BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
PHÍ TRỌNG HUY
ĐIỀU KHIỂN DỰ BÁO THIẾT BỊ KHO ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG HỆ
THỐNG PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ Ở CHẾ ĐỘ ĐỘC LẬP
Chuyên ngành : Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC :
GS.TSKH NGUYỄN PHÙNG QUANG
Hà Nội – Năm 2016
1
LỜI CẢM ƠN
L u tiên, tôi xin chân thành c ng d n khoa hời đầ ảm ơn thầy giáo hƣớ ẫ ọc
GS.TSKH Nguy ng d n và t o m u ki n thuễn Phùng Quang đã tận tình hƣớ ẫ ạ ọi điề ệ ận
l m v h p và nghiên c u. ợi cho tôi hoàn thành nhiệ ụ ọc tậ ứ
Tôi xin chân thành c y Ph Ban lãnh ảm ơn thầ ạm Quang Đăng cùng toàn thể
đạ ệ ỹo Vi n K u khi n và T i h c Bách Khoa thuật Điề ể ự động hóa (ICEA), Trƣờng Đạ ọ
Hà N ng làm vi c thân thi n, nhi t tình ch bội đã tạo cho tôi môi trƣờ ệ ệ ệ ỉ ảo và đƣa ra
nh ng l ng d nh. ữ ờ ới hƣ ẫn để luận văn đƣợc hoàn chỉ
Xin chân thành c ng nghi ng viên ảm ơn bạn bè, đồ ệp và gia đình đã khích lệ, độ
tôi trong quá trình họ ậ ức t p và nghiên c u.
2
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... 1
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .................................................... 4
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................... 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................... 6
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 9
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN DỰ BÁO ............................... 11
1.1 Khái niệm, sự hình thành và phát triển của MPC ..................................... 11
1.2 Thuật toán MPC ........................................................................................ 12
1.3 Lý ....................................... 15 thuyết MPC, những khó khăn và thách thức
1.4 Các phƣơng pháp MPC ............................................................................. 18
1.5 Điều khiển dự báo trong không gian trạng thái. ....................................... 21
1.5.1 Mô hình dự báo. ................................................................................. 21
1.5.2 .......................................................................................... 21 Tối ƣu hóa.
1.5.3 Tổng kết .............................................................................................. 23
CHƢƠNG 2: MÔ HÌNH HÓA THIẾT BỊ KHO ĐIỆN ..................................... 25
2.1 ....................................................................... 25 Mô hình động học siêu tụ
2.1.1 Sơ lƣợc về cấu tạo .............................................................................. 25
2.1.2 Mô hình của siêu tụ dùng trong thiết bị kho điện............................... 27
2.2 - .................... 29 Mô hình bộ biến đổi DC DC dùng trong thiết bị kho điện
2.2.1 Mô hình chính xác .............................................................................. 30
2.2.2 Mô hình trung bình ngắn hạn ............................................................. 33
2.2.3 Kiểm chứng mô hình .......................................................................... 35
2.3 - .................... 38 Mô hình bộ biến đổi DC AC dùng trong thiết bị kho điện
2.3.1 Mô hình bộ biến đổi DC- .............................................................. 39 AC
2.3.2 Mô hình BBĐ DC AC ghép với lƣới điện- ......................................... 45
CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN DỰ BÁO ...................... 50
3.1 ............................. 50 Điều khiển dự báo cho các thiết bị điện tử công suất
3.2 - ............. 53 Áp dụng điều khiển dự báo cho đối tƣợng bộ biến đổi DC AC
3.2.1 Sơ đồ đóng ngắt van. .......................................................................... 53
3.2.2 Cấu trúc điều khiển bộ biến đổi DC- ........................................... 55 AC.
3.2.3 Thiết kế điều khiển dự báo vòng điều khiển dòng ............................. 56
3.3 Vòng khóa pha .......................................................................................... 61
CHƢƠNG 4: MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG BẰNG MATLAB, SIMULINK,
PLECS............................................................................................................. 63
4.1 ..................................... 63 Xác định giá trị đặt cho SCESS sử dụng bộ lọc
4.2 ................................................................................... 66 Xác định thông số
4.3 .................................................................................. 68 Kết quả mô phỏng
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 88
Tài liệu tham khảo tiếng Việt .......................................................................... 88
Tài liệu tham khảo tiếng Anh .......................................................................... 89
PHỤ LỤC ........................................................................................................... 93
3
L ỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứ ủa cá nhân tôi dƣớ ự hƣớu c i s ng
d n c a TS.GSKH Nguy n Phùng Quang. Tài li u tham kh o trong luẫ ủ ễ ệ ả ận án đƣợc
trích dẫn đầy đủ ế ả ứ ủ ậ ực và chƣa từ. Các k t qu nghiên c u c a lu n án là trung th ng
đƣợ ố ấ ỳ ọ ợ ệc ai công b trong b t k công trình nào khác. M i sao chép không h p l , vi
ph m quy ch o tôi xin ch u hoàn toàn trách nhi ạ ế đào tạ ị ệm.
Tác giả ận văn lu
Phí Trọng Huy
4
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Các chữ ế ắ vi t t t
Chữ ế vi t tắt
Ý nghĩa
BESS
Battery Energy Storage System
MPC
Model Predictive Control
NMPC
Nonlinear Model Predictive Control
ĐTĐK
Đố ợng điề ểi tƣ u khi n