zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Cải thiện điều khiển máy điện gió DFIG khi điện áp mất đối xứng với bộ ổn định moment

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

11
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Cải thiện điều khiển máy điện gió DFIG khi điện áp mất đối xứng với bộ ổn định moment trình bày mô hình điều khiển DFIG; Mô hình trong điều khiển DFIG với bộ TSC. Tuy nhiên, điều khiển 3-level hysteresis kết hợp vectơ không gian sử dụng bộ ổn định moment (TSC) khi nguồn mất đối xứng là một vấn đề đang được quan tâm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cải thiện điều khiển máy điện gió DFIG khi điện áp mất đối xứng với bộ ổn định moment

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 CẢI THIỆN ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN GIÓ DFIG KHI ĐIỆN ÁP MẤT ĐỐI XỨNG VỚI BỘ ỔN ĐỊNH MOMENT Nguyễn Thanh Hải1,2; Võ Viết Cường1; Quách Bảo Khang2, Phan Quốc Dũng3, Lữ Thái Hòa3 1 Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM; 2Chuyên Lê Hồng Phong TP.HCM 3 Đại học Bách Khoa TP.HCM; 4Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex TPHCM 1. ĐẶT VẤN ĐỀ GSC trình bày ở [6],[7] và [8]. Do đó trong Ngày nay, nguồn năng lượng tái tạo được bài viết này chỉ trình bày ngắn gọn. được khai thác để sản suất năng lượng điện là Mô hình điều khiển DFIG dựa trên nền rất cần thiết trong bối cảnh thiếu hụt năng phương pháp SFOC, cho ta thấy mối quan hệ lượng và tài nguyên khoáng sản bị cạn kiệt. giữa hệ qui chiếu (α,β)s, (α,β)r và hệ qui chiếu Trong đó năng lượng gió chiếm vị trí quan quay dq+ và dq− theo công thức (1), (2), (3) trọng [1]. Về mặt thiết bị, turbine gió cũng [3]. Đại lượng “I” có thể thay thế thành điện được cải tiến rất nhiều, tiêu biểu là máy phát áp hay từ thông. điện gió không đồng bộ nguồn kép (DFIG) là I dq = I (αβ ) s e − jϖ s t I dq = I (αβ ) s e jϖ st + − (1) một bước phát triển lớn [2, 5]. Về mặt điều I dqs = I dqs e − j 2ωs t I dqs = I dqs e j 2ωs t + − − + khiển, có nhiều phương pháp điều khiển (2) + − − j 2ωslip t − + j 2ωslip t DFIG, FOC có các ưu điểm vượt trội như số I dqr = I dqr e I (3) dqr = I dqr e lần đóng ngắt trực tiếp khi điều khiển được Khi lưới mất đối xứng, dòng điện, điện áp giảm đi rất nhiều, giảm đáng kể thiết bị đo và từ thông được biểu diễn thành thành phần lường cảm biến trực tiếp, linh kiện điện tử thứ tự thuận và thứ tự nghịch. (4) biểu diễn trong bộ chuyển đổi đơn giản [7]. Để thuận theo thành phần thứ tự thuận và nghịch dòng tiện trong điều khiển và vận hành, điều khiển điện rotor [4, 6] − j 2ϖ stip .t Công suất tác dụng (P) và công suất phản I (+dq ) r = I (+dq ) r + + I (+dq ) r − = I (+dq ) r + + I (−dq ) r − e kháng (Q) độc lập trên với phương pháp 3- (4) level hysteresis kết hợp vectơ không gian Trong hệ quy chiếu SFOC, từ thông stator (HCC) đang được ứng dụng rất nhiều trong được tính toán như sau [6]: điều khiển máy điện gió DFIG. ψ ds = ψ s = Lmims ψ qs = 0 , (5) Các công trình nghiên cứu khoa học về Điện áp stator hệ quy chiếu quay được tính phương pháp điều khiển dòng từ trễ rất phổ bằng công thức (6) và (7). biến. Tuy nhiên, điều khiển 3-level hysteresis vds = Rsids −ωψqs + dψds / dt; vqs = Rsiqs + ωψds + dψ qs / dt kết hợp vectơ không gian sử dụng bộ ổn định s s (6) moment (TSC) khi nguồn mất đối xứng là Từ (1);(2);(3);(5) và (6) điện áp, dòng điện một vấn đề đang được quan tâm. stator thứ tự thuận khi nguồn mất đối xứng là: Vdqs = jϖ sψ dqs + jψ dqs = jϖ s (ψ dqs −ψ dqs e− j 2ω t ) + + + + − s 2. MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN DFIG + (7.1) − 1 Trong điều khiển DFIG, nhiệm vụ chính + I dqs = (ψ dqs − Lm I dqr ) + + RSC là điều khiển công suất tác dụng (Ps) và Ls (7.2) phản kháng (Qs) của stator. Trong khi đó Công thức (8.1); (8.2) được dùng để tính GSC điều khiển điện áp DC (dc-link toán công suất tác dụng và phản kháng trong voltage). Mô hình chi tiết điều khiển RSC, hệ quy chiếu SFOC. 407
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Ps = 3 2 ( 3 )3 L vdsids + vqsiqs = vqsiqs = − Vs m iqr 2 2 Ls trực tiếp ảnh hưởng khi nguồn mất đối xứng. Độ lợi của khâu tỉ lệ lớn là do thay đổi lớn ở (8.1) đầu ra mà sai số thay đổi nhỏ. Hệ số kp, ki 3 L ⎛ Vs ⎞ 3 ( 3 ) Qs = vqsids −vdsiqs = vqsids = Vs m ⎜ 2 2 2 Ls ⎝ s m ⎟ ⎜ω L −idr ⎟ trong PI chọn theo phương pháp chuyên gia. ⎠(8.2) Vì vậy kết quả điều khiển được cải thiện tính ổn định rất nhiều. Khi lưới mất đối xứng, công suất cơ (Pe) được tính toán tại thời điểm tức thời [5]; [6]; [7]. Pe = P 0 + P _sin2 + Pe _ co s2 e e (9) ⎡I + ⎤ ∫ dt ⎡ P ⎤ ⎡− +sq+ ψ +sd+ − −sq− ψ −sd− ⎤ ⎢ rd+ ⎥ ψ ψ ⎢ e0 ⎥ 3Lmϖ r ⎢ − ⎥ ⎢I + ⎥ ⎢ P _sin2 ⎥ = e ⎢ ψ sd− ψ −sq− − +sd+ − +sq+ ⎥ ⎢ rq+ ⎥ ψ ψ ⎢ ⎥ 2Ls ⎢ − ⎥ ⎢I − ⎥ ⎢P _cos2 ⎥ ⎣e ⎦ ⎢−ψ ⎥ rd− ψ −sd− −ψ +sq+ ψ +sd+ ⎦ ⎢ − ⎥ ⎣ sq− ⎢I rd− ⎥ (10) ⎣ ⎦ Hình 1. Sơ đồ HCC với PI phía RSC Với Pe0 là giá trị trung bình DC của công suất cơ; Pe_sin2 và Pe_cos2 là giá trị công suất cơ trên trục sin và cos ở tần số 2ωs [6]; [7]. ∫ dt Moment cơ được tính như sau: Pe Pe0 + Pe _ sin 2 + Pe _ cos2 Te = = ωr ωr (11) + Trong hệ qui chiếu SFOC ψ sq + = 0 và với mục Hình 2. Sơ đồ HCC với TSC phía RSC tiêu ổn định mô-men nên Pe _ sin2 = Pe _ cos 2 = 0. Thế Pe _ s in2, Pe _ cos 2 vào (11), ta có phương trình tính 3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG toán dòng điện thứ tự nghịch rotor như sau: Xây dựng mô phỏng máy điện gió DFIG ψ− + ψ + − ψ + ψ− + − − Ird*− = sd − Ird + + sq− Irq+ ; Irq*− = sq− Ird + − sd − Irq+ − 2.3 MW trên phần mềm Matlab/Simulink. ψ sd + + ψ sd + + ψ sd + + ψ sd + + (12) Thông số máy và thông số đầu vào thể hiện Pe0 được lấy từ [6]. Với điện áp lưới bị mất cân Lúc này mô-men cơ là: Te = (13) bằng 25% trên pha A được thể hiện hình 3. ωr Tốc độ gió thay đổi từ 10 – 14m/s (H.4). Giá trị lệnh P và Q được thay đổi tại thời điểm 3. MÔ HÌNH TRONG ĐIỀU KHIỂN 50(s). Với vận tốc góc rotor nr=1400(v/p). DFIG VỚI BỘ TSC Mô phỏng được xây dựng trên phần mềm Cấu trúc sơ đồ điều khiển DFIG được thể Matlab/Simulink. Đại lượng điều khiển P, Q hiện ở hình 1 và 2. Hình 1 Sơ đồ cầu trúc 3- độc lập trong khoảng thời gian mô phỏng level hysteresis kết hợp vectơ không gian và 100(s). Kết quả mô phỏng hai phương án bộ điều khiển PI. Hình 2, điều khiển P, Q độc điều khiển: DFIG sử dụng PI thông thường lập với 3-level hysteresis kết hợp vectơ (H.1) và DFIG với bộ TSC (H.2) được ở thể không gian sử dụng bộ TSC phía RSC. Tuy hiện hình 5-7. Kết quả được so sánh giá trị nhiên, khi nguồn mất đối xứng tác động của thực và giá trị lệnh của công suất tác dụng thành phần sóng hài bậc hai và thành phần (Ps), công suất phản kháng (Qs) và moment thứ tự nghịch làm ảnh hưởng trực tiếp đến điện từ (Te) được thể hiện ở hình 5-7. Từ kết các đại lượng điều khiển. Khử thành phần thứ quả mô phỏng ta thấy như sau: tự nghịch là cần thiết. Với hình 2, bộ lọc Đối với mô hình DFIG_PI thông thường Notch làm nhiệm vụ trực tiếp khử thành phần (H.1), các giá trị điều khiển Ps, Qs độc lập khi 2ωs từ đại lượng điện áp stator Vdqs, dòng nguồn đối xứng của phương án này khá tốt, điện rotor Idqr và bộ khử thành phần thứ tự các giá trị luôn bám sát giá trị lệnh, moment nghịch của dòng điện rotor Idqr – đại luợng cũng dao động trong phạm vi hẹp. Tuy nhiên 408
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 khi nguồn mất đối xứng, các giá trị điều 4. KẾT LUẬN khiển bị dao động lớn làm sai số điều khiển Trong phương pháp điều khiển DFIG sử rộng thêm, moment cũng dao động lớn. dụng bộ điều chỉnh PI thông thường luôn đáp Đối với mô hình DFIG+TSC (H.2), là mô ứng điều khiển công suất độc lập khi nguồn hình cải tiến rất nhiều so với mô hình trước. đối xứng. Tuy nhiên, khi nguồn mất đối xứng Chúng ta xây dựng thêm khối TSC là khối khử các đại lượng điều khiển bị ảnh hưởng, sai số sóng hài bậc cao và loại bỏ dòng thứ tự nghịch lớn. Khi thêm bộ TSC, đại lượng điều chỉnh của rotor khi nguồn mất đối xứng. Kết quả từ P, Q độc lập được cải thiện hơn so với hai mô hình này được cải tiến hơn rất nhiều so với phương án trước. Moment dao động trong mô hình trước. Dao động moment ổn định khi phạm vi hẹp. Vì vậy các sự cố cơ khí được thay đổi lệnh và mất đối xứng. giảm tối đa. DIEN AP MAT DOI XUNG TAI THOI DIEM 60 DEN 80 GIAY 1000 500 [V] abcs 0 V -500 -1000 59.9 59.92 59.94 59.96 59.98 60 60.02 60.04 60.06 60.08 60.1 DIEN AP PHUC HOI DOI XUNG LAI SAU GIAY 80 1000 500 [V] abcs 0 V -500 -1000 79.9 79.92 79.94 79.96 79.98 80 80.02 80.04 80.06 80.08 80.1 TIME [S] Hình 3. Điện áp mất đối xứng ở thời điểm 60-80s Hình 4. Tốc độ gió Hình 5. Công suất tác dụng stator (Ps) (A); (B) tại giá trị lệnh thay đổi (50 s) Hình 7. Moment điện từ (Te) (A); (B) tại giá trị lệnh thay đổi (50s) (C); (D) Khi áp đối xứng (20 – 49 s) (E); (F) Khi áp mất đối xứng (61 – 79 s) (C); (D) Khi áp đối xứng (20 – 49s) (E); (F) Khi áp mất đối xứng (61 – 79 s) 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Muljadi, E., Yildirim, D., Batan, (1999), “Understand the unbalanced-voltage problem in wind turbine generation”, Proceeding of IEEE Industry Application Conference, Phoenix, USA, pp.1359-1365. PI TRUYEN THONG [2]. Baggu, M. M. (2009); “Advanced control TSC+PI F techniques for doubly fed induction Hình 6. Công suất phản kháng stator (Qs) generator – based wind turbine converters to (A); (B) tại giá trị lệnh thay đổi (50s) improve low voltage ride- throught during (C); (D) Khi áp đối xứng (20 – 49s) system imbalances”, PhD Thesis, Missouri (E); (F) Khi áp mất đối xứng (61 – 79s) University of Science and Technology. 409

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.