ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LUẬN VĂN THẠC SỸ KĨ THUẬT THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN HÕA LƯỚI CHO MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ SỬ DỤNG MÁY ĐIỆN CẢM ỨNG NGUỒN KÉP DFIG Ngành: TỰ ĐỘNG HÓA Mã số: Học viên: DƯƠNG QUỐC HƯNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LẠI KHẮC LÃI DUYỆT BAN KHOA ĐT GIÁM HIỆU SAU ĐẠI HỌC NGƯỜI HƯỚNG HỌC VIÊN DẪN PGS.TS Lại Khắc Lãi THÁI NGUYÊN - 2011 Dương Quốc Hưng Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật -1- Chuyên ngành Tự động hoá MỤC LỤC Nội dung Trang Lời cam đoan -4Lời cảm ơn -5Danh mục ký hiệu chữ viết tắt -6Danh mục bảng -8Danh mục hình vẽ đồ thị -9MỞ ĐẦU -141 Tính cấp thiết đề tài -142 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn -143 Đối tƣợng mục đích nghiên cứu -154 Kết cấu luận văn -15CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC -161.1 Tổng quan -161.1.1 Đặt vấn đề -161.1.2 Năng lượng gió -161.1.3 Vài nét trạm phong điện -181.2 Máy phát điện sức gió (Phong điện) -191.2.1 Hệ thống nối lưới nguồn lượng gió -191.2.2 Cấu tạo tuabin phong điện -211.2.3 Nguyên lý làm việc phong điện -231.3 Khái quát hệ thống máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG (Doubly-Fed Induction Generator) -261.3.1 Một số hệ thống máy phát điện sức gió thơng dụng -261.3.2 Hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện DFIG -281.4 Kết luận chƣơng -29CHƢƠNG 2: MƠ HÌNH TỐN HỌC HỆ THỐNG MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ DÙNG MÁY ĐIỆN CẢM ỨNG NGUỒN KÉP -30- Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật -2- Chuyên ngành Tự động hoá 2.1 Máy điện cảm ứng nguồn kép -302.1.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc máy phát điện -302.1.2 Sơ đồ mạch điện tương đương DFIG -322.1.3 Công suất DFIG -352.1.4 Véctơ không gian -362.1.5 Công suất tác dụng công suất phản kháng véctơ không gian -37- 2.2 Mô tả toán học hệ thống DFIG -372.2.1 Mơ tả tốn học máy điện DFIG -382.2.2 Mô tả tốn học lọc phía lưới -392.2.3 Mơ tả tốn học DC – Link -402.2.4 Mô tả toán học Grid Side Converter (GSC) -412.2.5 Mơ tả tốn học Machine Side Converter (MSC) -412.3 Từ trƣờng hệ thống DFIG -422.3.1 Từ trường stato -422.3.2 Từ trường lưới -422.4 Kết luận chƣơng -43CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ DÙNG MÁY ĐIỆN CẢM ỨNG NGUỒN KÉP -443.1 Tìm hiểu số phƣơng pháp điều khiển máy phát điện sức gió -443.1.1 Phương pháp điều khiển máy phát điện sức gió sử dụng máy điện đồng kích thích vĩnh cửu -443.1.2 Phương pháp điều khiển máy phát không đồng -493.2 Lý thuyết điều khiển PID -503.2.1 Đặt vấn đề -503.2.2 Lý thuyết điều khiển PID -513.2.3 Các phương pháp tổng hợp điều khiển PID -553.2.4 Các hạn chế điều khiển PID -573.2.5 Ký hiệu thay dạng PID -58- Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật -3- Chuyên ngành Tự động hoá 3.3 Thiết kế hệ thống điều khiển cho máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng DFIG -603.3.1 Thiết kế điều khiển phía máy phát (MSC) -613.3.2 Thiết kế điều khiển phía lưới (GSC) -643.4 Kết luận chƣơng -67CHƢƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN MATLAB – SIMULINK – PLECS VÀ KẾT LUẬN -694.1 Giới thiệu công cụ Matlab – Simulink – Plecs -694.2 Mô hệ thống máy phát điện sức gió DFIG sử dụng cơng cụ Matlab – Simulink – Plecs -754.2.1 Các tham số dùng cho mô -754.2.2 Xây dựng sơ đồ mơ tồn hệ thống -754.2.3 Xây dựng khối PLECS Circuit (DFIG) -774.2.4 Xây dựng khối điều khiển phía máy phát (MSC) -814.2.5 Xây dựng khối điều khiển phía lưới (GSC) -844.3 Kết mô -864.3.1 Khởi tạo trình mô -864.3.2 Kết mô -894.4 Kết luận kiến nghị -96TÀI LIỆU THAM KHẢO -97- Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Chuyên ngành Tự động hoá -4- LỜI CAM ĐOAN Tên là: Dƣơng Quốc Hƣng Sinh ngày 30 tháng năm 1983 Học viên lớp cao học khoá 12 - Tự động hố - Trường đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp Thái Nguyên Hiện công tác khoa Điện - Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Xin cam đoan: Đề tài “Thiết kế điều khiển hịa lưới cho máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG” thầy giáo PGS.TS Lại Khắc Lãi hướng dẫn cơng trình nghiên cứu riêng Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Các số liệu, kết luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố cơng trình khác Nếu sai tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Thái Nguyên, ngày 30 tháng 09 năm 2011 Tác giả luận văn Dƣơng Quốc Hƣng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật -5- Chuyên ngành Tự động hoá LỜI CẢM ƠN Sau thời nghiên cứu, làm việc khẩn trương, động viên, giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lại Khắc Lãi, luận văn với đề tài “Thiết kế điều khiển hòa lưới cho máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG” hồn thành Tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Lại Khắc Lãi tận tình dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Khoa đào tạo Sau đại học, thầy giáo, cô giáo Khoa Điện Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên giúp đỡ tác giả suốt trình học tập trình nghiên cứu thực luận văn Tồn thể đồng nghiệp, bạn bè, gia đình người thân quan tâm, động viên, giúp đỡ tác giả suốt q trình học tập hồn thành luận văn Tác giả luận văn Dƣơng Quốc Hƣng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật -6- Chuyên ngành Tự động hoá KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Các ký hiệu: Us (stator voltage): Điện áp Stato Rs (stator resistance): Điện trở Stato Ur (rotor voltage): Điện áp Roto Rr ( rotor resistance): Điện trở Roto Is (stator current): Dòng điện Stato Rm (magnetizing resistance): Điện trở từ hoá Ir (rotor current): Dòng điện Roto Lsλ (stator leakage inductance): Điện cảm Stato IRm (magnetizing resistance current): Dịng điện từ hố Lrλ (rotor leakage inductance): Điện cảm Roto Ψs (stator flux): Từ trường Stato ΨR (rotor flux): Từ trường Roto ω1 (stator frequency): Tần số dòng điện Stato Lm (magnetizing inductance): Điện cảm từ hoá s (slip): Độ trượt LM: Điện cảm từ hoá Lσ ≈ Lsλ + Lrλ : Điện cảm khe hở np: Số đôi cực từ máy phát J: Mơmen qn tính Ts: Mơmen trục máy phát r tần số góc Roto 2 tần số trượt Tm: Mơmen khí Te: Mơmen điện từ Ps: Công suất tác dụng Stato Pr: Công suất tác dụng Roto Qs: Công suất phản kháng Stato Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật -7- Chuyên ngành Tự động hố Qr: Cơng suất phản kháng Roto Ploss: Tổn thất cơng suất Pmech: Cơng suất từ hố urd , urq , usd , usq Các thành phần điện áp rotor, stator thuộc hệ tọa độ dq ird , irq , isd , isq Các thành phần dòng rotor, stator thuộc hệ tọa độ dq  r , s Các thành phần véctor từ thông rotor, stator  sd , sq Các thành phần từ thông stator thuộc hệ tọa độ dq Chữ viết tắt NLG Năng lượng gió CL Chỉnh lưu NL Nghịch lưu ĐCĐB - KTVC Động đồng kích thích vĩnh cửu MĐKĐBNK Máy điện khơng đồng nguồn kép MĐĐB - KTVC Máy điện đồng kích thích vĩnh cửu NLPL - NLDI Nghịch lưu phía lưới NLMF - NLFDI Nghịch lưu phía máy phát PĐSG Phát điện sức gió DFIG Doubly-Fed Induction Generator AVR Automatic Voltage Regulator GSC Grid Side Converter MSC Machine Side Converter ĐKCTĐ điều khiển chuyển toạ độ trạng thái KĐB-RLS Khơng đồng Roto lồng sóc KĐB-RDQ Khơng đồng Roto dây quấn ĐK Điều khiển MP Máy phát G Grid Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật -8- Chuyên ngành Tự động hoá DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bang ̉ Trang Bảng 2.1 Một số tham số tiêu biểu số máy phát DFIG 34 Bảng 3.1 Lựa chọn phương pháp điều chỉnh 55 Bảng 3.2 Tác động việc tăng thông số độc lập 56 Bảng 3.3 Phương pháp Ziegler–Nichols 56 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật -9- Chuyên ngành Tự động hoá DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình Tên hì nh Trang Hình 1.1 Hệ thống nối lưới nguồn lượng 20 Hình 1.2 Bộ nghịch lưu 20 Hình 1.3 Bộ đóng cắt mềm 20 Hình 1.4 Cấu tạo phong điện tua bin gió trục ngang 21 Hình 1.5 Cấu tạo bên số tuabin gió thực tế 22 Hình 1.6 Một trạm phong điện thực tế 22 Hình 1.7 Hệ thống kích thích xoay chiều 23 Hình 1.8 Tuabin gió với tốc độ cố định 26 Tuabin gió với tốc độ thay đổi có biến đổi nối trực Hình 1.9 tiếp stator lưới 27 Hình 1.10 Tuabin gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép 27 Hình 1.11 Mơ hình hệ thống máy phát điện sức gió DFIG 28 Hình 1.12 Sơ đồ điều khiển dòng rotor biến đổi 29 Hệ thống máy phát Hình 1.13 DFIG với Back-to-Back Converter 29 Hình 2.1 Cấu tạo phát điện khơng đồng 30 Hình 2.2 Stato phát điện khơng đồng 30 Hình 2.3 Đấu hình đấu hình tam giác Stato máy phát 31 Hình 2.4 Máy phát điện 32 Hình 2.5 Sơ đồ mạch điện tương đương DFIG 33 Hình 2.6 Năng lượng hệ DFIG bỏ qua tổn thất 35 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 85 - Chuyên ngành Tự động hoá P Vdc* Id* s 20 Integrator Vdc I Hình 4.26 Mơ hình điều khiển điện áp Simulink b Bộ điều khiển mạch vòng dòng điện (Current control) Hệ thống điều khiển cho mạch vịng dịng điện có đầu vào cho qua khâu chuyển đổi “3ph->RRF” để chuyển tín hiệu sang hệ trục toạ độ dq (hình 4.27) Phần điều khiển gồm điều khiển PI Trong dùng để điều khiển thành phần dịng điện trục d - id (hình 4.28) điều khiển thành phần dòng điện trục q – iq (hình 4.29) Tuy nhiên nói giá trị đặt dòng Iq* = Khối 3phase modulation, để chuyển hệ toạ độ dq sang hệ toạ độ cố định đưa tín hiệu điều khiển đến đầu vào m2 khối “PLECS Circuit” (DFIG) Selector 3ph->RRF1 PLECS Probe LPF Vgrid id controller id ref Id* Vd* LPF 1kHz i Ir1 If ilt I Iq*=0 iq ref Vdq* theta Vq* i iq controller 3ph->RRF Hình 4.27 Mơ hình điều khiển dịng điện phía lưới Simulink Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Chuyên ngành Tự động hoá - 86 P1 id ref Vd* s Integrator1 50 I1 2*pi*50*L i Gain Hình 4.28 Điều khiển dịng điện trục q (phía lưới) P1 iq ref Vq* s Integrator1 50 I1 2*pi*50*L i Gain Hình 4.29 Điều khiển dịng điện trục d (phía lưới) 4.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 4.3.1 Khởi tạo trình mơ Để bắt đầu q trình mơ Matlab – Simulink – Plecs Ta viết M-file khai báo thơng số cần thiết cho q trình đặt tên file “luanvanhung.m” M-file viết sau (chương trình áp dụng cho tốc độ gió 12m/s, áp dụng cho 10.5m/s ta sửa lại chương trình cách: Bỏ ký tự % dịng lệnh tốc độ gió 10.5m/s thêm ký tự % vào dịng lệnh tốc độ gió 12m/s): clear all %Xoa bien Workspace load('Wind_turbine_model.mat'); %Lay bang cho khoi chuyen doi toc gio momen du lieu %Nhung dieu khien ban dau voi toc gio = 12 m/s load('Wind_speed_12'); %Bang vector cho toc gio 12m/s Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 87 - Chuyên ngành Tự động hoá Vw1 = 12; %toc gio 12m/s Vw2 = 8; %toc gio 8m/s %Nhung dieu khien ban dau voi toc gio = 10.5 m/s %load('Wind_speed_10.5'); %Bang vector cho toc gio 10.5m/s %Vw1 = 10.5; %toc gio 10.5m/s %Vw2 = 8; %toc gio 8m/s %Cac thong so cho thoi gian mo phong Tstop = 1; %Thoi gian ket thuc mo phong Tswitch = 0.2; %Thoi gian toc gio chuyen doi tu 12m/s – 10.5m/s (hoac 10.5m/s-8m/s) %Cac thong so cho khoi banh rang (khoi MPT) TSR_opt = 8; %Momnen tren truc may phat R = 35; %Ban kinh tua bin gearbox = 75.7098; %He so truyen banh rang %Thong so luoi dien Vpp = 470; %Bien dien ap pha =470=>Ud=(Ufmax/sqrt(2))*sqrt(3)=575V f=50; %Tan so luoi dien Vspk = 183; %Bien dien ap Rotor L = 0.6e-3; %Dien cam cuon loc phia luoi Ufmax %Dien ap mot chieu dat Udc=1200;%Von %Cac thong so cua DFIG Rs=0.0014; %ohm Ls=8.998e-5; %H Rr=9.9187e-4; %ohm Lr=8.2088e-5; %H Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 88 - Chuyên ngành Tự động hoá Lm=1.526e-3; %H J=5; %or 50 %kgm2 zp=2; N1=1; N2=1; u=1; %Thong so cua bo dieu khien dong dien Rotor kp_i = 0.00003; ki_i = 0.003; Để chương trình M-File tự động chạy liên kết tiến hành mô Simulink ta làm sau: + Trên cửa sổ mô hệ thống máy phát điện sức gió DFIG Simulink, Click chuột vào: File\Model Properties (hình 4.30) Hình 4.30 Mở cửa sổ Model Properties Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 89 - Chuyên ngành Tự động hoá + Trên cửa sổ Model Properties chọn Callbacks\InitFcn Đánh tên M-file (luanvanhung) lưu vào ô Model initialization function Nhấp “OK” Gõ tên M-File vào Hình 4.31 Đặt tên cho hàm Callbacks 4.3.2 Kết mô a Đồ thị công suất phát hệ thống phát điện sức gió DFIG Hình 4.32 trình bày đồ thị cơng suất phát hệ thống máy phát điện sức gió DFIG Chú thích đường tốc độ gió rõ đồ thị Điểm công suất phát cực đại tốc độ gió khác khác Khi tốc độ gió thay đổi cơng suất phát từ máy phát thay đổi theo, công suất cực đại mà máy phát có 1500KW (tương ứng với tốc độ gió 12m/s) lúc tốc độ máy phát 2000v/ph Khi tốc độ máy phát giảm cơng suất phát giảm, tốc độ gió tăng lớn công suất giảm Vùng làm việc tốt máy phát vùng bơi đen đồ thị Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn - 90 - Chuyên ngành Tự động hoá Năng lƣợng (KW) Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Đồng Trên đồng Tốc độ máy phát (v/ph) Hình 4.32 Đồ thị cơng suất phát máy phát DFIG tốc độ gió thay đổi a Kết mô Các kết mô thực trường hợp tốc độ gió thay đổi nhảy bậc từ 12m/s xuống 10.5m/s từ 10.5m/s xuống 8m/s Với tốc độ gió 12m/s cơng suất phát cực đại máy phát đạt xấp xỉ 1,5MW (giá trị âm thể máy phát lượng lên lưới) Lúc tốc độ máy phát gần 2000v/ph Khi tốc độ gió giảm xuống 10.5m/s làm cho cơng suất phát cực đại máy phát giảm xuống 1MW tốc độ quay máy phát giảm xuống 1750v/ph (hình 4.33) thời gian để xác lập tốc độ quay máy phát tốc độ gió giảm từ 12m/s xuống 10.5m/s (tương ứng tốc độ máy phát giảm từ 2000v/ph xuống 1600v/ph) khoảng 1s (rất nhanh) Dòng điện điện áp Stato, Roto trình bày hình 4.34 Dịng điện Stator phát lên lưới có dạng hình sin chuẩn, có biên độ tần số biến đổi tốc độ gió giảm đột ngột từ 12m/s xuống 10.5m/s (xem thêm hình 4.39 thời gian mơ 0.06s nên điều thể rõ) Biên độ cực đại điện áp Roto 183V (bằng giá trị đặt) Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật Chuyên ngành Tự động hố - 91 - Hình 4.33 Tốc độ máy phát, cơng suất phía Stato (Ps, Qs Qs), Phía Roto (Pr, Qr) cơng suất phát hệ thống (P,Q) Ps tốc độ gió chuyển từ 12m/s10.5m/s Qs Ps Điện áp chiều DC – Link có dạng hình 4.35 Điện áp chiều thực tế tụ C giá trị đặt (1200V) Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 92 - Chuyên ngành Tự động hố Hình 4.34 Dịng điện Roto (Ir), dịng Stato (Is), điện áp Rotor (Ur) Vwind=12m10.5m/s với thời gian mơ 1s Hình 4.35 Dịng điện Idc, điện áp chiều Udc công suất chiều Pdc DC – Link Vwind =12m10.5m/s Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 93 - Chuyên ngành Tự động hố Khi tốc độ gió thay đổi từ 10.5m/s xuống 8m/s kết mơ trình bày hình từ (hình 4.36 – 4.38) Tốc độ máy phát giảm từ 1750 v/ph xuống 1250v/ph Công suất cực đại máy phát giảm từ 1MW (tương ứng tốc độ gió 10.5m/s) xuống 0.5MW (tương ứng tốc độ gió 8m/s) Lúc hướng trượt thay đổi Bộ biến đổi phía Roto lấy lượng từ khâu DC – Link (lúc Pdc mang dấu âm) để cung cấp cho máy phát cho phép máy phát tiếp tục phát lượng vùng đồng Dòng điện Stator phát lên lưới có dạng hình sin chuẩn, có tần số khơng biến đổi tốc độ gió giảm đột ngột từ 10.5 m/s xuống 8m/s (xem thêm hình 4.40 thời gian mơ 0.06s nên điều thể rõ) Hình 4.36 Tốc độ máy phát), cơng suất phía Stato (Ps, Qs), Roto (Pr, Qr) công suất phát hệ thống ( P,Q) Vwind =10.5m8m/s Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 94 - Chun ngành Tự động hố Hình 4.37 Dòng điện Roto (Ir), dòng Stato (Is), điện áp Rotor Ur) Vwind =10.5m8m/s Hình 4.38 Dịng điện Idc, điện áp chiều Udc công suất chiều Pdc DC – Link Vwind =10.5m8m/s Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 95 - Chuyên ngành Tự động hố Hình 4.39 Dịng điện Roto (Ir), dịng Stato (Is), điện áp Rotor Ur) Vwind=12m10.5m/s với thời gian mơ 0,06s Hình 4.40 Dịng điện Roto (Ir), dòng Stato (Is), điện áp Rotor Ur) Vwind =10.5m8m/s với thời gian mơ 0,06s Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 96 - Chuyên ngành Tự động hoá 4.3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn nghiên cứu giải nội dung sau: Tìm hiểu hệ thống máy phát điện sức gió, bao gồm: Vai trị, tiềm năng lượng gió Cấu tạo nguyên lý làm việc tuabin phong điện Tìm hiểu máy phát điện cảm ứng nguồn kép (Cấu tạo, nguyên lý làm việc, phương trình sơ đồ thay máy điện) Tìm hiểu hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng nguồn kép DFIG, từ xây dụng mơ hình tốn học hệ thống Tìm hiểu điều khiển kinh điển PID Đây điều khiển mà tác giả sử dụng để thiết kế cho hệ thống Xây dựng điều khiển (bộ điều khiển từ thông máy phát, điều khiển phía lưới, điều khiển góc cánh) để lấy cơng suất cực đại từ gió hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy phát DFIG Tiến hành mô hệ thống phần mềm Matlab – Simulink - Plecs đưa kết mô Các kết mô thể cách trung thực, khẳng định tính đắn việc xây dựng điều khiển Cần nghiên cứu để tìm cách khắc phục sai lệch mơ hình cho kết nghiên cứu mơ hình tốn học mơ hình thực tế khác nhaukhơng nhiều để kết nghiên cứu với mơ hình tốn học áp dụng trực tiếp cho mơ hình thực tế Với kết nghiên cứu luận văn phát triển áp dụng cho hệ thống phát điện sức gió với tua bin kiểu trục ngang Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 97 - Chuyên ngành Tự động hoá TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Dỗn Phƣớc (2002) Lý thuyết điều khiển tuyến tính Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [2] Nguyễn Phùng Quang (1998) Điều khiển tự động truyền động điện xoay chiều ba pha (tái lần thứ 1) Nhà xuất Giáo dục [3] Nguyễn Phùng Quang (2004) MATLAB & SIMULINK dành cho kỹ sư điều khiển tự động Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [4] Nguyễn Phùng Quang: Máy điện dị nguồn kép dùng làm máy phát hệ thống phát điện chạy sức gió: Các thuật tốn điều chỉnh bảo đảm phân ly mơmen hệ số công suất Tuyển tập VICA 3, Hà Nội, 4/1998, tr 413-437 [5] Nguyễn Phùng Quang, Andreas Dittrich (2002) Truyền động điện thông minh Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [6] Nguyễn Phùng Quang (1996) Điều khiển truyền động điện xoay chiều ba pha, Nhà xuất Giáo dục [7] Nguyễn Phùng Quang (2007) Nghiên cứu, thiết kế chế tạo phát điện sức gió có cơng suất 10 – 30 KW phù hợp với điều kiện Việt Nam, Phịng Thí nghiệm Tự động hóa Trường đại học Bách khoa Hà Nội [8] Nguyễn Phùng Quang, Lê Anh Tuấn, “PLECS , công cụ mô chun nghiệp cho thiết kế điều khiển”, Phịng Thí nghiệm trọng điểm Tự động hoá, Trung tâm nghiên cứu triển khai Công nghệ cao , Trường đại học Bách khoa Hà nội [9] Nguyễn Thị Thắm, “Điều khiển tối ưu hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy điện đồng với tuabin kiểu trục ngang”, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Tự động hoá, Trường ĐHKTCN, năm 2010 [10] ANDREAS PETERSSON, “Analysis, Modeling and Control of Doubly-Fed Induction Generators for Wind Turbines”, THESIS FOR THE DEGREE OF DOCTOR OF PHILOSOPHY, Division of Electric Power Engineering Department of Energy and Environment, CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, Găoteborg, Sweden 2005 S húa bi Trung tõm Hc liu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 98 - Chuyên ngành Tự động hoá [11] F Abrahamsen, “Energy optimal control of induction motor drives”, Ph.D dissertation, Aalborg Univ., Aalborg, Denmark, Feb 2000 [12] F Blaabjerg and Z C amd S Kjaer, “Power electronics as efficient interface in dispersed power generation systems”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol 19, pp 1184–1194, Sept 2004 [13] J Bendl, M Chombt, and L Schreier, “Adjustable-speed operation of doubly fed machines in pumped storage power plants”, in Proc Ninth International Conference on Electrical Machines and Drives, Sep., 1–3, 1999, pp 223–227 [14] CAMILLE HAMON, “Doubly-fed Induction Generator Modeling and Control in DigSilent Power Factory”, Master’s Thesis at KTH School of Electrical Engineering [15] Jost H Allmeling, Wolfgang P Hammer: “PLECS – Piece-wise Linear Electrical Circuit Simulation for Simulink” [16] Dr John Schönberger, “Modeling a DFIG Wind Turbine System using PLECS”, Plexim GmbH Technoparkstrasse 18005 Zürich, December 2008 [17] Một số tài liệu mạng Internet www.ebooks.edu.vn www.webdien.com.vn www.thietbidien.vn www.dientuvietnam.net www.diendandientu.vn www.vinamain.com www.bk-idse.com www.plexim.com www.Mathworks.com Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật - 99 - Chuyên ngành Tự động hoá www.youtube.com/watch?v=E1Jrdt1OV8s [18] Một số file help, Demo phần mềm Matlab Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn ... Chƣơng THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ DÙNG MÁY ĐIỆN CẢM ỨNG NGUỒN KÉP DFIG 3.1 TÌM HIỂU MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ 3.1.1 Phƣơng pháp điều khiển máy phát điện. .. máy phát điện sức gió dùng máy điện cảm ứng nguồn kép Chương 3: Thiết kế điều khiển cho máy phát điện sức gió dùng máy điện cảm ứng nguồn kép Chương 4: Mô hệ thống matlab – simulink – plecs kết... thống điều khiển cho máy phát điện sức gió sử dụng máy điện cảm ứng DFIG -603.3.1 Thiết kế điều khiển phía máy phát (MSC) -613.3.2 Thiết kế điều khiển phía lưới (GSC) -643.4 Kết