thiết kế bộ nghịch lưu hòa năng lượng mặt trời lên lưới điện quốc gia

79 787 2
thiết kế bộ nghịch lưu hòa năng lượng mặt trời lên lưới điện quốc gia

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TẠ QUANG MINH THIẾT KẾ BỘ NGHỊCH LƯU HÒA NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LÊN LƯỚI ĐIỆN QUỐC GIA NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TẠ QUANG MINH THIẾT KẾ BỘ NGHỊCH LƯU HÒA NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LÊN LƯỚI ĐIỆN QUỐC GIA NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TẠ QUANG MINH THIẾT KẾ BỘ NGHỊCH LƯU HÒA NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI LÊN LƯỚI ĐIỆN QUỐC GIA NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 Hướng dẫn khoa học: TS TRƯƠNG VIỆT ANH Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2012 Luận văn tốt nghiệp Lý lịch khoa học LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ tên: Tạ Quang Minh Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15/10/1988 Nơi sinh: Bến Tre Quê quán: xã Bình Hòa, huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: xã Bình Hòa, huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre Điện thoại: 0975120903 E-mail: tqminh58@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ: 2006 đến năm 2010 Nơi học (trường, thành phố): Đại học Cần Thơ, Thành phố Cần Thơ Ngành học: Kỹ thuật điện Tên luận văn tốt nghiệp: Khảo sát cải tạo lưới điện trung 22kV huyện Giồng Trôm tỉnh Bến Tre Thời gian & nơi bảo vệ luận văn tốt nghiệp: 4/2010 Đại học Cần Thơ Người hướng dẫn: Ths Đỗ Nguyễn Duy Phương III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 07/2010 – 08/2010 Cao đẳng Nghề Cần Thơ Giáo viên GVHD: TS Trương Việt Anh Trang i HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Lời cam đoan LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 09 năm 2012 Người cam đoan Tạ Quang Minh GVHD: TS Trương Việt Anh Trang ii HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc em gửi đến Tiến Sĩ Trương Việt Anh, người Thầy tận tụy hướng dẫn em suốt trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn Chân thành cảm ơn quí thầy cô Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Trường Đại Học Bách khoa TP.HCM giảng dạy em suốt hai năm học Và cuối cùng, xin cảm ơn đến tất anh chị, bạn bè giúp đỡ tinh thần, vật chất công sức suốt trình học tập để hoàn thành luận văn Xin trân trọng cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 09 năm 2012 Tạ Quang Minh GVHD: TS Trương Việt Anh Trang iii HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Tóm tắt TÓM TẮT Trong sạc xe điện, lưới điện cung cấp lượng cho pin thông qua sạc Đối với lưới điện ba pha, chỉnh lưu ba pha cấu trúc quan trọng cho sạc Khả bơm công suất trực tiếp tính ưu việt hệ số công suất đặc tính phương án đề xuất trình bày luận văn Điều khiển tựa theo điện áp là phương pháp dựa theo hệ tọa độ d-q Phương pháp điều khiển tựa áp cho nghịch lưu ba pha thiết kế mô Việc mô thực phần mềm Matlab/Simulink Việc thiết kế phân lập dòng điện điều khiển kết hợp với phương pháp độ rộng xung dùng để điều khiển nghịch lưu Kết mô trình bày so sánh với việc nghiên cứu lý thuyết Mô hình tiếp tục phát triển để đáp ứng với thay đổi môi trường GVHD: TS Trương Việt Anh Trang iv HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Tóm tắt ABSTRACT In a plug-in hybrid electric vehicle, the utility grid will charge the vehicle battery through the battery charger For a three-phase grid supply voltage, threephase boost rectifiers are a commonly used scheme for chargers Directional power transfer capability and unit power factor operation are interesting features that can be achieved by the method proposed in this thesis The Voltage Oriented Control is one of these methods based on high performance dq-coordinate controllers The Voltage Oriented Control method for a three-phase inverter have been designed and simulated The system simulation has been done using Matlab/Simulink software Feedforward decoupled current control has been designed along with Pulse Width Modulation scheme to control the inverter The simulation results have been presented and control system performance evaluated in theoretical studies result This model is developing in response to environmental changes GVHD: TS Trương Việt Anh Trang v HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Mục lục MỤC LỤC Trang Trang tựa Quyết định giao đề tài Xác nhận cán hướng dẫn Lý lịch khoa học i Lời cam đoan .ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Mục lục vi Danh sách chữ viết tắt viii Danh sách bảng ix Danh sách hình x Tài liệu tham khảo xiii Chương Tổng quan đề tài 01 1.1 Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu nước công bố 01 1.2 Mục đích đề tài 04 1.3 Nhiệm vụ đề tài giới hạn đề tài 04 1.4 Phương pháp nghiên cứu 04 1.5 Điểm luận văn 05 1.6 Giá trị thực tiễn luận văn 05 1.7 Bố cục luận văn 05 Chương Phương pháp tiếp cận 06 2.1 Mô hình pin mặt trời 06 2.2 Bộ chuyển đổi DC/DC boots converter 10 2.3 Điểm làm việc cực đại pin mặt trời 13 2.4 Các phương pháp tìm điểm cực đại pin mặt trời 17 2.4.1 Phương pháp điện áp số 17 GVHD: TS Trương Việt Anh Trang vi HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Mục lục 2.4.2 Phương pháp P&O (Perturb and Observe) 18 2.4.3 Phương pháp InC (Incremental Conductance) 19 2.4.4 Nhược điểm phương pháp P&O InC 21 2.5 Xây dựng mô hình pin mặt trời Matlab/Simulink 22 Chương Phương án đề xuất 27 3.1 Phương pháp Voltage Oriented Control 27 3.1.1 Chuyển tọa độ (a, b, c) sang (d, q) ngược lại 30 3.1.2 Các thành phần nghịch lưu theo phương pháp VOC 32 3.1.2.a Khối hệ thống 32 3.1.2.b Vòng khóa pha PLL 33 3.1.2.c Bộ điều khiển dòng 34 3.1.3 Ưu nhược điểm phương pháp VOC 36 3.2 Thông số điều khiển 36 3.2.1 Kỹ thuật điều khiển PID 36 3.2.2 Dãy thuật bầy đàn Particle Swarm Optimization 39 Chương Kết mô 43 4.1 Sơ đồ mô hình Matlab/Simulink 43 4.2 Kết mô 44 4.2.1 Khi Id* = (A), Iq*= (A) 44 4.2.2 Khi Id* = 10 (A), Iq*= (A) 46 4.2.3 Khi Id* = 12 (A), Iq*= (A) 48 4.2.4 Khi Id* = 14 (A), Iq*= (A) 50 4.3 Nhận xét 53 Chương Kết luận đề xuất 54 5.1 Kết luận 54 5.2 Hạn chế hướng phát triển đề tài 54 5.2.1 Hạn chế 54 5.2.2 Hướng phát triển đề tài 54 GVHD: TS Trương Việt Anh Trang vii HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô H4.4a H4.4b Hình 4.4: Dòng điện ngõ cường độ xạ 0.2 kW/m2 H4.4a: Dòng điện công suất điểm cực đại, H4.4b vượt qua điểm công suất cực đại Phân tích THD dòng điện ngõ nghịch lưu: GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 45 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Hình 4.5: Tín hiệu THD dòng điện ngõ cường độ xạ 0.2 kW/m2 4.1.2 Khi cường độ xạ Isolation = 0.4 kW/m2 Công suất tác dụng ngõ nghịch lưu (W): Hình 4.6: Công suất tác dụng ngõ cường độ xạ 0.4 kW/m2 Công suất phản kháng ngõ nghịch lưu (VAr): GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 46 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Hình 4.7: Công suất phản kháng ngõ cường độ xạ 0.4 kW/m2 Điện áp ngõ nghịch lưu (V): Hình 4.8: Điện áp ngõ cường độ xạ 0.4 kW/m2 Dòng điện ngõ nghịch lưu (V): GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 47 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Hình 4.9: Dòng điện ngõ cường độ xạ 0.4 kW/m2 Phân tích THD dòng điện ngõ nghịch lưu: Hình 4.10: Tín hiệu THD dòng điện ngõ cường độ xạ 0.4 kW/m2 4.1.3 Khi cường độ xạ Isolation = 0.6 kW/m2 Công suất tác dụng ngõ nghịch lưu (W): GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 48 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Hình 4.11: Công suất tác dụng ngõ cường độ xạ 0.6 kW/m2 Công suất phản kháng ngõ nghịch lưu (VAr): Hình 4.12: Công suất phản kháng ngõ cường độ xạ 0.6 kW/m2 Điện áp ngõ nghịch lưu (V): GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 49 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Hình 4.13: Điện áp ngõ cường độ xạ 0.6 kW/m2 Dòng điện ngõ nghịch lưu (V): Hình 4.14: Dòng điện ngõ cường độ xạ 0.6 kW/m2 Phân tích THD dòng điện ngõ nghịch lưu: GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 50 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Hình 4.15: Tín hiệu THD dòng điện ngõ cường độ xạ 0.6 kW/m2 4.1.4 Khi cường độ xạ Isolation = 0.8 kW/m2 Công suất tác dụng ngõ nghịch lưu (W): Hình 4.16: Công suất tác dụng ngõ cường độ xạ 0.8 kW/m2 Công suất phản kháng ngõ nghịch lưu (VAr): GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 51 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Hình 4.17: Công suất phản kháng ngõ cường độ xạ 0.8 kW/m2 Điện áp ngõ nghịch lưu (V): Hình 4.18: Điện áp ngõ cường độ xạ 0.8 kW/m2 Dòng điện ngõ nghịch lưu (V): GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 52 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Hình 4.19: Dòng điện ngõ cường độ xạ 0.8 kW/m2 Phân tích THD dòng điện ngõ nghịch lưu: Hình 4.20: Tín hiệu THD dòng điện ngõ cường độ xạ 0.8 kW/m2 4.1.5 Khi cường độ xạ Isolation = kW/m2 Công suất tác dụng ngõ nghịch lưu (W): GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 53 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Hình 4.21: Công suất tác dụng ngõ cường độ xạ kW/m2 Công suất phản kháng ngõ nghịch lưu (VAr): Hình 4.22: Công suất phản kháng ngõ cường độ xạ kW/m2 Điện áp ngõ nghịch lưu (V): GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 54 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Hình 4.23: Điện áp ngõ cường độ xạ kW/m2 Dòng điện ngõ nghịch lưu (V): Hình 4.24: Dòng điện ngõ cường độ xạ kW/m2 Phân tích THD dòng điện ngõ nghịch lưu: GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 55 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Hình 4.25: Tín hiệu THD dòng điện ngõ cường độ xạ kW/m2 Bức xạ (kW/m2) Imax (A) 0.2 1.7 0.4 Pmax Q (VAr) V (volt) Ir (A) THD (%) 750 315 1.583 17.02 3.4 1550 315 3.36 8.27 0.6 5.1 2350 315 5.094 5.42 0.8 6.8 3200 315 6.917 4.14 1.0 8.4 4000 315 8.387 2.85 (W) Bảng 4.1: Tổng hợp thông số nghịch lưu xạ thay đổi Imax tìm cách tăng dần Id* đến công suất tác dụng giảm, công suất tác dụng vị trí Pmax Ir dòng tần số 50 Hz, THD giá trị độ méo dạng dòng từ nghịch lưu bơm vào lưới 4.3 Nhận xét Với cường độ xạ khác ta tìm công xuất cực đại tương ứng với điều kiện GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 56 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 4: Kết mô Kết mô cho ta biết điểm công suất cưc đại ứng với điều kiện cường độ xạ thay đổi Khi dòng điện vượt qua dòng cực đại lượng công suất phản kháng bơm vào lưới đột ngột tăng, lý tượng điện áp làm việc pin tăng cao điểm điện áp VMPP hình 2.4 Nhược điểm mô hình chưa thể vận hành liên tục lấy công suất cực đại điều kiện môi trường thay đổi GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 57 HVTH: Tạ Quang Minh Luận văn tốt nghiệp Chương 5: Kết luận đề xuất Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 5.1 Kết luận Xuất phát từ vấn đề cạn kiệt nguồn tài nguyên, môi trường ngày ô nhiễm Vấn đề lượng ngày cấp thiết, từ tiến công nghệ pin quang điện phương pháp lấy công suất cực đại biện pháp hòa lưới lượng mặt trời mở tiềm cho thị trường lượng mặt trời Kết thực mô hình Matlab/Simulink cho ta thấy việc công suất tác dụng cực đại giảm thiểu phát công suất phản kháng Dạng sóng dòng điện nhiễu Về yếu tố kinh tế, mạch công suất đơn giản làm chi phí đầu tư thấp; đồng thời độ tin cậy cao 5.2 Hạn chế hướng phát triển đề tài 5.2.1 Hạn chế Mô hình chưa thể đáp ứng thay đổi nhanh chóng điều kiện môi trường 5.2.2 Hướng phát triển đề tài  Phát triển mô hình đáp ứng nhanh với thay đổi điều kiện môi trường  Tính toán tính ổn định hệ thống điều chỉnh lấy công suất cực đại  Thiết kế phần mềm gần thực tế Proteus  Thi công mạch nghịch lưu ứng giải thuật sở kết mô phần mềm Matlab phần thiết kế Proteus GVHD: TS Trương Việt Anh Trang 58 HVTH: Tạ Quang Minh S K L 0

Ngày đăng: 28/10/2016, 10:12

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 1.pdf

    • Page 1

  • 2.pdf

    • Untitled.pdf

      • 1_BIA_minh.pdf

      • 2_bia lot.pdf

      • 4_ly lich khoa hoc.pdf

      • 5_Loi cam doan.pdf

      • 6_Loi cam on.pdf

      • 7_tom tat.pdf

      • 8_muc luc.pdf

      • 9_danh sach cac chu viet tat.pdf

      • 10_danh sach cac bang.pdf

      • 11_danh sach cac hinh.pdf

      • 12_tai lieu tham khao.pdf

      • 13_chuong 1 Gioi thieu luan van.pdf

      • 14_chuong 2 Tong quan ve do diem cuc dai PV.pdf

      • 15_chuong 3 Phuong an de xuat.pdf

      • 16_chuong 4 Ket qua mo phong.pdf

      • 17_chuong 5 Ket luan va de nghi.pdf

    • 4 BIA SAU A4.pdf

      • Page 1

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan