Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu giải pháp tổng quát trong thiết kế tối ưu bộ điều khiển biến tần kết nối lưới dùng cho hệ thống điện mặt trời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

---------------------------

LÊ NGỌC TUÂN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TỔNG QUÁT TRONG THIẾT KẾ TỐI ƯU BỘ ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN KẾT NỐI LƯỚI DÙNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số ngành: 60520202 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 3 năm 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

---------------------------

LÊ NGỌC TUÂN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TỔNG QUÁT TRONG THIẾT KẾ TỐI ƯU BỘ ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN KẾT NỐI LƯỚI DÙNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số ngành: 60520202

CBHDKH: PGS, TS. NGÔ CAO CƯỜNG

THS. LÊ ĐÌNH LƯƠNG

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 3 năm 2016

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS. TS. Ngô Cao Cường ThS. Lê Đình Lương Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM

ngày 12 tháng 03 năm 2016

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:

Họ và tên

PGS. TS. Dương Hoài Nghĩa PGS. TS. Nguyễn Thanh Phương

PGS. TS. Lê Minh Phương

TT 1 2 3 TS. Đặng Xuân Kiên 4 5 TS. Võ Hoàng Duy Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện 1 Phản biện 2 Ủy viên Ủy viên, Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được

sửa chữa (nếu có).

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

TP. HCM, ngày 15 tháng 01 năm 2016

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Lê Ngọc Tuân Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 30/10/1980 Nơi sinh: Hà Nội

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: 1441830027

I- Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TỔNG QUÁT TRONG THIẾT KẾ TỐI ƯU BỘ ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN KẾT NỐI LƯỚI DÙNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI

II- Nhiệm vụ và nội dung:

- Tìm hiểu và nghiên cứu về năng lượng mặt trời.

- Tìm hiểu về các bộ pin mặt trời.

- T m hiểu về giải thuật PSO trong hệ th ng điều khiển t động.

- Phân tích các ảnh hưởng của việc hòa hai nguồn điện.

- Xây d ng phương tr nh và giải thuật để tính toán bộ chuyển đổi năng lượng.

- Dùng phần mềm Matlab 7.0 mô phỏng khi hòa năng lượng mặt trời vào lưới điện

- phân ph i.

III- Ngày giao nhiệm vụ: 20/08/2015

IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/01/2016

V- Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Ngô Cao Cường - ThS. Lê Đình Lương

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

PGS. TS. Ngô Cao Cường

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết

quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ

công trình nào khác.

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này

đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn

gốc.

Học viên thực hiện Luận văn

Lê Ngọc Tuân

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy PGS, TS. Ngô Cao

Cường, thầy ThS. Lê Đình Lương và thầy PGS, TS Nguyễn Thanh Phương là

những người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện quyển

luận văn này.

Xin cám ơn trường quý Thầy Cô trường Đại Học Công Nghệ Tp.HCM, Khoa

Cơ - Điện - Điện Tử, Phòng Quản Lý Khoa Học - Đào Tạo Sau đại học, tập thể lớp

14SMĐ11 đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện Luận văn này.

Tôi xin cảm ơn quý Thầy Cô trong Hội đồng đánh giá Luận văn đã nhiệt tình

góp ý chỉnh sửa để luận văn được hoàn chỉnh hơn.

Tôi xin cảm ơn các anh chị học viên và các đồng nghiệp đã hổ trợ và đóng góp

ý kiến để luận văn của tôi được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã luôn

ở bên tôi và động viên, giúp đỡ tôi rất nhiều để tôi hoàn thành khóa học này.

Người thực hiện luận văn

Lê Ngọc Tuân

iii

TÓM TẮT

Ngày nay, việc phát triển trong lĩnh vực năng lượng gió và năng lượng mặt

trời đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể, đây là các lĩnh vực năng lượng sạch và vô

tận. Trong tình hình nhu cầu năng lượng ngày càng cao thì việc đa dạng hóa các

nguồn năng lượng từ các nguồn năng lượng mới và vô tận là một giải pháp hiệu quả

và luôn được khuyến khích phát triển. Các nguồn năng lượng này sẽ giảm bớt một

phần gánh nặng từ áp lực cung cấp điện năng của lưới điện, chủ yếu dựa vào nhiệt

điện và thủy điện của chúng ta hiện nay. Tuy nhiên, có một số hạn chế đó là công

suất nhỏ và phân tán. Để sử dụng có hiệu quả cần phải kết nối các nguồn năng

lượng này thông qua lưới điện phân phối hiện có bằng các bộ nghịch lưu có khả

năng kết nối với lưới điện xoay chiều.

Trong quá trình hoạt động của các bộ pin năng lượng mặt trời kết nối lưới điện

phân phối, ngoài việc phải hoạt động tại điểm có công suất lớn nhất th o sự thay đổi

của cường độ bức xạ mặt trời thì yêu cầu về tối thiểu hóa tổng độ m o dạng sóng

hài TH là một yêu cầu cần phải đạt được để đảm bảo chất lượng điện năng trên

lưới điện. Để đạt được yêu cầu này, giải thuật tối ưu hóa bầy đàn PS đã được

giới thiệu và ứng dụng trong việc xác định các hệ số điều khiển trong bộ điều khiển

dòng điện.

Luận văn tập trung xây dựng một giải thuật điều khiển bộ nghịch lưu kết nối

lưới AC có khả năng tự động ổn định và điều khiển dòng công suất tác dụng bơm

vào lưới điện phân phối luôn đạt giá trị cao nhất có thể thu được từ bộ pin năng

lượng mặt trời. Đồng thời, TH của dòng điện bơm vào lưới luôn được giữ ở mức

thấp.

ABSTRACT

Nowaday, wind and solar energy have been developing successfully, both

field are green and renewable resource. More and more higher energy demand in

our life need diversity of resource with enjoying of green and renewable is the

effective aproach, which are always encouraged. Those resource will redue demand

of energy from hydroelectric plant and thermoelectricity plant on power system.

However, solar energy have low rate power and dispersion. To increase efficiency

of solar energy need to connect them with power network via invertor, which can

link to power system.

The whole of operation of solar cell units link to power network, beside the

requirement the solar cell units must operate at the maximum power point, the

current was injected to power grid must have minimum total hamonic disturbance

(THD). Solving this requirement, Particle Swarm Optimization (PSO) theory was

introduced and implement in this thesis to determine controll factors of PI current

regulator.

This thesis present a new approach for invertor link to power system. They can

control active and reactive power were inject to power grid. Active power was

remained at maximum power was supplied by solar cell units. Reactive power was

remained approximately zero. It lead to power factor of device approximately 1. In

addition, THD of current is must remain in the minimum value.

MỤC LỤC

LỜI CAM Đ AN ....................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii

TÓM TẮT ................................................................................................................. iii

ABSTRACT .............................................................................................................. iv

MỤC LỤC ................................................................................................................... v

MỤC LỤC C C H NH .......................................................................................... viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .......................................................................... xi

CH ƠN 1 I I THI ......................................................................................... 1

1.1 Đặt vấn đề ......................................................................................................... 1

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ ......................................................................................... 3

1.3 Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................... 3

1.4 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 3

1.5 Điểm mới của luận văn ..................................................................................... 4

1.6 Giá trị thực tiễn của luận văn ............................................................................ 4

1.7 Nội dung của luận văn ...................................................................................... 5

CH ƠN T N Q AN ....................................................................................... 6

2.1 Tổng quan về pin năng lượng mặt trời ............................................................... 6

.1.1 Lịch sử phát triển pin mặt trời ..................................................................... 6

.1. Tình hình phát triển của pin mặt trời hiện nay ............................................. 8

.1. .1 Trên thế giới ....................................................................................... 8

.1. . Thực tế tại iệt Nam ........................................................................ 10

a. Tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời tai iệt Nam .......................... 10

b. Hiện trạng ứng dụng năng lượng mặt trời tại iệt Nam hiện nay ........... 11

.1. Phân loại pin mặt trời ................................................................................. 13

.1.4 Cấu tạo và hoạt động của pin mặt trời Silic ............................................... 14

.1.5 Cấu tạo và hoạt động của các loại pin mặt trời kiểu mới ........................... 17

2.1.5.1 Pin Mặt trời nhạy cảm chất màu DSC (Dye - sensitized solar cell) ..... 17

2.2 Tổng quan về kết nối bộ năng lượng mặt trời với lưới điện phân phối ........... 20

2.2.1 Tính cần thiết của việc kết nối bộ pin mặt trời vào lưới điện phân phối ... 20

. . Hòa đồng bộ hai máy phát ......................................................................... 22

. . .1 Hòa đồng bộ hai nguồn áp ................................................................ 23

. . . Phân tích các điều kiện hòa. .............................................................. 25

a. Điều kiện về điện áp. ................................................................................. 25

b. Điều kiện tần số không thoả mãn. ............................................................. 25

c. Điều kiện về thứ tự pha. ............................................................................ 27

d. Điều kiện về góc lệch pha. ....................................................................... 27

. . . Hòa đồng bộ một nguồn dòng vào một nguồn áp ............................. 28

2.3 Giải thuật tối ưu hóa bầy đàn ........................................................................... 29

2.3.1. Giới thiệu về thuật toán tối ưu hóa bầy đàn ............................................. 29

. . Lịch sử phát triển của giải thuật tối ưu hóa bầy đàn .................................. 29

. . Khái quát hóa giải thuật tối ưu hóa bầy đàn .............................................. 30

2.3.4 Một số khái niệm trong giải thuật tối ưu hóa bầy đàn ............................... 32

CH ƠN KHẢ S T T NH T N ........................................................... 34

.1 Pin năng lượng mặt trời và phương trình toán của pin năng lượng mặt trời ... 34

.1.1 Phương trình tương đương của pin năng lượng mặt trời ........................... 34

3.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến pin năng lượng mặt trời ................................... 35

.1. Phương trình tương đương của bộ pin năng lượng mặt trời ...................... 36

3.2 Mạch nghịch lưu kết nối lưới điện phân phối .................................................. 38

3.2.1 Phân loại bộ nghịch lưu ............................................................................. 38

. . Phương pháp điều khiển khóa công suất trong bộ nghịch lưu nguồn áp ... 38

. . Phương pháp điều khiển khóa công suất trong bộ nghịch lưu nguồn dòng

............................................................................................................................. 42

. Xây dựng giải thuật tối ưu hóa bầy đàn ........................................................... 45

. .1 Các bước trong việc xây dựng giải thuật PSO ........................................... 45

. . Lưu đồ giải thuật PSO ................................................................................ 46

3.3.3 Những vấn đề cần quan tâm khi xây dựng giải thuật PSO ........................ 47

. . Đặc điểm và ứng dụng của giải thuật PSO ................................................ 51

vii

CH ƠN 4 M H NH H A M PH N .................................................... 53

4.1 Sơ đồ kết nối bộ pin năng lượng mặt trời vào lưới điện phân phối. ................ 53

4.1.1 Khối bộ pin năng lượng mặt trời. ............................................................... 53

4.1.2 Khối nghịch lưu ......................................................................................... 54

4.1.3 Khối lưới điện phân phối ........................................................................... 54

4.1.4 Khối điều khiển .......................................................................................... 55

4.1.4.1 Nguyên lí hoạt động của khối MPPT ................................................ 57

4.1.4.2 Khối PI_V ......................................................................................... 62

4.1.4.3 Khối PLL ........................................................................................... 62

4.1.4.4 Khối DC/AC ...................................................................................... 63

4.1.4.5 Khối điều khiển Hyst r sis điều khiển bang-bang ) ........................ 63

4. Kết quả khi thực hiện giải thuật PS . .............................................................. 64

4.2.1 Các bước xác định các thông số Kp, Ki bằng giải thuật PSO ................... 64

4. . Kết quả thu được khi thực thi giải thuật PS ............................................ 65

4.3 Kết quả mô phỏng khi kết nối bộ pin năng lượng mặt trời vào lưới điện ........ 67 4. .1 Khi cường độ bức xạ mặt trời lần lượt là -500-600 W/m2 ................... 67 4. . Khi năng lượng bức xạ mặt trời lần lượt là -900-700 W/m2 ................ 70 4. . Khi năng lượng bức xạ mặt trời lần lượt là 1 -700-900 W/m2 .............. 73 4. .4 Khi năng lượng bức xạ mặt trời lần lượt là -400-600 W/m2 ................ 76

4.4 Nhận x t và đánh giá ........................................................................................ 79

CH ƠN 5 KẾT L N H N PH T T I N .......................................... 81

5.1 Các vấn đề được thực hiện trong luận văn ...................................................... 81

5. Đề nghị và các hướng phát triển của luận văn. ................................................ 82

T I LI THAM KHẢ ......................................................................................... 83

viii

MỤC LỤC CÁC HÌNH

Hình . 1 Phân bố năng lượng mặt trời tại các vùng trên lãnh thổ iệt Nam .......... 11

Hình . Các loại pin mặt trời thường gặp .............................................................. 13

Hình . Cấu tạo cơ bản của một tế bào quan điện Silic ......................................... 14

Hình . 4 Nguyên lí hoạt động của một tế bào quam điện Silic ............................... 15

Hình . 5 Hoạt động cơ bản của một bộ pin năng lượng mặt trời ............................ 16

Hình . Pin mặt trời nhạy cảm chất màu DSC ...................................................... 17

Hình . Cấu tạo của pin mặt trời nhạy cảm chất màu DSC .................................. 18

Hình . Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời nhạy cảm chất màu DSC ............. 19

Hình . Hình ảnh mô phỏng cấu tạo lá nhân tạo .................................................... 20

Hình . 1 Công tác song song ................................................................................. 24

Hình . 11 Sơ đồ biểu thị vecto khi hòa .................................................................... 24

Hình . 1 Sơ đồ v cto khi điện áp không thỏa mãn ................................................ 25

Hình . 1 Sơ đồ hệ thống ba pha vector quay ......................................................... 27

Hình . 14 Sơ đồ kết nối nguồn dòng vào nguồn áp khi hòa đồng bộ ...................... 28

Hình . 15 iểu diễn vector quay của dòng điện và điện áp ..................................... 28

Hình . 1 Khái niệm về sự thay đổi điểm tìm kiếm của PSO ................................. 32

Hình 3. 1 Mạch điện tương đương của pin mặt trời ................................................................ 34

Hình 3. 2 Mô hình pin mặt trời lý tưởng ................................................................... 35

Hình . Mô đun pin mặt trời .................................................................................. 36

Hình . 4 Đặc tuyến I-V với các bức xạ khác nhau .................................................. 37

Hình . 5 Đặc tuyến P-V với các bức xạ khác nhau ................................................. 37

Hình 3. 6 Giản đồ xung kích bộ nghịch lưu một pha bằng phương pháp SPWM .... 40

Hình 3. 7 Giản đồ dòng và áp ngõ ra nghịch lưu dùng phương pháp SPWM .......... 41

Hình . Sơ đồ kết nối đơn giản của bộ nghịch lưu ba pha ..................................... 42

Hình . ạng sóng dòng điện trong phương pháp bang bang trên một pha .......... 43

Hình . 1 iải thuật điều khiển bang bang trên một cặp chân của bộ nghịch lưu .. 43

Hình 3. 11 giải thuật điều khiển bang bang cải tiến .................................................. 44

Hình . 1 Lưu đồ chung cho giải thuật PSO ........................................................... 47

Hình 3. 13 Chuyển động của cá thể. ......................................................................... 49

Hình 4. 1 Sơ đồ tổng quát mạch mô phỏng ............................................................... 53

Hình 4. Sơ đồ kết nối của khối năng lượng mặt trời. ............................................. 53

Hình 4. Sơ đồ kết nối của khối nghịch lưu............................................................. 54

Hình 4. 4 Sơ đồ kết nối của khối lưới điện phân phối .............................................. 55

Hình 4. 5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của mạch điện mô phỏng .............................. 56

Hình 4. Sơ đồ kết nối của khối điều khiển trong mạch mô phỏng ......................... 57

Hình 4. Lưu đồ giải thuật P&O .............................................................................. 58

Hình 4. Đặc tuyến V-P của pin mặt trời khi NL XMT không đổi ....................... 59

Hình 4. 9 Nguyên tắc hoạt động của bộ MPPT ........................................................ 60

Hình 4. 1 Sơ đồ kết nối của khối PI ................................................................... 62

Hình 4. 11 Sơ đồ nguyên lí của khối PLL ................................................................. 62

Hình 4. 1 Lưu đồ giải thuật PSO ............................................................................. 65

Hình 4. 13 Bảng tổng kết các kết quả thu được khi thực hiện PSO .......................... 66

Hình 4. 14 Bảng thông số Kp, Ki theo công suất của pin mặt trời ........................... 66

Hình 4. 15 Sơ đồ kết nối của bộ điều khiển dòng điện PI ........................................ 67 Hình 4. 16 Dạng sóng điện áp khi NL XMT đạt 300-500-600 W/m2 ..................... 68 Hình 4. 17 Dạng sóng dòng điện khi NL XMT đạt 300-500-600 W/m2 ................. 69 Hình 4. 18 Công suất tại NLBXMT lần lượt là 300-500-600 W/m2 ........................ 69 Hình 4. 19 Kết quả mô phỏng khi NL XMT đạt 300-500-600 W/m2 ..................... 70 Hình 4. 20 Dạng sóng điện áp khi NL XMT đạt 600-900-700 W/m2 ..................... 71 Hình 4. 21 Dạng sóng dòng điện khi NL XMT đạt 600-900-700 W/m2 ................. 72 Hình 4. 22 Công suất tại NLBXMT lần lượt là 600-900-700 W/m2 ........................ 72 Hình 4. 23 Kết quả mô phỏng khi NL XMT đạt 600-900-700 W/m2 ..................... 73 Hình 4. 24 Dạng sóng điện áp khi NL XMT đạt 1000-700-900 W/m2 ................... 74

Hình 4. 25 Dạng sóng dòng điện khi NL XMT đạt 1000-700-900 W/m2 ............... 75 Hình 4. 26 Công suất tại NLBXMT lần lượt là 1000-700-900 W/m2 ...................... 75 Hình 4. 27 Kết quả mô phỏng khi NL XMT đạt 1000-700-900 W/m2 ................... 76 Hình 4. 28 Dạng sóng điện áp khi NL XMT đạt 800-400-600 W/m2 ..................... 77 Hình 4. 29 Dạng sóng dòng điện khi NL XMT đạt 800-400-600 W/m2 ................. 78 Hình 4. 30 Công suất tại NLBXMT lần lượt là 800-400-600 W/m2 ........................ 78 Hình 4. 31 Kết quả mô phỏng khi NL XMT đạt 800-400-600 W/m2 ..................... 79

Hình 4. 32 Bảng kết quả mô phỏng tại một số NLBXMT tiêu biểu ........................ 80

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

THD: Tổng độ m o dạng sóng hài total harmonic distortion

PSO: Giải thuật tối ưu hóa bầy đàn particl s arm optimi ation

DC: Dòng điện một chiều (direct current)

AC: Dòng điện xoay chiều (Alternating current)

LED: Diod phát quang (light dependen resistor)

DSC: Pin mặt trời nhạy cảm chất màu y - sensitized solar cell)

MPP: Điểm công suất cực đại (maximum power point)

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Nguồn năng lượng mà chúng ta sử dụng ngày nay chủ yếu là năng lượng hóa

thạch như than đá, dầu mỏ, các sản phẩm từ dầu mỏ, khí thiên nhiên… Các nguồn

năng lượng này là hữu hạn, nó chỉ có thể đảm bảo cho nhu cầu về năng lượng của

chúng ta trong một thời gian nhất định. o đó, càng ngày người ta càng lo ngại về

một cuộc khủng hoảng năng lượng có thể xảy ra làm thay đổi nền văn minh của loài

người, bởi vì thế giới vẫn còn đang phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch. Dầu,

than đá và khí đốt chiếm khoảng 75% nhu cầu năng lượng thế giới, mỗi ngày trên

thế giới sử dụng đến 80 triệu thùng dầu. à đương nhiên trong tương lai nhu cầu

toàn cầu về dầu hỏa sẽ vượt xa khả năng cung cấp. Từ năm 1 5, tốc độ khai thác

dầu và tiêu thụ đã vượt xa tốc độ khám phá trữ lượng dầu mới. Công ty BP dự đoán

rằng với tốc độ sử dụng như hiện nay, thì chỉ trong vòng 4 năm nữa sẽ cạn kiệt

nguồn dầu hoả. Mặt khác, sử dụng nguồn năng lượng hóa thạch để lại nhiều hậu quả

về ô nhiễm môi trường, gây ra hiệu ứng nhà kính, góp phần làm gia tăng nhiệt độ

trái đất…

Để giải quyết các vấn đề này, một mặt chúng ta phải khai thác và sử dụng các

nguồn năng lượng hóa thạch này một cách hợp lý, mặt khác chúng ta phải tìm ra các

nguồn năng lượng khác để thay thế. Thế giới đang tìm kiếm các nguồn năng lượng

tái sinh có thể cung cấp năng lượng một cách bền vững trong tương lai, nguồn năng

lượng ấy có thể kể đến như năng lượng gió, năng lượng sinh khối, năng lượng mặt

trời… hoặc là nguồn năng lượng tái sinh khác. Trong đó công nghệ về năng lượng

mặt trời đang được thế giới chú trọng phát triển để khai thác. Các chính phủ đã đón

nhận các công nghệ này một cách hết sức nghiêm túc và đưa ra các mục tiêu đầy

tham vọng cho sản lượng điện tạo ra từ các nguồn năng lượng tái sinh trên. Người

dân ngày càng ý thức về sự tàn phá và ô nhiễm môi trường từ các nguồn nhiên liệu

hoá thạch và năng lượng hạt nhân. Trong khi các nguồn năng lượng tái sinh có thể

khai thác tự do và không bao giờ cạn kiệt. Năng lượng mặt trời là một nguồn năng

lượng sạch có thể thay thế các nguồn năng lượng truyền thống. Các ứng dụng của

nó tại các nước phát triển giúp làm giảm hiệu ứng nhà kính và giữ gìn được các

nguồn năng truyền thống đang cạn kiệt. Các quốc gia đã và đang phát triển đều xem

năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng lý tưởng phù hợp với xu hướng phát triển

mới của nhân loại, được ưu tiên đầu tư hàng đầu trong các chính sách về năng

lượng. Khi sử dụng năng lượng mặt trời có những thuận lợi như sau

- Giảm hay thay thế việc xây dựng các nhà máy điện truyền thống dùng năng

lượng hóa thạch.

- Không gây ô nhiễm môi trường khi vận hành sản xuất điện năng.

- Là nguồn năng lượng không bao giờ cạn kiệt.

- Dễ dàng tăng thêm công suất khi cần thiết.

- Việc lắp đặt và xây dựng các tấm pin năng lượng mặt trời tương đối nhanh.

- Mặc dù năng lượng mặt trời hiện nay có giá đắt hơn nhiều so với nguồn năng

lượng truyền thống, nhưng nó không bị ảnh hưởng bởi giá nguyên liệu và sự

gián đoạn cung cấp.

- Ở các nước phát triển nhà nước hỗ trợ về thuế và các ưu đãi khác.

- Công nghệ năng lượng mặt trời có thể thay đổi cho nhiều ứng dụng có công

suất từ nhỏ đến lớn. Thời gian từ khi khảo sát đến lắp đặt và vận hành ngắn và

có những thuận lợi khác mà các nhà máy điện kiểu truyền thống không làm

được.

Hiện nay năng lượng mặt trời ở iệt Nam với lợi thế là một nước nhiệt đới có

nắng quang năm nên rất có tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời. Tuy nhiên,

việc khai thác năng lượng mặt trời ở nước ta còn nhiều hạn chế, một phần là do nhà

nước chưa có chính sách hỗ trợ thích hợp và c ng do giá thành các thiết bị chuyển

đổi năng lượng mặt trời thành điện còn khá cao. o vậy hiện nay ở nước ta chỉ có

thể phát triển các máy điện năng lượng mặt trời công suất vừa và nhỏ để cung cấp

cho các vùng lưới điện không thể vươn đến hoặc chất lượng điện không đảm bảo

khi đi qua một khoảng cách địa lí không hoàn thiện như các vùng nông thôn, biên

giới, hải đảo.

Ngoài ra, khi kinh tế bắt đầu phát triển, việc phát triển năng lượng sạch và bền

vững ngày càng được chú trọng phát triển. Th o xu hướng thiết kế môi trường xanh,

các tòa nhà đã được thiết kế th o hướng sử dụng ít hơn năng lượng từ lưới điện

phân phối và dùng các tấm pin mặt trời để tạo ra nguồn điện xanh để cung cấp

một phần nhu cầu cho công trình. Điều này thúc đẩy việc nghiên cứu chế tạo các bộ

chuyển đổi năng lượng mặt trời công suất vừa và nhỏ có khả năng kết nối lưới điện

để thu được công suất lớn nhất từ năng lượng mặt trời.

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ

- Tìm hiểu và nghiên cứu về năng lượng mặt trời.

- Tìm hiểu về các bộ pin mặt trời.

- Tìm hiểu về giải thuật PS trong hệ thống điều khiển tự động.

- Phân tích các ảnh hưởng của việc hòa hai nguồn điện.

- Xây dựng phương trình và giải thuật để tính toán bộ chuyển đổi năng lượng.

- Dùng phần mềm Matlab 7.0 mô phỏng khi hòa năng lượng mặt trời vào lưới

điện - phân phối.

1.3 Phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu khái quát về năng lượng mặt trời.

- Nghiên cứu về các bộ pin năng lượng mặt trời công suất nhỏ.

- Nghiên cứu về mối quan hệ của các thông số trong bộ pin năng lượng mặt trời

công suất nhỏ.

- Nghiên cứu bộ nghịch lưu công suất nhỏ một pha khi hòa vào lưới điện.

- Nghiên cứu phương pháp tính toán bộ chuyển đổi nguồn DC-AC.

- Nghiên cứu tính toán các thông số khi hòa nguồn năng lượng mặt trời vào lưới

điện phân phối.

- Đưa ra mô hình mô phỏng khi hòa nguồn năng lượng mặt trời vào lưới điện.

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập tài liệu liên quan đến các vấn đề nghiên cứu.

- Nghiên cứu tổng quan về năng lượng mặt trời.

- Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến hoạt động của pin mặt trời.

- Nghiên cứu và xây dựng mô hình toán học về mối quan hệ giữa các thông số

làm ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ pin năng lượng mặt trời công suất nhỏ.

- Nghiên cứu các mô hình hòa đồng bộ giữa hai nguồn năng lượng mặt trời và

lưới điện. Ảnh hưởng của các thông số khi hòa. Đề nghị mô hình tính toán cụ

thể.

- Xây dựng mô hình mô phỏng việc hòa đồng bộ bộ năng lượng mặt trời vào

lưới điện phân phối, từ đó thiết kế và thi công mô hình thực tế.

- Phân tích các kết quả nhận được và các kiến nghị.

- Đánh giá tổng quát toàn bộ bản luận văn. Đề nghị hướng phát triển của đề tài.

1.5 Điểm mới của luận văn

- Xây dựng hoàn chỉnh mô hình kết nối bộ năng lượng mặt trời có công suất

nhỏ hòa đồng bộ lưới điện quốc gia.

- Tìm ra các thông số ảnh hưởng đến việc hòa đồng bộ giữa hai nguồn năng

lượng mặt trời và lưới điện quốc gia.

- Đưa ra giải thuật và chương trình mới để tính toán bộ chuyển đổi nguồn năng

lượng mặt trời hòa vào lưới điện quốc gia.

- Góp phần tiết kiệm năng lượng của các hộ tiêu thụ điện c ng như cung cấp

thêm cho nguồn quốc gia một phần năng lượng.

1.6 Giá trị thực tiễn của luận văn

- Đóng góp một giải pháp quan trọng trong việc dần thay thế các nguồn năng

lượng hóa thạch bằng các nguồn năng lượng vô tận trong xu thế phát triển của

thế giới ngày nay.

- Đây là giải pháp rất khả thi để nâng cao chất lượng điện năng cho các vùng

sâu, vùng xa và xa trung tâm phụ tải. Tại các khu vực này do điều kiện địa lí

tự nhiên nên thường là các vùng cuối lưới điện nên điện áp không đảm bảo.

Việc dùng các bộ năng lượng mặt trời là một giải pháp hữu hiệu để nâng áp

cho các vùng này.

- Nâng cao được hiệu suất cho bộ năng lượng mặt trời công suất nhỏ,

- Làm tài liệu tham khảo và làm nền tảng để phát triển hướng cho các nghiên

cứu sau này.

- Ứng dụng rộng rãi việc sử dụng cùng lúc hai nguồn năng lượng mặt trời và

lưới điện quốc gia cho các hộ tiêu thụ điện.

- Giúp các nhà hoạch định chiến lược về nguồn năng lượng quốc gia có thêm

một hướng mới về việc phát triển nguồn năng lượng trong tương lai.

- Sử dụng làm tài liệu giảng dạy.

- Giúp cho các nhà thiết kế các tài liệu quan trọng trong tính toán thiết kế bộ

chuyển đổi nguồn năng lượng mặt trời hòa vào lưới điện quốc gia.

1.7 Nội dung của luận văn

Chương 1 iới thiệu.

Chương Tổng quan

Chương Khảo sát và tính toán

Chương 4 Mô hình hóa và mô phỏng

Chương 5 Kết luận và Hướng phát triển

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan về pin năng lượng ặt t ời

2.1.1 Lịch phát t iển pin ặt t ời

Pin mặt mrời là thiết bị giúp chuyển hóa trực tiếp năng lượng ánh sáng mặt trời

quang năng thành năng lượng điện điện năng dựa trên hiệu ứng quang điện.

Lịch sử của pin năng lượng mặt trời được bắt đầu vào thế kỉ 1 khi nhà vật lý

người Pháp Al xandr dmond cqu r l phát hiện ra hiệu ứng quang điện khi ông

đưa điện cực ra môi trường ánh sáng. Tuy nhiên mọi chuyện chỉ dừng tại đó mà

không có tiến triển gì thêm.

Mãi đến năm 1 , Willoughby Smith đã phát hiện ra chất quang dẫn S l n, đây

là bước tiến quang trọng trong sự phát triển pin năng lượng mặt trời vì các nghiên

cứu đã đi vào thực chất hơn, đi sâu hơn về các hiện tượng quang điện. Năm 1

Adam đã quan sát về các hiện tượng quan điện trên chất S l n và sau đó xuất bản

thành cuốn sách Th action o light on s l nnium . Đến năm 1 thì tấm pin

năng lượng mặt trời đầu tiên đã được tạo thành bởi Charl s ritts, ông phủ lên mạch

bán dẫn một lớp selen cực mỏng vàng để tạo nên mạch nối. Thiết bị chỉ có hiệu

suất 1 . Tuy hiệu suất rất thấp so với các tấm pin năng lượng mặt trời ngày nay

nhưng đó là bước tiến dài trong quá trình nghiên cứu hiện tượng quang điện. Nó

chuyển từ giai đoạn quan sát bằng mắt thường rất định tính và không chính xác sang

quá trình nghiên cứu lí tính với việc tính toán các giá trị dòng áp khi có hiện tượng

quang điện xảy ra.

Năm 1 H rt đã nghiên cứu tia cực tím trong hiện tượng quang điện và khám

phá ra hiện tượng quang điện. Một năm sau, ông cùng với d ard W ston đã đưa ra

các định luật quang điện một cách đầy đủ cho hiệu ứng quang điện ngoài. Đây là

bước tiến dài cho việc ứng dụng hiện tượng quang điện để chế tạo các tấm pin năng

lượng mặt trời khi đã xác định rõ hướng để nghiên cứu vật liệu dùng cho chế tạo

chất quang dẫn và các ánh sáng tương ứng cho từng loại vật liệu quang dẫn khác

nhau. Đến đây, việc ứng dụng hiệu ứng quang điện không còn là sự mò mẫm mà đã

có sự định hướng rất rõ ràng.

Năm 1 4, Wilh lm Hall achs đã tạo ra đã tao ra một tiếp xúc bán dẫn cho pin

năng lượng mặt trời bằng đồng và đồng oxit. iệc chuyển từ kh hở giữa hai cực

âm dương trước đây sang dùng tiếp xúc bán dẫn sẽ nâng cao hiệu suất của pin năng

lượng mặt trời khi ta đã rút ngắn được khoảng cách giữa hai bản cực. Khi đó, các

l ctron sẽ cần ít năng lượng hơn để di chuyển giữa hai bản cực. Đây c ng là bước

tiến lớn về công nghệ khi kích thước của tấm pin sẽ thu nhỏ hơn trước đây, công

suất sẽ tăng lên trên cùng một diện tích bề mặt tiếp xúc.

Năm 1 5, khái niệm về hiệu ứng quang điện đã thay đổi gần như hoàn toàn khi

Alb rt inst in đưa ra một giải thích khác về hiệu ứng quang điện dựa trên thuyết

lượng tử. Trước đây, có nhiều người đưa ra các mô hình giải thích khác nhau về

hiệu ứng quang điện tuy nhiên đều không thành công khi sử dụng mô hình sóng ánh

sáng. Alb rt inst in là người đầu tiên giải thích thành công hiệu ứng quang điện

c ng như các định luật quang điện khi sử dụng mô hình lượng tử ánh sáng. Công

trình này đã dẫn đến sự công nhận về bản chất hạt của ánh sáng và sự phát triển của

lý thuyết lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng.

Năm 1 - Audob rt và Stora đã phát hiện ra hiệu ứng quang điện trong chất

Cadimium sulfua (CdS). Và chất dùng làm quang dẫn này vẫn còn được sử dụng

cho đến hôm nay

Năm 1 54, kỹ thuật pin năng lượng mặt trời được chính thức khai sinh tại Mỹ

khi Daryl Chapin, Calvin Fuller, và Gerald Pearson phát minh ra tấm pin năng

lượng mặt trời bằng chất bán dẫn tại phòng thí nghiệm Bell. Đây là là các tấm pin

năng lượng mặt trời đầu tiên có thể chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng

để cung cấp cho các thiết bị điện hằng ngày. Phòng thí nghiệm ll đã cho ra một

tấm pin năng lượng mặt trời với hiệu suất 4 và sau đó tăng lên 11 . Từ nay, đã có

thêm một phương pháp mới để sử dụng nguồn năng lượng vô tận từ mặt trời nhằm

cung cấp năng cho nhu cầu của con người.

Năm 1 5 , vệ tinh nhân tạo anguard I đã sử dụng năng lượng điện thu được từ

các tấm pin năng lượng mặt trời để liện lạc vô tuyến với trạm điều khiển mặt đất.

Một năm sau, đến lượt các vệ tinh Explorer III, Vanguard II, và Sputnik- được

trang bị các hệ thống pin năng lượng mặt trời. Mặc dù đã thất bại trong việc thương

mại hóa các bộ pin năng lượng mặt trời bán dẫn trong thập niên 1950 và 1960, tuy

nhiên nó đã đạt được thành công lớn trong việc trở thành nguồn năng lượng thiết

yếu trong lĩnh vực v trụ. Thành công này vẫn còn được duy trì cho đến ngày nay.

Năm 1 , với sự tài trợ từ tập đoàn xxon, tiến sĩ lliot rman đã tạo ra một

cuộc cách mạng lớn trong việc giảm giá thành sản xuất ra tấm pin năng lượng mặt

trời. iá thành đã giảm từ 100$ xuống còn 20$ cho mỗi Watt điện. Với mức giá đó,

pin năng lượng mặt trời đã có thể sử dụng đại trà để cấp điện cho thiết bị điện, từ

các thiết bị điện dân dụng trong nhà cho đến các đèn báo, còi báo của các công trình

dầu khí xa bờ. Điều này đánh dấu sự thành công trong việc thương mại hóa các thiết

bị chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng trong cuộc sống hằng ngày, đó là

các tấm pin năng lượng mặt trời.

Ngày nay, với sự phát triển như v bão của khoa học kỹ thuật cùng với đó là nhu

cầu tìm kiếm một nguồn năng lượng mới thay thế dần cho năng lượng hóa thạch đã

ngày dần cạn kiệt và gây ô nhiễm môi trường nặng nề. Các nhà máy điện năng

lượng mặt trời có khả năng kết nối với lưới phân phối quốc gia đã được đầu tư xây

dựng tại nhiều nơi trên thế giới. Đặc biệt là tại các quốc gia có nền công nghiệp phát

triển như Mỹ, Đức, Anh…

Có thể nói hiện nay là giai đoạn phát triển rực rỡ của nền công nghiệp năng

lượng mặt trời trên thế giới bởi giá thành chế tạo c ng như chi phí lắp đặt đã giảm

đi rất nhiều và có thể chấp nhận được trong bài toán kinh tế về năng lượng.

2.1.2 Tình hình phát t iển của pin ặt t ời hiện nay

2.1.2.1 T ên th giới

Theo báo cáo nghiên cứu mới công bố của Pew Charitable Trusts, đầu tư cho

năng lượng sạch tồn cầu đang trên đà tăng mạnh và đạt mức kỷ lục 263 tỷ USD

trong năm 11, tăng ,5 so với năm 1 .

Đầu tư cho năng lượng sạch ở châu và châu Đại ương đã tăng 1 , lên 5 tỷ

S , đưa khu vực này trở thành điểm đến hấp dẫn thứ cho đầu tư năng lượng

sạch, trong đó Ấn Độ, Nhật Bản, và Indonesia nằm trong những thị trường năng

lượng sạch tăng trưởng nhanh nhất thế giới.

iám đốc chương trình năng lượng sạch của Pew cho biết đầu tư cho năng lượng

sạch, không tính nghiên cứu và phát triển, đã tăng kể từ năm 4. Sự gia

tăng mạnh mẽ này có ý nghĩa rất quan trọng vì nó thúc đẩy đổi mới, thương mại,

sản xuất và lắp đặt các công nghệ năng lượng sạch, tạo ra cơ hội mới cho các nhà

sáng tạo, các doanh nhân và người lao động.

Trong số các lĩnh vực năng lượng tái tạo, đầu tư vào năng lượng mặt trời đạt 128

tỷ S , tăng 44 , và chiếm hơn một nửa tổng vốn đầu tư cho năng lượng sạch ở

các nước G20. Chi phí và giá của các môđun năng lượng mặt trời giảm mạnh tới

50% trong vòng một năm qua đã càng thúc đẩy đầu tư vào lĩnh vực này. Giá các tua

bin gió c ng giảm trong năm 11.

C ng trong năm 11 thế giới đã sản xuất được gần W năng lượng mặt trời.

Sự kết hợp của giá thành giảm và đầu tư phát triển tăng đã giúp tạo ra được một

công suất năng lượng sạch lắp đặt kỷ lục ,5 W trong năm 11, nâng tổng công

suất năng lượng sạch tồn cầu lên 565 GW.

Tính đến hết năm 11, các lĩnh vực năng lượng sạch đã nhận được 1.000 tỷ

S đầu tư tư nhân, đánh dấu một sự tăng trưởng đáng kể trong năm qua.

iá các môđun quang điện, hiện thấp hơn so với cách đây năm là động lực

quan trọng cho việc phát triển sử dụng năng lượng mặt trời trên quy mô toàn cầu.

Theo nghiên cứu của P , đầu tư cho năng lượng sạch tại Australia đã tăng 11

trong năm 2011 lên 4,9 tỷ S , trong đó vào lĩnh vực năng lượng mặt trời.

Trong Nhóm , Australia đứng thứ 13 về tăng trưởng, thứ 4 về tăng trưởng

trong 5 năm và thứ 9 về tăng trưởng công suất lắp đặt với tổng công suất lắp đặt

năng lượng sạch hiện nay là trên 5 GW.

Trong khi đó, Trung Quốc đã thu hút được 45,5 tỷ S đầu tư cho năng lượng

sạch, đứng thứ trong . Đầu tư vào năng lượng gió ở Trung Quốc đạt 29 tỷ

USD, cao gấp 3 lần nước thành viên đứng ngay sau trong G20.

Trong năm 1 và 11, Trung Quốc đã lắp đặt được 20 GW công suất điện

gió mỗi năm, đưa tổng công suất lắp đặt năng lượng gió lên hơn 4 W. Đầu tư vào

lĩnh vực năng lượng Mặt Trời của nước này đã tăng lên 11, tỷ USD và thêm 2,3

GW công suất lắp đặt mới trong năm 11.

Lĩnh vực năng lượng sạch của Ấn Độ tiếp tục phát triển mạnh trong năm 11,

với đầu tư tăng 54 lên 1 , tỷ S , đưa quốc gia Nam Á này lên vị trí thứ 6 trong

, N lhi đặt mục tiêu lắp đặt được W năng lượng Mặt Trời từ nay đến

năm với tổng mức đầu tư 4, tỷ USD.

Đầu tư vào năng lượng sạch tại Nhật Bản c ng tăng lên , tỷ USD, cho

thấy sự chuyển hướng rõ ràng của nước này từ năng lượng hạt nhân sang năng

lượng sạch. Nhật Bản đứng thứ 8 trong G20 về đầu tư cho năng lượng sạch, trong

đó 4 cho lĩnh vực năng lượng Mặt Trời.

Qua các số về tình hình phát triển năng lượng điện mặt trời trên thế giới của một

số nước cho thấy năng lượng mặt trời đã có sự phát triển nhảy vọt trong những năm

gần đây khi mà không chỉ về số lượng pin mặt trời được lắp mới mà còn được sự

đầu tư mạnh tay cho việc nghiên cứu ứng dụng các thành tựu kỹ thuật mới cho lĩnh

vực năng lượng mặt trời hiện nay. Trong tương lai không xa năng lượng mặt trời sẽ

đóng một vai trò quang trọng trong tổng thể các nguồn năng lượng cho nhân loại.

2.1.2.2 Thực t tại iệt Na

a. Tiề năng phát t iển năng lượng ặt t ời tai iệt Na

Lãnh thổ Việt nam kéo dài từ vĩ độ 8 – vĩ độ Bắc, nằm trong khu vực nhiệt

đới, có tiềm năng lớn về NL mặt trời. Số giờ nắng trung bình năm hrs y ar tại các

vùng miền có sự khác nhau tùy vào điều kiện địa hình và thời tiết, tuy nhiên, nhìn

chung số giờ nắng khá cao và năng lượng qui đổi trên mỗi đơn vị diện tích thuộc

hàng cao trên thế giới. Thông số khảo sát được đưa ra như trong hình bên dưới.

ới sự trải dài từ ắc xuống Nam của lãnh thổ địa lí nước ta, sự phân bố về năng

lượng mặt trời được phân ra thành 5 khu vực địa lí khác nhau. Các đặc trưng về

năng lượng mặt trời được đưa ra như trong hình .1 bên dưới.

Qua hình .1 ta rút ra được các nhận x t sau

- Khu vực ắc ộ có giờ nắng thấp nhất do ảnh hưởng của gió mùa Đông ắc

vào mùa đông và do cách xa đường xích đạo hơn các khu vực còn lại.

- Khu vực Nam Bộ, từ Đà Nẵng trở vào, bức xạ mặt trời và số giờ nắng cao

hơn.

- Nhìn chung, tiềm năng năng lượng mặt trời ở VN là khá tốt, nếu được phát

triển đúng mức thì đây sẽ là nguồn năng lượng có khả năng đáp ứng phần lớn

nhu cầu năng lượng cho xã hội hiện đại trong tương lai gần.

Hình 2. 1: Phân bố năng lượng mặt trời tại các vùng trên lãnh thổ iệt Nam

b. Hiện trạng ứng dụng năng lượng ặt t ời tại iệt Na hiện nay

Việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ năng lượng tái tạo nói chung và năng

lượng mặt trời nói riêng vẫn còn ở mức thấp, quy mô nhỏ và phân tán. Hầu hết các

dự án ứng dụng mới chỉ mang tính trình diễn.

Công nghệ ứng dụng chính là hệ thống năng lượng mặt trời độc lập để cung cấp

điện cho các khu vực nông thôn như thắp sáng, ti vi, ngh đài cho hộ gia đình; ...

Thiết bị công cộng như trường học, trạm y tế làng, nhà văn hóa, trung tâm xã ; viễn

thông ở khu vực miền núi, hải đảo và các đèn tín hiệu điện, hải đăng để thông tin

liên lạc biển, …

Gần 100% các modul năng lượng mặt trời là nhập khẩu. Các thành phần khác

như bộ điều khiển, biến tần, pin có thể được thiết kế, sản xuất một phần trong nước.

Tuy hiện nay đã có một số doanh nghiệp tư nhân đầu tư vào lĩnh vực chế tạo các

tấm pin năng lượng mặt trời, nhưng các nhà máy này vẫn còn nhiều vướng mắc về

chính sách và hướng phát triển nên c ng chưa tạo được thế đứng trên thị trường

iệt Nam. Nhiều doanh nghiệp đã thoái vốn, đóng cửa nhà máy.

Công suất cài đặt tích luỹ trong cả nước đến nay được ước tính khoảng 1,5 –

1,6MWp. Các khách hàng chủ yếu là viễn thông, truyền thông hàng hải và hộ gia

đình nông thôn và cộng đồng. ề hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới hiện nay

vẫn còn khá mới m . Hiện nay, mới chỉ có một vài hệ thống thí điểm quy mô nhỏ

như hệ thống 150kWp ở Trung tâm hội nghị quốc gia, Hà nội và hệ thống 12kWp

tại toà nhà Bộ Công thương.

Nhìn chung, tình hình phát triển năng lượng mặt trời tại nước ta hiện nay hầu như

không phát triển tương xứng với tiềm năng vốn có của nó. Có nhiều nguyên nhân

khách quan và chủ quan đưa đến thực tại này, trong đó có một số nguyên nhân

chính sau

- Thiếu chiến lược và chính sách trọng điểm quốc gia về năng lượng tái tạo. Do

đó việc nghiên cứu và ứng dụng năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng

mặt trời nói riêng phải đối mặt với nhiều rào cản.

- Cho đến nay, Việt Nam tương đối có tiềm năng về nhiên liệu hóa thạch như

than, dầu, khí tự nhiên, và thủy điện. Nhưng từ nay Việt Nam sẽ trở thành

nước nhập khẩu năng lượng, trong đó nhập khẩu điện từ Trung Quốc, than từ

Indonesia, ... . ới các nguồn năng lượng truyền thống này, tỉ suất đầu tư thấp

hơn nhiều so với việc đầu tư để phát triển năng lượng mặt trời. o vậy, vì các

lí do kinh tế mà năng lượng mặt trời không được đầu tư để phát triển.

- Thu nhập của người dân Việt Nam vẫn còn thấp so với mức đầu tư và chi phí

cao của công nghệ năng lượng tái tạo. Trong khi đó, chính phủ vẫn chưa có

chính sách hỗ trợ ứng dụng năng lượng tái tạo.

- Các rào cản trên khiến cho các công trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ

năng lượng mặt trời vẫn ở mức thấp, quy mô nhỏ và phân tán. Hầu hết các dự

án triển khai thực hiện mới ở mức thí điểm và ứng dụng quy mô nhỏ ở nông

thôn. Việt Nam hiện vẫn thiếu các dữ liệu năng lượng mặt trời để thiết lập các

dự án thương mại c ng như thiếu ngành công nghiệp điện mặt trời và mạng

lưới dịch vụ.

2.1. Phân l ại pin ặt t ời

Cho tới nay thì vật liệu chủ yếu cho pin mặt trời (và cho các thiết bị bán dẫn) là

các silic tinh thể. Pin mặt trời từ tinh thể silic chia ra thành 3 loại:

Hình 2. 2: Các loại pin mặt trời thường gặp

* Một tinh thể hay đơn tinh thể module sản xuất dựa trên quá trình Czochralski.

Đơn tinh thể loại này có hiệu suất tới 1 . Chúng thường rất đắt tiền do được cắt từ

các thỏi hình ống, các tấm đơn thể này có các mặt trống ở góc nối các module.

* Đa tinh thể làm từ các thỏi đúc-đúc từ silic nung chảy cẩn thận được làm nguội

và làm rắn. Các pin này thường r hơn các đơn tinh thể, tuy nhiên hiệu suất kém

hơn. Tuy nhiên chúng có thể tạo thành các tấm vuông che phủ bề mặt nhiều hơn

đơn tinh thể bù lại cho hiệu suất thấp của nó.

* Dải silic tạo từ các miếng phim mỏng từ silic nóng chảy và có cấu trúc đa tinh

thể, loại này thường có hiệu suất thấp nhất, tuy nhiên loại này r nhất trong các loại

vì Hình 2. 3 không cần phải cắt từ thỏi silicon.

Từ các tế bào pin mặt trời của cả ba loại trên có dạng các tấm mỏng với độ dày

khoảng m. Để sử dụng hiệu quả các tấm pin quang điện, người ta gh p chúng

lại để cho ra các modul pin năng lượng mặt trời. Số lượng c ng như cách thức

gh p các tấm pin năng lượng mặt trời này phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng.

2.1.4 Cấu tạ v h ạt động của pin ặt t ời Silic

Vật liệu xuất phát để làm pin mặt trời silic phải là bán dẫn silic tinh khiết. Ở dạng

tinh khiết, còn gọi là bán dẫn ròng số hạt tải (hạt mang điện) là electron và số hạt tải

là lỗ trống hol như nhau.

Để làm pin mặt trời từ bán dẫn tinh khiết phải làm ra bán dẫn loại n và bán dẫn

loại p rồi ghép lại với nhau cho nó có được tiếp xúc p - n.

Hình 2. 4: Cấu tạo cơ bản của một tế bào quan điện Silic

Thực tế thì xuất phát từ một phiến bán dẫn tinh khiết tức là chỉ có các nguyên tử

Si để tiếp xúc p - n, người ta phải pha thêm vào một ít nguyên tử khác loại, gọi là

pha tạp. Nguyên tử Si có 4 electron ở vành ngoài, cùng dùng để liên kết với bốn

nguyên tử Si gần đó cấu trúc kiểu như kim cương . Nếu pha tạp vào Si một ít

nguyên tử phôt-pho P có 5 electron ở vành ngoài, electron thừa ra không dùng để

liên kết nên dễ chuyển động hơn làm cho bán dẫn pha tạp trở thành có tính dẫn điện

electron, tức là bán dẫn loại n (negatif - âm . Ngược lại nếu pha tạp vào Si một ít

nguyên tử bo B có 3 electron ở vành ngoài, tức là thiếu một electron mới đủ tạo

thành 4 mối liên kết nên có thể nói là tạo thành lỗ trống (hole). Vì là thiếu electron

nên lỗ trống mạng điện dương, bán dẫn pha tạp trở thành có tính dẫn điện lỗ trống,

tức là bán dẫn loại p (positif -dương . ậy trên cơ sở bán dẫn tinh khiết có thể pha

tạp để trở thành có lớp là bán dẫn loại n, có lớp bán dẫn loại p, lớp tiếp giáp giữa hai

loạị chính là lớp chuyển tiếp p - n. Ở chỗ tiếp xúc p - n này một ít electron ở bán

dẫn loại n chạy sang bán dẫn loại p lấp vào lỗ trống thiếu electron, ở đó. Kết quả là

ở lớp tiếp xúc p-n có một vùng thiếu l ctron c ng thiếu cả lỗ trống, người ta gọi đó

là vùng nghèo. Sự dịch chuyển điện tử để lấp vào lỗ trống tạo ra vùng nghèo này

c ng tạo nên hiệu thế gọi là hiệu thế ở tiếp xúc p - n, đối với Si vào cỡ , đến

, . Đây là hiệu thế sinh ra ở chỗ tiếp xúc không tạo ra dòng điện được.

Hình 2. 5: Nguyên lí hoạt động của một tế bào quang điện Silic

Nhưng nếu đưa phiến bán dẫn đã tạo lớp tiếp xúc p - n phơi cho ánh sáng mặt

trời chiếu vào thì photon của ánh sáng mặt trời có thể kích thích làm cho điện tử

đang liên kết với nguyên tử bị bật ra khỏi nguyên tử, đồng thời ở nguyên tử xuất

hiện chỗ trống vì thiếu l ctron, người ta gọi là photon đến tạo ra cặp electron - lỗ

trống. Nếu cặp electron - lỗ trống này sinh ra ở gần chỗ có tiếp p - n thì hiệu thế

tiếp xúc sẽ đẩy electron về một bên (bên bán dẫn n đẩy lỗ trống về một bên (bên

bán dẫn p . Nhưng cơ bản là l ctron đã nhảy từ miền hoá trị dùng để liên kết) lên

miền dẫn ở mức cao hơn, có thể chuyển động tự do. Càng có nhiều photon chiếu

đến càng có nhiều cơ hội để electron nhảy lên miền dẫn.

Nếu ở bên ngoài ta dùng một dây dẫn nối bán dẫn loại n với bán dẫn loại p (qua

một phụ tải như đèn LED chẳng hạn) thì electron từ miền dẫn của bán dẫn loại n sẽ

qua mạch ngoài chuyển đến bán dẫn loại p lấp vào các lỗ trống. Đó là dòng điện

pin mặt trời silic sinh ra khi được chiếu sáng. Dùng bán dẫn silic tạo ra tiếp xúc p -

n để từ đó làm pin mặt trời là một tiến bộ lớn trên con đường trực tiếp biến ánh sáng

Mặt trời thành dòng điện để sử dụng. Tuy nhiên pin mặt trời silic có một số hạn chế

về kinh tế, kỹ thuật.

- Vật liệu xuất phát là silic tinh khiết nên rất đắt. an đầu là làm từ silic đơn

tinh thể dùng trong công nghệ vi điện tử, tuy chỉ là dùng đầu thừa đuôi thẹo

nhưng giá vẫn là khá cao. Đã có những cách dùng silic đa tinh thể, silic vô

định hình tuy hiệu suất thấp hơn nhưng bù lại giá r hơn. Nhưng x t cho cùng

thì vật liệu silic sử dụng phải là tinh khiết nên giá thành r hơn không nhiều.

- Đối với silic, để đưa l ctron từ miền hoá trị lên miền dẫn phải tốn năng lượng

cỡ 1,1 eV. Vậy năng lượng của photon đến phải bằng hoặc cao hơn 1,1 một

chút là đủ để kích thích eletron nhảy lên miền dẫn, từ đó tham gia tạo thành

dòng điện của pin mặt trời. Photon ứng với năng lượng 1,1 có bước sóng

cỡ 1m tức là hồng ngoại. Vậy photon có các bước sóng lục, lam, tử ngoại là có

năng lượng quá thừa để kích thích điện tử của Si nhảy lên miền dẫn. o đó pin

mặt trời Si sử dụng lãng phí năng lượng mặt trời để biến ra điện.

Hình 2. 6: Hoạt động cơ bản của một bộ pin năng lượng mặt trời

2.1.5 Cấu tạ v h ạt động của các l ại pin ặt t ời iểu ới

2.1.5.1 Pin Mặt trời nhạy cảm chất màu DSC (Dye - sensitized solar cell)

DSC là một loại pin mặt trời mới, giá r , dễ làm. Loại pin này do Michael

Gratzel ở trường Bách khoa Lausane (Thuỵ Sĩ chế tạo lần đầu vào năm 1 1 nên

còn có tên là pin Gratzel.

Hình 2. 7: Pin mặt trời nhạy cảm chất màu DSC

Cấu tạo nguyên thuỷ của pin DSC gồm ba phần chính (hình 2.7). Trên cùng là

một lớp mỏng chất dẫn điện trong suốt, đóng vai trò anod làm bằng oxyt thiếc pha

tạp fluo (SnO2: F). Lớp này phủ lên tấm thuỷ tinh trong suốt. Tiếp đó là một lớp có

diện tích bề mặt rất lớn. Lớp dẫn điện SnO2: F và lớp hạt bột oxyt titan Ti được

nhúng vào hỗn hợp chất màu nhạy quang ruthenium -polypyridin và dung môi. Sau

khi nhúng, một lớp mỏng chất màu nhạy quang bám dính vào các hạt TiO2 bằng

liên kết cộng hoá trị. Tiếp đó mặt sau được tráng bằng một lớp mỏng chất điện ly iôt

và đậy kín bằng tấm điện cực kim loại, thường là platin. Toàn bộ được dán kín sao

cho dung dịch không bị rò chảy ra.

Hình 2. 8: Cấu tạo của pin mặt trời nhạy cảm chất màu DSC.

Pin DSC hoạt động như sau ánh sáng mặt trời qua tấm kính, qua lớp điện cực

trong suốt SnO2:F chiếu vào chất màu nhạy quang dính trên bề mặt các hạt TiO2.

Photon kích thích các phân tử chất màu nhạy quang làm cho electron ở đó bị bứt ra

nhảy vào miền dẫn của TiO2 rồi từ đó dễ dàng chuyển động chạy về điện cực trong

suốt ở phía trên. Khi bị mất l ctron để nhận thêm cho phân tử không bị phân huỷ.

Phân tử chất màu nhạy quang lấy electron của iôt ở dung dịch điện phân, biến anion

iôt một I- thành anion iôt ba I3- . Các anion iôt này khi tiếp xúc với điện cực kim

loại sẽ lấy lại electron từ điện cực trong suốt qua mạch ngoài chạy về điện cực kim

loại. Như vậy đã thực hiện cơ chế photon kích thích làm cho electron nhảy lên, đến

điện cực trong suốt rồi qua mạch ngoài chạy về điện cực kim loại tạo ra dòng điện.

Hình 2. 9: Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời nhạy cảm chất màu DSC

Vì nhiều lí do, hiệu suất của loại pin này chỉ vào cỡ 11% thấp hơn hiệu suất của

pin Mặt trời silic (12 - 15 . Tuy nhiên ưu điểm rõ rệt của loại pin này là:

- Vật liệu chế tạo r , dễ kiếm. Đặc biệt TiO2 là chất bột trắng hay dùng để làm

sơn trắng rất phổ biến.

- Kỹ thuật chế tạo đơn giản, không phải cần máy móc cao cấp đắt tiền như ở

trường hợp pin mặt trời silic. Thậm chí có thể làm pin mặt trời kiểu này theo

cách thủ công.

- Dễ dàng cải tiến nhiều khâu kỹ thuật, nhất là ứng dụng công nghệ nano để làm

bột TiO2 có diện tích mặt ngoài cực lớn. Nhược điểm của loại pin này là có

chứa chất lỏng phải có các biện pháp chống rò rỉ khi dùng lâu. (Loại pin này

tuổi thọ là 1 năm, bằng một nửa tuổi thọ của pin Mặt trời silic).

Hiện nay đã có nhiều cải tiến đối với chất màu nhạy quang làm cho ánh sáng

thuộc nhiều bước sóng trong phổ ánh sáng mặt trời đều dễ dàng bị hấp thụ để kích

thích làm thoát điện tử tạo ra dòng điện. Nhờ đó, khác với pin mặt trời silic, loại

pin mặt trời mới này vẫn hoạt động tốt khi nắng yếu, đặc biệt là hoạt động với ánh

sáng trong nhà.

2.1.5.2 Pin mặt trời dạng e nước (Lá nhân tạo)

Pin mặt trời dạng k o nước còn được gọi là Lá nhân tạo. Đây là loại pin mặt trời

có thể uốn cong, có thành phần là k o nước chứa các phân tử nhạy sáng kết hợp với

các điện cực phủ chất liệu cacbon, ví dụ như ống nano cacbon hoặc than chì. Các

phân tử nhạy sáng trở nên kích động khi ánh sáng mặt trời chiếu vào và sản sinh

ra điện năng; cơ chế này tương tự như cơ chế kích thích tổng hợp đường để sinh

trưởng của phân tử thực vật.

Hiện tại, việc ứng dụng loại pin này vẫn chưa được công bố do hiệu suất hoạt

động của pin vẫn còn thấp.

Hình 2. 10: Hình ảnh mô phỏng cấu tạo lá nhân tạo

2.2 Tổng quan về k t nối ộ năng lượng ặt t ời với lưới điện phân phối

2.2.1 Tính cần thi t của việc k t nối ộ pin ặt t ời v lưới điện phân phối

Ngày nay với xã hội phát triển đòi hỏi cần nguồn năng lượng điện lớn. Vì vậy đòi

hỏi phải phát triển nhiều nguồn năng lượng điện khác nhau như nhiệt điện, thủy

điện, năng lượng hạt nhân.… Nhưng những nguồn năng lượng này ngày càng cạn

kiệt lại ảnh hưởng đến môi trường c ng như môi trường sinh thái. Vì vậy cần nguồn

năng lượng đảm bảo được các yếu tố trên nhưng lại là vô tận. Phong điện, năng

lượng mặt trời được khai thác triệt để nhưng lại rất tốn kém. Với ý tưởng tận dụng

những nguồn nhỏ sẵn có của các hộ gia đình công suất nhỏ như năng lượng mặt

trời, năng lượng gió, máy phát Diesel, máy phát biogas.... sẽ cùng kết nối vào lưới

điện nhằm giảm tải cho lưới điện từ các hộ gia đình và tăng nguồn cung cấp cho hệ

thống điện.

Kết nối các nguồn điện sẵn có từ các hộ gia đình vào hệ thống điện nhằm đảm

bảo liên tục cung cấp điện, chí ít cho chính phụ tải hộ gia đình đang dùng c ng như

hạn chế việc quá tải trên đường dây. Việc kết nối này sẽ tận dụng công suất tối đa

của các nguồn năng lượng mà các hộ tiêu thụ có thể phát khi tải hộ gia đình nhỏ mà

nguồn năng lượng phát lớn. Đây chính là yếu tố nhằm ổn định hệ thống điện khi bị

quá tải.

iệc kết nối bộ pin năng lượng mặt trời vào lưới điện phân phối có ý nghĩa rất

lớn trong việc tận dụng tối đa công suất điện mà bộ pin năng lượng mặt trời tạo ra

đồng thời vẫn giảm thiểu được chi phí lắp đặt thiết bị do ta không phải chi phí thêm

khoản đầu tư cho các thiết bị lưu trữ năng lượng. Đồng thời, trong tình hình an ninh

năng lượng luôn là vấn đề quan tâm hàng đầu và việc mất điện luân phiên do nhu

cầu vượt quá khả năng cung ứng của hệ thống điện thì việc phát triển triển các bộ

pin năng lượng mặt trời có khả năng kết nối lưới điện phân phối được đặt biệt quan

tâm trong vấn đề tìm các nguồn năng lượng thay thế để bù đắp lượng điện thiếu hụt

trong giờ cao điểm.

Điều này cho ta thấy được tính cấp thiết của việc nghiên cứu các giải pháp thích

hợp để có thể kết nối các bộ pin năng lượng mặt trời công suất nhỏ vào lưới điện

phân phối. Cùng với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ chế tạo các bộ pin

năng lượng mặt trời có chất lượng tốt hơn với phí ngày càng giảm, các bộ pin năng

lượng mặt trời sẽ đóng vai trò ngày càng quang trọng trong việc thiết lập cầu nối

hữa hiệu nhằm tận dụng các nguồn năng lượng nhỏ l thành một nguồn năng lượng

đáng kể trong hệ thống phân phối điện năng. óp phần đa dạng hóa các nguồn năng

lượng và đảm bảo an ninh năng lượng trong thời gian không xa.

Khi kết nối lưới điện, ngoài việc phải đảm bảo cung cấp một công suất tối đa thu

được từ bộ pin năng lượng mặt trời thì việc phải đảm bảo chất lượng điện năng

c ng không k m phần quan trọng. Để làm được điều này, bộ nghịch lưu được dùng

đã tích hợp thêm bộ điều chỉnh dòng điện với các thông số hiệu chỉnh được

Nhiệm vụ của luận văn là thiết kế một bộ chuyển đổi năng lượng mặt trời có khả

năng kết nối lưới điện phân phối sao cho có thể tận dụng tối đa công suất mà bộ

năng lượng mặt trời thu được từ môi trường bên ngoài. Đồng thời bộ chuyển đổi

c ng có nhiệm vụ điều chỉnh dòng điện bơm chỉ bơm công suất tác dụng vào lưới

còn công suất phản kháng thì rất nhỏ so với công suất tác dụng. Khi đó, hệ số công

suất gần bằng 1. Ngoài ra, dựa vào điều kiện hoạt động của bộ nghịch lưu, các hệ số

điều khiển của bộ điều chỉnh dòng điện c ng được thay đổi để luôn đảm bảo tổng

độ m o dạng sóng hài của dòng điện luôn được duy trì ở mức thấp nhằm tăng hiệu

suất của bộ chuyển đổi năng lượng.

2.2.2 Hòa đồng bộ hai máy phát

Về cơ bản, các nguồn điện hiện nay được phân chia thành hai loại cơ bản là

nguồn dòng và nguồn áp.

- Nguồn áp là nguồn điện có khả năng cung cấp một hiệu điện thế ổn định phụ

thuộc vào tính chất đặc điểm của nguồn điện, còn giá trị về dòng điện sẽ phụ

thuộc vào các đặc điểm môi trường bên ngoài mà nó kết nối c ng như đặc tính

bên trong của chính nó. Ví dụ nguồn áp một chiều 5V, 12V hay nguồn áp xoay

chiều 220V, 11.5KV, 500KV.

- Nguồn dòng là nguồn điện sẽ cung cấp cho môi trường liên kết bên ngoài một

dòng điện có giá trị không phụ thuộc vào tính chất c ng như môi trường liên

kết với chúng.

Tùy vào đặc điểm của các nguồn điện hòa đồng bộ mà ta sẽ xác định các thông

số khác nhau ảnh hưởng đến quá trình hòa đồng bộ hai máy phát điện.

Trong luận văn này, với mục đích hòa đồng bộ nguồn điện mặt trời vào lưới điện

phân phối là một nguồn áp nên ta chỉ x m x t hai trường hợp hòa đồng bộ có thể

xảy ra đó là hòa đồng bộ một nguồn dòng vào một nguồn áp và hòa hai nguồn áp

với nhau.

2.2.2.1 Hòa đồng bộ hai nguồn áp

Ta biết rằng thao tác hoà đồng bộ hai máy phát là chọn điểm đồng bộ để đóng áp

to mát của tổ máy hoà lên lưới là việc song song với tổ máy phát đang làm việc trên

lưới. Điểm hoà chính xác là điểm thỏa mãn các điều kiện sau:

- iên độ Sđđ máy hòa bằng điện áp lưới Eh =Ul

- Giá trị tần số của máy hoà phải bằng tần số của lưới Fh = fl

- Các tổ máy phát phải có cùng thứ tự pha

- Góc lệch giữa hai v c tơ h, l bằng "không "

Để phân tích các điều kiện ta có thể giả thiết các máy phát đang làm việc khi thực

hiện hoà đồng bộ chính xác phải làm sao để dòng điện cân bằng chạy giữa các máy

phát điện có giá trị nhỏ nhất để máy phát không hỏng, các máy phát hoạt động song

song bình thường. Nếu các điều kiện hoà song song được thoả mãn, đặc biệt góc

lệch pha giữa các điện áp pha nằm trong giới hạn cho phép việc hoà song song xẩy

ra êm, không có dòng cân bằng lớn.

Khi các điều kiện hoà song song giữa các máy phát được thỏa mãn hiệu số hình

học điện áp giữa điện áp pha của máy phát đang hoạt động và máy phát được hoà

phải bằng không và dòng cân bằng vào thời điểm hoà bằng không, cụ thể không có

tăng dòng đột biến, không có hiện tượng giao động điện áp trên thanh cái. Nếu các

điều kiện hoà đồng bộ chính xác không được thoả mãn từng phần hay toàn bộ khi

hòa máy phát vào mạng sẽ có dòng cân bằng và giao động điện áp trên thanh cái với

những giá trị khác nhau trên lưới được quy về một tổ máy tương đương gọi là Fl.

Máy sẽ hoà vào gọi là MF1.

Tại bất cứ thời điểm nào trước khi hoà ta c ng có

Giả sử ban đầu lấy ta có :

òng điện cân bằng chạy trong 2 tổ máy phát ở thời điểm hoà được tính theo

công thức sau:

( Xl là điện kháng của máy phát tương đương làm việc trên lưới, Xh là điện

kháng của máy phát hoà)

Hình 2. 11: Công tắc song song

Hình 2. 12: Sơ đồ biểu thị vector khi hòa.

2.2.2.2 Phân tích các điều kiện hòa.

a. Điều kiện về điện áp.

Về trị số độ lớn của điện áp lưới và Sđđ máy hoà không thoả mãn trong khi đó các

điều kiện kia thoả mãn:

Lúc đó ; độ lớn tuỳ thuộc độ chênh lệch

Biểu thị v c tơ chứng minh điều kiện hoà thứ nhất không thỏa mãn chứng tỏ

dòng cân bằng còn tồn tại, dòng cân bằng này có giá trị từ 0 –Inm.

Hình 2. 13: Sơ đồ vector khi điện áp không thỏa mãn.

. Điều kiện tần số không thoả mãn.

Giả sử điện áp các máy phát bằng nhau, tần số khác nhau: Ul= Eh= U, fl  fh

Trong trường hợp đó các v cto điện áp của máy đang hoạt động và máy được

hoà sẽ lệch nhau một góc , Vì tốc độ góc của 2 máy phát không bằng nhau

nên góc thay đổi từ 0-1800, hiệu số hình học các điện áp nằm trong giới hạn từ 0-

2U. Vào thời điểm hoà máy phát điện 1 vào mạng sẽ xuất hiện dòng cân bằng, giá

trị của nó phụ thuộc hiệu hình học điện áp . ì điện trở tác dụng của cuộn dây

stator nhỏ so với điện trở kháng nên vecto dòng cân bằng lệch pha với vectơ

điện áp một góc 900. Dòng cân bằng có giá trị đủ lớn gây ra va đập cơ học trên

trục các máy phát làm hư hỏng nặng.

Giá trị biên độ dòng cân bằng vào thời điểm hoà đối với máy phát có cuộn ổn

định khi được xác định bằng biểu thức sau:

- Sức điện động của máy phát 1 và máy phát có điện trở kháng siêu

dẫn dọc trục.

- Điện trở kháng siêu dẫn dọc trục của máy phát 1 và máy phát 2.

Xc - Điện trở kháng, qua điện trở đó máy phát 1 được hoà với máy phát 2.

Ky - Hệ số va đập, có tính đến thành phần không chu kỳ của dòng điện.

- Hệ số xác định biên độ thành phần có chu kỳ dòng điện.

Dòng cân bằng đạt giá trị cực đại khi

Dòng cân bằng tăng đột ngột rất lớn, có thể đạt giá trị bằng từ 1 đến 15 lần dòng

định mức tạo ra lực điện động rất lớn trong cuộn dây stator làm hỏng các cuộn dây

đó.

Hoà song song máy phát khi góc lệch pha lớn c ng giống như ngắn mạch trên

thanh cái trạm phát điện. Trong trường hợp đó máy phát được hoà không thể được

k o vào đồng bộ, các máy phát khác bị ngắt khỏi mạng nhờ thiết bị bảo vệ và rời

khỏi đồng bộ.

Dòng cân bằng đạt giá trị cực đại khi (2Eh)

Nếu hệ thống điện năng có máy phát giống nhau nên , trong

trường hợp xấu nhất khi hoà song song, dòng cân bằng đạt giá trị cực đại

bằng dòng va đập ngắn mạch 3 pha trên thanh cái của hệ thống:

Giá trị hiệu dụng chênh lệch điện áp sẽ biến đổi từ 0 khi góc ( đến

2U khi ( ) và vì vậy dòng cân bằng thay đổi trong khoảng từ

0 ( đến Inm khi ) với tần số là

Trong kỹ thuật hoà chính xác người ta thường lấy góc

c. Điều kiện về thứ tự pha.

Thứ tự pha là điều kiện người vận hành thực tế không cần quan tâm đến vì khi

lắp đặt hay sửa chữa, các nhà máy phải xác định cho đúng trước khi thử cho làm

việc song song. Tuy nhiên về bản chất thực sự của thứ tự pha biểu thị chiều quy của

v c tơ điện áp trong không gian.

Th o quy ước nếu thứ tự pha thuận sao điện áp sẽ quay ngược chiều kim đồng

hộ, trong trường hợp ngược lại là ngược thứ tự pha (biểu diễn trên hình 2.14)

Hình 2. 14: Sơ đồ hệ thống ba pha vector quay

Để kiểm tra thứ tự pha người ta có các đồng hồ Phazomet, hoặc thử đơn giản

bằng một động cơ điện xoay chiều. Thứ tự thuận th o ngược chiều kim đồng hồ là

Pha A, Pha B, Pha C.

d. Điều kiện về góc lệch pha.

Điểm đồng bộ là điểm có góc lệch  giữa l , h = . Trong trường hợp đó

Icb = 0.

Ở các góc khác   0 thì Icb  0;

Chú ý Thông thường thì việc chọn điểm đóng áp tomát của máy phát hoà sẽ

được thực hiện khi góc  < 1 độ điện về phía trước khi góc  giảm tới " " điểm

đồng bộ) do sự chậm trễ của quan sát, động tác và hệ truyền động cơ khí, trước khi

góc  giảm tới " " vì như vậy máy hoà vào sẽ nhận ngay một phần nhỏ tải của máy

đang làm việc, trường hợp ngược lại máy hoà sẽ trở thành chế độ công suất ngược

làm cho tải của máy đang làm việc trên lưới tăng lên.

2.2.2. Hòa đồng bộ một nguồn dòng vào một nguồn áp

Xét việc hòa đồng bộ nguồn dòng vào một nguồn áp như hình bên dưới

Hình 2. 15: Sơ đồ kết nối nguồn dòng vào nguồn áp khi hòa đồng bộ.

Công thức tính công suất đưa vào nguồn áp từ nguồn dòng được đưa ra như sau

Hình 2. 16: Biểu diễn vector quay của dòng điện và điện áp

Từ công thức tính P,Q như trên, công suất tác dụng P c ng như công suất phản

kháng Q bơm vào nguồn áp phụ thuộc hoàn toàn vào góc lệch giữa điện áp và dòng

điện c ng biên độ của điện áp và dòng điện tại điểm hòa.

Với công suất tác dụng P, muốn bơm công suất tác dụng vào nguồn áp thì ta sẽ

điều chỉnh dòng điện sao cho . Khi muốn nguồn dòng nhận công suất

tác dụng từ nguồn áp thì ta điều chỉnh dòng điện sao cho

Với công suất phản kháng Q, muốn bơm công suất phản kháng vào nguồn áp thì

ta điều chỉnh góc lệch . Còn khi muốn nguồn dòng nhận công suất phản

kháng từ nguồn áp thì ta điều chỉnh dòng điện sao cho .

Khi muốn thay đổi giá trị công suất tác dụng và công suất phản kháng thì theo

công thức tính P,Q ta có thể thay đổi các giá trị U, I, φ.

2.3 Giải thuật tối ưu hóa ầy đ n

2.3.1. Giới thiệu về thuật toán tối ưu hóa ầy đ n:

PSO là một kỹ thuật tối ưu hóa ngẫu nhiên dựa trên một quần thể và sau đó tìm

nghiệm tối ưu bằng cách cập nhật các thế hệ, được phát triển bởi Dr.Eberhart và

Dr.Kennedy, phỏng theo hành vi của các bầy chim hay các đàn cá.

Giải thuật tối ưu hóa bầy đàn Particl s S arm ptimi ation - PSO), là phần

thuộc lĩnh vực nghiên cứu quần thể thông minh (Swarm Intelligence SI), nằm trong

tính toán tiến hóa – Evolution computation. Những ý tưởng nghiên cứu trong quần

thể thông minh dựa trên quan hệ, cách ứng xử của các cá thể trong quần thể, và cách

thức tự tổ chức, hoạt động của quần thể. Những ý tưởng này đều xuất phát từ việc

quan sát các quần thể sinh vật trong tự nhiên. Như cách thức mà đàn chim tìm kiếm

nguồn thức ăn, nguồn nước, cách mà đàn kiến tìm đường đi tới nguồn thức ăn từ tổ

của chúng…

2. .2 Lịch phát t iển của giải thuật tối ưu hóa ầy đ n

Con người đã khám phá ra nhiều điều thú vị về hành vi của các loài côn trùng,

động vật trong thế giới tự nhiên từ rất lâu. Hình ảnh một đàn chim tìm kiến thức ăn,

tìm nơi di trú, bầy kiến tìm thức ăn, đàn cá tìm kiếm nguồn thức ăn và đổi hướng

khi gặp k thù… Chúng ta gọi đó là kiểu quan hệ bầy đàn. ần đây các nhà khoa

học mới nghiên cứu, tìm hiểu về các loại quan hệ bầy đàn trong tự nhiên, để hiểu

cách mà các sinh vật này giao tiếp, hoàn thành mục đích và tiến hóa. Họ đã ứng

dụng những nghiên cứu này để giải các bài toán tối ưu như thiết kế mạng viễn

thông, tự động nghiên cứu robot, xây dựng mô hình giao thông (traffic pattern)

trong bài toán vận chuyển, ứng dụng trong quân sự, điều khiển động cơ… Lĩnh vực

nghiên cứu và ứng dụng các tri thức về quan hệ bầy đàn trong tự động hóa được gọi

là lĩnh vực quần thể thông minh.

Giải thuật tối ưu hóa bầy đàn Particl S arm ptimi ation – PSO) lấy ý tưởng

từ cách đàn chim tìm thức ăn, nguồn nước. Đây là giải thuật tối ưu toàn cục nhằm

giải những bài toán mà lời giải tốt nhất có thể biểu diễn bằng một điểm, hay một

mặt trong không gian n-chiều.

2.3.3 hái uát hóa giải thuật tối ưu hóa ầy đ n

Theo giả thuyết của bài toán, các cá thể ban đầu được dựng lên trong không gian

đó. Mỗi cá thể có một vận tốc ban đầu, và giữa các cá thể c ng có kênh liên lạc. Các

cá thể sau đó di chuyển trong không gian lời giải, mỗi cá thể sẽ được đánh giá bằng

một hay nhiều tiêu chuẩn thích nghi, dần dần các cá thể này sẽ di chuyển về phía

những cá thể tốt hơn trong phạm vi của chúng.

u điểm của phương pháp này so với các phương pháp tối ưu toàn cục khác như

mô phỏng tôi luyện (Simulated Annealing), di truyền (Genetic Algorithm) là với số

lượng lớn cá thể có thể giúp giải thuật vượt qua được các cực trị cục bộ.

an đầu, quần thể của PS được tạo ngẫu nhiên bởi một nhóm ngẫu nhiên các

phần tử (particles), và mỗi phần tử của quần thể này sẽ di chuyển với một vận tốc

ngẫu nhiên. Khi mỗi phần tử di chuyển trong không gian tìm kiếm, nó sẽ đánh giá

lại hàm itn ss và lưu lại vị trí tốt nhất của nó (pbestx) – vị trí cho ra giá trị fitness

tốt nhất của mỗi phần tử, và giá trị fitness tại vị trí pb stx đó gọi là pbest (best

solution). Mỗi phần tử c ng lưu lại giá trị có fitness tốt nhất toàn cục gbest (best

global solution) – giá trị fitness tốt nhất của một phần tử bất kì trong số tất cả các

phần tử trong quần thể đạt được cho đến thời điểm hiện tại; và vị trí có giá trị tốt

nhất toàn cục đó gb stx .

Trong khi di chuyển hướng về vị trí pbest và gbest, mỗi phần tử tại mỗi bước

lặp sẽ thay đổi, cập nhật vị trí và vận tốc hiện tại của nó bởi hai giá trị: giá trị thứ

nhất, gọi là pBest (là nghiệm tốt nhất đạt được cho tới thời điểm hiện tại) hay còn

gọi là giá trị fitness tốt nhất của phần tử trong cho đến thời điểm hiện tại. Giá trị thứ

hai, gọi là gBest (là nghiệm tốt nhất mà các cá thể lân cận cá thể này đạt được cho

tới thời điểm hiện tại hay là giá trị fitness của cá thể tốt nhất trong tất cả các thế hệ

từ trước đến bây giờ. Nói cách khác, mỗi cá thể trong quần thể cập nhật vị trí của nó

theo vị trí tốt nhất của nó và vị trí của cá thể tốt nhất trong quần thể tính tới thời

điểm hiện tại. Quá trình cập nhật các cá thể dựa trên hai công thức sau:

(2.1)

(2.2)

Hoặc viết cách khác:

Trong đó

i=1, ,…,n ; m=1, ,…,d

n: Số phần tử trong quần thể.

d Kích thước quần thể (dimension).

k bước lặp.

:: Vận tốc của cá thể thứ i tại vòng lặp thứ k.

: trọng số quán tính.

, (hoặc c1, c2): Hệ số gia tốc, thường được chọn trong khoảng [0 2]

r1, r2 (Rand ()): Là một số ngẫu nhiên trong khoảng (0,1).

:: Vị trí cá thể thứ i tại thế hệ thứ k.

pbestm : Vị trí tốt nhất của cá thể thứ i.

gbestm : Vị trí tốt nhất của các cá thể trong quần thể.

Hình 2. 17 Khái niệm về sự thay đổi điểm tìm kiếm của PSO.

2. .4 Một ố hái niệ t ng giải thuật tối ưu hóa ầy đ n

Khi nghiên cứu về giải thuật tối ưu hóa bầy đàn, một số khái niệm đã được đưa

ra:

- Cá thể: Mỗi cá thể trong thuật toán biểu diễn một lời giải của bài toán nhưng

chưa phải là lời giải tối ưu. Tùy vào từng bài toán mà mỗi cá thể được biểu

diễn bởi những cách khác nhau như chuỗi nhị phân, cây, chuỗi số, v.v…

- Quần thể: Là một tập hợp các cá thể có cùng một số đặc điểm nào đấy. Trong

giải thuật tối ưu bầy đàn thì quần thể là một tập các lời giải của một bài toán.

Các cá thể trong quần thể có thể có thông tin về toàn bộ quần thể hoặc chỉ có

thông tin về một phần của quần thể, thông tin đó thường là thông tin về cá thể

tốt nhất và được đánh giá thông qua giá trị của hàm mục tiêu.

- Vị trí: Mỗi bài toán tối ưu có một không gian lời giải của nó, không gian đó có

thể là một hoặc đa chiều. Mỗi lời giải trong bài toán có thể coi như một vị trí

trong không gian đó.

- Vận tốc: Trong PSO mỗi cá thể có một vận tốc riêng, vận tốc riêng này dùng

để tính vị trí tiếp theo của cá thể trong không gian bài toán. Nếu không gian

bài toán là không gian n chiều, thì với mỗi cá thể mỗi chiều sẽ có một vận tốc,

hay nói cách khác vận tốc c ng là một vector n chiều. Mỗi cá thể sẽ di

chuyển trong không gian bài toán để tìm ra lời giải tối ưu. Tùy vào bài toán

cụ thể mà có cách biểu diễn hàm vận tốc phù hợp, hàm vận tốc là một trong

những tham số quan trọng bậc nhất trong giải thuật PS , đôi khi chỉ cần thay

đổi cách biểu diễn hàm vận tốc ta có thể giải một bài toán khác.

- Hàm mục tiêu: Là hàm mô tả yêu cầu bài toán cần đạt tới. Hàm này dùng để

đánh giá các lời giải của bài toán. Tùy vào từng bài toán mà hàm mục tiêu

khác nhau. Thông thường chỉ tiêu để nhận dạng thông số là tối thiểu giá trị của

hàm mục tiêu.

CHƯƠNG : HẢO SÁT À TÍNH TOÁN

.1 Pin năng lượng mặt trời v phương t ình t án của pin năng lượng mặt trời

Ngày nay, loại pin năng lượng mặt trời được dùng chủ yếu là loại bán dẫn Silic

với tiếp xúc p-n. Với loại pin năng lượng mặt trời này, để thuận tiện trong việc tính

toán, thiết kế, một mạch điện tương đương được đưa ra để thay thế pin mặt trời.

Hình 3. 1 Mạch điện tương đương của pin mặt trời

Mạch điện gồm có dòng quang điện Iph, diode, điện trở dòng rò sh và điện trở

nối tiếp s, dòng điện ngõ ra I và điện áp ngõ ra V.

.1.1 Phương t ình tương đương của pin năng lượng mặt trời

Dựa trên mạch điện tương đương của pin năng lượng mặt trời được đưa ra trong

hình 3.1, một phương trình toán học được đưa ra để thể hiện mối tương quan giữa

dòng điện và điện áp ngõ ra của pin năng lượng mặt trời.

Trong đó

Iph dòng quang điện (A)

Is: dòng bão hòa (A)

q điện tích của electron, q = 1,6x10-19 C

k: hằng số olt mann’s, k =1, x1 -23 J/K

TC: nhiệt độ vận hành của pin (K)

A: hệ số lý tưởng phụ thuộc vào công nghệ chế tạo pin, ví dụ công nghệ Si-mono

A=1.2, Si-Poly A = 1. …

3.1.2 Các y u tố ảnh hưởng đ n pin năng lượng mặt trời

òng quang điện IPH phụ thuộc trực tiếp vào bức xạ mặt trời và nhiệt độ của pin:

Trong đó

ISC dòng ngắn mạch tại nhiệt độ tiêu chuẩn 5 OC A và bức xạ 1kW m2 K1 hệ số dòng điện phụ thuộc vào nhiệt độ A OC)

TC: nhiệt độ vận hành của pin mặt trời K

TRef nhiệt độ tiêu chuẩn của pin mặt trời K λ bức xạ mặt trời (kW/m2)

Mặt khác, dòng bão hòa IS là dòng các hạt tải điện không cơ bản được tạo ra do

kích thích nhiệt. Khi nhiệt độ của pin mặt trời tăng dòng bão hòa c ng tăng th o

hàm m .

Trong đó

IRS òng điện ngược bão hòa tại nhiệt độ tiêu chuẩn (A)

EG Năng lượng lỗ trống của chất bán dẫn

Đối với pin mặt trời lý tưởng, điện trở dòng rò Rsh = ∞, S = . Khi đó mạch điện

tương đương của pin mặt trời được cho bởi hình 3.2:

Hình 3. 2 Mô hình pin mặt trời lý tưởng

Khi đó, biểu thức (2.1) có thể được mô tả như sau

à dòng bão hòa ngược tiêu chuẩn có thể được biểu diễn như sau

.1. Phương t ình tương đương của bộ pin năng lượng mặt trời

Thông thường, công suất của pin mặt trời khoảng 2W và điện áp khoảng 0.5 V.

Vì vậy, các pin mặt trời được ghép nối với nhau theo dạng nối tiếp - song song để

sinh ra lượng công suất và điện áp đủ lớn. Mạch điện tương đương của mô đun pin

mặt trời gồm có Np nhánh song song và Ns pin nối tiếp được mô tả như hình .

Hình 3. 3: Mô đun pin mặt trời

Mạch điện hình . được miêu tả bởi biểu thức sau:

Pin mặt trời chuyển một phần bức xạ mặt trời trực tiếp thành năng lượng điện,

nhưng một phần đó chuyển thành nhiệt cộng với pin mặt trời có màu dễ hấp thụ

nhiệt nên nhiệt độ vận hành của pin có thể cao hơn nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ

của pin dưới các điều kiện khác nhau có thể được đánh giá qua nhiệt độ vận hành

bình thường (NOCT- Normal Operating Cell Temperature).

Đặc tuyến I- tương ứng với tùng bức xạ nhất định được mô tả như sau

Hình 3. 4: Đặc tuyến I-V với các bức xạ khác nhau

Hình 3. 5: Đặc tuyến P-V với các bức xạ khác nhau

3.2 Mạch nghịch lưu t nối lưới điện phân phối

3.2.1 Phân loại bộ nghịch lưu

Bộ nghịch lưu là một thiết bị gồm nhiều thiết bị chuyển mạch công suất bán dẫn

và các thiết bị dùng để điều chỉnh các chuyển mạch công suất này có nhiệm vụ

chuyển nguồn điện một chiều thành nguồn điện xoay chiều theo yêu cầu của người

dùng.

Về mặt cấu tạo có thể phân loại các bộ nghịch lưu thành loại chính đó là nghịch

lưu một pha và nghịch lưu pha.

- Các bộ nghịch lưu một pha sẽ có ngõ ra là dòng điện và điện áp xoay chiều

một pha. Mạch này thích hợp cho các thiết bị tiêu thụ có công suất nhỏ,

thường được dùng trong dân dụng, hộ gia đình.

- Các bộ nghịch lưu ba pha sẽ có dòng điện và điện áp ba pha tại ngõ ra. Mạch

này thường được dùng trong các nhà máy, xí nghiệp hay những nơi yêu cầu

công suất cao cho các thiết bị, máy móc có công suất lớn.

Về mặt điều khiển ta có thể phân loại dựa trên phương pháp điều khiển đó là điều

khiển bằng điện áp hay điều khiển bằng dòng điện mà phân loại các bộ nghịch lưu

thành hai loại cơ bản là bộ nghịch lưu điều khiển áp và bộ nghịch lưu điều khiển

dòng.

- Bộ nghịch lưu điều khiển bằng điện áp có mục tiêu là tạo ra một nguồn điện áp

trung bình xoay chiều tại ngõ ra có dạng hình sin và có biên độ và góc pha

điều khiển được qua sự thay đổi của điện áp điều khiển.

- Bộ nghịch lưu điều khiển bằng dòng điện có mục tiêu là tại ra một nguồn

nguồn dòng điện xoay chiều có dạng sóng hình sin theo yêu cầu cho trước.

.2.2 Phương pháp điều khiển khóa công suất trong bộ nghịch lưu nguồn áp

Có rất nhiều phương pháp để điều khiển các chuyển mạch công suất bên trong bộ

nghịch lưu nhưng thông dụng hơn cả là phương pháp SPWM Sinusoidal pulse

width modulation)

Về nguyên lý, phương pháp thực hiện kỹ thuật analog. Giản đồ kích đóng công

tắc của bộ nghịch lưu dựa trên cơ sở so sánh hai tính hiệu cơ bản:

Sóng mang up (carrier signal) tần số cao.

Sóng điều chế ur (reference signal) (hoặc sóng điều chế-modulation signal) dạng

sin. Ví dụ: công tắc l được kích khi sóng điều khiển lớn hơn sóng mang ur > up).

Trong trường hợp ngược lại công tắc chẵn được kích đóng.

Sóng mang up có thể ở dạng tam giác. Tần số sóng mang càng cao, lượng sóng

hài bậc cao bị khử càng nhiều. Tuy nhiên, tần số đóng ngắt cao làm tổn hao phát

sinh do quá trình đóng ngắt các công tắc tăng th o. Ngoài ra, các linh kiện còn có

thời gian đóng ton và thời gian ngắt toff nhất định. Các yếu tố này làm hạn chế việc

chọn tần số sóng mang.

Sóng điều khiển ur mang thông tin về độ lớn trị hiệu dụng và tần số sóng hài cơ

bản của điện áp ngõ ra. Trong trường hợp bộ nghịch lưu áp ba pha phải được tạo

lệch nhau về pha 1/3 chu kỳ của nó. Trong trường hợp bộ nghịch lưu áp một pha, ta

cần tạo hai sóng điều khiển lệch pha nhau nửa chu kỳ (tức chúng ngược pha nhau).

Để đơn giản mạch kích hơn nữa, ta có thể sử dụng một sóng điều khiển duy nhất để

kích đóng, ví dụ: cặp công tắc (S1, S4 được kích đóng th o quan hệ giữa sóng điều

khiển và sóng mang, còn cặp (S2, S3 được kích đóng ngược lại với chúng. Lúc đó

hình thành trạng thái kích đóng S1, S2) hoặc (S3, S4).

Gọi là tỉ số điều chế tần số (frequency modulation ratio):

Việc tăng giá trị sẽ dẫn đến việc tăng giá trị tần số các sóng hài xuất hiện.

Điểm bất lợi của việc tăng tần số sóng mang là vấn đề tổn hao do đóng ngắt lớn và

giá trị này c ng bị giới hạn bởi tốc độ đóng cắt của IGBT (IGBT có một thông số

hoặc quang trọng đó là thời gian chết Td, nếu IGBT chuyển mạch

trong khoảng thời gian này thì IGBT sẽ không đáp ứng được và sẽ

không xuất hiện chuyển mạch . Tương tự, gọi là tỉ số điều chế biên độ (amplitude

modulation ratio khi sóng điều khiển dạng sin (Vdk) và sóng mang tam giác (Vt).

Nếu biên độ sóng sin nhỏ hơn biên độ sóng mang) thì quan hệ giữa

thành phần cơ bản của áp ra và áp điều khiển là tuyến tính. Trong nghiên cứu này,

chúng ta chỉ x t đến trường hợp điều khiển tuyến tính .

Đối với bộ nghịch lưu áp một pha:

Đối với bộ nghịch lưu áp ba pha

Giản đồ xung kích bằng phương pháp SPWM th o hình .6.

Hình 3. 6: Giản đồ xung kích bộ nghịch lưu một pha bằng phương pháp SPWM. Như hình . cho thấy hai sóng điều khiển sin lệch nhau 1800, tần số và góc pha

ban đầu của hai sóng quyết định tần số và góc pha của điện áp ngõ ra E. Tần số

sóng mang Vt sẽ quyết định độ rộng xung c ng như sóng hài điện áp ngõ ra.

Theo công thức . và . độ lớn của hai sóng mang và sóng điều khiển sẽ

phụ thuộc trực tiếp đến điện áp ngõ ra E.

Trường hợp khi tần số sóng mang của sóng mang càng cao thì độ rộng xung

càng nhỏ dẫn đến điện áp và dòng điện trên tải càng giống hình sin.

Ta có :

Hình 3. 7: Giản đồ dòng và áp ngõ ra nghịch lưu dùng phương pháp SPWM.

Nếu ta luôn giữ được giá trị Vdc = Vt thì điện áp ngõ ra sẽ bằng với điện áp điều

khiển: E = Vđk. Hay nói cách khác là khi có sự thay đổi điện áp Vdc thì ta sẽ điều

chỉnh giá trị Vt hay nếu Vdc = Vt thì điện áp ngõ ra của bộ nghịch lưu không phụ

thuộc vào sự thay đổi điện áp của nguồn một chiều mà nó chỉ phụ thuộc (bằng với)

điện áp điều khiển Vđk.

Tuy nhiên, bộ nghịch lưu được khảo sát và hoạt động trong vùng điều chế tuyến

tính, nghĩa là dk

đỉnh lớn hơn giá trị điện áp một chiều ngõ vào.

.2. Phương pháp điều hiển hóa c ng uất t ng ộ nghịch lưu nguồn dòng

Hình 3. 8: Sơ đồ kết nối đơn giản của bộ nghịch lưu ba pha

Có nhiều phương pháp khác nhau để điều khiển các bộ nghịch lưu nguồn dòng.

Tuy nhiên phương pháp điều khiển nguồn dòng phổ biến nhất hiện nay là phương

pháp Hysteresis (phương pháp Bang Bang . X t mạch điện được kết nối như hình

3.8.

X t dạng sóng dòng điện tại một chân của bộ nghịch lưu, giả sử tại chân a. Tại

thời điểm khóa S1 đóng và S4 mở, lúc này dòng điện Ia tăng lên, lúc này, điện áp tại

a sẽ là dc, làm cho dòng điện Ia trên mạch tăng lên. Khi Ia vượt qua giá trị

mong muốn thì khóa S1 mở và S4 đóng, lúc này điện thế tại điểm a sẽ bằng không,

khi đó dòng điện Ia trên mạch sẽ giảm dần. Khi dòng điện Ia giảm xuống dưới giá trị

thì sẽ có sự chuyển mạch xảy ra Khóa S1 đóng lại và S4 mở ra, lúc này dòng

điện sẽ tăng trở lại. Như vậy quá trình thay đổi dòng điện lại tiếp tục và dòng

điện bơm ra từ bộ nghịch lưu sẽ bám th o dòng điện hình sin mong muốn. Hình

3.9 minh họa cho giải thuật điều khiển Bang Bang tại mỗi cặp chân của mỗi pha

trong bộ nghịch lưu. Hình . biễu diễn dạng sóng dòng điện mong muốn và

dạng sóng dòng điện bơm ra từ bộ nghịch lưu trong một bán kì dương. Tại bán kì

âm thì quá trình c ng diễn ra tương tự như bán kì dương.

Hình 3. 9: ạng sóng dòng điện trong phương pháp bang bang trên một pha.

Hình 3. 10: iải thuật điều khiển bang bang trên một cặp chân của bộ nghịch lưu.

Trong phương pháp bang bang, dòng điện thực tế sẽ dao động quanh dòng điện

mong muốn một khoảng cho trước. Người ta gọi đây chính là band idth băng

thông trong phương pháp Bang Bang. Như vậy, giá trị này có ảnh hưởng rất

quang trọng đến độ nhiễu hài bậc cao cho dòng điện ngõ ra. Nếu giá trị này lớn

thì sẽ càng làm tăng thêm tổng độ méo dạng sóng hài bậc cao. Còn ngược lại, nếu

giá trị nhỏ thì sẽ làm tăng số lần chuyển mạch trong một đơn vị thời gian, từ đó

làm tăng tổn hao chuyển mạch trong các linh kiện bán dẫn, đây c ng là nhân tố làm

giảm hiệu suất của bộ nghịch lưu.

Để làm giảm nhược điểm này của phương pháp bang bang, một đề xuất được đưa

ra đó là gắn thêm vào ngay sau ngõ vào sai số dòng điện một bộ điều chỉnh dòng

điện PI. Phương pháp đề xuất được thể hiện trong hình bên dưới, phương pháp này

đ m lại kết quả rất khả quan, nó đã cải thiện đáng kể tổng độ méo dạng sóng hài

ngõ ra.

Hình 3. 11: giải thuật điều khiển bang bang cải tiến

Như vậy, phương pháp Bang Bang là phương pháp điều khiển dòng điện với các

thông số điều khiển chính là giá trị dòng điện mong muốn bơm vào đặt trước và

giá trị dòng điện thực tế bơm vào lưới điện Ia. Quá trình điều khiển chuyển mạch

bán dẫn phụ thuộc vào sai số của hai giá trị này.

Qua việc khảo sát nguyên tắc điều khiển của phương pháp bang bang ta có thể

rút ra được nhận x t về ưu và nhược điểm của phương pháp này như sau

u điểm

- Khả năng đáp ứng động rất tốt phương pháp này đóng mở các chuyển mạch

công suất dựa trên sự thay đổi của giá trị dòng điện đưa ra từ bộ nghịch lưu,

giá trị dòng điện này thay đổi rất nhanh. Điều này dẫn đến việc thay đổi giá

dòng điện muốn bơm vào lưới c ng có thể thay đổi rất nhanh mà dòng điện

bơm ra từ bộ nghịch lưu vẫn bám th o rất nhanh.

- iá thành thực hiện thấp và thuận tiện trong việc thi công mạch Mạch điện

hoạt động dựa trên nguyên tắc so sánh hai giá trị dòng điện nên giải thuật điều

khiển khá đơn giản, không yêu cầu các thuật toán phức tạp nên chi phí cho bộ

điều khiển khá thấp so với các phương pháp khác. Hơn nữa trong mạch chỉ

cần một cảm biến dòng điện để đo điện áp ngõ ra bộ nghịch lưu và một cảm

biến điện áp để xác định điện áp lưới điện từ đó xác định công suất bơm ra từ

bộ nghịch lưu nên chi phí cho các thiết bị cảm biến sẽ giảm đi rất nhiều. Điều

này góp phần giảm giá thành sản xuất. iệc giải thuật điều khiển đơn giản

c ng góp phần làm cho việc thi công thêm thuận tiện.

Nhược điểm

ên cạnh các ưu điểm thì phương pháp Bang Bang c ng tồn tai những nhược

điểm như sau

- Trong trạng thái ổn định dòng điện sẽ bị nhấp nhô khá lớn, việc làm giảm sự

nhấp nhô phụ thuộc vào tốc độ đóng cắt của các linh kiện bán dẫn c ng như

khả năng xử lí của bộ điều khiển. ì vậy, khi có yêu cầu về độ nhấp nhô càng

thấp thì ta phải tốn nhiều chi phí hơn cho các bộ chuyển mạch công suất có tốc

độ đóng ngắt nhanh.

- Chu kì đóng cắt của các chuyển mạch sẽ thay đổi liên tục phụ thuộc vào sai số

giữa hai tín hiệu dòng điện điều khiển, hầu như không thể can thiệp từ các giá

trị điều khiển bên ngoài. Điều này dẫn đến việc ta không thể xác định chính

xác hao tổn khi đóng cắt các chuyển mạch công suất. Làm giảm khả năng dự

đoán hiệu suất chuyển đổi năng lượng từ nguồn một chiều sang xoay chiều của

thiết bị.

- Sự đóng cắt giữa các pha trong các bộ nghịch lưu ba pha là hoàn toàn độc lập

với nhau giữa các pha do nó chỉ dựa trên giá trị dòng điện trên mỗi pha để tác

động cho bản thân chính pha đó mà không chịu tác động hay tác động đến các

pha khác. Điều này sẽ làm cho việc liên kết nhiều bộ nghịch lưu hay gh p nối

lại với nhau sẽ thêm khó khăn.

- Phương pháp điều khiển này sẽ làm xuất hiện các nhiễu hài bậc cao cho dòng

điện đưa ra từ bộ nghịch lưu.

- Trong vấn đề điều khiển bộ nghịch lưu có sử dụng đến các bộ PI , hiện cho

đến nay vẫn chưa có một phương trình nào để tính chính xác các giá trị Ki, Kp

của các bộ điều chỉnh này. Hiện nay, chỉ có một số phương pháp gần đúng

trong việc xác định các hệ số điều khiển trong bộ điều chỉnh. o đó, trong quá

trình thiết kế sẽ gặp nhiều khó khăn trong việc xác định các thông số cho bộ

điều chỉnh.

. ây dựng giải thuật tối ưu hóa ầy đ n

. .1 Các ước t ng việc ây dựng giải thuật PSO

- Khởi tạo một quần thể gồm những cá thể (biến) với những vị trí và vận tốc

ngẫu nhiên. Đánh giá hàm fitness của quần thể ban đầu và chọn ra giá trị pbest

và gb st ban đầu

- Cập nhật vận tốc và vị trí cho mỗi phần tử theo 2 công thức (2.1) và (2.2). Lúc

này ta đã có được một quần thể mới.

- Đánh giá, tính hàm fitness (cost function) của từng phần tử và so sánh với giá

trị pb st ban đầu. Nếu giá trị hiện tại này tốt hơn pb st ban đầu thì đặt giá trị

này thành pbest mới.

- Đồng thời so sánh với gb st ban đầu, nếu tốt hơn thì đặt giá trị này thành gbest

mới. (Chọn phần tử có giá trị fitness/cost tốt nhất và gán giá trị này cho gbest).

- Lặp lại từ bước cho đến khi đạt được ngưỡng giới hạn hoặc đã đạt đến số lần

lặp max.

. .2 Lưu đồ giải thuật PSO

Sơ đồ thuật toán trên là cho bài toán tối ưu cực tiểu giá trị hàm mục tiêu. Tại mỗi

bước lặp ta sẽ cập nhật lại giá trị tốt nhất của từng cá thể trong quá khứ cho tới thời

điểm hiện tại và giá trị tốt nhất của toàn bộ quần thể cho tới thời điểm hiện tại.

Tối ưu hóa bầy đàn được cho là có tốc độ tìm kiếm nhanh hơn so với các thuật

thuật giải tiến hóa truyền thống khác. Tuy nhiên thuật toán này thường tìm ra điểm

cực trị cục bộ rất nhanh nhưng lại bị mắc kẹt ở những điểm đó. Để tránh việc này

thì có thể tăng số lượng các cá thể lên, tuy nhiên thời gian tính toán c ng tăng lên.

Trong mỗi bài toán riêng, ta c ng có thể đưa vào các tham số ngẫu nhiên như

vector ngẫu nhiên R1, R2 trong thuật toán dạng cơ bản trên. Các tham số ngẫu

nhiên này làm giảm khả năng thuật toán bị mắc vào cực trị địa phương.

Điều kiện kết thúc lặp của thuật toán rất đa dạng. Có thể là sau một số lần lặp cho

trước hoặc là sau một số lần lặp mà không thu được kết quả tốt hơn.

Tùy vào từng bài toán cụ thể mà cách biểu diễn cá thể sẽ khác đi, khi đó cách

biểu diễn hàm vận tốc và vị trí của cá thể có thể sẽ không giống như trong mô hình

thuật toán ở trên.

Hình 3. 12: Lưu đồ chung cho giải thuật PSO.

3.3.3 Những vấn đề cần quan tâm khi xây dựng giải thuật PSO

- Khởi tạo quần thể ban đầu

Khởi tạo quần thể ban đầu là bước đầu tiên trong giải thuật PS . Thông thường

để khởi tạo quần thể trong bài toán tối ưu đa mục tiêu, ta tạo ra một cách ngẫu nhiên

các lời giải có thể (là các lời giải thỏa mãn ràng buộc của bài toán nhưng chưa biết

là tối ưu hay chưa . Tùy vào từng bài toán cụ thể mà ta có các phương pháp khởi tạo

khác nhau.

Số lượng hay kích thước ban đầu của quần thể n, c ng đóng vai trò quan trọng

trong giải thuật vì kích thước quần thể quyết định nhiều đến sự hội tụ nhanh hay

chậm của giải thuật, và khả năng thoát ra khỏi những cực trị cục bộ của quần thể.

Kích thước quần thể nhỏ thì giải thuật sẽ hội tụ nhanh nhưng thường sẽ cho ra kết

quả là các cực trị cục bộ chứ không phải là cực trị toàn cục. Vì với số lượng cá thể ít

thì quần thể dễ mắc vào những cực trị cục bộ và không thoát ra được. Tuy nhiên số

lượng cá thể quá lớn lại làm thuật toán chạy tốn nhiều thời gian, hội tụ chậm. Tùy

vào từng bài toán cụ thể mà ta chọn kích thước quần thể thích hợp.

- Hàm thích nghi (hàm mục tiêu):

Hàm thích nghi là một trong những yếu tố quan trọng quyết định sự thành công

của giải thuật. Nó đánh giá các cá thể tốt trong quần thể. Hàm thích nghi được xây

dựng sao cho giá trị thích nghi phải phản ánh được đúng giá trị thực của cá thể

trong việc đáp ứng yêu cầu của bài toán.

Do chất lượng điều khiển mong muốn thông thường là tối thiểu sai số ngõ ra nên

hàm thích nghi có thể chọn như sau

Mỗi cá thể sẽ tự tính toán bước di chuyển kế tiếp của nó dựa trên 3 yếu tố:

 Hướng chuyển động hiện thời v.

 Vị trí tốt nhất trong quá khứ của cá thể, đây là vị trí tốt nhất mà cá thể đã đi

qua cho tới thời điểm hiện tại. Trong tự nhiên thì yếu tố này như là kinh

nghiệm bản thân của mỗi cá thể trong quần thể, là các tri thức, hiểu biết mà

cá thể đó đã tích l y được.

 Vị trí tốt nhất của cả quần thể, là vị trị tốt nhất mà cả quần thể đã khám phá

ra cho tới thời điểm hiện tại. Yếu tố này đóng vai trò như là xu hướng của

cả quần thể. Quần thể sẽ đi th o cá thể nào tốt nhất trong quần thể để đưa cả

quần thể tới vị trí tốt hơn.

Hình 3. 13: Chuyển động của cá thể.

Điều này c ng giống như trong thực tế: Mỗi cá nhân sẽ tự quyết định hướng đi

của mình dựa trên vị trí hiện tại mà mình đang đứng, kinh nghiệm bản thân và xu

thế chung của bầy đàn.

Mỗi cá thể trong quần thể lại có một tính cách, thể hiện qua hai tham số ngẫu

nhiên R1, R2. Mỗi cá thể sẽ không ngay lập tức chuyển động th o hướng vị trí tốt

nhất mà phải sau một thời gian nó mới từ từ chuyển động th o các hướng đó. Trong

PSO thì tham số này giúp cho quần thể tránh khỏi việc bị mắc vào cực trị cục bộ, do

không phải cá thể nào c ng đồng thời chuyển động về hướng vị trí tốt nhất mới tìm

ra. Thông thường thì giá trị R1, R2 được tạo ra trong mỗi bước lặp và được sinh

ngẫu nhiên trong khoảng [0,1]. Còn c1 và c2 là các hằng số mô tả có bao nhiêu cá

thể hướng về vị trí tốt. Nó đặc trưng cho kinh nghiệm và tính xã hội. Vị trí tốt ở đây

là cực trị toàn cục hay vị trí tốt nhất đã đi qua của cá thể. Tùy bài toán cụ thể mà lấy

giá trị thích hợp, thông thường c1, c2 0.1- 2.

Cập nhật vị trí tốt nhất cho cả quần thể.

Trong PSO thì biến gbest (global best) là biến đại diện cho cả quần thể đóng vai

trò như là biến môi trường của quần thể. Thông qua biến này các cá thể tương tác

với nhau, với cả quần thể, căn cứ vào đó mà điều chỉnh bước di chuyển tiếp theo

của mình. Biến này thể hiện trạng thái, vị trí hiện tại của cả quần thể, đóng vai trò

quan trọng trong việc định hướng quần thể. Điều này giống như trong quần thể sinh

vật, có những xu hướng chung nổi bật và bao giờ các cá thể c ng có xu hướng đi

theo cá thể tốt nhất để mong muốn mình c ng được tốt hơn.

Trong PSO có hai cách cập nhật giá trị mới cho gbest là:

Cập nhật trong từng bước lặp.

Trong mỗi bước lặp ta cập nhật ngay gbest, tức là khi có một cá thể mới di

chuyển tới vị trí mới thì ta lập tức xét xem vị trí mới đó có phải là vị trí tốt nhất của

cả quần thể không. Nếu đúng là vị trí tốt nhất thì ta sẽ cập nhật nó vào gbest, và giá

trị mới này có tác động ngay đến các cá thể khác, tức là các cá thể khác thấy ngay

được thay đổi và căn cứ vào đó để có hướng di chuyển thích hợp.

For i= 1:n

Begin

Tính vị trí mới của cá thể s

Cập nhật giá trị tốt nhất của cá thể s

Cập nhật giá trị tốt nhất của cả quần thể

End

Cập nhật sau từng vòng lặp.

Sau mỗi vòng lặp ta mới cập nhật lại giá trị tốt nhất của cả quần thể, giá trị mới

này sẽ tác động đến cá thể trong vòng lặp mới.

For i= 1:n

Begin

Tính vị trí mới của cá thể s

Cập nhật giá trị tốt nhất của cá thể s

End

Cập nhật giá trị tốt nhất của cả quần thể

Tùy vào bài toán cụ thể mà ta dùng cách cập nhật nào cho phù hợp.

Tuy nhiên không phải lúc nào mỗi cá thể c ng có thông tin về cả quần thể.

Đôi khi một cá thể chỉ có thông tin về các láng giềng (neighborhood) xung quanh

nó. Khi đó, cập nhật giá trị láng giềng tốt nhất của các cá thể trong giải thuật PSO

sau mỗi bước lặp là:

For i=1:n

Begin

Tính vị trí mới của cá thể s

Cập nhật giá trị tốt nhất của từng cá thể

End

Cập nhật giá láng giềng tốt nhất của các cá thể

Việc xem xét cá thể nào là láng giềng với cá thể nào là th o quy ước ban đầu.

Giải thuật PSO dùng cách này được gọi là lân cận tốt nhất (neighborhood best), còn

giải thuật PS trong đó một cá thể có thông tin của cả quần thể gọi là toàn cục tốt

nhất (global best). So với giải thuật PSO dùng toàn cục tốt nhất thì giải thuật PSO

dùng lân cận tốt nhất có đặc điểm là tốc độ hội tụ chậm hơn nhưng nó ít bị mắc tại

các cực trị cục bộ trong không gian bài toán.

. . Đặc điểm và ứng dụng của giải thuật PSO

Giải thuật PS có các đặc điểm nổi bật sau:

- Giải thuật PSO tìm kiếm nhiều điểm tối ưu cùng một lúc. Các cá thể trao đổi

thông tin với nhau nhờ vậy mà giảm bớt khả năng kết thúc tại một điểm cực trị

địa phương.

- Giải thuật PSO chỉ làm việc với các cá thể là mã của các lời giải. o đó với

một PSO có sẵn, đôi khi chỉ cần thay đổi cách biểu diễn là có giải thuật cho

một bài toán mới.

- Giải thuật PSO chỉ cần đánh giá hàm mục tiêu để phục vụ quá trình tìm kiếm

chứ không đòi hỏi các thông tin bổ trợ khác.

- Các thao tác cơ bản trong giải thuật PSO dựa trên khả năng tích hợp tính ngẫu

nhiên trong quá trình xử lý.

Với đặc điểm là đơn giản, không cần tính toán các đạo hàm và dễ song song hóa.

PS đã được ứng dụng vào để giải nhiều lớp bài toán như:

- Tối ưu hóa không ràng buộc – Unconstrained Optimization.

- Tối ưu hóa ràng buộc – Constrained Optimization.

- Tối ưu đa mục tiêu – Multi Objective Optimization.

- Bài toán nhiều lời giải – Multi Solution Problem.

- Tối ưu hóa động – Dynamic Optimization Problem.

- Huấn luyện mạng neural – Training Neural Network.

- Game Learning.

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH HÓA À MÔ PHỎNG

4.1 Sơ đồ k t nối ộ pin năng lượng ặt t ời v lưới điện phân phối.

ộ pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện phân phối được mô phỏng

như trong hình 4.1 bên dưới. Để thuận tiện trong thiết kế c ng như mô phỏng mạch

điện, mạch mô phỏng matlab được phân chia thành các modul th o chức năng và

nhiệm vụ của từng khối. Trong mô hình hóa mô phỏng của bộ pin năng lượng mặt

trời kết nối lưới điện

Hình 4. 1: Sơ đồ tổng quát mạch mô phỏng

4.1.1 hối ộ pin năng lượng ặt t ời.

Hình 4. 2: Sơ đồ kết nối của khối năng lượng mặt trời.

ựa vào phương trình toán toán học mô tả mối quan hệ về dòng điện và điện

áp của bộ pin năng lượng mặt trời trong chương , khối bộ pin năng lượng mặt trời

được đưa ra như trong hình 4. như ở trên. Trong mô hình hóa mô phỏng bộ pin

năng lượng mặt trời kết nối lưới điện phân phối, với mục tiêu là xác định khả năng

đáp ứng của bộ chuyển đổi năng lượng mặt trời hòa lưới điện th o sự thay đổi của

điều kiện môi trường bên ngoài, cụ thể là cường độ bức xạ mặt trời. Nhằm để đơn

giản hóa việc mô phỏng, ta giả thuyết rằng điều kiện hoạt động của bộ năng lượng

mặt trời là đồng nhất, ánh sáng mặt trời chiếu vào mỗi tế bào pin mặt trời là như

nhau trong cùng một thời điểm, nhiệt độ hoạt động của pin năng lượng mặt trời là 490 nhiệt độ hoạt động bình thường của pin .

ộ pin năng lượng mặt trời được gh p nối từ các miếng pin năng lượng mặt

trời riêng lẽ thành dãy với điện áp hở mạch p n circuit voltag - oc là 4 ,

dòng điện ngắn mạch Short circuit curr nt Isc là 4. A khi cường độ bức xạ mặt trời đạt 1 W/m2. Điều kiện làm việc của bộ pin năng lượng mặt trời là 490C và nhiệt độ môi trường là 250C.

4.1.2 Khối nghịch lưu

Mạch nghịch lưu được dùng trong mạch mô phỏng là mạch cầu H một pha.

Các chuyển mạch công suất được sử dụng trong mạch là các chuyển mạch bán dẫn

IGBT. Các chuyển mạch bán dẫn điện tử công suất này được điều khiển bằng các

tín hiệu điều khiển S1 và S2. Sơ đồ kết nối được thể hiện trong hình bên dưới.

Hình 4. 3: Sơ đồ kết nối của khối nghịch lưu

4.1.3 Khối lưới điện phân phối

Lưới điện phân phối trong mạch hướng đến là lưới điện hạ áp một pha có điện

áp hiệu dụng 220V và tần số 50Hz.

Sơ đồ của khối lưới điện được mô tả trong hình dưới. Lưới điện được đặc

trung bởi một nguồn áp.

Hình 4. 4: Sơ đồ kết nối của khối lưới điện phân phối.

4.1.4 Khối điều khiển

Khối điều khiển có nhiệm vụ nhận tín hiệu dòng điện, điện áp một chiều từ bộ

năng lượng mặt trời dc, Idc và điện áp, dòng điện do bộ nghịch lưu bơm ra lưới

điện phân phối (Vg, Ig . ới các dữ liệu thu được và chương trình tính toán đã được

lập trình sẵn, bộ điều khiển sẽ thực thi chương trình để cho ra các tín hiệu điều

khiển đóng cắt cho các chuyển mạch bán dẫn IGBT (S1, S2).

Nguyên lý hoạt động và lưu đồ điều khiển của mạch mô phỏng được thể hiện

trong hình 4.5. Mạch điều khiển là tập hợp các khối điều khiển bao gồm các khối

MPPT, PLL, PI , Hyst r sis controll r, C AC. Các khối điều khiển trong mạch

điều khiển được kết nối lại với nhau dựa trên nguyên lý điều khiển được thể hiện

trong hình 4. bên dưới. Trong đó, các giá trị dc, Idc, Vg, Ig lần lượt là điện áp,

dòng điện tại ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời và điện áp lưới điện phân phối,

dòng điện bơm vào lưới điện phân phối từ bộ nghịch lưu.

Mô hình mô phỏng hoạt động th o lưu trình như sau

- Giá trị điện áp và dòng điện của bộ pin năng lượng mặt trời được đưa về bộ

MPPT. Tại đây, với thuật toán P đã xác định được điểm công suất cực đại

đó chính là giá trị điện áp mà tại đó công suất thu được của bộ pin năng lượng

mặt trời là cực đại. ới giá trị công suất thu được, ta có thể tính ra dòng điện

hiệu dụng tương ứng của dòng điện bơm vào lưới điện phân phối.

- Để có thể duy trì điện áp của bộ năng lượng mặt trời tại điểm có công suất cực

đại, sai số giữa giá trị điện áp tham chiếu với giá trị điện áp thực tế sẽ được

đưa đến bộ điều chỉnh điện áp. Tại đây, bộ điều chỉnh điện áp sẽ suất ra một

giá trị dòng điện mà bộ nghịch lưu phải thêm vào hoặc bớt ra để có thể điều

chỉnh điện áp bộ nghịch lưu về giá trị điện áp tham chiếu.

- Bộ chuyển đổi DC/AC có nhiệm vụ chuyển giá trị hiệu dụng của dòng điện

thực tế cần bơm vào lưới điện phân phối thành giá trị của dòng điện xoay

chiều tương ứng bằng việc kết hợp với góc pha của điện áp lưới điện đã xác

định được qua bộ vòng khóa pha (PLL). Với nhiệm vụ chỉ bơm công suất tác

dụng và không bơm công suất phản kháng lên lưới điện phân phối nên góc pha

của dòng điện muốn bơm vào lưới điện sẽ trùng với góc pha của điện áp lưới.

- Sai số giữa dòng điện muốn bơm vào lưới và dòng điện thực tế đang bơm vào

lưới sẽ được đưa qua bộ điều khiển hysteresis (Hyst r sis controll r để xác

định các tín hiệu đóng cắt các chuyển mạch IGBT cho bộ nghịch lưu.

Hình 4. 5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của mạch điện mô phỏng

Hình 4. 6: Sơ đồ kết nối của khối điều khiển trong mạch mô phỏng

4.1.4.1 Nguyên lí hoạt động của khối MPPT

Khối MPPT có nhiệm vụ xác định điểm làm việc có công suất cực đại của hệ

thống pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện. Điểm công suất cực đại là

điểm làm việc mà tại đó công suất thu được là lớn nhất khi các điều kiện về cường

độ bức xạ mặt trời và nhiệt độ của pin không thay đổi. Khi có ánh sáng mặt trời

chiếu vào các pin năng lượng mặt trời, bộ pin năng lượng mặt trời bắt đầu hoạt

động. Lúc này bộ MPPT có nhiệm vụ là xác định được giá trị điện áp mà tại đó

công suất thu được từ bộ pin năng lượng mặt trời là lớn nhất và giá trị dòng điện

hiệu dụng tương ứng tại các điểm có các mức bức xạ mặt trời khác nhau. Phương

pháp làm việc của bộ MPPT được trình bày cụ thể ở các phần bên dưới. Giải thuật

điều khiển P được thể hiện trong hình 4.7.

Giải thuật P&O hoạt động dựa trên đường đặc tính điện áp- công suất (V-P)

của bộ pin năng lượng mặt trời. P&O là giải thuật hoạt động dựa trên nguyên tắc

nhảy và so sánh . Nghĩa là trong suốt quá trình thực hiện, giải thuật sẽ dịch chuyển

liên tục điểm hoạt động của bộ pin mặt trời để dò điểm hoạt động cực đại của bộ pin

năng lượng mặt trời.

Để mô tả quá trình làm việc của giải thuật P&O thêm thuận tiện, luận văn x t

hai trường hợp chính liên quan đến cường độ bức xạ mặt trời là cường độ bức xạ

mặt trời không đổi th o thời gian và cường độ bức xạ mặt trời thay đổi th o thời

gian.

Hình 4. 7: Lưu đồ giải thuật P&O

Khi không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời th o thời gian Khi cường

độ bức xạ điện và nhiệt độ hoạt động của bộ pin mặt trời không thay đổi th o thời

gian thì đường đặc tuyến -P sẽ có dạng là một đường cong như thể hiện trong hình

4. . ựa trên hình 4. , một số nhận x t cơ bản sẽ được rút ra như sau

- ộ pin năng lượng mặt trời sẽ thu được công suất lớn nhất khi hoạt động tại

điểm C, là điểm tương ứng với điện áp

- Khi điện áp của điển hoạt động càng xa điện áp thì công suất thu được của

bộ pin năng lượng mặt trời càng giảm đi.

iải thuật P có lưu đồ giải thuật được thể hiện qua hình 4. . Khi áp dụng

lưu đồ giải thuật P vào đường đặc tuyến -P trong hình 4. có thể giải thích

được rõ ràng cách mà bộ MPPT luôn có thể tìm được điểm công suất cực đại khi

cường độ bức xạ mặt trời không thay đổi.

Hình 4. 8: Đặc tuyến V-P của pin mặt trời khi NLBXMT không đổi

Khi bắt đầu hoạt động, điện áp hoạt động của bộ pin năng lượng mặt trời có

thể lớn hơn hay nhỏ hơn điện áp tham chiếu.

Khi điện áp bắt đầu hoạt động của bộ pin năng lượng mặt trời nhỏ hơn điện áp

tham chiếu. iả thuyết rằng bộ pin mặt trời bắt đầu hoạt động tại điểm có điện áp

là 2. Để thực hiện giải thuật P , bộ MPPT sẽ dịch chuyển điểm hoạt động của

bộ pin mặt trời đi một khoảng cho trước. Lúc ban đầu do chưa có điện áp trước

đó, nên sự dịch chuyển có thể không xác định. iả sử bộ MPPT dịch chuyển điện

áp mới đến giá trị 1 tại điểm làm việc A. Lúc này bộ MPPT xác định rằng công

suất thu được tại điểm A nhỏ hơn công suất thu được từ điểm trong khi điện áp tại

điểm A nhỏ hơn điện áp tại điểm . Th o giải thuật P , điện áp của bộ pin mặt

trời sẽ tăng lên và bộ pin mặt trời sẽ có điểm làm việc mới là điểm C với điện áp là

. So với điểm làm việc thì điểm làm việc C có công suất thu được cao hơn và

điện áp làm việc c ng cao hơn, th o giải thuật P thì bộ MPPT sẽ điều chỉnh tăng

th o tương ứng. So với điểm làm việc C thì điểm làm việc có điện áp cao hơn

trong khi đó công suất thu được lại thấp hơn so với công suất thu được tại điểm C.

o vậy, điện áp hoạt động của bộ pin mặt trời sẽ được điều chỉnh thấp xuống, bộ

pin năng lượng mặt trời sẽ hoạt động lại tại điểm . tương tự như vậy, điểm làm

việc của bộ pin năng lượng mặt trời sẽ di chuyển liên tục giữa các điểm lân cận

điểm công suất cực đại C.

Tương tự như vậy, nếu điện áp của điểm làm việc ban đầu của bộ pin mặt trời

cao hơn điện áp tại điểm có công suất cực đại thì với giải thuật P , bộ MPPT

c ng sẽ đưa điểm làm việc của bộ pin năng lượng mặt trời về xung quanh điểm

công suất cực đại C như trường hợp điện áp của điểm làm việc ban đầu nằm dưới

điểm công suất cực đại ở trên.

Như vậy, với trường hợp không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời, với

giải thuật P , bộ MPPT sẽ luôn đưa điện áp của bộ pin năng lượng mặt trời về

điện áp có công suất ngõ ra là lớn nhất.

Khi có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời trong quá trình hoạt động Trong

thực tế, cường độ bức xạ mặt trời sẽ thay đổi liên tục th o thời gian do phụ thuộc

vào nhiều yếu tố khác nhau của môi trường như thay đổi th o mùa, th o thời gian

trong ngày, có bị mây ch hay không … lúc này đường đặc tuyến của bộ pin mặt

trời không còn là một đường cong duy nhất mà nó sẽ tuân th o các đường cong

khác nhau khi có cường độ bức xạ mặt trời khác nhau. Trong hình 4. mô tả các

đường đặc tuyến -P khác nhau ứng với các mức cường độ khác nhau là 1, G2, G3,

G4 nào đó.

Hình 4. 9: Nguyên tắc hoạt động của bộ MPPT

- Giả sử bộ pin mặt trời đang hoạt động tại điểm A có điện áp là 1 là điểm có

công suất cực đại MPP maximum po r point tương ứng với cường độ bức

xạ mặt trời G1.

- Khi cường độ bức xạ mặt trời tăng lên đến , điện áp lúc này vẫn duy trì tại

1, tuy nhiên, điểm làm việc đã bị dịch sang vị trí B. Tại đây, khi cường độ

bức xạ mặt trời được giữ nguyên tạm thời, với việc áp dụng giải thuật P

cho trường hợp cường độ bức xạ mặt trời không đổi trong phần trước, điện áp

của bộ pin năng lượng mặt trời sẽ được bộ MPPT điều chỉnh đến điện áp

với điểm làm việc là C để thu được công suất lớn nhất của bộ pin mặt trời

tương ứng với cường độ bức xạ mặt trời là . Điểm làm việc sẽ được duy trì

xung quanh điểm C nếu như không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời

nào tiếp tục xảy ra .

- Khi cường độ bức xạ mặt trời giảm từ xuống đến , điện áp lúc này vẫn

duy trì tại , tuy nhiên, điểm làm việc đã bị dịch sang vị trí . Tại đây, khi

cường độ bức xạ mặt trời được giữ nguyên tạm thời, với việc áp dụng giải

thuật P cho trường hợp cường độ bức xạ mặt trời không đổi trong phần

trước, điện áp của bộ pin năng lượng mặt trời sẽ được bộ MPPT điều chỉnh

đến điện áp với điểm làm việc là để thu được công suất lớn nhất của bộ

pin mặt trời tương ứng với cường độ bức xạ mặt trời là . Điểm làm việc sẽ

được duy trì xung quanh điểm nếu như không có sự thay đổi cường độ bức

xạ mặt trời nào tiếp tục xảy ra .

Như vậy, khi cường độ bức xạ mặt trời thay đổi liên tục th o thời gian thì bộ

MPPT vẫn có khả năng bám sát điểm làm việc có công suất cực đại tương ứng với

cường độ bức xạ mặt trời tương ứng. iệc dò điểm công suất cực đại này dựa hoàn

toàn vào đặc tuyến -P của bộ năng lượng mặt trời mà không phải dùng bất cứ một

công cụ đo lường nào hổ trợ thêm. Chính vì lí do này mà bộ MPPT c ng có thể hoạt

động tốt khi các điều kiện môi trường bên ngoài bộ nghịch lưu bị thay đổi như nhiệt

độ, thoái hóa pin năng lượng mặt trời sau một thời gian dài sử dụng.

Qua công suất tính toán thu được từ bộ điều khiển MPPT, một giá trị dòng

điện hiệu dụng tương ứng được tính toán và kết quả này được dùng để xác định

dòng điện bơm vào lưới điện cho bộ nghịch lưu.

4.1.4.2 Khối PI_V

Khối PI_V thực chất là một bộ điều chỉnh PI dùng để điều chỉnh dòng điện.

Nhiệm vụ của khối là duy trì điện áp ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời bám sát

giá trị điện áp tham chiếu xuất ra từ bộ điều khiển MPPT. Việc điều chỉnh này được

thực hiện bằng cách dựa vào sự sai lệch của điện áp tham chiếu với điện áp thực tế

ngõ ra bộ pin năng lượng mặt trời để xác định dòng điện cần thêm vào hay bớt ra so

với giá trị dòng điện thu được từ bộ điều khiển MPPT.

Sơ đồ bên trong khối PI được đưa ra như trong hình bên dưới.

Hình 4. 10: Sơ đồ kết nối của khối PI

4.1.4.3 Khối PLL

PLL trong mạch mô phỏng có nhiệm vụ xác định góc pha của lưới điện phân

phối. Đây là nhiệm vụ rất quan trọng vì nếu ta không xác định được góc pha của

lưới điện thì không thể hòa đồng bộ bộ nghịch lưu vào lưới điện phân phối được.

Hình 4. 11: Sơ đồ nguyên lí của khối PLL

4.1.4.4 Khối DC/AC

Khối DC/AC có nhiệm vụ chuyển giá trị dòng điện một chiều hiệu dụng thành

giá trị dòng điện xoay chiều tương ứng cần đưa vào lưới điện. Kết quả đầu ra của

khối sẽ là giá trị dòng điện xoay chiều tham chiếu dùng điều khiển khóa bán dẫn

trong bộ nghịch lưu.

òng điện bơm vào lưới phải cùng tần số với điện áp lưới điện. Đồng thời, với

yêu cầu chỉ bơm công suất tác dụng và không bơm công suất phản kháng ra lưới

điện của bộ nghịch lưu, dòng điện bơm ra từ bộ nghịch lưu phải cùng pha với điện

áp lưới điện.

òng điện xoay chiều mong muốn bơm vào lưới điện được xác định qua

phương trình

Trong đó

dòng điện xoay chiều mong muốn bơm vào lưới

dòng điện hiệu dụng muốn bơm vào lưới điện

: góc pha của điện áp lưới điện phân phối

4.1.4.5 Khối điều khiển Hysteresis (điều khiển bang-bang )

Nhiệm vụ của khối điều khiển bang bang là nhận kết quả sai lệch giữa dòng

điện mong muốn bơm vào lưới điện phân phối với dòng điện thực tế bơm vào lưới

điện từ bộ nghịch lưu. Kết quả sai số này được đưa một khối r lay để cho ra các tín

hiệu đóng cắt I T như được nêu ở các phần trên.

Đối với bộ điều chỉnh dòng điện PI trong khối điều khiển bang bang, các

thông số của bộ điều khiển có thể nhận được qua các giải thuật tối ưu hóa như giải

thuật mô phỏng sinh học GA (gen algorithm), Ziegler-Nichols hay giải thuật tối ưu

hóa bầy đàn PS particl s arm optimi ation . Trong luận văn, các hệ số điều

khiển Kp, Ki thu được qua phương pháp tối ưu hóa bầy đàn PS . Trong luận văn,

các hệ số điều khiển Kp, Ki được xác định thông qua giải thuật PS với các công

suất thu được tại một số giá trị năng lượng bức xạ mặt trời tiêu biểu.

4.2 t uả hi thực hiện giải thuật PSO.

Việc xác định các thông số Kp, Ki của bộ điều chỉnh dòng điện được thực hiện

theo tiêu chí giảm thiểu tối đa tổng độ méo dạng sóng hài cho dòng điện ngõ ra của

bộ nghịch lưu. Trong thuật toán PSO, tất cả các thông số Kp, Ki của bộ điều chỉnh

dòng điện được cập nhật tại mỗi bước lặp. Mục đích của thuật toán PSO là tối ưu

hóa các thông số Kp, Ki để giảm thiểu độ méo dạng sóng hài cho dòng điện ngõ ra

bộ nghịch lưu.

4.2.1 Các ước ác định các thông số Kp, Ki bằng giải thuật PSO

- ước 1: Khởi tạo quần thể ban đầu: Với mục đích xác định các giá trị Kp, Ki

cho bộ điều chỉnh dòng điện PI, do vậy chiều của quần thể là . Kích thước

quần thể được chọn là 4 để có thể hội tụ nhanh đến giá trị cần tìm. Số vòng

lặp được thực hiện trong chương trình mô phỏng là 50 vòng lặp, với số vòng

lặp này sẽ có thể đưa ra một kết quả chấp nhận được khi mà thời gian mỗi lần

mô phỏng PSO vào khoảng 3-5 giờ.

- ước 2: Chạy mô phỏng để xác định và đánh giá hàm itn ss đối với mỗi phần

tử trong quần thể ban đầu. Từ đó xác định được pbest - giá trị fitness tốt nhất

của mỗi phần tử và gbest - giá trị fitness tốt nhất của toàn quần thể và vị trí của

phần tử có giá trị gbest.

- ước 3: Tính hàm vận tốc th o phương trình .1 và cập nhật vị trí mới của

mỗi phần tử th o phương trình (2.2), ta sẽ có được một quần thể mới.

- ước 4: Chạy mô phỏng để xác định giá trị fitness mới của từng phần tử trong

quần thể mới. Nếu phần tử mới có giá trị fitness tốt hơn pb st thì đặt giá trị

này thành pbest mới. Xác định giá trị fitness tốt nhất trong toàn quần thể mới

và so sánh với gbest, nếu giá trị hiện tại này tốt hơn thì đặt giá trị này thành

gbest mới, đồng thời lưu lại vị trí của phần tử có giá trị pbest mới đó. Lặp lại

từ bước để tiếp tục cập nhật vận tốc và vị trí cho mỗi phần tử cho đến khi đạt

đến số lần lặp tối đa.

Với các bước thực hiện ở trên, lưu đồ giải thuật của chương trình PS được

đưa ra như hình 4.1 .

Hình 4. 12: Lưu đồ giải thuật PSO

4.2.2 t uả thu được hi thực thi giải thuật PSO

Giải thuật PSO sẽ được thực hiện tại các mức công suất và giá trị điện áp khác

nhau tương ứng với các giá trị cường độ bức xạ mặt trời tương ứng. Do không thể

thực hiện việc tính toán trên một dãy rộng các giá trị cường độ bức xạ mặt trời, vì

vậy việc tính toán các hệ số Kp, Ki chỉ được thực hiện tại một số giá trị cường độ

bức xạ mặt trời tiêu biểu, các giá trị còn lại được nội suy từ các giá trị tiêu biểu.

Kết quả mô phỏng của giải thuật PSO sau quá trình mô phỏng tại một số giá

trị tiêu biểu được đưa ra trong bảng bên dưới

Hình 4. 13: Bảng tổng kết các kết quả thu được khi thực hiện PSO.

Với kết quả thu được sau quá trình mô phỏng PSO, các giá trị Kp, Ki thu được

sẽ được dùng vào việc xác định các hệ số Kp, Ki cho bộ điều chỉnh dòng điện tương

ứng với các giá trị công suất thu được từ bộ pin năng lượng mặt trời theo nguyên tắc

nội suy trung bình. Kết quả thu được được đưa ra trong hình 4.14 với P là công suất

thu được từ bộ pin năng lượng mặt trời.

Hình 4. 14 Bảng thông số Kp, Ki theo công suất của pin mặt trời.

Việc xác định hệ số điều khiển Kp, Ki trong mô hình mô phỏng

Matlab Simulink được thể hiện qua việc tra bảng với thông số đầu vào là công suất

thu được từ bộ nghịch lưu và ngõ ra là các giá trị của bộ điều khiển dòng điện PI.

Hình 4.15 thể hiện việc kết nối bên trong của bộ điều khiển PI.

Hình 4. 15: Sơ đồ kết nối của bộ điều khiển dòng điện PI.

4.3 K t quả mô phỏng hi t nối ộ pin năng lượng ặt t ời v lưới điện

Kết quả mô phỏng của mô hình mô phỏng hệ thống năng lượng mặt trời hòa

đồng bộ lưới điện phân phối thu được sau quá trình mô phỏng sẽ được dùng để đánh

giá các mục tiêu đã đề ra ban đầu có đạt được hay không.

Việc mô phỏng sẽ được thực hiện trong điều kiện có sự thay đổi cường độ bức

xạ mặt trời sau mỗi một khoảng thời gian nào đó nhằm đánh giá mục tiêu quan

trọng nhất đó là

- Khi cường độ bức xạ mặt trời không đổi thì bộ pin năng lượng mặt trời phải

thu được công suất lớn nhất có thể tại giá trị cường độ bức xạ mặt trời tương

ứng. Và giải thuật điều khiển phải đảm bảo trong suốt quá trình vận hành

trong trường hợp không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời.

- Khi cường độ bức xạ mặt trời thay đổi, bộ pin năng lượng mặt trời có khả

năng chuyển đến điểm có công suất cực đại mới tương ứng với mức cường độ

bức xạ mặt trời mới tương ứng.

4.3.1 hi cường độ bức xạ mặt trời lần lượt l -500-600 W/m2

Khi mô phỏng với cường độ bức xạ mặt trời (NLBXMT) lần lượt tại 300-500- 600 W/m2 trong quá trình mô phỏng, kết quả mô phỏng thu được lần lượt được đưa

ra như hình bên dưới.

Hình 4.16 thể hiện dạng sóng điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời khi cường độ bức xạ mặt trời đạt 300-500-600 W/m2. Khi bắt đầu mô phỏng hoặc

khi có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời, hệ thống sẽ rơi vào giai đoạn quá độ để

đi đến điểm làm việc mới. Thời gian quá độ của hệ thống gần như không đáng kể do

điện áp tại điểm cực đại mới và điểm cực đại trước đó hầu như thay đổi không

nhiều. Điều này dễ dàng nhận thấy trên đồ thị điện áp của bộ pin năng lượng mặt

trời khi cường độ bức xạ mặt trời có sự thay đổi với các giá trị lần lượt là 300-500- 600 W/m2. sau quá trình quá độ của hệ thống thì điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng

lượng mặt trời đã ổn định trở lại và chỉ dao động xung quang điện áp có công suất

cực đại của bộ pin năng lượng mặt trời. Sự ổn định này được duy trì cho đến khi có

sự thay đổi tiếp th o của cường độ bức xạ mặt trời. Điều này chứng tỏ rằng sau quá

trình quá độ khi có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời , bộ pin năng lượng mặt

trời sẽ đi vào trạng thái hoạt động ổn định khi có điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng

lượng mặt trời được giữ ổn định khi không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời

từ môi trường bên ngoài.

Hình 4. 16 Dạng sóng điện áp khi NLBXMT đạt 300-500-600 W/m2

Dạng sóng dòng điện thu được sau quá trình mô phỏng với cường độ bức xạ mặt trời lần lượt tại 300-500-600 W/m2 được biểu diễn qua hình 4.17. Qua dạng

sóng dòng điện thu được ta có thể thấy rằng sự thay đổi của dòng điện th o cường

độ bức xạ mặt trời diễn ra một cách nhanh chóng, thời gian quá độ của hệ thống chỉ

diễn ra trong 1 đến chu kì điện áp lưới điện phân phối. Điều này cho thấy sự đáp

ứng rất nhanh của hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện phân

phối. Ngoài ra, ta c ng nhận thấy rằng dòng điện hoàn toàn ổn định trong suốt

khoảng thời gian mà cường độ bức xạ mặt trời không có sự thay đổi.

Hình 4. 17: Dạng sóng dòng điện khi NLBXMT đạt 300-500-600 W/m2

Khi khảo sát công suất tác dụng và công suất phản kháng bơm vào lưới điện

phân phối trong trường hợp với cường độ bức xạ mặt trời lần lượt tại 300-500-600 W/m2 ta thu được kết quả như trong hình 4.18 bên dưới. Hình 4.18 cho ta thấy công

suất tác dụng và công suất phản kháng được bơm vào lưới điện phân phối đã thay

đổi rất nhanh theo sự thay đổi của cường độ bức xạ mặt trời. Sau thời gian dao động

trong quá trình quá độ khi có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời (khoảng 1 chu kì

điện áp lưới điện) công suất đã ổn định trở lại và luôn duy trì không đổi trong suốt

thời gian không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời tiếp theo của quá trình mô

phỏng. Điều này cho thấy sự ổn định của giải thuật đã đề ra.

Hình 4.18: Công suất tại NLBXMT lần lượt là 300-500-600 W/m2

Qua kết quả thu được trong hình 4.1 , công suất tác dụng P, công suất phản

kháng Q và tổng độ méo dạng sóng hài (THD) của dòng điện bơm vào lưới điện

phân phối từ bộ nghịch lưu được thể hiện như trong hình 4.1 . Phân tích ouri r

cho dòng điện tại ngõ ra bộ nghịch lưu, kết quả được đưa ra như trong hình 4.1 .

Qua hình 4.1 ta nhận thấy rằng dạng sóng dòng điện khi ổn định có tổng nhiễu hài bậc cao tại các mức cường độ bức xạ mặt trời tại 300-500-600 W/m2 lần lượt là

. , 1. , 1.4 . ới điều kiện để một dòng điện kết nối lưới điện phải có

THD<5%, hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện phân phối hoàn

toàn đạt được tiêu chuẩn đề ra khi làm việc tại các mức cường độ bức xạ mặt trời tại 300-500-600 W/m2. Ngoài ra, với các giá trị công suất tác dụng và công suất phản

kháng thu được, hệ số công suất của bộ nghịch lưu hòa lưới được tính qua công

thức và thu được các kết quả như trong hình 4.1 . ới các hệ số

công suất luôn sấp xỉ bằng 1 chứng tỏ bộ nghịch lưu chỉ bơm công suất tác dụng và

không bơm công suất phản kháng vào lưới điện phân phối. Điều này đã thỏa mãn

yêu cầu đặt ra ban đầu cho việc thiết kế hệ thống là chỉ bơm công suất tác dụng và

không bơm công suất phản kháng lên lưới điện phân phối từ bộ nghịch lưu.

Hình 4.19: Kết quả mô phỏng khi NLBXMT đạt 300-500-600 W/m2

4.3.2 hi năng lượng ức ạ ặt t ời lần lượt l 600-900-700 W/m2

Khi mô phỏng với cường độ bức xạ mặt trời lần lượt tại 600-900-700 W/m2

trong quá trình mô phỏng, kết quả mô phỏng thu được lần lượt được đưa ra như

hình bên dưới.

Hình 4.20 thể hiện dạng sóng điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời khi cường độ bức xạ mặt trời đạt 600-900-700 W/m2. Khi bắt đầu mô phỏng hoặc

khi có sự thay đổi vận tốc gió, hệ thống sẽ rơi vào giai đoạn quá độ để đi đến điểm

làm việc mới. Thời gian quá độ của hệ thống gần như không đáng kể do điện áp tại

điểm cực đại mới và điểm cực đại trước đó hầu như thay đổi không nhiều. Điều này

dễ dàng nhận thấy trên đồ thị điện áp của bộ pin năng lượng mặt trời khi cường độ bức xạ mặt trời có sự thay đổi với các giá trị lần lượt là 600-900-700 W/m2. Sau quá

trình quá độ của hệ thống thì điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời đã ổn

định trở lại và chỉ dao động xung quang điện áp có công suất cực đại của bộ pin

năng lượng mặt trời. Sự ổn định này được duy trì cho đến khi có sự thay đổi tiếp

th o của cường độ bức xạ mặt trời. Điều này chứng tỏ rằng sau quá trình quá độ khi

có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời, bộ pin năng lượng mặt trời sẽ đi vào trạng

thái hoạt động ổn định khi có điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời

được giữ ổn định khi không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời từ môi trường

bên ngoài.

Hình 4.20: Dạng sóng điện áp khi NLBXMT đạt 600-900-700 W/m2

Dạng sóng dòng điện thu được sau quá trình mô phỏng với cường độ bức xạ mặt trời lần lượt tại 600-900-700 W/m2 được biểu diễn qua hình 4.21. Qua dạng

sóng dòng điện thu được ta có thể thấy rằng sự thay đổi của dòng điện th o cường

độ bức xạ mặt trời diễn ra một cách nhanh chóng, thời gian quá độ của hệ thống chỉ

diễn ra trong 1 đến chu kì điện áp lưới điện phân phối. Điều này cho thấy sự đáp

ứng rất nhanh của hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện phân

phối. Ngoài ra, ta c ng nhận thấy rằng dòng điện hoàn toàn ổn định trong suốt

khoảng thời gian mà cường độ bức xạ mặt trời không có sự thay đổi

Hình 4.21: Dạng sóng dòng điện khi NLBXMT đạt 600-900-700 W/m2

Khi khảo sát công suất tác dụng và công suất phản kháng bơm vào lưới điện

phân phối trong trường hợp với cường độ bức xạ mặt trời lần lượt tại 600-900-700 W/m2 ta thu được kết quả như trong hình 4.22 bên dưới. Hình 4.22 cho ta thấy công

suất tác dụng và công suất phản kháng được bơm vào lưới điện phân phối đã thay

đổi rất nhanh theo sự thay đổi của cường độ bức xạ mặt trời. Sau thời gian dao động

trong quá trình quá độ khi có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời (khoảng 1 chu kì

điện áp lưới điện) công suất đã ổn định trở lại và luôn duy trì không đổi trong suốt

thời gian không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời tiếp theo của quá trình mô

phỏng. Điều này cho thấy sự ổn định của giải thuật đã đề ra.

Hình 4.22: Công suất tại NLBXMT lần lượt là 600-900-700 W/m2

Qua kết quả thu được trong hình 4. , công suất tác dụng P, công suất phản

kháng Q và tổng độ méo dạng sóng hài (THD) của dòng điện bơm vào lưới điện

phân phối từ bộ nghịch lưu được thể hiện như trong hình 4. . Phân tích ouri r

cho dòng điện tại ngõ ra bộ nghịch lưu, kết quả được đưa ra như trong hình 4. .

Qua hình 4.23 ta nhận thấy rằng dạng sóng dòng điện khi ổn định có tổng nhiễu hài bậc cao tại các mức cường độ bức xạ mặt trời tại 600-900-700 W/m2 lần lượt là

1.42%, 0.93%, 1.22%. ới điều kiện để một dòng điện kết nối lưới điện phải có

THD<5%, hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện phân phối hoàn

toàn đạt được tiêu chuẩn đề ra khi làm việc tại các mức cường độ bức xạ mặt trời tại 600-900-700 W/m2. Ngoài ra, với các giá trị công suất tác dụng và công suất phản

kháng thu được, hệ số công suất của bộ nghịch lưu hòa lưới được tính qua công

thức và thu được các kết quả như trong hình 4.23. Với các hệ số

công suất luôn sấp xỉ bằng 1 chứng tỏ bộ nghịch lưu chỉ bơm công suất tác dụng và

không bơm công suất phản kháng vào lưới điện phân phối. Điều này đã thỏa mãn

yêu cầu đặt ra ban đầu cho việc thiết kế hệ thống là chỉ bơm công suất tác dụng và

không bơm công suất phản kháng lên lưới điện phân phối từ bộ nghịch lưu.

Hình 4.23: Kết quả mô phỏng khi NLBXMT đạt 600-900-700 W/m2

4.3.3 hi năng lượng ức ạ ặt t ời lần lượt l 1000-700-900 W/m2

Khi mô phỏng với cường độ bức xạ mặt trời lần lượt tại 1000-700-900 W/m2

trong quá trình mô phỏng, kết quả mô phỏng thu được lần lượt được đưa ra như

hình bên dưới.

Hình 4. 4 thể hiện dạng sóng điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời khi cường độ bức xạ mặt trời đạt 1000-700-900 W/m2. Khi bắt đầu mô phỏng hoặc

khi có sự thay đổi vận tốc gió, hệ thống sẽ rơi vào giai đoạn quá độ để đi đến điểm

làm việc mới. Thời gian quá độ của hệ thống gần như không đáng kể do điện áp tại

điểm cực đại mới và điểm cực đại trước đó hầu như thay đổi không nhiều. Điều này

dễ dàng nhận thấy trên đồ thị điện áp của bộ pin năng lượng mặt trời khi cường độ bức xạ mặt trời có sự thay đổi với các giá trị lần lượt là 1000-700-900 W/m2. Sau

quá trình quá độ của hệ thống thì điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời

đã ổn định trở lại và chỉ dao động xung quang điện áp có công suất cực đại của bộ

pin năng lượng mặt trời. Sự ổn định này được duy trì cho đến khi có sự thay đổi tiếp

th o của cường độ bức xạ mặt trời. Điều này chứng tỏ rằng sau quá trình quá độ khi

có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời , bộ pin năng lượng mặt trời sẽ đi vào trạng

thái hoạt động ổn định khi có điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời

được giữ ổn định khi không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời từ môi trường

bên ngoài.

Hình 4.24: Dạng sóng điện áp khi NLBXMT đạt 1000-700-900 W/m2

Dạng sóng dòng điện thu được sau quá trình mô phỏng với cường độ bức xạ mặt trời lần lượt tại 1000-700-900 W/m2 được biểu diễn qua hình 4.25. Qua dạng

sóng dòng điện thu được ta có thể thấy rằng sự thay đổi của dòng điện th o cường

độ bức xạ mặt trời diễn ra một cách nhanh chóng, thời gian quá độ của hệ thống chỉ

diễn ra trong 1 đến chu kì điện áp lưới điện phân phối. Điều này cho thấy sự đáp

ứng rất nhanh của hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện phân

phối. Ngoài ra, ta c ng nhận thấy rằng dòng điện hoàn toàn ổn định trong suốt

khoảng thời gian mà cường độ bức xạ mặt trời không có sự thay đổi

Hình 4. 25: Dạng sóng dòng điện khi NLBXMT đạt 1000-700-900 W/m2

Khi khảo sát công suất tác dụng và công suất phản kháng bơm vào lưới điện

phân phối trong trường hợp với cường độ bức xạ mặt trời lần lượt tại 1000-700-900 W/m2 ta thu được kết quả như trong hình 4. 6 bên dưới. Hình 4.26 cho ta thấy công

suất tác dụng và công suất phản kháng được bơm vào lưới điện phân phối đã thay

đổi rất nhanh theo sự thay đổi của cường độ bức xạ mặt trời. Sau thời gian dao động

trong quá trình quá độ khi có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời (khoảng 1 chu kì

điện áp lưới điện) công suất đã ổn định trở lại và luôn duy trì không đổi trong suốt

thời gian không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời tiếp theo của quá trình mô

phỏng. Điều này cho thấy sự ổn định của giải thuật đã đề ra.

Hình 4. 26: Công suất tại NLBXMT lần lượt là 1000-700-900 W/m2

Qua kết quả thu được trong hình 4. 6, công suất tác dụng P, công suất phản

kháng Q và tổng độ méo dạng sóng hài (THD) của dòng điện bơm vào lưới điện

phân phối từ bộ nghịch lưu được thể hiện như trong hình 4. 7. Phân tích ouri r

cho dòng điện tại ngõ ra bộ nghịch lưu, kết quả được đưa ra như trong hình 4. 7.

Qua hình 4. 7 ta nhận thấy rằng dạng sóng dòng điện khi ổn định có tổng nhiễu hài bậc cao tại các mức cường độ bức xạ mặt trời tại 1000-700-900 W/m2 lần lượt là

0.83%, 1.22%, 0.93%. ới điều kiện để một dòng điện kết nối lưới điện phải có

THD<5%, hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện phân phối hoàn

toàn đạt được tiêu chuẩn đề ra khi làm việc tại các mức cường độ bức xạ mặt trời tại 1000-700-900 W/m2. Ngoài ra, với các giá trị công suất tác dụng và công suất phản

kháng thu được, hệ số công suất của bộ nghịch lưu hòa lưới được tính qua công

thức và thu được các kết quả như trong hình 4. 7. Với các hệ số

công suất luôn sấp xỉ bằng 1 chứng tỏ bộ nghịch lưu chỉ bơm công suất tác dụng và

không bơm công suất phản kháng vào lưới điện phân phối. Điều này đã thỏa mãn

yêu cầu đặt ra ban đầu cho việc thiết kế hệ thống là chỉ bơm công suất tác dụng và

không bơm công suất phản kháng lên lưới điện phân phối từ bộ nghịch lưu.

Hình 4. 27: Kết quả mô phỏng khi NLBXMT đạt 1000-700-900 W/m2

4.3.4 hi năng lượng ức ạ ặt t ời lần lượt l 800-400-600 W/m2

Khi mô phỏng với cường độ bức xạ mặt trời lần lượt tại 800-400-600 W/m2

trong quá trình mô phỏng, kết quả mô phỏng thu được lần lượt được đưa ra như

hình bên dưới.

Hình 4. 8 thể hiện dạng sóng điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời khi cường độ bức xạ mặt trời đạt 800-400-600 W/m2. Khi bắt đầu mô phỏng hoặc

khi có sự thay đổi vận tốc gió, hệ thống sẽ rơi vào giai đoạn quá độ để đi đến điểm

làm việc mới. Thời gian quá độ của hệ thống gần như không đáng kể do điện áp tại

điểm cực đại mới và điểm cực đại trước đó hầu như thay đổi không nhiều. Điều này

dễ dàng nhận thấy trên đồ thị điện áp của bộ pin năng lượng mặt trời khi cường độ bức xạ mặt trời có sự thay đổi với các giá trị lần lượt là 800-400-600 W/m2. Sau quá

trình quá độ của hệ thống thì điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời đã ổn

định trở lại và chỉ dao động xung quang điện áp có công suất cực đại của bộ pin

năng lượng mặt trời. Sự ổn định này được duy trì cho đến khi có sự thay đổi tiếp

th o của cường độ bức xạ mặt trời. Điều này chứng tỏ rằng sau quá trình quá độ khi

có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời , bộ pin năng lượng mặt trời sẽ đi vào trạng

thái hoạt động ổn định khi có điện áp tại ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời

được giữ ổn định khi không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời từ môi trường

bên ngoài.

Hình 4. 28: Dạng sóng điện áp khi NLBXMT đạt 800-400-600 W/m2

Dạng sóng dòng điện thu được sau quá trình mô phỏng với cường độ bức xạ mặt trời lần lượt tại 800-400-600 W/m2 được biểu diễn qua hình 4.29. Qua dạng

sóng dòng điện thu được ta có thể thấy rằng sự thay đổi của dòng điện th o cường

độ bức xạ mặt trời diễn ra một cách nhanh chóng, thời gian quá độ của hệ thống chỉ

diễn ra trong 1 đến chu kì điện áp lưới điện phân phối. Điều này cho thấy sự đáp

ứng rất nhanh của hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện phân

phối. Ngoài ra, ta c ng nhận thấy rằng dòng điện hoàn toàn ổn định trong suốt

khoảng thời gian mà cường độ bức xạ mặt trời không có sự thay đổi.

Hình 4. 29: Dạng sóng dòng điện khi NLBXMT đạt 800-400-600 W/m2

Khi khảo sát công suất tác dụng và công suất phản kháng bơm vào lưới điện

phân phối trong trường hợp với cường độ bức xạ mặt trời lần lượt tại 800-400-600 W/m2 ta thu được kết quả như trong hình 4.30 bên dưới. Hình 4.30 cho ta thấy công

suất tác dụng và công suất phản kháng được bơm vào lưới điện phân phối đã thay

đổi rất nhanh theo sự thay đổi của cường độ bức xạ mặt trời. Sau thời gian dao động

trong quá trình quá độ khi có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời (khoảng 1 chu kì

điện áp lưới điện) công suất đã ổn định trở lại và luôn duy trì không đổi trong suốt

thời gian không có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời tiếp theo của quá trình mô

phỏng. Điều này cho thấy sự ổn định của giải thuật đã đề ra.

Hình 4. 30: Công suất tại NLBXMT lần lượt là 800-400-600 W/m2

Qua kết quả thu được trong hình 4.30, công suất tác dụng P, công suất phản

kháng Q và tổng độ méo dạng sóng hài (THD) của dòng điện bơm vào lưới điện

phân phối từ bộ nghịch lưu được thể hiện như trong hình 4.31. Phân tích ouri r

cho dòng điện tại ngõ ra bộ nghịch lưu, kết quả được đưa ra như trong hình 4.31.

Qua hình 4.31 ta nhận thấy rằng dạng sóng dòng điện khi ổn định có tổng nhiễu hài bậc cao tại các mức cường độ bức xạ mặt trời tại 800-400-600 W/m2 lần lượt là

1.08%, 2.17%, 1.42%. ới điều kiện để một dòng điện kết nối lưới điện phải có

THD<5%, hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện phân phối hoàn

toàn đạt được tiêu chuẩn đề ra khi làm việc tại các mức cường độ bức xạ mặt trời tại 800-400-600 W/m2. Ngoài ra, với các giá trị công suất tác dụng và công suất phản

kháng thu được, hệ số công suất của bộ nghịch lưu hòa lưới được tính qua công

thức và thu được các kết quả như trong hình 4.31. Với các hệ số

công suất luôn sấp xỉ bằng 1 chứng tỏ bộ nghịch lưu chỉ bơm công suất tác dụng và

không bơm công suất phản kháng vào lưới điện phân phối. Điều này đã thỏa mãn

yêu cầu đặt ra ban đầu cho việc thiết kế hệ thống là chỉ bơm công suất tác dụng và

không bơm công suất phản kháng lên lưới điện phân phối từ bộ nghịch lưu.

Hình 4. 31 Kết quả mô phỏng khi NLBXMT đạt 800-400-600 W/m2

4.4 Nhận ét v đánh giá

Bảng tổng kết các thông số thu được sau các quá trình mô phỏng được đưa ra

trong hình 4.32 bên dưới.

Hình 4. 32 Bảng kết quả mô phỏng tại một số NLBXMT tiêu biểu

Qua quá trình mô phỏng mô hình bộ pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới

điện phân phối, dựa vào bảng số liệu thu được qua mô phỏng trong hình 4.32 c ng

như các đồ thị dạng sóng công suất tác dụng bơm vào lưới điện phân phối, điện áp

ngõ ra của bộ pin năng lượng mặt trời và dòng điện xoay chiều bơm vào lưới điện

từ bộ nghịch lưu. Một số nhận x t được rút ra như sau

- Hệ thống pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện phân phối luôn hoạt

động tại điểm có công suất cực đại khi có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt

trời từ môi trường bên ngoài

- Thời gian quá độ của hệ thống khi xuất hiện sự thay đổi cường độ bức xạ mặt

trời từ môi trường bên ngoài không quá chu kì điện áp lưới điện phân phối,

cho thấy khả năng đáp ứng rất nhanh với sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời

liên tục của môi trường bên ngoài.

- Bộ nghịch lưu có hệ số công suất bơm vào lưới điện xấp xỉ bằng 1, đạt trên

. , điều này có thể coi như hệ thống mô phỏng chỉ bơm công suất tác

dụng và không bơm công suất phản kháng lên lưới điện phân phối.

Qua các nhận xét cho phép rút ra kết luận là mô hình mô phỏng bộ pin năng lượng

mặt trời hòa đồng bộ lưới điện phân phối đã hoạt động tốt, thỏa mãn các yêu cầu đã

đề ra ban đầu.

CHƯƠNG 5: ẾT LUẬN À HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1 Các vấn đề được thực hiện trong luận văn:

- Tìm hiểu về lĩnh vực phát điện bằng năng lượng mặt trời, những thuận lợi và

khó khăn trong việc phát triển năng lượng mặt trời, tiềm năng về năng lượng

mặt trời Việt Nam.

- Tìm hiểu các hệ thống chuyển đổi năng lượng mặt trời: Hiệu suất của các bộ

pin năng lượng mặt trời, vận hành hệ thống năng lượng mặt trời.

- Tìm hiểu các loại pin mặt trời khác nhau trên thế giới hiện nay, các tiến bộ và

hạn chế của các loại pin mặt trời kiểu mới.

- Xây dựng mô hình hệ thống điều khiển trên matlab-simulink, kết quả cho thấy

có thể điều khiển công suất tác dụng bơm ra từ bộ nghịch lưu để cung cấp cho

phụ tải và lưới điện theo cường độ bức xạ mặt trời.

- Tìm ra giải thuật điều khiển mới để ổn định công suất tác dụng P và công suất

phản kháng Q bơm ra từ bộ nghịch lưu luôn được giữ ổn định.

- Luôn giữ được hệ số công suất ở mức từ 0.9999 trở lên khi bơm dòng công

suất từ bộ nghịch lưu cung cấp cho phụ tải và lưới điện phân phối. Giúp nâng

cao khả năng mang tải của hệ thống điện khi nó chỉ truyền công suất tác dụng

lên tải.

- Khi có sự thay đổi cường độ bức xạ mặt trời thì công suất sau một thời gian

quá độ ngắn đã ổn định lại. Luận văn đã điều khiển hiệu quả công suất tác

dụng và công suất phản kháng bơm ra từ bộ nghịch lưu th o sự thay đổi của

cường độ bức xạ mặt trời từ môi trường bên ngoài.

- Công suất thu được từ hệ thống bộ pin năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới

điện phân phối luôn đạt được giá trị cao nhất tại mỗi cường độ bức xạ mặt trời

tương ứng. Điều này đã giúp cho bộ pin mặt trời luôn hoạt động ở chế độ phát

ra công suất lớn nhất có thể đạt được.

5.2 Đề nghị v các hướng phát triển của luận văn.

- Thực hiện hệ thống trên hệ thực, dựa vào kết quả thực nghiệm để chứng minh

cho kết quả mô phỏng đồng thời có thể ứng dụng kết quả thực nghiệm để sản

xuất các bộ chuyển đổi năng lượng mặt trời hòa đồng bộ lưới điện quốc gia.

- Nghiên cứu thêm các giải thuật điều khiển mới nhằm mục đích giảm thiểu sự

nhấp nhô điện áp tại ngõ ra bộ pin mặt trời.

- Nghiên cứu các giải thuật triệt nhiễu cho bộ nghịch lưu để giảm thiểu sóng hài

tại ngõ ra. Nâng cao hiệu suất và chất lượng điện năng của dòng điện bơm vào

lưới điện.

- Nghiên cứu mạch nghịch lưu ba pha kết nối lưới điện để có thể kết nối lưới

điện ba pha và cung cấp cho các phụ tải ba pha trong lưới điện phân phối.

TÀI LIỆU THAM HẢO

[1] Tran Cong Binh, Mai Tuan Dat, Ngo Manh Dung, Phan Quang An, Pham Dinh

Truc and Nguyen Huu Phuc "Active and Reactive power controller for single-phase

Grid-connected photovoltaic syntems" Department of Electrical- Electronics

Engineering- HoChiMinh City University of Technology.Vietnam National

University in HoChiMinh, Vietnam.

[2] L. Hassaine, E. Olias, J. Quintero, M. Haddadi "Digital power factor control and

reactive power regulation for grid-connected photovoltaic inverter" power

electronics systems group, universidad cartas III de madrid, avda, de la universidad

30, 28911 leganes, Madrid, Spain.

[3] Nguyễn ăn Nhờ, Điện tử công suất 1 , Nhà xuất bản đại học quốc gia TP.Hồ

Chí Minh, 2005.

[4] Babak FARHANGI, student member IEEE, Shahrokh FARHANGI member

IEEE "Application of Z-source converter in photovoltaic grid-connected

transformer-less inverter" School of ECE, Tehran, Iran.

[5] Ayman A. Hamad, Mohammad A. Alsaad "A software application for energy

flow simulation of a grid connected photovoltaic system" University of Jordan,

Amman, 11942, Jordan.

[6] Nguyen Van Nho, Hong - Hee Lee, "Analysis of carrier PWM Method for

Common Mode Elimination in Multilevel Inverter", IEEE .

[7] Hee-Jung Kim, Hyeoun-Dong Lee, "A New PWM Strategy for Common Mode

Voltage Reduction in Neutral - Point - Clamped Inverter - Fed AC Motor Drives",

IEEE.

Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu giải pháp tổng quát trong thiết kế tối ưu bộ điều khiển biến tần kết nối lưới dùng cho hệ thống điện mặt trời

---------------------------

LÊ NGỌC TUÂN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TỔNG QUÁT TRONG THIẾT KẾ TỐI ƯU BỘ ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN KẾT NỐI LƯỚI DÙNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số ngành: 60520202 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 3 năm 2016

---------------------------

LÊ NGỌC TUÂN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TỔNG QUÁT TRONG THIẾT KẾ TỐI ƯU BỘ ĐIỀU KHIỂN BIẾN TẦN KẾT NỐI LƯỚI DÙNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số ngành: 60520202

CBHDKH: PGS, TS. NGÔ CAO CƯỜNG

THS. LÊ ĐÌNH LƯƠNG

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

MỤC LỤC

MỤC LỤC CÁC HÌNH

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN

CHƯƠNG : HẢO SÁT À TÍNH TOÁN

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH HÓA À MÔ PHỎNG

CHƯƠNG 5: ẾT LUẬN À HƯỚNG PHÁT TRIỂN

TÀI LIỆU THAM HẢO

Có thể bạn quan tâm

Luận văn Thạc sĩ: Quản lý hoạt động phát triển nhận thức cho trẻ mẫu giáo ở các trường mầm non, huyện Hoàng Su Phì, tỉnh Hà Giang

Đồ án môn học: Tính toán và thiết kế hệ thống điện mặt trời áp mái độc lập công suất 4.5kW cho hộ gia đình ở BìnhThuận

Luận văn Thạc sĩ tóm tắt: Pháp luật về điều kiện đầu tư kinh doanh trong lĩnh vực giáo dục, đào tạo ở Việt Nam

Luận văn Thạc sĩ: Sự nghiệp nghiên cứu phê bình văn học của Hoài Thanh

Luận văn Thạc sĩ: Tiểu thuyết của Đỗ Phấn từ góc nhìn sinh thái

Luận văn Thạc sĩ: Giải pháp ứng phó với nhập cư ở Liên minh Châu Âu

Luận văn Thạc sĩ: Diễn ngôn về giới nữ trong văn xuôi nữ Việt Nam đương đại (khảo sát sáng tác của Dạ Ngân, Y Ban, Lý Lan, Nguyễn Thị Thu Huệ)

Luận văn Thạc sĩ: Xây dựng mức phát thải tham chiếu rừng khu vực huyện Bảo Lâm tỉnh Lâm Đồng

Luận văn Thạc sĩ: Đặc điểm nhân vật chính trong ba tác phẩm của Franz Kafka: Lâu đài, Vụ án, Hóa thân

Kháo luận tốt nghiệp: Vận dụng lí thuyết học tập trải nghiệm vào dạy học Thống kê - Xác suất ở lớp Hai

Luận văn Thạc sĩ: Xây dựng hệ thống điều khiển và thu nhận dữ liệu cho Robot dịch vụ

Luận văn Thạc sĩ: Thế giới nhân vật trong truyện ngắn Lê Minh Khuê sau năm 1975

Luận văn Thạc sĩ: Tác động của cấu trúc vốn đến hiệu quả hoạt động của các ngân hàng thương mại cổ phần niêm yết trên thị trường chứng khoán Việt Nam

Luận văn Thạc sĩ: Kiểm soát rủi ro tín dụng bán lẻ tại Ngân hàng Thương mại Cổ phần Đầu tư và Phát triển Việt Nam chi nhánh Thủ Thiêm

Luận văn Thạc sĩ: Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kinh doanh của ngân hàng thương mại cổ phần niêm yết trên thị trường chứng khoán Việt Nam

Luận văn Thạc sĩ: Các nhân tố ảnh hưởng đến hành vi sử dụng dịch vụ ngân hàng điện tử tại Ngân hàng Thương mại Cổ phần Ngoại thương Việt Nam – Chi nhánh Thủ Đức

Luận văn Thạc sĩ: Các yếu tố tác đồng đến nợ xấu tại Ngân hàng Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn - Chi nhánh Tiền Giang

Luận văn Thạc sĩ: Yếu tố ảnh hưởng đến quyết định sử dụng dịch vụ thanh toán không dùng tiền mặt tại Ngân hàng TMCP Công thương Việt Nam (Vietinbank)

Luận văn Thạc sĩ tóm tắt: Pháp luật về du lịch biển, thực tiễn tại tỉnh Bình Định

Luận văn Thạc sĩ: Ảnh hưởng của các yếu tố thương hiệu với vai trò trung gian của Marketing truyền miệng đến quyết định chọn việc làm của nhân viên GenZ tại chuỗi nhà hàng gà rán Popeyes khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh

Tài liêu mới

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu xây dựng thuật toán thích nghi và học tăng cường cấu trúc Actor - Critic điều khiển bám quỹ đạo cho robot di động đa hướng mecanum

Luận án Tiến sĩ: Cơ cấu bệnh tim mạch và chất lượng cuộc sống của người cao tuổi mắc suy tim, rung nhĩ điều trị tại Bệnh viện Thống Nhất, thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hiện tượng nứt dăm đê sông vùng đồng bằng sông Hồng và dự báo khả năng bị nứt của một số đoạn đê

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu xây dựng giải pháp đảm bảo an toàn thông tin cho quá trình học liên kết dựa trên mật mã

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Phát triển năng lực đánh giá công nghệ cho học sinh trong dạy học môn Công nghệ 11 ở trường trung học phổ thông

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu phân loại chi cầu diệp – Bulbophyllum Thouars (Orchidaceae) ở vùng Tây Nguyên bằng phương pháp hình thái và phân tử

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu đặc điểm phân bố và dinh dưỡng của các loài lưỡng cư ở Vườn Quốc gia Bến En và Khu bảo tồn thiên nhiên Pù Luông, tỉnh Thanh Hóa

Luận án Tiến sĩ: Tổng hợp luật dẫn và điều khiển cho một lớp tên lửa đối hải trên cơ sở ứng dụng mạng nơ ron và hệ mờ

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu tổng hợp hệ điều khiển góc Pitch tua bin gió trong điều kiện có nhiễu tác động

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hóa học lipid của hai loài san hô thủy tức Millepora dichotoma và Millepora platyphylla ở Việt Nam

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu kiểm soát phân phối công suất kéo trên cầu chủ động của ô tô con bằng ABS

Luận án Tiến sĩ: Ứng dụng phản ứng Domino vào tổng hợp các dẫn xuất Podophyllotoxin, Pyrimidine và đánh giá hoạt tính sinh học của các chất tổng hợp được

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và một số hoạt tính sinh học của cây chùm ngây (Moringa oleifera)

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và ứng dụng ức chế ăn mòn cho thép của cao chiết xuất từ cây Lộc vừng thuộc họ Lecythidaceae

Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu hiện tượng nứt dăm đê sông vùng đồng bằng sông Hồng và dự báo khả năng bị nứt của một số đoạn đê

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP