M CL C Trang t a Quy t Trang nh giao tài Xác nh n c a cán b h ng d n Lý l ch khoa h c L i cam oan i L i c m n ii Tóm t t lu n v n iii M c l c v Danh sách ký hi u s d ng lu n v n viii Danh sách hình xi Danh sách b ng .xiv Ph n m Ch u xv ng : T NG QUAN 1.1 T ng quan v n ng l ng gió 1.1.1.B i c nh l ch s phát tri n 1.1.1.1 S n xu t n ng l ng c h c 1.1.1.2 S n xu t n ng l ng i n 1.2 Ti m n ng tình hình khai thác i n gió t i Vi t Nam 1.2.1.Kh n ng khai thác n ng l ng gió t i Vi t Nam 1.2.2.Tình hình khai thác i n gió t i Vi t Nam 1.2.3.Các d án phát tri n i n gió ang th c hi n 1.3 M c tiêu 1.4 H tài ng nghiên c u 1.5 Ph m vi nghiên c u 1.6 Ph Ch ng pháp nghiên c u: ng 2: C S LÝ THUY T C A H TH NG I N GIÓ 10 2.1 C u t o turbine gió 10 2.1.1 Các lo i turbine gió 10 2.1.3 Các d ng c t tháp turbine gió 12 2.1.4 Cánh qu t tr c cánh qu t 15 2.1.5 ng c i u ch nh cánh qu t i u n h ng turbine 16 2.1.6 H th ng hãm 17 2.1.7 H p s chuy n it c h th ng i u n cánh qu t 18 2.1.8 Võ turbine 18 2.2 Các thông s liên quan n máy phát i n dùng turbine gió 19 2.2.1 Các thông s c b n máy i n không 2.2.2 c tính c c a máy i n không ng b 19 ng b 19 2.2.3 Các công th c c b n c a máy phát i n gió không ng b 20 2.3 Mô hình nguyên lý v n hành c a turbine gió 20 2.3.1 Mô hình c a turbine gió ngu n kép DFIG 20 2.3.2 Nguyên lý làm vi c c a turbine gió 21 2.4 Ph Ch ng pháp i u n mô hình h th ng turbine gió 21 2.4.1 Ph ng pháp i u n h th ng turbine gió c 2.4.2 Ph ng pháp i u n tutbine gió thay 2.4.3 Ph ng pháp n i l it c nh 23 23 i cho h th ng máy phát i n gió 24 ng 3: MÔ HÌNH TOÁN DFIG 26 3.1 Mô hình kh i turbine gió 26 3.2 Bi u di n il ng pha sang il ng vector không gian 28 3.3 Mô hình toán c a máy phát i n DFIG h tr c t a t nh - 30 3.4 Mô hình toán c a máy phát i n DFIG h tr c t a quay d-q 33 3.5 i u n công su t DFIG 36 Ch ng : I U KHI N T I U H TH NG I N GIÓ DFIG 44 4.1 H th ng i u n tuabin gió dùng DFIG 44 4.2 Thi t k gi i thu t i u n góc Pitch 46 Ch 4.2.1 S mô ph ng h th ng tuabin gió - DFIG 48 4.2.2 S mô ph ng tuabin gió 49 4.2.3 S mô ph ng h th ng i u n tuabin gió - DFIG 49 4.2.4 S mô ph ng h th ng i u n RSC 50 4.2.5 S mô ph ng h th ng i u n GSC 51 ng 5: K T QU MÔ PH NG 52 5.1 Tr ng h p : V n t c gió 15 m/s 52 5.2 Tr ng h p : V n t c gió 12 m/s 54 5.3 Tr ng h p : V n t c gió m/s 57 5.4 Tr ng h p : V n t c gió thay i t m/s 5.5 Tr ng h p : V n t c gió thay i 8-9-15 m/s 62 5.6 Tr ng h p : V n t c gió thay i 15-12-9 m/s 64 5.7 Tr ng h p : V n t c gió thay it c su t thay Ch i t 0.5pu n 15 m/s 59 gió t 12 m/s n 15 m/s công n 1pu 67 ng 6: K T LU N 70 6.1 K t lu n 70 6.1.1 K t qu t c 70 6.1.2 H n ch 70 6.2 H ng phát tri n tài t ng lai 71 TÀI LI U THAM KH O 72 DANHăSÁCHăKụăHI UăS ăDỤNGăTRONGăLUẬNăVĔN KỦăhi u Chúăgiải Ρ Mật độ không khí (kg/m3) R Bán kính cánh quạt (m) V Vận tốc gió (m/s) Cp(α,β) Hiệu suất cánh quạt turbine Pm Công suất turbine (w) Tm Moment trục turbine (N.m) Te Moment điện từ máy phát (N.m) r Vận tốc góc điện rotor (rad/s) s Vận tốc góc đồng (elec.rad/s) J Moment quán tính turbine.(Kg/m2) va Điện áp pha A (V) vb Điện áp pha B (V) vc Điện áp pha C (V) v Điện áp trục α hệ quy chiếu αβ v Điện áp trục β hệ quy chiếu αβ vd Điện áp trục d hệ quy chiếu quay dq vq Điện áp trục q hệ quy chiếu quay dq idr Dòng điện rotor trục d hệ quy chiếu quay dq iqr Dòng điện rotor trục q hệ quy chiếu quay dq ids Dòng điện stator trục d hệ quy chiếu quay dq iqs Dòng điện stotor trục q hệ quy chiếu quay dq i r Dòng điện rotor trục α hệ quy chiếu αβ i r Dòng điện rotor trục β hệ quy chiếu αβ i s Dòng điện stator trục α hệ quy chiếu αβ i s Dòng điện stator trục β hệ quy chiếu αβ Rs Điện trở stator (Ω) Lr Điện cảm dây quấn rotor qui phía stator (H) Ls Điện cảm dây quấn stator (H) Lls Điện cảm rò dây quấn stator (H) Llr Điện cảm rò dây quấn rotor (H) Lm Điện cảm từ hóa (H) Nr / Ns Tỷ số vòng dây quấn  dr Từ thông rotor trục d hệ quy chiếu dq (Wb)  ds Từ thông stator trục d hệ quy chiếu dq (Wb)  qr Từ thông rotor trục q hệ quy chiếu dq (Wb)  qs Từ thông stator trục q hệ quy chiếu dq (Wb) Ps Công suất tác dụng đầu cực stator (W) Qs Công suất phản kháng đầu cực stator (VAr) Pn Công suất định mức (W) fn Tần số định mức (Hz) Vn Điện áp định mức (V) p Số đôi cực từ Λ Tip-speed-ratio Β Góc pitch (deg) Chỉăsốătrên e, s Hệ trục tọa độ quay đồng dq hệ trục αβ ref, * Giá trị điều khiển giá trị đặt DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Các d ng turbine gió 10 Hình 2.2 C u t o turbine gió tr c ngang 11 Hình 2.3 C t thép hình ng 13 Hình 2.4 C t tháp khung giàn 14 Hình 2.5 C t tháp d ng dây n i t 14 Hình 2.6 C u t o tháp tr 15 Hình 2.7 Cánh qu t 16 Hình 2.8 Tr c cánh qu t 16 Hình 2.9 ng c Hình 2.10 i u ch nh góc nghiên cánh qu t 17 ng c i u ch nh h ng turbine 17 Hình 2.11 H th ng hãm turbine 18 Hình 2.12 H p s chuy n it c 18 Hình 2.13 Võ turbine 19 Hình 2.14 Hình 2.15 S t tính moment quay c a máy i n không ng b 20 k t n i h th ng máy phát i u n ngu n kép DFIG 21 Hình 2.16 Mô hình máy phát không ng b 22 Hình 2.17 Mô hình máy phát không ng b Hình 2.18 ng c tính moment theo i u n i n tr rotor (lo i B) 22 tr t s, thay i i n tr rotor 23 Hình 2.19 Mô hình máy phát i n gió có i u n t c 23 Hình 2.20 Mô hình máy phát i n gió có i u n t c 24 Hình 2.21 Mô hình k t n i tr m i n gió vào l Hình 3.1: i i n 25 c tính c a Cp( , ) 27 Hình 3.2 Nguyên lý vector không gian 28 Hình 3.3 S u dây c a hai b dây qu n stator rotor d ng Y-Y 30 Hình 3.4 Tr c c a dây qu n stator rotor h tr c dq 34 Hình 3.5 M ch i n t chi u dq quay v i t c Hình 3.6 S Hình 3.7 ng ng mô hình ng c DFIG h tr c t a ng b 36 i u n dòng công su t trao nh h tham i 37 ng h tr c t a dq theo véct Hình 3.8 Gi n véct i véct t thông stator 39 Hình 3.9 Gi n véct dòng, áp t thông c a DFIG 41 i n áp l i n áp l i 38 Hình 3.10 Giá tr tham chi u i u n cho dòng i n stator c tính t công su t t 43 Hình 4.1 S Hình 4.2 : i u n t ng th tuabin gió t c ng cong công su t lý t thay i DFIG 44 ng c a turbine gió 47 Hình 4.3 : Kh i i u ch nh góc Pitch 47 Hình 4.4 Mô hình i u n h th ng i n gió 48 Hình 4.5 : S mô ph ng h th ng tuabin gió - DFIG 51 Hình 4.6 : S mô ph ng h th ng i u n tuabin gió - DFIG 52 Hình 4.7: S mô ph ng h th ng i u n RSC 53 Hình 4.8 : S mô ph ng h th ng i u n GSC 54 Hình 5.1 : V n t c gió , công su t t , góc Pitch 53 Hình 5.2 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 54 Hình 5.3 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 54 Hình 5.4: i n áp dòng i n DFIG 55 Hình 5.5 : V n t c gió , công su t t , góc Pitch 56 Hình 5.6 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 56 Hình 5.7 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 54 Hình 5.8 : i n áp dòng i n DFIG 58 Hình 5.9 : V n t c gió , công su t t , góc Pitch 58 Hình 5.10 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 59 Hình 5.11 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 59 Hình 5.12 : i n áp dòng i n DFIG 60 Hình 5.13 : V n t c gió , công su t t, góc Pitch 61 Hình 5.14 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 62 Hình 5.15 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 60 Hình 5.16 : i n áp dòng i n DFIG 63 Hình 5.17 : V n t c gió , công su t t, góc Pitch 64 Hình 5.18 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 64 Hình 5.19 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 64 Hình 5.20 : i n áp dòng i n DFIG 66 Hình 5.21 : V n t c gió , công su t t, góc Pitch 67 Hình 5.22: Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 67 Hình 5.23 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 64 Hình 5.24 : i n áp dòng i n DFIG 69 Hình 5.25 : V n t c gió , công su t t, góc Pitch 70 Hình 5.26 : Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 70 Hình 5.27: Công su t tác d ng công su t ph n kháng DFIG 64 Hình 5.28: i n áp dòng i n DFIG 64 DANH SÁCH CÁC B NG Trang B ng 1.1 S phát tri n c a turbine gió 1985 2015 B ng 1.2 L ch s turbine gió B ng 1.3 Ho t ng c a turbine gió lo i công su t l n PH NăMỞăĐ U Trong năm gần đây, l ợng gió đư trở thành nguồn l ợng quan trọng đầy triển vọng việc sử dụng nguồn l ợng tái tạo Trong nhiều lựa chọn để sản xuất điện, nhiều n ớc h ớng đến sử dụng nguồn l ợng tái tạo hạn chế phụ thuộc vào nguồn l ợng truyền thống dần cạn kiệt ảnh h ởng môi tr ng Trong loại hình l ợng tái tạo, l ợng gió đ ợc trọng đặc biệt đặc điểm u việt sau: - Điện gió có giá thành thấp, thấp nguồn l ợng tái tạo Nếu xem xét chi phí môi tr ng, xư hội sức khỏe ng i vào giá thành điện gió cạnh trạnh với điện đ ợc sản xuất từ nguồn nhiên liệu hoá thạch - Điện gió tiết kiệm tài nguyên đất, phần lớn diện tích đất nhà máy phong điện đ ợc sử dụng cho mục đích khác - Tài nguyên l ợng gió t ơng đối phong phú, đặc biệt vùng ven biển vùng đất trống, phát triển qui mô lớn - Th i gian xây dựng dự án điện gió ngắn nhiều so với th i gian xây dựng dự án điện truyền thống nh điện hạt nhân hay nhiệt điện Việt Nam, dù đ ợc đánh giá có tiềm phát triển tốt, l ợng gió ngành mẻ Mọi thứ thuộc ngành b ớc khởi đầu Các văn pháp lý cho phát triển điện gió, thông tin, kiến thức ngành mức hạn chế Tuy nhiên, đứng tr ớc nhu cầu sử dụng điện ngày cao, nh phải đối mặt với vấn đề an ninh l ợng môi tr ng việc phát triển sử dụng nguồn l ợng sạch, có điện gió cần thiết Từ u việt trên, tác giả đư lựa chọn đề tài “ĐiềỐ Ệểiển ỏối ưỐ ểệ ỏểốnỂ điện gió” làm đề tài nghiên cứu với mong muốn hiểu biết thêm ph ơng pháp vận ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ Ch GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY ng 6: K TăLUẬN 6.1.ăK tălu n Sau tìm hiểu nguồn lượng gió Vi t Nam cho th y tiềm để phát triển khai thác bổ sung cho nguồn n quốc gia, thay nguồn lượng hóa th ch ngày c n ki t Tuy nhiên hi n ta giai đo n nghiên c u ng dụng vài nơi Do vi c nghiên c u điều khiển v n đề liên quan đến máy phát n gió cần thiết tương lai 6.1.1 K tăquảăđ tăđ c - Tổng quan nhu cầu lượng n tình hình lượng giới hi n - Tiềm nhu cầu, thuận lợi khó khăn sử dụng lượng gió t i Vi t Nam - Tìm hiểu h thống phát n gió: C u t o lo i turbine gió - Nguyên lý vận hành c a turbine gió, phương pháp điều khiển, mô hình phương pháp nối lưới cho h thống máy phát n gió - Có thể điều khiển công su t ngõ c a DFIG theo yêu cầu lưới độc lập với công su t gió ngõ vào ( t t nhiên lớn công su t cực đ i mà tua bin gió thu được) thành lập mô hình điều khiển tương ng 6.1.2.ăH năch HVTH: HÀ VĂN H NG Trang75 ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY - Vi c nghiên c u thực hi n mô hình xây dựng Matlab/Simulink Chưa có th i gian nghiên c u sâu thêm để c i thi n v n đề m rộng giới h n tốc độ gió thực tế - Chưa nghiên c u tác động c a turbine gió gây nh hư ng đến ổn định c a h thống 6.2 H ớngăphátătri năđ ătƠiătrongăt ngălai ng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật điều khiển hi n đ i vào lĩnh vực lượng tái t o hết s c cần thiết mang tính c p bách tương lai không xa Do cần ph i quan tâm nghiên c u thêm v n đề sau - Kh o sát nh hư ng c a h thống nhiều máy phát n gió công su t lớn (cánh đồng gió) kết nối với lưới n - Các kỹ thuật điều khiển chuyển đổi công su t cho turbine gió xem xét tác động c a chúng đến lưới n turbine gió - Nghiên c u lĩnh vực hòa lưới tác động c a turbine gió gây nh hư ng đến ổn định c a h thống - Nghiên c u trư ng hợp x y cố turbine tác động nh hư ng đến toàn h thống - Các kỹ thuật điều khiển turbine gió hi n đ i kết hợp m ng neuron logic m … HVTH: HÀ VĂN H NG Trang76 ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY TÀIăLI U THAMăKH O Tài ệiệỐ ỏronỂ nước [1] TS Nguy n Bách Phúc, Ks Nguy n Hữu Bính, “TổnỂ qỐan ốề pểáỏ ỏriển điện Ểió ỏrên ỏể Ểiới”, Vi n Đi n-Đi n tử Tin học TP.HCM [2] Nguy n Phùng Quang, “Maỏệab&SimỐệinỆ ếànể cểo Ệỹ sư điềỐ Ệểiển ỏự độnỂ” NXBKH&KT-2006 [3] PGS.TS Lê Minh Phương, TS Phan Quốc Dũng, “Simulink-power system bệocỆsỀỏ ỏronỂ pểònỂ ỏểí nỂểiệm ỏrỐyền độnỂ điện” [4] LVTh.S Nguy n Trọng Thắng, “ĐiềỐ Ệểiển máy pểáỏ điện cảm ứnỂ cấp nỂỐồn ỏừ ểa pểía”.ĐHSPKT-2010 [5] Phan Xuân Minh, Nguy n Doãn Phước “ Lý ỏểỐy ỏ điềỐ Ệểiển mờ” NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2002 [6] LVTh.S Tống Thị Hiếu “ Nghiên c u h thống tuabin gió sử dụng máy phát [7] Phần mềm Matlab/simulink version 2010a Tài ệiệỐ nước nỂoài [8] Effective control of wind turbine generator wind speed changes in gridconnected applications - M.G MOLINA* P.E MERCADO - Universidad Nacional de San Juan – UNSJ Argentina [9] Modeling of Wind Turbine Driving Permanent Magnet Generator with Maximum Power Point Tracking System - Ali M Eltamaly [10] A Novel Integrated AC/DC/AC Converter For Direct Drive Permanent Magnet Wind Power Generation System - J.Sheela Arokia Mary, HVTH: HÀ VĂN H NG Trang77 ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY S.Sivasakthi Student, M.E Embedded System Technologies, Associate Professor, Department of EEE [11] Wind Turbine Operation in Power Systems and Grid Connection Requirements - A Sudrià1 , M Chindris2, A Sumper , G Gross1 and F Ferrer [12] Control DFIG wind generators - By s müller, m deicke, & rik w.de doncker [13] Wind Turbine Control Systems - Fernando D Bianchi, Hernán De Battista and Ricardo J Mantz [14] Wind Energy Colloquium Proceedings of the Euromech and Stephan Barth With 199 Figures and 14 Tables - Joachim Peinke, Peter Schaumann and Stephan Barth (Eds) [15] Wind energy handbook - Tony Burton - David Sharpe - Nick Jenkins - Ervin Bossanyi [16] Fuzzy Logic Toolbox , For Use with MATLAB Các trang web [17] http://www.GWEC.net [18] http://vietnam.net.vn [19] http://www.hepc.edu.vn/ “ốònỂ qỐanể ỏể Ểiới” [20] http:/www.icon.com.vn/”trang tin n tử ngành n” [21] http://Vnexpress.net/ “Nguồn lượng gió an toàn hi u qu ” HVTH: HÀ VĂN H NG Trang78 ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY [22] http://www.windturbine star/windturbine picture.htm [23] http://en.wikipedia.org/wiki/Wind_turbine HVTH: HÀ VĂN H NG Trang79 MỤCăLỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Xác nhận c a cán hướng dẫn Lý lịch khoa học L i cam đoan i L i c m ơn ii Tóm tắt luận văn iii Mục lục .v Danh sách ký hi u sử dụng luận văn viii Danh sách hình xi Danh sách b ng .xiv Phần m đầu xv Ch ngă1 : T NG QUAN 1.1 Tổng quan lượng gió 1.1.1.Bối c nh lịch sử phát triển 1.1.1.1 S n xu t lượng cơhọc 1.1.1.2 S n xu t lượng n v 1.2 Tiềm tình hình khai thác n gió t i Vi t Nam 1.2.1.Kh khai thác lượng gió t i Vi t Nam 1.2.2.Tình hình khai thác n gió t i Vi t Nam 1.2.3.Các dự án phát triển n gió thực hi n 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4Hướng nghiên c u 1.5Ph m vi nghiên c u 1.6 Phương pháp nghiên c u: Ch ng 2:ăC ăSỞăLụăTHUY TăC AăH ăTH NGăĐI NăGIÓ 10 2.1C u t o turbine gió 10 2.1.1Các lo i turbine gió 10 2.1.3Các d ng cột tháp turbine gió 12 2.1.4Cánh qu t trục cánh qu t 15 2.1.5Động điều chỉnh cánh qu t điều khiển hướng turbine 16 2.1.6H thống hãm 17 2.1.7Hộp số chuyển đổi tốc độ h thống điều khiển cánh qu t 18 2.1.8Võ turbine 18 2.2Các thông số liên quan đến máy phát n dùng turbine gió 19 2.2.1Các thông số b n máy n không đồng 19 2.2.2Đặc tính c a máy n không đồng 19 vi 2.2.3Các công th c b n c a máy phát n gió không đồng 20 2.3Mô hình nguyên lý vận hành c a turbine gió 20 2.3.1Mô hình c a turbine gió nguồn kép DFIG 20 2.3.2Nguyên lý làm vi c c a turbine gió 21 2.4Phương pháp điều khiển mô hình h thống turbine gió 21 2.4.1Phương pháp điều khiển h thống turbine gió cố định 23 2.4.2Phương pháp điều khiển tutbine gió thay đổi tốc độ 23 2.4.3Phương pháp nối lưới cho h thống máy phát n gió 24 Ch ngă3:ăMÔ HÌNH TOÁN DFIG 26 3.1Mô hình khối turbine gió 26 3.2Biểu di n đ i lượng pha sang đ i lượng vector không gian 28 3.3Mô hình toán c a máy phát n DFIG h trục tọa độ tĩnh α-β 30 3.4Mô hình toán c a máy phát n DFIG h trục tọa độ quay d-q 33 3.5Điều khiển công su t DFIG 36 Ch ngă4ă:ăĐI UăKHI NăT Iă UăH ăTH NGăĐI NăGIÓ DFIG 44 4.1H thống điều khiển tuabin gió dùng DFIG 44 4.2Thiết kế gi i thuật điều khiển góc Pitch 46 4.2.1 Sơ đồ mô h thống tuabin gió - DFIG 48 4.2.2 Sơ đồ mô tuabin gió 49 4.2.3 Sơ đồ mô h thống điều khiển tuabin gió - DFIG 49 vii 4.2.4Sơ đồ mô h thống điều khiển RSC 50 4.2.5 Sơ đồ mô h thống điều khiển GSC 51 Ch ngă5:ăK TăQU ăMÔăPH NG 52 5.1Trư ng hợp :Vận tốc gió 15 m/s 52 5.2Trư ng hợp : Vận tốc gió 12 m/s 54 5.3Trư ng hợp : Vận tốc gió m/s 57 5.4Trư ng hợp : Vận tốc gió thay đổi từ m/s đến 15 m/s 59 5.5 Trư ng hợp :Vận tốc gió thay đổi 8-9-15 m/s 62 5.6 Trư ng hợp : Vận tốc gió thay đổi 15-12-9 m/s 64 5.7Trư ng hợp : Vận tốc gió thay đổi tốc độ gió từ 12 m/s đến 15 m/s công su t thay đổi từ 0.5pu đến 1pu 67 Ch ng 6:ăăK TăLUẬN 70 6.1 Kết luận 70 6.1.1 Kết qu đ t 70 6.1.2 H n chế 70 6.2 Hướng phát triển đề tài tương lai 71 TÀI LI U THAM KH O 72 viii DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Các dạng turbine gió 11 Hình 2.2 Cấu tạo turbine gió trục ngang 12 Hình 2.3 Cột thép hình ống 14 Hình 2.4 Cột tháp khung giàn 15 Hình 2.5 Cột tháp dạng dây nối đất 15 Hình 2.6 Cấu tạo tháp trụ 16 Hình 2.7 Cánh quạt 17 Hình 2.8 Trục cánh quạt 17 Hìnể 2.9 ĐộnỂ c điều chỉnh góc nghiên cánh quạt 18 Hìnể 2.10 ĐộnỂ c điều chỉnể ểướng turbine 18 Hình 2.11 Hệ thống hãm turbine 19 Hình 2.12 Hộp số chuyển đổi tốc độ 19 Hình 2.13 Võ turbine 20 Hìnể 2.14 Đặt tính moment quay máy điện ỆểônỂ đồng 21 Hìnể 2.15 S đồ k t nối hệ thốnỂ máy pểáỏ điều khiển nguồn kép DFIG 22 Hìnể 2.16 Mô ểìnể máy pểáỏ ỆểônỂ đồng 23 Hìnể 2.17 Mô ểìnể máy pểáỏ ỆểônỂ đồng điều khiển điện trở rotor (loại B) 23 Hìnể 2.18 ĐườnỂ đặc ỏínể momỀnỏ ỏểỀo độ ỏrượỏ s, ỏểay đổi điện trở rotor 24 xi Hìnể 2.19 Mô ểìnể máy pểáỏ điện Ểió có điều khiển tốc độ 25 Hìnể 2.20 Mô ểìnể máy pểáỏ điện Ểió có điều khiển tốc độ 25 Hình 2.21 Mô hình k t nối trạm điện Ểió ốào ệưới điện 26 Hìnể 3.1: Đặc tính Cp(λ,β) 29 Hình 3.2 Nguyên lý vector không gian 30 Hìnể 3.3 S đồ đấu dây hai dây quấn stator rotor dạng Y-Y 32 Hình 3.4 Trục dây quấn stator rotor hệ trục dq 36 Hình 3.5 Mạcể điện ỏư nỂ đư nỂ mô ểìnể độnỂ c DFIG ỏronỂ ểệ trục tọa độ tham chi u dq quay với tốc độ đồng 38 Hìnể 3.6 S đồ điều khiển dòng công suấỏ ỏrao đổi 39 Hìnể 3.7 Địnể ểướng hệ trục tọa độ ếq ỏểỀo ốécỏ điện áp ệưới 40 Hình 3.8 Giản đồ ốécỏ điện áp ệưới ốà ốécỏ ỏừ thông stator 41 Hình 3.9 Giản đồ ốécỏ ếònỂ, áp ốà ỏừ thông DFIG 43 Hình 3.10 Giá trị tham chi Ố điều khiển cểo ếònỂ điện sỏaỏor tính từ công suất đặt 45 Hìnể 4.1 S đồ điều khiển tổng thể tuabin gió tốc độ ỏểay đổi DFIG 46 Hìnể 4.2 : Đường cong công suấỏ ệý ỏưởng turbine gió 49 Hình 4.3 : Khối điều chỉnh góc Pitch 49 Hìnể 4.4 Mô ểìnể điều khiển hệ thốnỂ điện gió 50 Hình 4.5 : S đồ mô ph ng hệ thống tuabin gió - DFIG 48 Hình 4.6 : S đồ mô ph ng hệ thốnỂ điều khiển tuabin gió - DFIG 49 xii Hình 4.7: S đồ mô ph ng hệ thốnỂ điều khiển RSC 49 Hình 4.8 : S đồ mô ph ng hệ thốnỂ điều khiển GSC 52 Hình 5.1 : Vận tốc gió , công suấỏ đặt , góc Pitch 55 Hình 5.2 : Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 56 Hình 5.3 : Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 56 Hình 5.4: Điện áp ốà ếònỂ điện DFIG 57 Hình 5.5 : Vận tốc gió , công suấỏ đặt , góc Pitch 58 Hình 5.6 : Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 58 Hình 5.7 : Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 56 Hình 5.8 : Điện áp ốà ếònỂ điện DFIG 60 Hình 5.9 : Vận tốc gió , công suấỏ đặt , góc Pitch 60 Hình 5.10 : Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 61 Hình 5.11 : Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 61 Hình 5.12 : Điện áp ốà ếònỂ điện DFIG 62 Hình 5.13: Vận tốc gió , công suấỏ đặt, góc Pitch 63 Hình 5.14 : Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 64 Hình 5.15 : Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 60 Hình 5.16 : Điện áp ốà ếònỂ điện DFIG 65 Hình 5.17 : Vận tốc gió ,công suấỏ đặt, góc Pitch 66 Hình 5.18 :Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 66 xiii Hình 5.19 : Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 66 Hình 5.20 : Điện áp ốà ếònỂ điện DFIG 68 Hình 5.21 : Vận tốc gió , công suấỏ đặt, góc Pitch 69 Hình 5.22: Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 69 Hình 5.23 : Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 66 Hình 5.24 : Điện áp ốà ếònỂ điện DFIG 71 Hình 5.25 : Vận tốc gió , công suấỏ đặt, góc Pitch 72 Hình 5.26 : Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 72 Hình 5.27: Công suất tác dụng công suất phản kháng DFIG 66 Hình 5.28:Điện áp ốà ếònỂ điện DFIG 66 DANHăSÁCHăCÁCăB NGăă xiv Trang BảnỂ 1.1 Sự pểáỏ ỏriển ỏỐrbinỀ Ểió ỏronỂ 1985 – 2015 BảnỂ 1.2 Lịcể sử ỏỐrbinỀ Ểió BảnỂ 1.3 Hoạỏ độnỂ ỏỐrbinỀ Ểió ệoại cônỂ sỐấỏ ệớn xv S K L 0 [...]... điều khiển h ớng turbine: Mục đích để chỉnh turbine h ớng vuông góc với h ớng gió khi có thay đổi hay nhi u lo n h ớng gió H nể 2 .10 ĐộnỂ c điềỐ cểỉnể ểướnỂ ỏỐrbinỀ 2 .1. 6 H ăthống h m HVTH: H VĂN H NG Trang18 ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY H nể 2 .11 H ỏểốnỂ ểãm ỏỐrbinỀ 2 .1. 7 H păsốăchuy năđ iătốcăđộăvƠ h ăthốngăđi uăkhi năcánhăqu t H thống h p số (Gearbox): Mục đích làm... Công Gi ă su tă Th iăgiană quét su tă ho tă đƣă ho t (MW) động phát động 2 (m ) (GWh) Mod – 1, USA 60 2827 2 ¾ ¾ 19 79 – 83 Growian, Đ c 10 0 7854 3 420 ¾ 19 81 – 87 53 2236 1. 25 695 0.2 19 41 – 45 78 4778 4 7200 16 19 82 – 94 40 12 57 0.63 8 414 2 19 79 – 93 60 2827 3 84 41 6 19 87 – 82 91 6504 2.5 8658 15 19 82 – 88 75 4 418 2 11 400 13 19 83 – 88 38 11 41 0.2 13 045 1 1977 – 82 61 2922 2 14 175 10 19 88 – 93 École,... kĩ thuật cũng có những bước tiến xa Cuối thế kỉ 20, 20 năm sau khi thế giới không thành công trong vi c thử nghi m HVTH: H VĂN H NG Trang7 ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY turbine gió công su t megawatt, turbine gió 1. 5 – 2 MW đã tr thành một kĩ thuật tối tân 1. 2 Ti mănĕngăvƠătình h nhăkhaiăthácăđi năgióăt iăVi tăNam 1. 2 .1 Khảănĕngăkhaiăthácănĕngăl ngăgióăt iăVi tăNam Theo... Đan M ch Đ ngă Di nă tích kính quét Công su tă (kW) Công su tă riêng Sốă Chi uă cánh cao tháp qu t (m) Ngày raăđ i (m) (m2) 23 408 18 0.04 4 ¾ 18 91 53 22 31 1250 0.56 2 34 19 41 17 237 0. 21 3 24 19 41 (kW/m2) Smith – Putnam, USA F.L Smidth, HVTH: H VĂN H NG Trang4 ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY Đan M ch F L Smidth, Đan M ch Gedser, Đan M ch Hutter, Đ c 24 456 70 0 .15 3 24 19 42... cột tháp khung giàn (lattice tower) HVTH: H VĂN H NG Trang14 ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY H nể 2.4 Cộỏ ỏểáp ỆểỐnỂ Ểiàn Cột tháp d ng khung giàn được s n xu t sử dụng những mặt nghiêng mối h n thép Lợi thế cơ b n c a cột thép d ng khung giàn là chi phí th p, vì một cột tháp d ng khung giàn chỉ yêu cầu bằng một nửa số nguyên li u so với một cột tháp h nh ống với độ vững chãi... ỏronỂ 19 85 – 2 015 Nĕm Côngăsu tă(kW) Đ ngăkínhărotoră(m) 19 85 50 15 19 89 300 30 19 92 500 37 19 94 600 46 19 98 15 00 70 2003 3000 – 3600 90 – 10 4 2 015 4500 – 5000 11 2 – 12 8 1. 1 .1 Bốiăcảnhălịchăs ăphátătri n Lịch sử phát triển tổng quát về năng lượng gió được chia thành hai phần:  Sử dụng tài nguyên tự nhiên gió để t o ra năng lượng cơ h c  Sử dụng tài nguyên tự nhiên gió để t o ra năng lượng đi n 1. 1 .1. 1.. .h nh và điều khiển Việc thay thế các bộ điều khiển truyền thống bằng các ph ơng pháp điều khiển thông minh hiện nay nh dùng mô h nh mô phỏng điều khiển góc Pitch ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ Ch GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY ng 1 : T NGăQUAN 1. 1 T ngăquanăv ănĕngăl ngăgió Năng lượng gió được sử dụng cách đây 3000 năm Đến đầu thế kỉ 20, năng lượng gió được dùng để cung c p năng lượng cơ h c như bơm... toán và mô phỏng h thống đi n gió  Đánh giá kết qu và đề xu t h ớng phát triển c a đề tài Ch ng 2: C ăSỞăLụăTHUY TăC A H ăTH NGăĐI NăGIÓ 2 .1 C uăt oăturbineăgió 2 .1. 1 Cácălo iăturbineăgió HVTH: H VĂN H NG Trang10 ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY Các tuabin gió hi n nay được chia thành hai lo i:  Một lo i theo trục đ ng giống như máy bay trực thăng  Một lo i theo trục ngang... gió c a ngư i Mĩ hi n vẫn được sử dụng cho mục đích nông nghi p trên toàn thế giới HVTH: H VĂN H NG Trang3 ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ Sảnăxu tănĕngăl 1. 1 .1. 2 GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY ngăđi nă:ă Trong năm 18 91, Dane Poul LaCour đã chế t o turbine gió đầu tiên phát ra đi n Các kĩ sư Đan M ch đã phát triển kĩ thuật để bổ sung năng lượng thiếu trong chiến tranh thế giới th nh t và th hai Turbine gió... 2 .1. 5 Độngăc ăđi uăchỉnhăcánhăqu tăvƠăđi uăkhi n h ớngăturbine HVTH: H VĂN H NG Trang17 ĐI U KHI N T I U H TH NG ĐI N GIÓ GVHD: TS HUỲNH CHÂU DUY H thống điều khiển góc nghiên c a cánh qu t, được sử dụng 3 động cơ để thay đổi góc quay (Yaw driver) Mục đích để nhận được năng lượng gió là lớn nh t có thể và không nhận năng lượng khi tốc độ gió vượt giới h n cho phép như giông b o H nể 2.9 ĐộnỂ c điềỐ cểỉnể