Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Điều khiển bộ nghịch lưu nối lưới trong mạng điện phân phối

Chia sẻ: Trần Văn Yan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:196

Thêm vào BST

Báo xấu

92
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích cơ bản của luận án này là Kỹ thuật điều chế với chu kỳ chuyển mạch thay đổi trong mỗi nửa chu kỳ cơ bản sử dụng giải thuật di truyền có xem xét đến tổn hao chuyển mạch một cách định lượng. Phương pháp ước lượng nhanh và chính xác các tham số điện áp lưới ở tần số cơ bản sử dụng giải thuật Levenberg-Marquardt có hồi tiếp ngõ ra để cập nhật tham số ban đầu của giải thuật nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu điều chế.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Điều khiển bộ nghịch lưu nối lưới trong mạng điện phân phối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ******** TRẦN QUANG THỌ ĐIỀU KHIỂN BỘ NGHỊCH LƯU NỐI LƯỚI TRONG MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI LUẬN ÁN TIẾN SỸ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN Tp. Hồ Chí Minh - 2017.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ******** TRẦN QUANG THỌ ĐIỀU KHIỂN BỘ NGHỊCH LƯU NỐI LƯỚI TRONG MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 62520202 Hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Trương Việt Anh 2. PGS. TS. Lê Minh Phương Phản biện 1: GS. TSKH. Hồ Đắc Lộc Phản biện 2: PGS. TS. Nguyễn Bội Khuê Phản biện 3: PGS. TS. Nguyễn Văn Nhờ
LÝ LỊCH CÁ NHÂN I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ và tên: Trần Quang Thọ Giới tính: Nam Ngày sinh: 15-09-1973 Nơi sinh: Tp. HCM Quê quán: Tp. HCM Dân tộc: Kinh Học vị cao nhất: Thạc sỹ Năm, nước nhận học vị: 2003 Đơn vị công tác: Khoa điện điện tử Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 39 Tam Châu, P. Tam Phú, Q. Thủ Đức, Tp. HCM Điện thoại liên hệ: CQ: 028 38968641 DĐ: 0987634085 Email: thotq@hcmute.edu.vn II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Nơi đào tạo: ĐH. Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM Ngành học: Điện khí hóa & Cung cấp điện Nước đào tạo: Việt Nam Năm tốt nghiệp: 1998 2. Sau đại học - Thạc sĩ chuyên ngành: Kỹ thuật điện Năm cấp bằng: 2003 i
Nơi đào tạo: ĐH. Bách khoa Tp. HCM 3. Ngoại ngữ: Tiếng Anh: TOEFL-ITP 530 III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2003 đến nay ĐH. SPKT TP. HCM CBGD IV. QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 1. Các đề tài nghiên cứu khoa học đã và đang tham gia: TT Tên đề tài nghiên cứu Năm bắt đầu/Năm Đề tài cấp (NN, Bộ, Vai trò hoàn thành ngành, trường) 1. Nghiên cứu thiết kế module điều 2008 Cấp trường Chủ nhiệm khiển động cơ servo dùng cho thực đề tài T23-2008 tập truyền động điện. 2. Nghiên cứu thiết kế module tải dùng 2009 Cấp trường Chủ nhiệm cho bộ thí nghiệm bù công suất phản đề tài T2009-86 kháng của phòng thí nghiệm cung cấp điện 3. Nghiên cứu, thiết kế và thi công mô 2008/2010 Cấp Bộ Chủ nhiệm hình vật lý chuyên dùng cho giảng đề tài B2008-22-32 dạy các bài thí nghiệm và thực tập vận hành trạm biến áp 4. Nghiên cứu và thi công đèn chiếu 2011 Cấp trường Chủ nhiệm sáng hiệu suất cao dùng năng lượng T2011-27 đề tài mặt trời 5. Điều chỉnh điện áp MPPT trong hệ Cấp trường T 4 Chủ nhiệm 2013 thống điện mặt trời nối lưới 3 pha trọng điểm T 4 đề tài ii
T2013-06TĐ T 4 6. Xây dựng giải thuật bộ điều khiển Cấp trường T 4 Chủ nhiệm dòng bằng phương pháp tối ưu bầy 2014 trọng điểm T 4 đề tài đàn (PSO) T2014-05TĐ T 4 7. Giảm tổn hao chuyển mạch trong Cấp trường T 4 Chủ nhiệm nghịch lưu nối lưới sử dụng sóng mang biến đổi 2015 trọng điểm T 4 đề tài T2015-35TĐ T 4 8. Điều chế nghịch lưu nối lưới sử Cấp trường T 4 Chủ nhiệm dụng giải thuật di truyền 2016 trọng điểm T 4 đề tài T2016-49TĐ T 4 9. Đồng bộ nghịch lưu nối lưới sử Cấp trường T 4 Chủ nhiệm 2017 dụng giải thuật Levenberg-Mar- quardt trọng điểm T 4 đề tài (đang thực hiện) T2017-27TĐ T 4 2. Các công trình khoa học đã công bố: TT Tên công trình Năm công bố Tên tạp chí 1 Trần Quang Thọ, Trương Việt Anh, “Chế tạo mô hình thực tập trạm ngắt- trạm biến áp trong hệ thống truyền tải điện năng,” Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật – ĐH. SPKT TP. HCM, Số 14 (2010). 2 Trần Quang Thọ, “Điều chỉnh tham số khâu PI trong hệ thống nghịch lưu pin mặt trời nối lưới ba pha,” Tạp chí Khoa học & Công nghệ - ĐH. Công Nghiệp Hà Nội, Số 13, 12/2012. 3 Tran Quang-Tho, Truong Viet Anh, and Le Minh Phuong, “PWM technique with variable carrier wave frequency to reduce switching loss in grid-connected PV in- verter,” Journal of Technical Education Science-HCM UTE, vol. 29, 2014, pp. 31- 38. 4 T. T. Chuong, T. V. Anh, Tran Quang-Tho, and T. Deveikis, “Research of the Volt- age Stability of Distribution Network Connected Induction Machines,” Elektronika Ir Elektrotechnika, vol. 21, no. 1, 2015. pp. 42-47. (SCIE) 5 Quang-Tho Tran, Anh Viet Truong, anh Phuong Minh Le, “Reduction of harmonics in grid-connected inverters using variable switching frequency,” International Jour- T 2 3 nal of Electrical Power & Energy Systems, vol 82, Nov 2016, pp. 242–251. (SCIE) T 2 3 T 2 3 T 2 3 iii
6 Tran Quang-Tho, Truong Viet Anh, and Le Minh Phuong, “Optimal Modulation to Reduce Harmonics in Inverters,” in Proc. IEEE ATC, 2015, pp. 561-566. 7 Tran Quang-Tho, Truong Viet Anh, and Le Minh Phuong, “PWM technique with variable carrier wave frequency to reduce switching loss in grid-connected PV in- verter,” Proc, 2nd GTSD, 2014, pp. 404-411. P P 8 Tran Quang-Tho, Le Thanh Lam, and Truong Viet Anh, “Reduction of switching loss in grid-connected inverters using a variable switching cycle,” International jour- nal of Electrical Engineering & Technology (IJEET), vol. 6, no. 8, 2015, pp. 63-76. 9 Trần Quang Thọ, Trương Việt Anh, Lê Minh Phương, “Sử dụng giải thuật di truyền để giảm sóng hài cho nghịch lưu nối lưới,” Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, HCMUTE, Số 35B, 2016. 10 Tran Quang-Tho, Pham Huu Ly, Truong Viet Anh, and Le Minh Phuong, “A Syn- chronization Method for Three-Phase Grid-Connected Inverters Using Levenberg- Marquardt Technique,” Lecture Notes in Electrical Engineering 371, Springer AETA 2015, pp. 249-260. 11 Tran Quang-Tho, Truong Viet Anh, and Le Minh Phuong, “Estimation of Voltage Parameters for Grid-connected Inverters,” in Proc. IEEE ATC, 2015, pp. 610-615. 12 Tran Quang-Tho, Truong Viet Anh, and Le Minh Phuong, “A Robust Technique for Phase-Locked Loop of Grid-connected Inverters,” in Proc. ISEE 2015, pp. 498- 506. 13 Trần Quang Thọ, Trương Việt Anh, Trảo Văn Hoan, Lê Minh Phương, “Bù điện áp offset trong các vòng khóa pha của nghịch lưu nối lưới,” Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ-VNU-HCM, vol. 18, no. K5, 2015, pp. 5-15. 14 Tran Quang-Tho and Truong Viet Anh, “MPPT voltage regulating in three-phase grid connected Photovoltaic system,” Science & Technology Development-VNU- HCM, vol. 15, no. K2, 2012, pp. 50-61. 15 Tran Quang-Tho and Truong Viet Anh, “Three-phase grid-connected inverter using current regulator,” International journal of Electrical Engineering & Technology (IJEET), vol. 4, no. 2, pp. 293-304, 2013. 16 Tran Quang Tho and Truong Viet Anh, “Optimization Of Current Controller for Grid-Connected Inverters Using A PSO Algorithm,” Journal of Technical Education Science, HCMC-UTE, vol. 40, Jan 2017. Xác nhận của cơ quan Thủ Đức, ngày 14 tháng 2 năm2017 Người khai ký tên Trần Quang Thọ iv
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 10 năm 2017. Tác giả luận án Trần Quang Thọ v
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. TS. Trương Việt Anh - Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM và PGS. TS. Lê Minh Phương - Đại học Bách khoa Tp. HCM đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ để tôi hoàn thiện luận án này. Tôi cũng muốn gởi lời cảm ơn đến những người thân trong gia đình luôn ủng hộ tôi trong thời gian thực hiện luận án. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, các Cô, Thầy thuộc Khoa Điện – Điện tử và các đồng nghiệp trong trường đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tác giả Trần Quang Thọ
TÓM TẮT Sự phổ biến của nguồn điện phân tán sử dụng năng lượng tái tạo như gió và mặt trời trong hệ thống điện ngày càng nhiều. Tuy nhiên, các bộ nghịch lưu nối lưới của các nguồn điện này lại phát sóng hài đáng kể vào lưới điện và ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng điện năng của hệ thống điện. Do đó, việc giảm sóng hài cho các bộ nghịch lưu nối lưới sẽ góp phần nâng cao chất lượng điện năng của hệ thống điện. Dựa vào việc phân tích mô tả toán học của sóng hài dòng điện, tác giả nhận thấy rằng có bốn yếu tố chính ảnh hưởng đến sóng hài ngõ ra của nghịch lưu nối lưới, đó là: kỹ thuật điều chế, chất lượng các tham số của điện áp lưới ở tần số cơ bản ước lượng được, độ nhấp nhô của điện áp nguồn một chiều và chất lượng của bộ điều khiển dòng điện. Từ đó, luận án đã nghiên cứu và đề xuất bốn giải pháp cơ bản để giảm sóng hài cho nghịch lưu nối lưới như sau: 1. Phương pháp điều chế có chu kỳ chuyển mạch thay đổi trong mỗi nửa chu kỳ cơ bản sử dụng giải thuật di truyền để giảm sóng hài dòng điện nhưng vẫn không làm tăng tổn hao chuyển mạch và không làm tăng thêm phần cứng. Với khả năng trải phổ hài trong một phạm vi rộng của phương pháp này giúp làm giảm nhiễu âm nên làm giảm bộ lọc thụ động. 2. Kỹ thuật cải tiến để ước lượng nhanh và chính xác các tham số điện áp lưới ở tần số cơ bản sử dụng giải thuật Levenberg-Marquardt kết hợp với hồi tiếp ngõ ra để cập nhật cho các tham số ban đầu của giải thuật. Kỹ thuật này giúp nâng cao chất lượng hòa đồng bộ cho nghịch lưu nối lưới để giảm sóng hài ngõ ra của nghịch lưu. Kỹ thuật này hoàn toàn mới so với các phương pháp kỹ thuật vòng khóa pha thông thường trong các hệ thống nghịch lưu nối lưới hiện nay. 3. Phương pháp dò điểm công suất cực đại có số gia biến đổi để giảm độ nhấp nhô cho nguồn điện áp một chiều của nghịch lưu điện mặt trời nối lưới một giai đoạn. Phương pháp này góp phần làm giảm sóng hài ngõ ra của nghịch lưu mà không làm giảm đáp ứng động. vii
4. Phương pháp cải tiến để xác định tham số bộ điều khiển dòng điện sử dụng giải thuật tối ưu bầy đàn nhằm giảm sóng hài nghịch lưu mà không đòi hỏi nhiều thời gian và công sức cũng như kinh nghiệm của người thiết kế. Để khẳng định tính hiệu quả của từng giải pháp đề xuất, các chỉ tiêu kỹ thuật cũng đã được xem xét một cách định lượng thông qua các kết quả mô phỏng và thí nghiệm khi so sánh với kết quả của các phương pháp hiện nay. Các giải pháp đề xuất giảm sóng hài này sẽ giúp làm giảm kích thước bộ lọc phụ và giá thành của thiết bị nghịch lưu nối lưới. Các giải pháp đề xuất cũng đã được kiểm tra bằng mô phỏng trên phần mềm MATLAB/Simulink, thực nghiệm trên mô hình vật lý có chất lượng như DSP F28335, Dspace-1103 nhằm khẳng định tính khả thi khi ứng dụng. viii
ABSTRACT The penetration of distributed generation (DG) system using renewable energy sources like solar and wind power in grid systems is rapidly increasing worldwide. However, grid-connected inverters of these DGs insert significant current harmonics into the power network and adversely affect the power quality of the network. The reduction of harmonics to achieve compliance with stringent grid codes contributes to enhance the power quality of grid-connected inverters. By analyzing the mathe- matical model of current ripple, the author has found out the four key factors - mod- ulation technique, accuracy of estimated grid voltage parameters, ripples of DC volt- age, and coefficients of current regulator - affecting inverter output harmonics. In order to attenuate the harmonics, the author researched and proposed the solutions as follows: 1. A new modulation method generates variable switching cycles in each half of the fundamental period using a genetic algorithm technique for attenuating inverter harmonics without increasing switching loss and hardware. The spectrum over a wide frequency range of this method helps avoid some noises in telecommunica- tions, making the output filter smaller. 2. An improved strategy for estimating rapidly and accurately fundamental grid voltage parameters relies on the Levenberg-Marquardt algorithm using adaptive initial parameters. This strategy helps enhance the synchronization quality of grid-connected inverters for decreasing harmonics. This technique is completely new compared with the phase-locked loop methods. 3. A maximum power point tracking technique uses the variable increment to deal with DC voltage ripples of one-stage grid-connected photovoltaic inverter. This leads to enhancing conversion efficiency and reducing inverter output harmonics without affecting dynamic response. ix
4. An improved method for determining the coefficients of current controller bases on Particle Swarm Optimization to alleviate harmonics without requiring a lot of time and effort, experience of designers as well. In order to validate the performance of the solutions, the technical parameters are also quantitatively considered by comparing the simulated and experimental results of the proposed techniques with those of the existing methods. These solutions help reduce the size and cost of grid-connected inverters. The simulation on MATLAB/Simulink is used to test the proposed methods for reduction of harmonics, demonstrating the high intuition and reliability in the expected survey domain. The experiment using physical models with the hardware platforms including DSP-F28335 and DSpace- 1103 helps ensure a high feasibility in actual applications. x
MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài LÝ LỊCH CÁ NHÂN .................................................................................................. i T 2 3 32T LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................v T 2 3 32T LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... vi T 2 3 32T TÓM TẮT ................................................................................................................ vii T 2 3 32T ABSTRACT .............................................................................................................. ix T 2 3 32T MỤC LỤC ................................................................................................................. xi T 2 3 32T DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................... xvi T 2 3 T 2 3 CÁC KÝ HIỆU ..................................................................................................... xviii T 2 3 32T LIỆT KÊ HÌNH .........................................................................................................xx T 2 3 32T LIỆT KÊ BẢNG ................................................................................................... xxvi T 2 3 32T MỞ ĐẦU .............................................................................................................. xxvii T 2 3 32T Chương 1. T 2 3 32T TỔNG QUAN 32T T 2 3 1.1 T 2 3 T 2 3 Sự phát triển của nguồn điện phân tán sử dụng năng lượng tái tạo ......1 32T T 2 3 1.2 T 2 3 T 2 3 Cấu trúc của nguồn điện phân tán sử dụng năng lượng tái tạo ..............2 32T T 2 3 1.3 T 2 3 T 2 3 Các tiêu chuẩn nối lưới ...............................................................................3 32T T 2 3 1.4 T 2 3 T 2 3 Các nghiên cứu khoa học liên quan ...........................................................4 32T T 2 3 1.4.1 T 2 3 32T Hệ thống điện gió nối lưới...................................................................4 32T T 2 3 xi
1.4.2 T 2 3 32T Hệ thống điện mặt trời sử dụng nghịch lưu nối lưới ...........................5 32T T 2 3 1.4.2.1 32T 32T Cách tiếp cận ..................................................................................6 32T T 2 3 1.4.2.2 32T 32T Kỹ thuật điều chế ...........................................................................9 32T T 2 3 1.4.2.2.1 Kỹ thuật dựa vào yêu cầu về độ méo toàn phần ............................10 32T 32T32T T 2 3 1.4.2.2.2 Kỹ thuật thay đổi sóng mang và sóng điều chế .............................12 32T 32T32T T 2 3 1.4.2.2.3 Phương pháp trải phổ nhiễu âm.....................................................14 32T 32T32T T 2 3 1.4.2.2.4 Phương pháp độ nhấp nhô hằng số................................................18 32T 32T32T T 2 3 1.4.2.2.5 Kỹ thuật thay đổi tần số chuyển mạch tối ưu ................................19 32T 32T32T T 2 3 1.4.2.2.6 Nghịch lưu đa bậc ..........................................................................19 32T 32T32T T 2 3 1.4.2.2.7 Đề xuất kỹ thuật điều chế ..............................................................20 32T 32T32T T 2 3 1.4.2.3 32T 32T Độ chính xác của tham số hòa đồng bộ ......................................21 32T T 2 3 1.4.2.3.1 Phương pháp PLL thông thường ...................................................23 32T 32T32T T 2 3 1.4.2.3.2 Vòng khóa pha sử dụng bộ tích phân tổng quát bậc hai ...............26 32T 32T32T T 2 3 1.4.2.3.3 Đặc điểm của vòng khóa pha ........................................................27 32T 32T32T T 2 3 1.4.2.3.4 Nhận xét và đề xuất phương pháp nâng cao chất lượng PLL .......29 32T 32T32T T 2 3 1.4.2.4 32T 32T Sự ổn định của nguồn điện áp DC ..............................................31 32T T 2 3 1.4.2.5 32T 32T Tham số bộ điều khiển .................................................................33 32T T 2 3 1.5 T 2 3 T 2 3 Tóm tắt chương 1 .......................................................................................34 32T 32T Chương 2. T 2 3 32T KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỬ DỤNG CHU KỲ CHUYỂN MẠCH 32T THAY ĐỔI 32T xii
2.1 T 2 3 T 2 3 Giới thiệu ....................................................................................................36 32T 32T 2.2 T 2 3 T 2 3 Phương pháp tiếp cận................................................................................37 32T T 2 3 2.3 T 2 3 T 2 3 Hàm mục tiêu .............................................................................................41 32T 32T 2.4 T 2 3 T 2 3 Đề xuất giảm sóng hài sử dụng kỹ thuật GA ..........................................43 32T T 2 3 2.4.1 T 2 3 32T Xác định trọng số hàm chu kỳ chuyển mạch ....................................43 32T T 2 3 2.4.2 T 2 3 32T Xác định từng chu kỳ chuyển mạch ..................................................45 32T T 2 3 2.5 T 2 3 T 2 3 Kết quả mô phỏng......................................................................................50 32T 32T 2.5.1 T 2 3 32T Nghịch lưu tải trở ..............................................................................50 32T T 2 3 2.5.2 T 2 3 32T Nghịch lưu nối lưới ...........................................................................54 32T T 2 3 2.5.2.1 32T 32T Tần số chuyển mạch cố định .......................................................56 32T T 2 3 2.5.2.2 32T 32T Phương pháp tần số chuyển mạch thay đổi dựa vào TDD .......58 32T T 2 3 2.5.2.3 32T 32T Phương pháp độ nhấp nhô hằng số ............................................60 32T T 2 3 2.5.2.4 32T 32T Phương pháp trải phổ cải tiến ....................................................62 32T T 2 3 2.5.2.5 32T 32T Kỹ thuật đề xuất ...........................................................................64 32T T 2 3 2.5.3 T 2 3 32T Nhận xét kết quả của nghịch lưu nối lưới .........................................68 32T T 2 3 2.6 T 2 3 T 2 3 Tóm tắt chương 2 .......................................................................................71 32T 32T Chương 3. T 2 3 32T PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG NHANH VÀ CHÍNH XÁC 32T THAM SỐ ĐIỆN ÁP LƯỚI 32T 3.1 T 2 3 T 2 3 Tham số hòa đồng bộ.................................................................................73 32T T 2 3 3.2 T 2 3 T 2 3 Kỹ thuật ước lượng tham số đề xuất........................................................74 32T T 2 3 xiii
3.3 T 2 3 T 2 3 Kết quả mô phỏng và thí nghiệm .............................................................79 32T T 2 3 3.3.1 T 2 3 32T Cài đặt tham số ..................................................................................79 32T T 2 3 3.3.2 T 2 3 32T Kết quả và nhận xét ...........................................................................80 32T T 2 3 3.3.2.1 32T 32T Trường hợp thứ nhất ...................................................................80 32T T 2 3 3.3.2.2 32T 32T Trường hợp thứ hai .....................................................................89 32T T 2 3 3.4 T 2 3 T 2 3 Tóm tắt chương 3 .......................................................................................95 32T 32T Chương 4. T 2 3 32T GIẢM ĐỘ NHẤP NHÔ ĐIỆN ÁP DC VÀ CẢI TIẾN HỆ SỐ 32T BỘ ĐIỀU KHIỂN 32T 4.1 T 2 3 T 2 3 Giảm độ nhấp nhô điện áp dc bằng kỹ thuật mppt với số gia biến đổi 97 32T T 2 3 4.1.1 T 2 3 32T Dò điểm công suất cực đại của pin mặt trời ......................................97 32T T 2 3 4.1.2 T 2 3 32T Giải thuật MPPT đề xuất ...................................................................98 32T T 2 3 4.1.3 T 2 3 32T Kết quả mô phỏng ...........................................................................101 32T T 2 3 4.1.3.1 32T 32T Số gia cố định ..............................................................................102 32T T 2 3 4.1.3.2 32T 32T Số gia biến đổi .............................................................................104 32T T 2 3 4.1.4 T 2 3 32T Nhận xét kết quả ..............................................................................106 32T T 2 3 4.2 T 2 3 T 2 3 Cải tiến tham số bộ điều khiển dùng giải thuật PSO ...........................107 32T T 2 3 4.2.1 T 2 3 32T Bộ điều khiển dòng điện ..................................................................107 32T T 2 3 4.2.2 T 2 3 32T Phương pháp dựa vào hàm truyền ...................................................109 32T T 2 3 4.2.2.1 32T 32T Cơ sở của nguyên lý điều khiển PR ..........................................109 32T T 2 3 4.2.2.2 32T 32T Xác định tham số bộ điều khiển................................................110 32T T 2 3 xiv
4.2.3 T 2 3 32T Phương pháp tối ưu bầy đàn ............................................................114 32T T 2 3 4.2.4 T 2 3 32T Kết quả khảo sát ..............................................................................115 32T T 2 3 4.2.4.1 32T 32T Phương pháp dựa vào hàm truyền ...........................................116 32T T 2 3 4.2.4.2 32T 32T Phương pháp PSO đề xuất ........................................................119 32T T 2 3 4.2.5 T 2 3 32T Nhận xét...........................................................................................122 32T 32T 4.3 T 2 3 T 2 3 Tóm tắt chương 4 .....................................................................................123 32T 32T Chương 5. T 2 3 32T KẾT LUẬN 32T 32T 5.1 T 2 3 T 2 3 Kết quả đạt được .....................................................................................126 32T 32T 5.1.1 T 2 3 32T Kỹ thuật điều chế .............................................................................126 32T T 2 3 5.1.2 T 2 3 32T Ước lượng nhanh chóng và chính xác các tham số điện áp lưới.....127 32T T 2 3 5.1.3 T 2 3 32T Ổn định điện áp DC .........................................................................127 32T T 2 3 5.1.4 T 2 3 32T Cải tiến tham số bộ điều khiển ........................................................127 32T T 2 3 5.2 T 2 3 T 2 3 Hướng phát triển .....................................................................................129 32T 32T TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................130 T 2 3 32T DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ .....................................................140 T 2 3 T 2 3 PHỤ LỤC xv
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT APF (active power filter) Bộ lọc công suất tích cực Con (conventional) Phương pháp thông thường CR (constant ripple) Nhiễu hằng số CSVPWM (conventional space vector Điều chế vector không gian thông thường pulse width modulation) DG (distributed generation) Nguồn điện phân tán DSOGI (dual second-order general in- Bộ tích phân tổng quát bậc hai kép tegrator) DSP (digital signal processor) Bộ xử lý tín hiệu số D-STATCOM (distributed static com- Thiết bị bù phân tán pensator) DVR (dynamic voltage restorer) Bộ phục hồi điện áp động f-est Tần số ước lượng được FLL (frequency-locked loop) Vòng khóa tần số f-ref Tần số đặt FRT (fault-ride through) Trải qua sự cố Giải thuật di truyền GA (genetic algorithm) HIPWP-FMTC (harmonic injection Khử hài lựa chọn sử dụng bơm hài vào sóng PWM frequency modulated triangular điều khiển và điều chế tần số sóng mang carrier) INC (Incremental Conductance) Gia tăng điện dẫn L-M (Levenberg-Marquardt) Giải thuật Levenberg-Marquardt MP Mô phỏng MPPT (Maximum Power Point Track- Dò điểm công suất cực đại ing) MSANS (modified SANS) Trải phổ nhiễu âm cải tiến MSHDC (multi-sequence harmonic de- Bộ tách nhiều thành phần hài coupling cell) NCKCB Nửa chu kỳ cơ bản NTA (Newton-Type Algorithm) Giải thuật Newton P&O (Perturb & Observe) Tạo nhiễu và quan sát PCC (point of common coupling) Điểm nối chung PI (Proportional Integrator) Tích phân tỉ lệ PLL (phase-locked loop) Vòng khóa pha PR (Proportional Resonant) Cộng hưởng tỉ lệ Proposed Phương pháp đề xuất PSO (particle swarm optimization) Tối ưu bầy đàn QSG (quadrature signal generator) Bộ phát tín hiệu trực giao SANS (spread of acoustic noise spec- Trải phổ nhiễu âm trum) xvi
SHE (selective harmonic elimination) Khử hài lựa chọn SOGI (second-order general integrator) Bộ tích phân tổng quát bậc hai SPWM (sinusoidal pulse width modu- Điều chế độ rộng xung dựa vào sóng sin lation) SVPWM (space vector sinusoidal pulse Điều chế vector không gian width modulation) TDD (total distortion demand) Yêu cầu độ méo toàn phần TN Thí nghiệm THD (total harmonic distortion) Độ méo hài toàn phần theta-est Góc pha ước lượng được theta-ref Góc pha đặt UPS (uninterruptible power supply) Bộ nguồn dự phòng VFPWM (variable frequency pulse Điều chế độ rộng xung sử dụng tần số thay width modulation) đổi VSFPWM (variable switching fre- Điều chế độ rộng xung sử dụng tần số quency pulse width modulation) chuyển mạch thay đổi PCC (point of common coupling) Điểm ghép nối chung xvii
CÁC KÝ HIỆU α Độ dài bước lặp A Hệ số lý tưởng C1 R Hằng số phụ thuộc V dc , L f R R R R C2 R Hằng số phụ thuộc V dc , L f , I 1 , m R R R R R R χ 2 P Tổng các bình phương của các sai số có trọng số DC Một chiều φ Góc pha ban đầu f sw R Tần số chuyển mạch H GD R Độ nhiễu theo phương pháp suy giảm độ dốc H GN R Độ nhiễu theo phương pháp Gauss-Newton H LM R Độ nhiễu theo Levenberg-Marquardt I1 R Dòng điện hiệu dụng cơ bản Iα R Dòng điện trục thực Iβ R Dòng điện trục ảo J Ma trận Jacobi k Phân số điều chỉnh K Hằng số Boltzmann λ Độ lớn điều chỉnh bước lặp Lf R Điện cảm bộ lọc Lg R Điện cảm phía lưới m Chỉ số điều chế µ Tham số ngõ ra P Công suất tác dụng Q Công suất phản kháng R Tải trở R-L Tải trở nối tiếp tải cảm Tc Chu kỳ chuyển mạch cố định τc R R Nhiệt độ của dàn pin mặt trời Ts Chu kỳ chuyển mạch Ts-var Chu kỳ chuyển mạch thay đổi Vα Điện áp trục thực Vβ Điện áp trục ảo Vdc Điện áp nguồn một chiều Vg Điện áp phía lưới Vi Điện áp nghịch lưu xviii