Điều khiển phi tuyến thiết bị kho điện sử dụng siêu tụ tích hợp cho hệ thống phát điện sức gió

CHÀO MỪNG NGÀY THÀNH LẬP TRƯỜNG 01/04/2017<br /> <br /> <br /> [1]. Trần Anh Dũng, Phương pháp toàn phương gián tiếp tổng hợp hệ điều khiển chuyển động tàu<br /> thủy cao tốc, Tạp chí Giao thông vận tải, số T5, 2013.<br /> [2]. Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Điều khiển tối ưu và bền vững, Nhà xuất bản khoa học<br /> và Kỹ thuật, 2000.<br /> [3]. Trần Anh Dũng, Điều khiển hiện đại - lý thuyết và ứng dụng, Nhà xuất bản giao thông vận tải,<br /> 2013<br /> [4]. Лукомский Ю.А., Пешехонов В.Г., Скороходов Д.А., Навигация и управление движением<br /> судов, СПб., Изд-во «Элмор», 2002.<br /> [5]. Fossen, T. I, Marine Control Systems - Guidance, Navigation and Control of Ships, Rigs and<br /> Underwater Vehicles Marine Cybernetics, 3rd edition, 2002<br /> [6]. Perez, T. and Mogens Blanke, Mathematical Ship Modeling for Control Applications. Technical<br /> Report Dept. of Electrical and Computer Engineering The University of Newcastle, NSW, 2308,<br /> Australia, 2002.<br /> <br /> Ngày nhận bài: 13/3/2017<br /> Ngày phản biện: 20/3/2017<br /> Ngày duyệt đăng: 24/3/2017<br /> <br /> <br /> <br /> ĐIỀU KHIỂN PHI TUYẾN THIẾT BỊ KHO ĐIỆN SỬ DỤNG SIÊU TỤ TÍCH HỢP<br /> CHO HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ<br /> NONLINEAR CONTROL FOR SUPERCAPACITOR ENERGY STORAGE<br /> SYSTEM INTEGRATED WITH WIND TURBINE<br /> <br /> PHẠM TUẤN ANH, NGUYỄN KHẮC KHIÊM<br /> Trường Đại học Hàng hải Việt Nam<br /> Tóm tắt<br /> Bài báo này giải quyết vấn đề mô hình hóa và điều khiển thiết bị kho điện sử dụng siêu tụ<br /> (SCESS). SCESS giúp hỗ trợ ổn định ngắn hạn công suất đầu ra của tua-bin phát điện<br /> sức gió thông qua quá trình trao đổi công suất hai chiều. SCESS bao gồm siêu tụ đóng vai<br /> trò tích trữ điện năng dạng một chiều và hai bộ biến đổi công suất DC-DC và DC-AC.<br /> Nhiệm vụ điều khiển ổn định điện áp DC-link được thực hiện bởi cấu trúc điều khiển bộ<br /> biến đổi DC-AC, dòng điện phóng/nạp siêu tụ được điều khiển thông qua cấu trúc điều<br /> khiển bộ biến đổi DC-DC. Bài báo này chỉ tập trung vào vấn đề điều khiển bộ biến đổi DC-<br /> DC hai chiều. Bộ điều khiển điều khiển đề xuất dựa trên lý thuyết ổn định Lyapunov áp<br /> dụng đối với mô hình động học phi tuyến dạng Bilinear của bộ biến đổi DC-DC. Các kết<br /> quả nghiên cứu được kiểm chứng thông qua mô phỏng.<br /> Từ khóa: Siêu tụ, bộ biến đổi DC-DC hai chiều, nghịch lưu nguồn áp, điều khiển phi tuyến, ổn<br /> định Lyapunov.<br /> Abstract<br /> The paper deals with the problem of modeling and controlling of a supercapacitor energy<br /> storage system (SCESS). The SCESS has the ability to provide the rapid responses for<br /> high power requirement in order to smooth out the output of wind turbines. The control<br /> structure of SCESS requires regulating inductor current to track the desired values<br /> combined with stabilizing DC bus voltage and decoupling control between active and<br /> reactive power. A proposed control structure includes a nonlinear controller based on the<br /> Lyapunov stability for bilinear state-space model of a non-isolated bidirectional DC-DC<br /> converter. The effectiveness of the designed control is validated by simulations.<br /> Keywords: Supercapacitor, Bidirectional DC-DC Converter, Voltage Source Inverter, Nonlinear<br /> control, The Lyapunov stability.<br /> 1. Đặt vấn đề<br /> Các nguồn năng lượng tái tạo đặc biệt là năng lượng gió được xem là một nguồn năng lượng<br /> tiềm năng để bổ sung cho hệ thống điện ở những khu vực xa xôi như các hải đảo, vùng núi cao,<br /> vùng băng tuyết - những nơi mà lưới điện quốc gia không có khả năng vươn tới [1]. Bài báo này<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 50 - 4/2017 29<br />  CHÀO MỪNG NGÀY THÀNH LẬP TRƯỜNG 01/04/2017<br /> <br /> <br /> nghiên cứu về hệ thống điện hỗn hợp gió - diesel - kho điện (WDSHPS - Wind-Diesel-SCESS Hybrid<br /> System) như minh họa trên hình 1.<br /> Giả thiết<br /> rằng hệ thống Governor<br /> tách biệt hoàn *<br /> f Grid AVR<br /> U*<br /> toàn với lưới Grid<br /> PLoad<br /> điện quốc gia. Diesel<br /> SG<br /> Engine<br /> Các nguồn phát PDiesel<br /> có các công suất QDiesel<br /> <br /> tương ứng: Tua- PWindF<br /> Pwind<br /> bin phát điện AC<br /> C<br /> AC PSCESS 3PVSI<br /> NBDC<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Supercapacitors<br /> Link DC<br /> Link<br /> sức gió (WTG - PMSG<br /> Filter<br /> u DC<br /> Filter L f<br /> AC DC<br /> Gear Link<br /> Wind Turbine Box i<br /> DC<br /> s<br /> DC<br /> u i N<br /> Filter<br /> C<br /> N<br /> f<br /> DC DC<br /> Generator) có u SVM<br /> s<br /> SVM u N i PLL N<br /> <br /> công suất đầu ra i i<br /> abc i<br /> e<br /> s s<br /> s<br /> ej<br /> u<br /> j<br /> s<br /> u e<br /> N<br /> j<br /> e i abcj N<br /> <br /> <br /> <br />