Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu thiết kế bộ nghịch lưu cấu trúc nửa cầu loại A cho các ứng dụng nối lưới Nghiên cứu thiết kế bộ nghịch lưu cấu trúc nửa cầu loại A cho các ứng dụng nối lưới Nghiên cứu thiết kế bộ nghịch lưu cấu trúc nửa cầu loại A cho các ứng dụng nối lưới luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ NGHỊCH LƯU CẤU TRÚC NỬA CẦU LOẠI A CHO CÁC ỨNG DỤNG NỐI LƯỚI LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ NGHỊCH LƯU CẤU TRÚC NỬA CẦU LOẠI A CHO CÁC ỨNG DỤNG NỐI LƯỚI LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:TS PHẠM VIỆT PHƯƠNG Hà Nội – 2017 LỜI CAM ĐOAN Sau thời gian nghiên cứu học tập Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, với hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy cô giáo Viện điện Và đặc biệt bảo tận tình thầy giáo hướng dẫn TS Phạm Việt Phương giúp tơi hồn thành luận văn thời hạn đạt mục tiêu đề Tơi xin cam đoan tồn nội dung luận văn mà thực thời gian vừa qua trung thực không chép Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2017 Người cam đoan Lê Thị Thu Trang MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH VẼ LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC BỘ NGHỊCH LƯU CHO CÁC ỨNG DỤNG NỐI LƯỚI 1.1 Các nghịch lưu làm việc chế độ Step – up Step – out 1.1.1 Bộ nghịch lưu nguồn dòng CSI 1.1.2 Bộ nghịch lưu nguồn áp VSI 1.2 Các nghịch lưu làm việc chế độ Buck Boost 1.2.1 Bộ nghịch lưu nguồn Z .9 1.2.2 Bộ nghịch lưu chuyển mạch mềm tự nhiên NSSI 10 1.2.3 Bộ nghịch lưu tầng tăng, hạ áp “Boost in boost, buck in buck” 11 1.2.4 Bộ nghịch lưu tầng công suất 12 1.2.5 Bộ nghịch lưu cầu nửa cầu Aalborg 13 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN THƠNG SỐ MẠCH LỰC CHO BỘ NGHỊCH LƯU NỬA CẦU LOẠI A 15 2.1 Phân tích nghịch lưu nửa cầu loại A 15 2.1.1 Phân tích cấu trúc .15 2.1.2 Phân tích nguyên lý hoạt động 16 2.2 Tính tốn thơng số mạch lực 19 CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH HĨA VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO BỘ NGHỊCH LƯU 25 3.1 Mơ hình hố nghịch lưu Aalborg 25 3.1.1 Mơ hình hóa nghịch lưu cấu trúc nửa cầu loại A chế độ Boost 25 3.1.2 Mơ hình hóa nghịch lưu Aalborg chế độ Buck 32 3.2 Thiết kế điều khiển nghịch lưu Aalborg 37 3.2.1 Thiết kế điều khiển cho nghịch lưu Aalborg chế độ Boost 38 3.2.2 Thiết kế điều khiển cho nghịch lưu Aalborg chế độ Buck 42 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG BỘ NGHỊCH LƯU CẤU TRÚC NỬA CẦU LOẠI A 46 4.1 Thông số điều kiện mô 46 4.2 Sơ đồ mô 46 4.3 Kết mô 48 4.3.1 Điện áp DC đầu vào lớn biên độ điện áp lưới 49 4.3.2 Điện áp DC đầu vào nhỏ biên độ điện áp lưới 50 4.3.3 Điện áp DC đầu vào thay đổi đột ngột 52 KẾT LUẬN 55 PHỤ LỤC 57 MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Bộ nghịch lưu nguồn dịng CSI pha nối lưới Hình 1.2: Bộ nghịch lưu nguồn áp VSI pha nối lưới .9 Hình 1.3: Bộ nghịch lưu nguồn Z nối lưới Hình 1.4: Bộ nghịch lưu chuyển mạch mềm tự nhiên nối lưới 10 Hình 1.5: (a) Mạch lực nghịch lưu tầng (b) Nguyên lý làm việc theo thời gian 11 Hình 1.6: (a) Mạch lực nghịch lưu tầng (b) Nguyên lý làm việc theo thời gian 12 Hình 1.7: Sơ đồ mạch lực nghịch lưu Aalborg loại A 13 Hình 1.8: Sơ đồ mạch lực nghịch lưu Aalborg loại B 14 Hình 2.1: Bộ nghịch lưu cấu trúc nửa cầu 15 Hình 2.1 Mạch tương đương biên độ điện áp E1, E2 lớn điện áp lưới Vg_A a) nửa chu kì dương; b)nửa chu kì âm 16 Hình 2.2: Khi điện áp DC nhỏ điện áp lưới nửa chu kì dương 17 Hình 2.3 Khi điện áp DC nhỏ điện áp lưới nửa chu kì âm .18 Hình 3.1: Sơ đồ mạch điện nghịch lưu chế độ Boost 26 Hình 3.2: Sơ đồ mạch điện nghịch lưu chế độ Boost trạng thái 26 Hình 3.3: Sơ đồ mạch điện nghịch lưu chế độ Boost trạng thái 28 Hình 3.5: Sơ đồ mạch điện thay chế độ Buck trạng thái 33 Hình 3.6: Sơ đồ thay chế độ Buck trạng thái 34 Hình 3.8: Sơ đồ điều khiển chế độ Boost 38 Hình 3.9 Đồ thị Bode hàm truyền đối tượng 39 Hình 3.10: Đồ thị Bode điều khiển PI 40 Hình 3.11: Đồ thị Bode hệ hở bao gồm điều khiển 40 Hình 3.12: Đáp ứng bước nhảy hàm truyền hệ kín có điều khiển .41 Hình 3.13: Sơ đồ điều khiển chế độ Buck 42 Hình 3.14: Đồ thị Bode đối tượng chưa có điều khiển 42 Hình 3.15: Đồ thị Bode điều khiển PI 43 Hình 3.16: Đồ thị Bode hệ hở bao gồm điều khiển 44 Hình 3.17: Đáp ứng bước nhảy hệ kín có điều khiển 44 Hình 4.1: Sơ đồ khối tổng quan mô 47 Hình 4.2: Sơ đồ mô mạch lực nghịch lưu Aalborg .47 Hình 4.3: Sơ đồ mơ khối điều khiển nghịch lưu Aalborg 48 Hình 4.4: Điện áp DC đầu vào E1, E2; điện áp lưới Vg dòng điện nối lưới Ig TH1 .49 Hình 4.5: Biểu đồ phát xung van TH1 50 Hình 4.6: Dịng điện cuộn cảm phía chiều 𝑖𝐿𝑁𝑡 𝑖𝐿𝑃𝑡 TH1 50 Hình 4.7: Điện áp DC đầu vào E1, E2; điện áp lưới Vg dòng điện nối lưới Ig TH2 .51 Hình 4.8: Điểm chuyển đổi từ chế độ Buck sang Boost .51 Hình 4.9: Biểu đồ phát xung van TH2 52 Hình 4.10: Dịng điện cuộn cảm phía chiều 𝑖𝐿𝑁𝑡 𝑖𝐿𝑃𝑡 TH2 52 Hình 4.11: Điện áp DC đầu vào E1, E2; điện áp lưới Vg; dòng điện nối lưới Ig TH3 .53 Hình 4.12: Biểu đồ phát xung van TH3 53 Hình 4.13: Dịng điện cuộn cảm phía chiều 𝑖𝐿𝑁𝑡 𝑖𝐿𝑃𝑡 TH3 54 LỜI MỞ ĐẦU Các nguồn lượng lớn chủ yếu nguồn lượng hóa thạch Tuy nhiên nguồn lượng có hạn gây ảnh hưởng lớn đến môi trường Do người có xu hướng tìm kiếm để sử dụng nguồn lượng có đặc điểm vơ tận Các nguồn lượng có cơng suất khơng lớn phân tán Để sử dụng có hiệu quả, nguồn lượng phải khai thác dạng điện nối lưới thông qua nghịch lưu Đầu vào nghịch lưu điện áp đầu nguồn lượng tái tạo với điện áp không ổn định, khoảng dao động lớn Trước nhu cầu việc nghiên cứu, chế tạo nghịch lưu nối lưới mới, có hiệu suất cao ngày trọng phát triển Tuy nhiên, với xu hướng nghịch lưu nay, van cơng suất mạch phải đóng cắt tần số cao lại phải giảm tổn hao đóng cắt tổn hao nghịch lưu Tổn hao nghịch lưu xuất phẩn tử đóng cắt phần tử khơng phải đóng cắt; tổn thất chuyển mạch đóng cắt van, tổn thất lượng cuộn cảm, tổn thất lượng nội trở phần tử Vì nghịch lưu thơng thường có nhiều hạn chế dẫn đến nghịch lưu chuyển mạch mềm ứng dụng nghịch lưu nối lưới Để giải vấn đề này, ta cần nghiên cứu nghịch lưu để tầng công suất làm việc tần số cao, tầng cơng suất cịn lại làm việc tần số lưới Hơn nữa, nghịch lưu có khả thay đổi chế độ làm việc linh hoạt hai chế độ Buck Boost dẫn đến dễ dàng đáp ứng đầu vào DC thay đổi Đó nghịch lưu nửa cầu Do vậy, em chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế nghịch lưu cấu trúc nửa cầu loại A cho ứng dụng nối lưới” Mục đích nghiên cứu đề tài thiết kế điều khiển mô nghịch lưu ứng dụng cho việc nối lưới với đối tượng cụ thể nghịch lưu cấu trúc nửa cầu loại A có cơng suất 2kw Phạm vi đề tài tập trung nghiên cứu để ứng dụng nối lưới nghịch lưu vào hệ thống điện lượng Luận văn trình bày gồm nội dung sau: - Chương 1: Tổng quan nghịch lưu cho ứng dụng nối lưới Chương trình bày vấn đề tổng quan nghịch lưu nối lưới, so sánh ưu điểm chuyển mạch mềm so với chuyển mạch cứng nghịch lưu nối lưới Một số cấu trúc nghịch lưu chuyển mạch mềm đưa để thấy rõ ưu, nhược điểm chuyển mạch mềm - Chương 2: Phân tích cấu trúc, nguyên lý hoạt động tính tốn thơng số mạch lực Chương trình bày cấu trúc chế độ làm việc nghịch lưu Từ tính tốn thơng số cho mạch lực - Chương 3: Mơ hình hóa thiết kế điều khiển cho nghịch lưu Aalborg Bằng phương pháp mơ hình tín hiệu nhỏ tiến hành mơ hình hóa nghịch lưu Từ mơ hình hóa có, thiết kế điều khiển cho nghịch lưu hai chế độ Buck Boost - Chương 4: Mô nghịch lưu cấu trúc nửa cầu loại A Tiến hành mô nghịch lưu phần mềm Matlab kiểm chứng kết lý thuyết chương Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy TS Phạm Việt Phương thầy cô môn Tự Động Hóa Cơng nghiệp - Viện Điện - Đại học Bách khoa Hà Nội, hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành đồ án Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2017 Học viên thực Lê Thị Thu Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC BỘ NGHỊCH LƯU CHO CÁC ỨNG DỤNG NỐI LƯỚI 1.1 Các nghịch lưu làm việc chế độ Step – up Step – out 1.1.1 Bộ nghịch lưu nguồn dòng CSI Bộ nghịch lưu nguồn dòng thiết bị biến đổi dòng điện chiều thành dòng điện xoay chiều với tần số tùy ý Hình 1.1: Bộ nghịch lưu nguồn dòng CSI pha nối lưới Bộ nghịch lưu nguồn dịng CSI nghịch lưu có kiểu mạch Boost (step- up) với biên độ điện áp DC đầu vào nhỏ điện áp hịa lưới Thơng thường, điện áp từ nguồn lượng mặt trời hay gió… biến thiên khoảng rộng sau điều hòa CSI VSI nối trực tiếp với lưới điện Đặc điểm nghịch lưu nguồn dòng nguồn chiều cấp cho biến đổi phải nguồn dòng điện cảm đầu vào Ld thường có giá trị lớn vơ để dòng điện liên tục Nhược điểm CSI điện áp đầu vào bị giới hạn 1.1.2 Bộ nghịch lưu nguồn áp VSI Bộ nghịch lưu nguồn áp thiết bị biến đổi nguồn áp chiều thành nguồn áp xoay chiều với tần số tùy ý Sử dụng lệnh stepinfo(Gk) để kiểm tra đáp ứng bước nhảy hàm truyền hệ kín ta nhận thông số đáp ứng bước nhảy sau: Rise Time: 1.0661e - 05 Settling Time: 0.0027 Settling Min: 0.9013 Settling Max: 1.1759 Overshoot: 17.5911 Undershoot: Peak: 1.1759 Peak Time: 2.4442e - 05 Nhận xét: Với Buck, hệ dễ dao động xung quanh điểm cân bằng, khó điều khiển mô với Simulink Sau tiến hành thiết kế điều khiển cho chế độ Buck Boost, dựa vào đồ thị Bode thấy bù PI phù hợp Tuy nhiên q trình mơ hình hóa cịn dùng nhiều phép gần dẫn đến sai lệch với cấu trúc thật nên điều khiển phải điều chỉnh để đạt đầu hệ thống mong muốn Bằng phương pháp mơ hình trung bình khơng gian trạng thái mơ hình tín hiệu nhỏ chương mơ hình hóa nghịch lưu Từ thiết kế điều khiển PI phù hợp với việc triệt tiêu sai lệch tĩnh đưa đối tượng vùng ổn định Chương tiến hành mô điều khiển dựa thông số chọn 45 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG BỘ NGHỊCH LƯU CẤU TRÚC NỬA CẦU LOẠI A 4.1 Thông số điều kiện mơ Từ thơng số tính toán Chương Chương LP = LN = 600µH; C = 2µF; L2 =600µH; R LP = R LN = 0.1Ω ; R2 = 0.1 Ω ta tiến hành mô nghịch lưu cấu trúc nửa cầu loaại A phần mềm Matlab Điều kiện mô phỏng: tiến hành mô nghịch lưu Aalborg phần mềm Matlab với thời gian mô t = 1s, với trường hợp điện áp DC đầu vào thay đổi khác nhau: - Trường hợp 1: Điện áp DC đầu vào lớn biên độ điện áp lưới - Trường hợp 2: Điện áp DC đầu vào nhỏ biên độ điện áp lưới - Trường hợp 3: Điện áp DC đầu vào thay đổi đột ngột 4.2 Sơ đồ mô Sơ đồ mô tổng quan gồm hai khối: Khối mạch lực khối điều khiển hệ thống 46 Hình 4.1: Sơ đồ khối tổng quan mơ Khối mạch lực khối điều khiển có cấu tạo hình 4.2 hình 4.3 Hình 4.2: Sơ đồ mô mạch lực nghịch lưu Aalborg 47 Hình 4.3: Sơ đồ mơ khối điều khiển nghịch lưu Aalborg Trong khối điều khiển có khối: - Khối chọn chế độ: khối cho phép xác định nghịch lưu hoạt động chế độ Boost hay chế độ Buck nửa chu kì âm hay nửa chu kì dương - Khối điều khiển cho chế độ Ứng với chế độ điều khiển riêng, van làm việc khác 4.3 Kết mô Q trình mơ tiến hành với trường hợp xảy 48 4.3.1 Điện áp DC đầu vào lớn biên độ điện áp lưới Với điện áp DC đầu vào E1 = E2 = 350V, 𝑉𝑔 = 220√2 sin 100𝜋𝑡 𝑉 P = 2000W kết mô sau: 400 E1 E2 Vg V 200 -200 -400 0.01 0.02 0.03 0.04 Time (s) 0.05 0.06 0.07 0.08 15 Ig 10 A -5 -10 -15 0.01 0.02 0.03 0.04 Time (s) 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.4: Điện áp DC đầu vào E1, E2; điện áp lưới Vg dòng điện nối lưới Ig TH1 Lúc nghịch lưu làm việc chế độ Buck, với hai van S1 S4 làm việc tần số cao, hai van S3 S6 làm việc tần số lưới Biểu đồ xung van thể rõ hình 4.5 49 S1 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S2 -1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S3 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S4 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S5 -1 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S6 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 Time (s) 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.5: Biểu đồ phát xung van TH1 Với cuộn cảm LP LN, cuộn cảm làm việc nửa chu kì điện áp, hình 4.6 thể rõ cho điều 15 iLN 10 -5 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 15 iLP 10 -5 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.6: Dịng điện cuộn cảm phía chiều 𝑖𝐿𝑁 (𝑡 ) 𝑖𝐿𝑃 (𝑡 ) TH1 4.3.2 Điện áp DC đầu vào nhỏ biên độ điện áp lưới Với điện áp DC đầu vào E1 = E2 = 250V, 𝑉𝑔 = 220√2 sin 100𝜋𝑡 𝑉 P = 2000W kết mô sau: 50 400 E1 E2 Vg V 200 -200 -400 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 15 Ig 10 A -5 -10 -15 0.01 0.02 0.03 0.04 Time (s) 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.7: Điện áp DC đầu vào E1, E2; điện áp lưới Vg dòng điện nối lưới Ig TH2 Với điện áp đầu vào DC nhỏ biên độ điện áp lưới chu kì điện áp lưới nghịch lưu làm việc hai chế độ Buck Boost Trong chu kì có bốn khoảng thời gian (T1, T3, T4, T6) nghịch lưu làm việc chế độ Buck hai khoảng thời gian (T2, T5) nghịch lưu làm việc chế độ Boost Hình 4.8: Điểm chuyển đổi từ chế độ Buck sang Boost Phóng to dịng điện điểm chuyển đổi từ chế độ Buck sang chế độ Boost thấy rõ tính chất hệ pha khơng cực tiểu hệ thống giai đoạn Boost Biểu đồ xung van thể hình 4.8 51 S1 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S2 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S3 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S4 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S5 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S6 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 Time (s) 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.9: Biểu đồ phát xung van TH2 20 iLN 15 A 10 -5 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 20 iLP 15 A 10 -5 0.01 0.02 0.03 0.04 Time (s) 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.10: Dịng điện cuộn cảm phía chiều 𝑖𝐿𝑁 (𝑡 ) 𝑖𝐿𝑃 (𝑡 ) TH2 4.3.3 Điện áp DC đầu vào thay đổi đột ngột Trong khoảng từ t = đến t = 0.025s t = 0.065s đến t = 0.08s: E1 = 200V; từ t = 0.025s đến t = 0.065s: E1 = 250V; khoảng từ t = đến t = 0.033s t = 0.053s đến t = 0.08s: E2 = 200V; từ t = 0.033s đến t = 0.053s: E2 = 270V; 𝑉𝑔 = 220√2 sin 100𝜋𝑡 𝑉 P = 2000W kết mô sau: 52 400 E1 -E2 Vg V 200 -200 -400 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 20 Ig A 10 -10 -20 0.01 0.02 0.03 0.04 Time (s) 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.11: Điện áp DC đầu vào E1, E2; điện áp lưới Vg; dòng điện nối lưới Ig TH3 S1 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S2 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S3 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S4 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S5 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 S6 0.5 0 0.01 0.02 0.03 0.04 Time (s) 0.05 0.06 Hình 4.12: Biểu đồ phát xung van TH3 53 0.07 0.08 25 iLN 20 A 15 10 -5 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 25 iLP 20 A 15 10 -5 0.01 0.02 0.03 0.04 Time (s) 0.05 0.06 0.07 0.08 Hình 4.13: Dịng điện cuộn cảm phía chiều 𝑖𝐿𝑁 (𝑡 ) 𝑖𝐿𝑃 (𝑡 ) TH3 Tuy thời điểm điện áp đầu vào Udc thay đổi Ig đầu có độ điều chỉnh gợn sóng hình 4.9 dịng điện nối lưới có dạng hình sin Các van thay đổi linh hoạt trạng thái làm việc để chuyển đổi chế độ Buck Boost liên tục (hình 4.11) Dạng dịng điện qua hai cuộn cảm phía chiều hình 4.12 Như vậy, từ đồ thị dòng áp trường hợp ta thấy: biên độ điện áp lưới AC thấp điện áp đầu vào DC nghịch lưu làm việc chế độ Buck tốt (hình 4.4) Hình 4.7 mơ kết nghịch lưu làm việc hai chế độ Buck Boost Hình 4.10 trường hợp nghịch lưu làm việc hai chế độ Buck Boost chu kì điện áp đầu vào thay đổi liên tục Từ ta thấy biến đổi với điều khiển tốt, điều lí giải giảm cảm kháng lọc mạch, đặc biệt chế độ làm việc Boost 54 KẾT LUẬN Với dẫn tận tình thầy giáo TS Phạm Việt Phương em phân công làm luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu thiết kế nghịch lưu cấu trúc nửa cầu loại A cho ứng dụng nối lưới” Em hoàn thành thu số kết sau: Tổng quan nghịch lưu nối lưới; mơ hình tốn nghịch lưu Aalborg cấu trúc nửa cầu loại A chế độ làm việc; xây dựng phương án điều khiển thiết kế tham số điều khiển cho nghịch lưu Aalborg; tính tốn, mơ nghịch lưu Aalborg nối lưới phần mềm Matlab để kiểm nghiệm lại lý thuyết xây dựng Kết hồn tồn ứng dụng nối lưới cho nguồn lượng Phần mơ phản ánh tính đắn nguyên lý làm việc nghịch lưu tính hiệu phương án điều khiển đưa Tuy nhiên, thời gian có hạn lực cịn hạn chế, nghiên cứu hồn thiện mơ lý thuyết mà chưa hoàn thành cấu trúc thực nghiệm Trong q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn, khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp quý báu thầy để nghiên cứu ngày hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy giáo TS Phạm Việt Phương trình làm luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2017 Học viên thực Lê Thị Thu Trang 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Trọng Minh, Vũ Hoàng Phương (2014), Bài giảng thiết kế biến đổi điện tử công suất [2] Phạm Quốc Hải (2009), Hướng dẫn thiết kế điện tử công suất, NXB Khoa học & Kĩ thuật [3] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh (2007), Điện tử công suất, , NXB Khoa học Kỹ thuật [4] Nguyễn Doãn Phước (2009), Lý thuyết điều khiển tự động tuyến tính, NXB Khoa học Kĩ thuật [6] W Wu and F Blaabjerg (2013), Aalborg Inverter-A new type of “Buck in Buck, Boost in Boost” Grid-tied Inverter ”, In Proc of APEC2013, CA, pp 460-467 [6] Robert W.Rickson, D Maksimovic (2004), Foudamentals of Power electronic [7] J Li, J Liu, Z Liu (2009), Comparison of Z-source inverter and traditional two-stage boost-buck inverter in grid-tied renewable energy generation, In Proc of the IPEMC2009, Wuhan, China , pp 1493 – 1497 [8] W Wu, P Geng, J Chen, Y Ye, T Tang (2010), A Novel Three-Phase QuasiSoft-Switching DC/AC Inverter, In Proc of PEDG2010, Hefei, China, pp 477-480 56 PHỤ LỤC Code m.file %tinh toan bo dieu khien cho che Boost % Name: Le Thi Thu Trang % LUAN VAN E=250; L1=600e-6; L2=L1; C=2e-6; R1=0.1; R2=R1; Vg=(220*sqrt(2)+250)/2 D1=E/Vg;% D1 thuc chat D'=1-D=0.89 I1=(Vg)^2/(24.2*E) Vc=R2*(-D1^2*Vg+E*D1)/(R1+D1^2*R2)+Vg Gboost=tf([Vc*L2*C (Vc*C*R2+D1*I1*L2) Vc+D1*I1*R2],[L1*L2*C (L2*R1*C+L1*R2*C) (C*R1*R2*+L2*D1^2+L1) (R1+R2*D1^2)]) bode(Gboost)%khao sat thi bode de xem tan so cat cua doi tuong fc=20000;%chon tan so cat [mag,phase]=bode(Gboost,2*pi*fc) phase_margin= 60%chon du tru pha mong muon phase_compensator=(phase_margin-180-phase)*pi/180%goc pha can bu w_L=-2*pi*fc*(tan(phase_compensator))%tinh gia tri wL cua bo dieu khien PI Gc=tf([1 w_L],[1 0])% Ham truyen bo PI chua nhan voi hang so G_kPI [mag1,phase1]=bode(Gc,2*pi*fc)% tinh toan bien do,goc pha cua bo dieu khien chua co hang so G_kPI G_kPI=1/(mag*mag1)%tinh toan hang so cua bo dieu khien G_kPI G_PI=Gc*G_kPI % ham truyen bo dieu khien PI bode(G_PI) Gh=Gboost*G_PI % ham truyen he ho gom ca bo dieu khien %bode(Gh)%khao sat thi bode cua he ho bao gom bo dieu khien Gk=Gh/(1+Gh)%ham truyen he kin co BDK step(Gk)%kiem tra dap ung buoc nhay cua he thong stepinfo(Gk)%kiem tra thong tin ve dac tinh dong hoc cua he thong %Neu dau co qua dieu chinh va thoi gian xac lap chua dat yeu cau mong %muon thi dat lai gia tri du tru pha roi tinh toan lai %tinh toan bo dieu khien cho che Buck % Name: Le Thi Thu Trang % LUAN VAN E=250; L1=600e-6; L2=L1; C=2e-6; R1=0.1; R2=R1; Vg=240 Gbuck=tf([E*C*L2 E*C*R2 E],[L1*L2*C (L2*C*R1+L1*C*R2) (C*R1*R2+L2+L1) (R2+R1)]) bode(Gbuck)%khao sat thi bode de xem tan so cat cua doi tuong fc=20000 ;%chon tan so cat [mag,phase]=bode(Gbuck,2*pi*fc) 57 phase_margin=60 %chon du tru pha mong muon phase_compensator=(phase_margin-180-phase)*pi/180%goc pha can bu w_L=-2*pi*fc*(tan(phase_compensator))%tinh gia tri wL cua bo dieu khien PI Gc=tf([1 w_L],[1 0])% Ham truyen bo PI chua nhan voi hang so G_kPI [mag1,phase1]=bode(Gc,2*pi*fc)% tinh toan bien do,goc pha cua bo dieu khien chua co hang so G_kPI G_kPI=1/(mag*mag1)%tinh toan hang so cua bo dieu khien G_kPI G_PI=Gc*G_kPI % ham truyen bo dieu khien PI bode(G_PI) Gh=Gbuck*G_PI % ham truyen he ho gom ca bo dieu khien bode(Gh)%khao sat thi bode cua he ho bao gom bo dieu khien Gk=Gh/(1+Gh)%ham truyen he kin co BDK step(Gk)%kiem tra dap ung buoc nhay cua he thong stepinfo(Gk)%kiem tra thong tin ve dac tinh dong hoc cua he thong %Neu dau co qua dieu chinh va thoi gian xac lap chua dat yeu cau mong %muon thi dat lai gia tri du tru pha roi tinh toan 58 59 ... kế nghịch lưu cấu trúc n? ?a cầu loại A cho ứng dụng nối lưới? ?? Mục đích nghiên cứu đề tài thiết kế điều khiển mô nghịch lưu ứng dụng cho việc nối lưới với đối tượng cụ thể nghịch lưu cấu trúc n? ?a. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ NGHỊCH LƯU CẤU TRÚC N? ?A CẦU LOẠI A CHO CÁC ỨNG DỤNG NỐI LƯỚI LUẬN VĂN... h? ?a tiến hành mơ 14 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN THƠNG SỐ MẠCH LỰC CHO BỘ NGHỊCH LƯU N? ?A CẦU LOẠI A 2.1 Phân tích nghịch lưu n? ?a cầu loại A 2.1.1 Phân tích cấu trúc Hình 2.1: Bộ nghịch lưu cấu