Điều khiển hệ thống lai năng lượng gió và mặt trời trong lưới điện thông minh

Lại Khắc Lãi và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 118(04): 15 - 21<br /> <br /> ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LAI NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ MẶT TRỜI<br /> TRONG LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH<br /> Lại Khắc Lãi1,*, Vũ Nguyên Hải2, Trần Gia Khánh3<br /> 1<br /> <br /> Đại học Thái Nguyên; 2Trường Cao đẳng Kinh tế Kỹ thuật – ĐH Thái Nguyên<br /> 3<br /> Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Lưới điện thông minh là một hệ thống cho phép sử dụng lồng ghép các nguồn năng lượng tái tạo<br /> và nguồn nhiên liệu hóa thạch trong một lưới điện thống nhất, quản lý linh hoạt hệ thống điện và<br /> tự động duy trì sự cân bằng giữa cung và cầu năng lượng điện. Bài báo trình bày việc xây dựng<br /> mô hình điều khiển hệ thống lai năng lượng gió và mặt trời (Wind/Solar Energy system - W/S)<br /> trong lưới điện thông minh. Đồng thời đưa ra một số kết quả mô phỏng được thực hiện trong phần<br /> mềm Matlab để kiểm tra tính khả thi của hệ thống.<br /> Từ khóa: Lưới điện thông minh, tuabin gió, năng lượng mặt trời, MPPT, quang điện.<br /> <br /> MỞ ĐẦU*<br /> Nguồn năng lượng truyền thống (năng lượng<br /> hóa thạch) trên toàn cầu ngày càng cạn kiệt,<br /> đòi hỏi con người cần tìm kiếm nguồn năng<br /> lượng mới thay thế. Các nguồn năng lượng tái<br /> tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời,<br /> năng lượng địa nhiệt,... là một giải pháp bù đắp<br /> sự thiếu hụt của điện năng. Các nguồn năng<br /> lượng tái tạo có đặc điểm là trữ lượng lớn<br /> nhưng phân bố phân tán không tập trung, cần<br /> phải có sự can thiệp của các giải pháp kỹ thuật<br /> để thu gom chúng, hòa vào lưới điện thống<br /> nhất và quản lý giám sát điện năng một cách<br /> linh hoạt, đảm duy trì sự cân bằng giữa cung<br /> và cầu. Lưới điện thông minh là một hệ thống<br /> cho phép lồng ghép các nguồn năng lượng tái<br /> tạo và nguồn nhiên liệu hóa thạch trong một<br /> lưới điện thống nhất, quản lý linh hoạt hệ<br /> thống điện và tự động duy trì sự cân bằng giữa<br /> cung và cầu năng lượng điện. Lưới điện thông<br /> minh có các tính năng cơ bản sau [1]:<br /> Khả năng tự động khôi phục cung cấp điện khi<br /> có sự cố xảy ra mất điện đối với khách hàng;<br /> Chống được sự tấn công cố ý đối với hệ thống<br /> cả về mặt vật lý và mạng máy tính;<br /> Trợ giúp sự phát triển các nguồn điện phân<br /> tán (phát điện, dự trữ năng lượng, cắt giảm<br /> nhu cầu…);<br /> Trợ giúp sự phát triển các nguồn năng lượng<br /> tái tạo;<br /> *<br /> <br /> Tel: 0913507464; Email: laikhaclai@gmail.com<br /> <br /> Cung cấp khả năng nâng cao chất lượng điện<br /> năng và độ tin cậy cung cấp điện;<br /> Tối ưu hóa vận hành hệ thống điện để giảm<br /> chi phí sản xuất, truyền tải và phân phối, kể<br /> cả giảm chi phí đầu tư mới và nâng cấp hệ<br /> thống điện.<br /> Cấu trúc tổng quát của lưới điện thông minh<br /> bao gồm ba lớp: Lớp nguồn vật lý, lớp điều<br /> khiển và lớp ứng dụng. Theo Katherine<br /> Hamilton [1], lưới điện thông minh có tính<br /> động và liên tục có thông tin hai chiều như<br /> chỉ ra trên hình 1. Ví dụ, các tấm pin quang<br /> điện (PV) trên mái của tòa nhà thông minh sẽ<br /> tạo ra, lưu trữ và sử dụng năng lượng của<br /> mình. Khi đó hoạt động của tòa nhà trở thành<br /> một thành phần của lưới điện thông minh.<br /> Chuyển đổi năng<br /> lượng sơ cấp thành<br /> điện năng hoặc<br /> nhiệt năng<br /> <br /> Nhà máy điện phân<br /> tán (gió, mặt trời...)<br /> <br /> Xe điện có thể nạp<br /> năng lượng di động<br /> <br /> Tạo ra, lưu giữ<br /> và sử dụng<br /> năng lượng<br /> <br /> Hình 1. Cấu trúc chung của lưới thông minh<br /> <br /> 15<br /> <br /> Lại Khắc Lãi và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Trong lưới điện thông minh, phần tử phát điện<br /> không chỉ là các nhà máy điện truyền thống, có<br /> công suất lớn mà còn có sự tham gia của phần<br /> tử phát điện nhỏ, như: các tấm pin mặt trời,<br /> tuabin gió mini nằm rải rác khắp nơi.<br /> Hệ thống lai điện gió và điện mặt trời (W/S)<br /> đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới<br /> quan tâm nghiên cứu và đầu tư thực hiện,<br /> chẳng hạn như Yang [2], người đã giới thiệu<br /> một mô hình thiết kế tối ưu cho hệ thống năng<br /> lượng mặt trời gió lai, trong đó sử dụng các<br /> ngân hàng pin để tính toán các cấu hình tối<br /> ưu; trong [3], Dihrab trình bày một hệ thống<br /> năng lượng mặt trời gió lai như một nguồn<br /> năng lượng tái tạo của thế hệ điện cho lưới<br /> điện kết nối ứng dụng trong ba thành phố tại<br /> Iraq. Một số nghiên cứu mô hình trên PV/WT<br /> gốc sức mạnh đã được tiến hành. Trong số đó,<br /> Kim [4] đã phát triển một mô hình quang điện<br /> nối lưới sử dụng PSCAD/ EMTDC để phân<br /> tích thoáng điện từ. Tsai [5] thực hiện một mô<br /> hình PV cách theo định hướng sử dụng<br /> MATLAB/SIMULINK gói phần mềm. Gow<br /> [6] đã phát triển một mô hình PV eneral có<br /> thể được thực hiện trên nền tảng mô phỏng<br /> như PSPICE hoặc Saber. Khan [7] trình bày<br /> mô hình của một hệ thống năng lượng tế bào<br /> lai gió nhiên liệu nhỏ và phân tích vòng đời<br /> của một hệ thống tích hợp di động gió nhiên<br /> liệu. Onar [8] mô hình lai gió/FC/ siêu tụ điện<br /> (UC) hệ thống điện cho một người sử dụng<br /> lưới điện độc lập với bộ điều khiển dòng điện<br /> thích hợp.<br /> Ở Việt Nam, các nghiên cứu trong lĩnh vực hệ<br /> thống lai năng lượng gió và mặt trời còn rất<br /> khiêm tốn. Bài báo này tập trung vào việc xây<br /> Bức xạ mặt trời<br /> <br /> Điện mặt trời Tìm điểm công<br /> suất tối đa<br /> MPPT<br /> <br /> Nhiệt độ<br /> <br /> dựng mô hình điều khiển hệ thống lai năng<br /> lượng gió và mặt trời (Wind/Solar Energy<br /> system - W/S) trong lưới điện thông minh.<br /> Đồng thời đưa ra một số kết quả mô phỏng để<br /> kiểm tra tính khả thi của hệ thống.<br /> MÔ TẢ HỆ THỐNG LAI NĂNG LƯỢNG<br /> GIÓ VÀ MẶT TRỜI<br /> Sơ đồ khối của hệ thống lai năng lượng gió và<br /> mặt trời làm việc trong lưới điện thông minh<br /> được chỉ ra trên hình 2. Hệ thống điện mặt<br /> trời bao gồm modul quang điện (PV) phát ra<br /> điện năng một chiều với công suất điện phụ<br /> thuộc vào bức xạ mặt trời và nhiệt độ làm<br /> việc của pin, khối dò điểm công suất tối đa<br /> với giải thuật tìm điểm công suất cực đại của<br /> modul PV ứng với giá trị xác định của bức xạ<br /> mặt trời và nhiệt độ. Dòng điện một chiều<br /> tương ứng với điểm công suất cực đại được<br /> đưa qua bộ biến đổi DC-DC để điều chỉnh<br /> điện áp, sau đó hòa với điện gió tại thanh cái<br /> một chiều. Trong hệ thống điện gió, tuabin<br /> gió chuyển năng lượng gió thành cơ năng làm<br /> quay máy phát điện cảm ứng (thường là máy<br /> điện xoay chiều 3 pha nam châm điện hoặc<br /> nam châm vĩnh cửu), điện áp xoay chiều được<br /> đưa qua bộ chỉnh lưu có điều khiển để điều<br /> khiển hòa với điện áp một chiều của pin mặt<br /> trời. Trong hệ thống lai này, năng lượng từ<br /> các nguồn khác nhau được hòa vào nhau dưới<br /> dạng năng lượng một chiều, năng lượng này<br /> sau đó được sử dụng trực tiếp cho tải một<br /> chiều hoặc đưa qua bộ biến đổi DC-AC<br /> chuyển thành năng lượng xoay chiều để dùng<br /> trực tiếp cho tải xoay chiều hoặc kết nối với<br /> lưới điện.<br /> <br /> MPP<br /> <br /> Sửa áp một chiều<br /> <br /> Điều khiện<br /> không khí<br /> <br /> Tải một chiều<br /> <br /> DC/DC<br /> <br /> DC bus<br /> <br /> Modul PV<br /> Mô men quay<br /> <br /> Tốc độ gió<br /> <br /> 118(04): 15 - 21<br /> <br /> Máy phát điện<br /> cảm ứng<br /> <br /> Điện áp ra<br /> xoay chiều<br /> <br /> AC/DC<br /> <br /> Sửa áp một chiều<br /> DC/AC<br /> Lưới<br /> <br /> Tuabin gió<br /> <br /> Hình 2. Sơ đồ khối hệ thống lai năng lượng gió và mặt trời<br /> <br /> 16<br /> <br /> Tải xoaychiều<br /> <br /> Lại Khắc Lãi và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG LAI NĂNG<br /> LƯỢNG GIÓ VÀ MẶT TRỜI<br /> Phần này chỉ đề cập đến việc mô hình hóa và<br /> điều khiển hệ thống điện gió và điện mặt trời<br /> để hòa chúng vào thanh cái một chiều chung<br /> (DC link), các vấn đề khác như: nghịch lưu,<br /> kỹ thuật hòa lưới quốc gia, các vấn đề điều<br /> khiển công suất, lọc sóng hài,... sẽ được công<br /> bố trong các nghiên cứu tiếp sau. Các mô<br /> hình động học hệ thống lai điện gió/mặt trời<br /> bao gồm pin quang điện, chuyển đổi DC-DC<br /> với thuật toán dò điểm công suất tối đa<br /> (MPPT), tua bin gió, máy phát điện cảm ứng<br /> không đồng bộ, và bộ biến đổi AC/ DC có<br /> điều khiển.<br /> Mô hình toán của modul PV<br /> Mô hình toán học của tế bào quang điện đã<br /> được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ qua [9].<br /> Mạch điện tương đương của mô hình tế bào<br /> quang điện bao gồm: Dòng quang điện, Điôt,<br /> điện trở song song (dòng điện dò), điện trở<br /> nối tiếp được chỉ ra trên hình 3. Ta có:<br /> <br /> I pv = I gc<br /> <br /> qU d<br />  kFT<br />  U<br /> − I 0  e c − 1 − d<br /> <br />  R p<br /> <br /> (1)<br /> <br /> Trong đó: Igc là dòng quang điện (A); I0 là<br /> dòng bão hòa (A) phụ thuộc vào nhiệt độ tế<br /> bào quang điện; q là điện tích của điện tử,<br /> q = 1,6.10-19C; k là hằng số Boltzman,<br /> k = 1,38.10-23J/K; F là hệ số phụ thuộc vào<br /> công nghệ chế tạo pin, ví dụ công nghệ Simono F = 1,2; công nghệ Si-Poly F = 1,3,…;<br /> Tc là nhiệt độ tuyệt đối của tế bào (0K); Vd là<br /> điện áp trên điôt (V); Rp là điện trở song song.<br /> Igc<br /> G<br /> <br /> Ipv<br /> Rs<br /> <br /> ID<br /> Rp<br /> UD<br /> <br /> Upv<br /> <br /> Hình 3. Mạch tương đương của modul PV<br /> <br /> 118(04): 15 - 21<br /> <br /> Dòng quang điện Igc phụ thuộc trực tiếp vào<br /> bức xạ mặt trời và nhiệt độ pin, được tính:<br /> <br /> I gc =  µ sc ( Tc − Tref ) + I sc  G<br /> <br /> (2)<br /> <br /> Với: µ sc là hệ số phụ thuộc nhiệt độ của dòng<br /> ngắn mạch (A/0C); Tref là nhiệt độ tham chiếu<br /> của tế bào quang điện (0K); Tc là nhiệt độ làm<br /> việc của tế bào quang điện (0K); Isc là dòng<br /> điện ngắn mạch trong điều kiện chuẩn (nhiệt<br /> độ 250C và bức xạ mặt trời 1kW/m2); G là<br /> bức xạ mặt trời kW/m2.<br /> Dòng bão hòa I0 thay đổi theo nhiệt độ của tế<br /> bào quang điện theo biểu thức [8]:<br /> 3<br /> <br /> I0 = I0α<br /> <br />  qVg  1<br /> 1 <br /> −<br /> <br /> <br /> k F  T r e f T c  <br /> <br />  T c  <br /> <br />  e<br />  T re f <br /> <br /> (3)<br /> <br /> I sc<br /> <br /> I0α =<br /> <br /> qVg<br /> <br /> e<br /> <br /> kF<br /> <br /> (4)<br /> <br /> Trong đó I0α là dòng điện bão hòa tại một bức<br /> xạ mặt trời và nhiệt độ tham chiếu; Vg là năng<br /> lượng lỗ trống của chất bán dẫn được sử dụng<br /> làm tế bào; V0c là điện áp hở mạch của tế bào.<br /> Từ các biểu thức (1), (2), (3), (4) ta xây dựng<br /> được mô hình mô phỏng modul PV trên<br /> Matlab. Trong mô hình này các đầu vào là<br /> bức xạ mặt trời và nhiệt độ của tế bào quang<br /> điện, các đầu ra là điện áp và dòng điện PV.<br /> Các thông số của mô hình thường được lấy từ<br /> bảng dữ liệu do nhà sản xuất cung cấp.<br /> Mô hình toán tuabin gió (WT) và máy phát<br /> cảm ứng<br /> Mô hình toán học của tuabin gió được xây<br /> dựng dựa trên quan hệ của tốc độ gió so với<br /> sản lượng điện. Công suất đầu ra của tuabin<br /> gió được cho bởi [15]:<br /> Pm = c p (λ , β )<br /> <br /> ρA<br /> vg<br /> 2<br /> <br /> (5)<br /> <br /> Trong đó: Pm là công suất ra cơ học của<br /> tuabin, cp là hệ số hiệu suất của tuabin, λ là tỉ<br /> 17<br /> <br /> Lại Khắc Lãi và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> số tốc độ đỉnh của cánh quạt, β là góc nghiêng<br /> cánh; ρ là mật độ không khí, vg là tốc độ gió.<br /> Hệ số hiệu suất cp cho bởi [9]:<br /> c<br /> <br /> c p ( λ , β ) = c 1  2 − c 3β − c 4  e<br />  λi<br /> <br /> <br /> − c5<br /> λi<br /> <br /> + c6λ<br /> <br /> I(U)<br /> <br /> (7)<br /> <br /> (8)<br /> <br /> Trong đó: Pm-pu là công suất trên 1 đơn vị của<br /> công suất danh định đối với giá trị cụ thể của<br /> ρ và A, cp-pu là giá trị trên 1 đơn vị của hệ số<br /> hiệu suất cp, kp là khuếch đại công suất; vg-pu<br /> là giá trị trên 1 đơn vị của tốc độ gió cơ bản.<br /> Tốc độ gió cơ bản là giá trị tốc độ gió dự kiến<br /> trong năm (m/s).<br /> Mô hình máy phát điện cảm ứng tuabin gió<br /> (WTIG) được xây dựng bằng cách sử dụng<br /> thư viện Sim power của Matlab. Trục cánh<br /> quạt được điều khiển bởi WT nó tạo ra mô<br /> men xoắn cơ khí theo giá trị tốc độ gió và<br /> máy phát. điện áp ra của máy phát được đưa<br /> qua bộ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển.<br /> ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG LAI NĂNG<br /> LƯỢNG GIÓ VÀ MẶT TRỜI<br /> Trong hệ thống lai năng lượng gió và mặt<br /> trời, các vấn đề cần điều khiển là: Dò điểm<br /> công suất tối đa, điều khiển dòng điện đối với<br /> điện mặt trời; điều khiển san bằng công suất<br /> đầu ra của điện gió và điều khiển nghịch lưu<br /> cung cấp điện xoay chiều cho tải.<br /> Điều khiển pin mặt trời (PV): Ta biết rằng,<br /> quan hệ giữa các thông số dòng điện, điện áp,<br /> công suất (Ipv, Upv và Ppv) của modul PV trong<br /> biểu thức (1) với các bức xạ mặt trời và nhiệt<br /> độ khác nhau là phi tuyến (hình 4).<br /> <br /> U<br /> UMPP UOC<br /> <br /> Hình 4. Quan hệ I(U) và P(U) của PV<br /> <br /> Hơn nữa bức xạ mặt trời thay đổi có tính chất<br /> ngẫu nhiên làm cho điểm công suất tối đa<br /> (MPP) của PV thay đổi liên tục. Để hệ thống<br /> PV vận hành hiệu quả (tại điểm công suất tối<br /> đa) cần phải có kỹ thuật dò tìm điểm công<br /> suất tối đa (MPPT). Có nhiều thuật toán được<br /> sử dụng cho MPPT như thuật toán điện áp<br /> không đổi, thuật toán nhiễu loạn và quan sát,<br /> thuật toán điện dung ký sinh, giải thuật mờ,…<br /> Trong bài báo này chúng tôi sử dụng thuật<br /> toán độ dẫn gia tăng (INC). Lưu đồ thuật toán<br /> này được biểu diễn trên hình 5.<br /> Start<br /> Nhập U(k),I(k)<br /> <br /> Đ<br /> U(k)-U(k-1)=0<br /> S<br /> Đ<br /> <br /> dI<br /> dU<br /> <br /> Đ<br /> <br /> = − UI<br /> <br /> I(k)-I(k-1)=0<br /> S<br /> <br /> S<br /> S<br /> <br /> 18<br /> <br /> MPP<br /> <br /> P(U)<br /> <br /> Mặt khác, biểu thức (5) có thể đơn giản hóa<br /> đối với giá trị cụ thể của A và ρ như trong (8)<br /> <br /> P m − p u = k p c p − p u v 3g -p u<br /> <br /> P, I<br /> <br /> (6)<br /> <br /> Trong đó các hằng số c1 đến c6 phụ thuộc roto<br /> tuabin gió và thiết kế cánh, còn λi là một tham<br /> số được xác định theo biểu thức:<br /> <br /> 1<br /> 1<br /> 0, 035<br /> =<br /> − 3<br /> λi<br /> λ + 0 , 0 8β<br /> β +1<br /> <br /> 118(04): 15 - 21<br /> <br /> dI<br /> dU<br /> <br /> Uref =Uref - ∆U<br /> <br /> > − UI<br /> <br /> Đ<br /> <br /> Đ<br /> <br /> S<br /> I(k)-I(k-1)>0<br /> <br /> Uref =Uref + ∆U<br /> <br /> Uref =Uref - ∆U<br /> <br /> Uref =Uref + ∆U<br /> <br /> Return<br /> <br /> Hình 5. Lưu đồ thuật toán INC<br /> <br /> Sơ đồ các khối chức năng điều khiển hệ thống<br /> điện mặt trời được chỉ ra trên hình 6, bao gồm<br /> các khối: Khối dò điểm công suất cực đại,<br /> khối chuyển đổi DC/DC, khối điều khiển<br /> phản hồi. Các khối này được xây dựng trên<br /> phần mềm Matlab-Simulink.<br /> <br /> Lại Khắc Lãi và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Idc<br /> Iout<br /> <br /> Uout<br /> <br /> Udc<br /> Uac<br /> <br /> Upv<br /> 1<br /> <br /> Uin<br /> <br /> 118(04): 15 - 21<br /> <br /> tạo để có 6 đầu vào với các góc pha thích hợp<br /> cho cầu chỉnh lưu kép. Góc mở α được điều<br /> khiển bởi bộ điều khiển số PI.<br /> <br /> Iac<br /> <br /> D<br /> Udc<br /> <br /> Upv<br /> <br /> Irms-ref<br /> Iref<br /> <br /> 2<br /> <br /> MPPT<br /> <br /> Pout<br /> <br /> Udc-ref<br /> <br /> MPPT<br /> <br /> Udc-ref<br /> alpha_deg<br /> <br /> DC/DC conveter<br /> <br /> DK phan hoi<br /> <br /> DC/AC converter<br /> <br /> A<br /> <br /> Uabc_B1<br /> <br /> PY<br /> <br /> B<br /> <br /> 400<br /> <br /> C<br /> <br /> 50<br /> <br /> Udc<br /> <br /> Freq<br /> <br /> PD<br /> <br /> Block<br /> <br /> Tan so<br /> <br /> Synchronized<br /> 12-Pulse Generator<br /> <br /> Hình 6. Sơ đồ khối chức năng điều khiển hệ PV<br /> <br /> Py<br /> Pd<br /> <br /> Khối MPPT có sơ đồ chi tiết như hình 7, khối<br /> này có 2 thông số đầu vào là điện áp và dòng<br /> điện của PV. Thuật toán độ dẫn gia tăng được<br /> sử dụng để dò tìm điểm công suất cực đại.<br /> Upv<br /> 1<br /> 2<br /> <br /> 400<br /> <br /> PI<br /> <br /> Power<br /> <br /> Ipv<br /> <br /> Ipv<br /> <br /> D<br /> <br /> Imrs-ref<br /> <br /> powersysdomain<br /> <br /> B<br /> <br /> IM<br /> <br /> C<br /> <br /> a2<br /> b2<br /> <br /> Ay<br /> <br /> c2<br /> a3<br /> b3<br /> c3<br /> <br /> Cy<br /> <br /> L1<br /> <br /> pos<br /> <br /> +<br /> <br /> By<br /> <br /> v<br /> <br /> Ad<br /> neg<br /> <br /> Bd<br /> <br /> -<br /> <br /> Cd<br /> <br /> WT IG<br /> Chinh luu<br /> <br /> B1<br /> <br /> V<br /> <br /> Hình 8. Sơ đồ khối chức năng điều khiển<br /> tuabin gió<br /> <br /> MATLAB<br /> Function<br /> Sample<br /> <br /> A<br /> <br /> 1<br /> Delay<br /> <br /> Out1<br /> <br /> INT algorithm<br /> <br /> Ipv<br /> <br /> Hình 7. Sơ đồ khối dò điểm công suất cực đại<br /> <br /> Khối chuyển đổi DC/DC có nhiệm vụ tăng<br /> điện áp lên mức yêu cầu (400V). Khối này có<br /> đầu vào là dòng điện tham chiếu (Iref) từ đầu<br /> ra của khối MPPT. Bộ điều khiển phản hồi có<br /> nhiệm vụ cân bằng công suất và duy trì liên<br /> tục điện áp khi hệ thống vận hành trong các<br /> điều kiện khác nhau.<br /> <br /> Nghịch lưu DC/AC<br /> Điện áp từ thanh cái một chiều được đưa tới<br /> nghịch lưu để biến đổi thành điện áp xoay<br /> chiều tần số 50Hz cung cấp cho tải xoay<br /> chiều và có thể nối lưới. Mô hình nghịch lưu<br /> xây dựng trên phần mềm Matlab-Simulink<br /> được chỉ ra trên hình 9.<br /> Ap ra AC<br /> <br /> Uac<br /> <br /> K<br /> Sine Wave<br /> <br /> AC line RMS voltage<br /> <br /> 2<br /> Uac<br /> <br /> 1<br /> Udc<br /> (u+1)/2<br /> <br /> RL<br /> Fcn<br /> Iref<br /> <br /> Bộ biến đổi AC/DC sử dụng sơ đồ chỉnh lưu<br /> cầu kép, có điều khiển, chúng có ưu thế là có<br /> thể điều khiển được điện áp đầu ra bằng cách<br /> điều chỉnh góc mở (α) của máy phát PWM<br /> đồng bộ 12 xung và thu nhỏ thời gian chuyển<br /> mạch làm giảm độ méo của sóng hài bên phía<br /> nguồn. Trong sơ đồ, biến áp 3 pha được chế<br /> <br /> D<br /> 3<br /> <br /> 5<br /> <br /> 2<br /> <br /> Iac<br /> <br /> Power<br /> <br /> Imrs-ref<br /> <br /> Điều khiển điện gió<br /> Sơ đồ khối hệ thống điều khiển tuabin gió<br /> được chỉ ra trên hình 8. Do sự thay đổi tốc độ<br /> gió nên công suất ra của tuabin gió máy phát<br /> điện cảm ứng thay đổi cả về biên độ và tần số.<br /> Do đó bộ chuyển đổi AC/DC được sử dụng<br /> để san bằng công suất đầu ra tuabin gió trước<br /> khi cung cấp cho thiết bị điện tử khác.<br /> <br /> Chu ky<br /> 4<br /> Dong ra AC<br /> <br /> Dong vao DC<br /> 1<br /> Isw<br /> <br /> Idc<br /> <br /> Hình 9. Mô hình mô phỏng bộ nghịch lưu<br /> <br /> KẾT QUẢ MÔ PHỎNG<br /> Các thông số sử dụng để mô phỏng hệ thống<br /> tích hợp năng lượng gió và mặt trời như sau:<br /> - Modul PV: Pm = 225W; Uvc = 36,88V;<br /> Isc = 8,27A; số modul PV = 60.<br /> - Tuabin gió và máy phát điện cảm ứng: tốc<br /> độ gió cơ bản 9m/s; c1 - c6 = [0.5176, 116,<br /> 0.4, 5, 21, 0,0068]; P = 200HP; Ud = 460V;<br /> f = 50Hz; số đôi cực p = 2.<br /> 19<br /> <br />