Bên cạnh đó, mặc dù lý thuyết hệ thống tuyến tính được sử dụng rộng rãi
trong phân tích ổn định của các hệ thống ba pha cân bằng, việc áp dụng cùng một lý
thuyết cho các hệ thống một pha đáp ứng là thách thức nghiêm trọng, vì hệ thống một
pha không thể biến đổi thành các hệ thống bất biến thời gian tuyến tính sử dụng cơng
cụ chuyển đổi như là hệ thống ba pha cân bằng.
Trong luận văn này, phân tích tính ổn định của tồn bộ hệ thống PV được kết
nối với lưới điện hai giai đoạn được trình bày. Cả bộ chuyển đổi DC-DC và bộ chuyển
đổi DC-AC sẽ được bao gồm trong mơ hình. Ngồi ra, đặc tính của mảng PV sẽ được
xem xét. Để tránh thiếu các tham số cụ thể của mảng PV, mơ hình được đề xuất sử
dụng các tham số cơ bản được cung cấp trong tất cả các biểu dữ liệu của các mảng PV.
Việc áp dụng phương pháp mơ hình mẫu quan sát biến đổi thành cơng hệ thống thành
bất biến thời gian. Với mơ hình được đề xuất, sự ổn định của hệ thống có thể được
nghiên cứu bằng cách tính tốn các giá trị riêng của hệ thống.và mơ hình hóa bằng
phần mềm mơ phỏng Matlab, phân tích và xuất ra kết quả mơ phỏng bằng hình ảnh.
Abstract:
Stabilization of the Mowers is the ability of a Matter in a given initial operating
mode to regain a steady-state operation after experiencing an electrical power failure,
with all system variables ( physical / state changes) within the limits and maintain the
integrity of the Masonry
The stability problem of the photovoltaic system connected to the grid is
complex due to the nonlinear v-i characteristic of the photovoltaic array as well as the
interaction between the energy converters. In addition, although linear system theory is
widely used in the analysis of stability of balanced three-phase systems. Applying the
same theory to one-phase response systems is a serious challenge, since a single-phase
system can not be transformed into linear time invariant systems using a transformer
such as a system. three phase balance.
In this paper, the stability analysis of the whole single-phase two-stage gridconnected PV system is presented. Both DC-DC converter and DC-AC converter will
be included in the model. Also, the characteristic of the PV array will be considered. To
avoid the lack of specific parameters of the PV array, the proposed model uses the
basic parameters that are provided in all datasheets of PV arrays. The application of
observer-pattern modeling method successfully transforms the system into timeinvariant. With the proposed model, the stability of the system can be studied by
calculating the eigenvalues of the system.
Luận văn Thạc Sĩ
GVHD: TS.Nguyễn Thị Mi Sa
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN
1.1 Lý do chọn đề tài
Nguồn năng lượng mặt trời đang là một giải pháp hữu hiệu trong việc khai thác
nguồn năng lượng phục vụ đời sống và sản xuất mà không gây tác hại đến môi trường.
Việc nghiên cứu thiết kế điều khiển hệ thống phát điện sử dụng nguồn năng lượng mặt
trời nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng cũng như triển khai ứng dụng vào thực tế là điều
hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao.
Các hệ thống quang điện (PV) sẽ có ý nghĩa rất lớn trong tương lai của hệ thống
năng lượng nếu không phải là trung tâm điểm trong số tất cả. Trên thực tế, các hệ thống
năng lượng mặt trời cung cấp lợi thế về chi phí nhiên liệu thấp và nhu cầu bảo trì thấp hơn
các hệ thống năng lượng khác. Tuy nhiên, hệ thống PV có một số nhược điểm như:
(1) hiệu quả chuyển đổi tương đối thấp, (2) điện áp đầu ra không ổn định do năng lượng
mặt trời bất thường do thay đổi thời tiết làm cho hệ thống PV khơng tuyến tính. Hệ thống
PV đã được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau bao gồm lưới điện thơng minh.
Một hệ thống PV có thể sản xuất nhiều loại điện áp và dòng điện ở đầu ra; tuy nhiên,
sản lượng PV không phù hợp do năng lượng mặt trời khơng được kiểm sốt. Do đó,
một tế bào PV phải tạo ra điện áp DC cố định ở mức mong muốn cho ứng dụng, bất kể
sự thay đổi của ánh sáng và nhiệt độ.
Hơn nữa hiện nay, tơi đang tác tại Cơng Ty CP Tập đồn Lộc Trời với nhu cầu sử
dụng năng lượng rất lớn lớn trong sản xuất và đang mong muốn xây dựng một số mơ hình
điều khiển hiện đại trong đó có hệ thống phát điện sử dụng năng lượng mặt trời nhằm nâng
cao hiệu suất và tiết kiệm, sử dụng năng lượng hiệu quả hơn. Việc nghiên cứu hệ thống
điều khiển phát điện năng lượng mặt trời qua luận văn này sẽ giúp tơi có cơ sở để xây
dựng mơ hình hệ thống thí nghiệm điều khiển phát điện sử dụng năng lượng
HVTH: Nguyễn Hửu Trí
Page 11 of 118
Luận văn Thạc Sĩ
GVHD: TS.Nguyễn Thị Mi Sa
mặt trời tại Cơng ty. Vì vậy tơi chọn đề tài:" Đánh giá ổn định lưới điện HTĐ có tích
hợp Điện Năng lượng Mặt trời hòa lưới điện Quốc gia tỉnh An Giang ".
1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu
Dưới sức ép từ cuộc khủng hoảng năng lượng, năng lượng quang điện (PV)
ngày càng trở nên hấp dẫn hơn để tạo ra điện. Vào cuối năm 2016, tổng công suất lắp
đặt PV trên toàn thế giới lên tới 305 GW [1]. Phần lớn lắp đặt PV là các hệ thống PV
được kết nối với lưới, vì chúng có thể cung cấp các hệ thống độc lập - hiệu quả của các
hệ thống độc lập [2]. Trong khi các hệ thống PV thương mại lớn được kết nối với lưới
ba pha, cấu trúc liên kết một pha là thuận lợi trong các hệ thống PV quy mô nhỏ như hệ
thống dân cư do sự đơn giản của nó [3,4]
Một hệ thống PV được kết nối lưới điển hình là một hệ thống hai giai đoạn, trong
đó giai đoạn đầu tiên thường là bộ chuyển đổi DC-DC để trích xuất nguồn từ mảng PV và
giai đoạn thứ hai là bộ chuyển đổi DC-AC để cấp nguồn cho lưới. Tuy nhiên, sự ổn định
của một hệ thống như vậy là một mối quan tâm lớn. Có hai yếu tố chính làm cho việc phân
tích tính ổn định của hệ thống PV có kết nối lưới hai giai đoạn khó khăn hơn các hệ thống
điện tử cơng suất khác. Đầu tiên là đặc tính của tấm PV. Đặc tính V – I của một mảng PV
là phi tuyến và thay đổi với cường độ ánh sáng hoặc nhiệt độ, do đó động lực của một hệ
thống PV có thể khác với hệ thống điện tử truyền thống được cấp từ nguồn điện áp không
đổi. Trong một số nghiên cứu về phân tích tính ổn định của hệ thống PV, tấm PV được
thay thế bằng nguồn điện áp khơng đổi [5,6] hoặc nguồn dịng khơng đổi [7]. Những
phương pháp này bỏ qua các đặc tính phi tuyến của tấm PV và có thể gây ra độ lệch giữa
phân tích lý thuyết và trạng thái của hệ thống thực [8]. Một số nghiên cứu tính đến đặc
điểm này của tấm PV bằng cách sử dụng đường cong V – I được tính tốn từ kỹ thuật số
với sự trợ giúp của máy tính [8,9]. Tuy nhiên, các thơng số cụ thể của tấm PV như kháng
shurnt và kháng loạt là cần thiết để thực hiện phép tính. Các tham số này thường không thể
lấy được từ biểu dữ liệu. Thứ hai, bộ chuyển đổi DC-
HVTH: Nguyễn Hửu Trí
Page 12 of 118
Luận văn Thạc Sĩ
GVHD: TS.Nguyễn Thị Mi Sa
DC và bộ chuyển đổi DC-AC được kết nối theo tầng. Ngay cả trong một bộ chuyển đổi
năng lượng duy nhất cũng tồn tại những trạng thái phức tạp như phân nhánh và hỗn
loạn [10-13]. Trong trường hợp này, trạng thái của hệ thống tổng thể có thể phức tạp
hơn so với chỉ một bộ chuyển đổi, vì các bộ chuyển đổi được kết nối với nhau sẽ ảnh
hưởng đến nhau [14–17]. Do đó, cần thiết phải thiết lập một mơ hình tốn học tích hợp
cho tồn bộ hệ thống quang điện được kết nối lưới hai giai đoạn một pha có thể mơ tả
đặc tính của tấm PV cũng như tương tác giữa hai bộ chuyển đổi.
Đối với một hệ thống ba pha cân bằng, ứng dụng chuyển đổi Park tạo điều kiện
cho mơ hình hóa hệ thống. Hệ thống có thể được chuyển đổi đầu tiên thành hệ thống
nhiều đầu vào-nhiều đầu ra (MIMO) trong khung tham chiếu d – q và sau đó được
tuyến tính hóa xung quanh một điểm vận hành cố định trạng thái ổn định [18]. Cuối
cùng, hệ thống ba pha cân bằng có thể được mơ tả bằng mơ hình bất biến thời gian
tuyến tính (LTI). Do đó, các cơng cụ lý thuyết LTI rộng lớn có thể được áp dụng để
hồn thành thiết kế bộ điều khiển và phân tích tính ổn định [19,20]. Tuy nhiên, thật khó
để đặt một hệ thống một pha trong khn khổ của một mơ hình LTI. Khó khăn chính
cho điều này là q trình tuyến tính phải được thực hiện xung quanh một điểm vận
hành ổn định cố định chứ không phải là một quỹ đạo định kỳ theo thời gian trạng thái
ổn định [18]. Để đối phó với vấn đề này, một phương pháp mơ hình kiểu quan sát
[21,22] được đề xuất để loại bỏ ảnh hưởng của phương sai thời gian.
1.3 Phạm vi nghiên cứu
-
Tìm hiểu về cấu trúc điều khiển hệ thống phát điện sử dụng nguồn năng lượng
mặt trời.
-
Nghiên cứu về các bộ pin năng lượng mặt trời công suất nhỏ.
-
Nghiên cứu về mối quan hệ của các thông số trong bộ pin năng lượng mặt trời
công suất nhỏ.
-
Nghiên cứu bộ nghịch lưu công suất nhỏ một pha khi hòa vào lưới điện.
HVTH: Nguyễn Hửu Trí
Page 13 of 118
