24 điện cảm L tụ Cpv mô hình, thứ hai phương pháp tuyến tính hóa xác Khảo sát ứng dụng biến đổi điều khiển hệ phát điện pin mặt trời, có kết hợp với thuật toán xác định điểm làm việc công suất lớn mạch vòng phía xoay chiều, đảm bảo khả hấp thụ công suất chuyển lưới điều kiện thay đổi ánh sáng nhiệt độ môi trường Hệ thống kiểm chứng mô hình mô offline mô thời gian thực • Mô hình hóa NLNZ đầu vào nối với nguồn áp Thiết kế điều chỉnh ổn định điện áp tụ C1 C2 mạng trở kháng nguồn Z số theo phương pháp backstepping thích nghi, xét đến trường hợp tải thay đổi Đối với ứng dụng biến đổi điều khiển máy phát đồng nam châm vĩnh cửu hệ phát điện sức gió, nghiên cứu tích hợp với mạch vòng phía xoay chiều để đảm bảo ổn định điện áp xoay chiều tải chế độ độc lập điều khiển trình trao đổi công suất chế độ nối lưới Xây dựng mô hình mô offline mô thời gian thực để kiểm chứng cấu trúc điều khiển khả hoạt động toàn hệ thống tốc độ gió thay đổi dải rộng • Xây dựng mô hình thực nghiệm NLNZ phòng thí nghiệm, với thuật toán điều khiển cài đặt DSP TMS320F2812 để đánh giá khả làm việc hai chế độ: độc lập nối lưới Đề xuất nghiên cứu tiếp theo: • Nghiên cứu thêm phương pháp điều khiển cho NLNZ điều kiện đối xứng mạng trở kháng không thỏa mãn Do đó, đối tượng điều khiển mô tả hệ phương trình vi phân bậc • Đánh giá tính bền vững hệ thống điều khiển NLNZ cho phát điện phân tán, lưới điện xuất trạng thái không bình thường (Abnormal) • Nghiên cứu, vận dụng nội dung luận án cho biến đổi điện tử công suất khác, sử dụng cho hệ phát điện phân tán Đặc biệt, biến đổi có thêm khâu DC/DC, điều khiển theo phương pháp PWM • Đặt vấn đề tích hợp hệ phát điện phân tán thành hệ thống điện như: Micro grid, Smart grid sở sử dụng thiết bị biến đổi điện tử công suất như: NLNZ, NLNA MỞ ĐẦU Sự xuất hệ phát điện phân tán (DG - Distributed Generation) bổ sung cần thiết cho nguồn lượng Hệ phát điện phân tán tạo dạng nguồn lượng sơ cấp khác nhau, nên cần thiết phải có thiết bị biến đổi điện tử công suất để biến đổi sang lượng điện phù hợp, cấp cho phụ tải khác Do đó, lựa chọn cấu trúc mạch lực thiết bị biến đổi điện tử công suất phương pháp điều khiển đóng vai trò quan trọng đảm bảo việc khai thác hiệu hệ phát điện phân tán Nghịch lưu nguồn Z (NLNZ) giới thiệu vào năm 2003, thiết bị với tầng biến đổi điện tử công suất, cho phép đạt điện áp đầu mong muốn điện áp sơ cấp đầu vào thay đổi, phù hợp với đặc điểm làm việc hệ phát điện phân tán Do đó, luận án đặt nhiệm vụ ‘‘Điều khiển nghịch lưu nguồn Z ứng dụng cho hệ phát điện phân tán” sử dụng phương pháp điều khiển phi tuyến, để làm sở nâng cao chất lượng điều khiển ứng dụng cho hệ phát điện phân tán Kết nghiên cứu tiền đề cho việc tích hợp hệ phát điện phân tán với nguồn điện truyền thống để hình thành lưới điện - lưới điện thông minh Trong trình thực nhiệm vụ, luận án tập trung giải số vấn đề lý thuyết thực nghiệm sau Về lý thuyết, đưa giải pháp điều chế vector không gian (ĐCVTKG) mô hình toán học NLNZ Nghiên cứu, sử dụng phương pháp điều khiển phi tuyến, vận dụng cho mạch vòng phía chiều tương ứng với ứng dụng NLNZ Từ đó, thiết kế cấu trúc điều khiển NLNZ cho hệ phát điện phân tán điển hình: pin mặt trời, hệ phát điện sức gió Về thực nghiệm, luận án xây dựng cấu trúc mô thời gian thực thiết bị kỹ thuật cụ thể Card ds1103 - DSP TMS320F2812 mô hình thực nghiệm NLNZ phòng thí nghiệm, để kiểm chứng cấu trúc điều khiển đưa Bản luận án có bố cục sau: Tổng quan Giải pháp ĐCVTKG mô hình toán học nghịch lưu ba pha nguồn Z Thiết kế cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z cho pin mặt trời Thiết kế cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z cho hệ phát điện sức gió Mô thời gian thực thí nghiệm cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z 2 Cuối là, kết luận kiến nghị TỔNG QUAN 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện Hình 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện 1.2 Vai trò thiết bị biến đổi điện tử công suất cho hệ phát điện phân tán 1.3 Giới thiệu nghịch lưu nguồn Z Nhóm thiết bị biến đổi nguồn Z có mạch trở kháng đặt nguồn sơ cấp mạch van bán dẫn [9] Mạch trở kháng phần tử thụ động cuộn cảm (L1&L2), tụ điện (C1&C2) có giá trị nối theo hình chữ Z Hình 1.5 Trong luận án sâu khai thác thiết bị biến đổi NLNZ có sơ đồ mạch lực thuộc nhóm thiết bị biến đổi nguồn Z thực kiểu biến đổi DC - AC Hình 1.6 NLNZ làm việc hai chế độ tăng – giảm áp vốn thực NLNA NLND Nguyên lý làm việc NLNZ xuất trạng thái “ngắn mạch” nhánh van mạch nghịch lưu (trạng thái “shoot through”) - trạng thái cấm NLNA Trạng thái ngắn mạch nhánh van nghịch lưu điều khiển, cho phép tạo điện áp đầu 23 5.7 Kết luận Xây dựng hệ thống mô thời gian thực cho cấu trúc điều khiển NLNZ nối lưới cho hệ phát điện phân tán dựa thiết bị Card ds1103 DSP TMS320F2812 Đây phương pháp nghiên cứu đại, cho phép đánh giá xác khả cài đặt thuật toán điều khiển thiết bị kỹ thuật cụ thể DSP TMS320F2812 Ngoài ra, cho phép ta mô hình hóa đối tượng điều khiển thiết bị biến đổi điện tử công suất, hệ phát điện phân tán lưới điện Card ds1103 (với điều kiện thực tế khó xây dựng được) Với cấu trúc điều khiển xây dựng theo phương pháp mô thời gian thực, dễ dàng tạo tình thí nghiệm khác cho hệ thống, mà thực tế thực rút ngắn nhiều thời gian để triển khai cấu trúc điều khiển thực tế Nội dung mục kiểm chứng khả làm việc NLNZ với cấu hình mạch lực cụ thể thuật toán điều khiển cài đặt vào DSP TMS320F2812 Trong hai trường hợp khảo sát, khả làm việc NLNZ độc lập (stand alone) nối lưới (grid connected) cho thấy điện áp tụ (C1&C2) nguồn Z tăng giữ ổn định theo giá trị đặt, điện áp sơ cấp đặt vào NLNZ không đủ lớn, để đảm bảo yêu cầu nối lưới cung cấp điện áp tải có biên độ ổn định theo giá trị đặt KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau phân tích vai trò thiết bị biến đổi công suất sử dụng cho hệ phát điện phân tán tình hình nghiên cứu NLNZ thời điểm Luận án có đóng góp sau, hướng phát triển đề tài Những đóng góp luận án: • Đưa giải pháp điều chế vector không gian cho NLNZ phù hợp cài đặt thực tiễn, với công thức tính toán đơn giản hơn, đại số Phân tích đặc điểm mẫu xung tương ứng với trạng thái làm việc NLNZ đưa dẫn nên sử dụng mẫu xung cho ứng dụng NLNZ cụ thể • Mô hình hóa NLNZ đầu vào nối với nguồn dòng Sử dụng phương pháp điều khiển phi tuyến để thiết kế điều chỉnh cho mạch vòng đảm bảo điện áp đầu vào mạng trở kháng nguồn Z bám theo lượng đặt Bộ điều chỉnh điện áp thiết kế theo hai phương pháp, thứ backstepping thích nghi tham số bất định với giá trị Cuối là, kết luận kiến nghị TỔNG QUAN 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện Hình 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện 1.2 Vai trò thiết bị biến đổi điện tử công suất cho hệ phát điện phân tán 1.3 Giới thiệu nghịch lưu nguồn Z Nhóm thiết bị biến đổi nguồn Z có mạch trở kháng đặt nguồn sơ cấp mạch van bán dẫn [9] Mạch trở kháng phần tử thụ động cuộn cảm (L1&L2), tụ điện (C1&C2) có giá trị nối theo hình chữ Z Hình 1.5 Trong luận án sâu khai thác thiết bị biến đổi NLNZ có sơ đồ mạch lực thuộc nhóm thiết bị biến đổi nguồn Z thực kiểu biến đổi DC - AC Hình 1.6 NLNZ làm việc hai chế độ tăng – giảm áp vốn thực NLNA NLND Nguyên lý làm việc NLNZ xuất trạng thái “ngắn mạch” nhánh van mạch nghịch lưu (trạng thái “shoot through”) - trạng thái cấm NLNA Trạng thái ngắn mạch nhánh van nghịch lưu điều khiển, cho phép tạo điện áp đầu 23 5.7 Kết luận Xây dựng hệ thống mô thời gian thực cho cấu trúc điều khiển NLNZ nối lưới cho hệ phát điện phân tán dựa thiết bị Card ds1103 DSP TMS320F2812 Đây phương pháp nghiên cứu đại, cho phép đánh giá xác khả cài đặt thuật toán điều khiển thiết bị kỹ thuật cụ thể DSP TMS320F2812 Ngoài ra, cho phép ta mô hình hóa đối tượng điều khiển thiết bị biến đổi điện tử công suất, hệ phát điện phân tán lưới điện Card ds1103 (với điều kiện thực tế khó xây dựng được) Với cấu trúc điều khiển xây dựng theo phương pháp mô thời gian thực, dễ dàng tạo tình thí nghiệm khác cho hệ thống, mà thực tế thực rút ngắn nhiều thời gian để triển khai cấu trúc điều khiển thực tế Nội dung mục kiểm chứng khả làm việc NLNZ với cấu hình mạch lực cụ thể thuật toán điều khiển cài đặt vào DSP TMS320F2812 Trong hai trường hợp khảo sát, khả làm việc NLNZ độc lập (stand alone) nối lưới (grid connected) cho thấy điện áp tụ (C1&C2) nguồn Z tăng giữ ổn định theo giá trị đặt, điện áp sơ cấp đặt vào NLNZ không đủ lớn, để đảm bảo yêu cầu nối lưới cung cấp điện áp tải có biên độ ổn định theo giá trị đặt KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau phân tích vai trò thiết bị biến đổi công suất sử dụng cho hệ phát điện phân tán tình hình nghiên cứu NLNZ thời điểm Luận án có đóng góp sau, hướng phát triển đề tài Những đóng góp luận án: • Đưa giải pháp điều chế vector không gian cho NLNZ phù hợp cài đặt thực tiễn, với công thức tính toán đơn giản hơn, đại số Phân tích đặc điểm mẫu xung tương ứng với trạng thái làm việc NLNZ đưa dẫn nên sử dụng mẫu xung cho ứng dụng NLNZ cụ thể • Mô hình hóa NLNZ đầu vào nối với nguồn dòng Sử dụng phương pháp điều khiển phi tuyến để thiết kế điều chỉnh cho mạch vòng đảm bảo điện áp đầu vào mạng trở kháng nguồn Z bám theo lượng đặt Bộ điều chỉnh điện áp thiết kế theo hai phương pháp, thứ backstepping thích nghi tham số bất định với giá trị Cuối là, kết luận kiến nghị TỔNG QUAN 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện Hình 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện 1.2 Vai trò thiết bị biến đổi điện tử công suất cho hệ phát điện phân tán 1.3 Giới thiệu nghịch lưu nguồn Z Nhóm thiết bị biến đổi nguồn Z có mạch trở kháng đặt nguồn sơ cấp mạch van bán dẫn [9] Mạch trở kháng phần tử thụ động cuộn cảm (L1&L2), tụ điện (C1&C2) có giá trị nối theo hình chữ Z Hình 1.5 Trong luận án sâu khai thác thiết bị biến đổi NLNZ có sơ đồ mạch lực thuộc nhóm thiết bị biến đổi nguồn Z thực kiểu biến đổi DC - AC Hình 1.6 NLNZ làm việc hai chế độ tăng – giảm áp vốn thực NLNA NLND Nguyên lý làm việc NLNZ xuất trạng thái “ngắn mạch” nhánh van mạch nghịch lưu (trạng thái “shoot through”) - trạng thái cấm NLNA Trạng thái ngắn mạch nhánh van nghịch lưu điều khiển, cho phép tạo điện áp đầu 23 5.7 Kết luận Xây dựng hệ thống mô thời gian thực cho cấu trúc điều khiển NLNZ nối lưới cho hệ phát điện phân tán dựa thiết bị Card ds1103 DSP TMS320F2812 Đây phương pháp nghiên cứu đại, cho phép đánh giá xác khả cài đặt thuật toán điều khiển thiết bị kỹ thuật cụ thể DSP TMS320F2812 Ngoài ra, cho phép ta mô hình hóa đối tượng điều khiển thiết bị biến đổi điện tử công suất, hệ phát điện phân tán lưới điện Card ds1103 (với điều kiện thực tế khó xây dựng được) Với cấu trúc điều khiển xây dựng theo phương pháp mô thời gian thực, dễ dàng tạo tình thí nghiệm khác cho hệ thống, mà thực tế thực rút ngắn nhiều thời gian để triển khai cấu trúc điều khiển thực tế Nội dung mục kiểm chứng khả làm việc NLNZ với cấu hình mạch lực cụ thể thuật toán điều khiển cài đặt vào DSP TMS320F2812 Trong hai trường hợp khảo sát, khả làm việc NLNZ độc lập (stand alone) nối lưới (grid connected) cho thấy điện áp tụ (C1&C2) nguồn Z tăng giữ ổn định theo giá trị đặt, điện áp sơ cấp đặt vào NLNZ không đủ lớn, để đảm bảo yêu cầu nối lưới cung cấp điện áp tải có biên độ ổn định theo giá trị đặt KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau phân tích vai trò thiết bị biến đổi công suất sử dụng cho hệ phát điện phân tán tình hình nghiên cứu NLNZ thời điểm Luận án có đóng góp sau, hướng phát triển đề tài Những đóng góp luận án: • Đưa giải pháp điều chế vector không gian cho NLNZ phù hợp cài đặt thực tiễn, với công thức tính toán đơn giản hơn, đại số Phân tích đặc điểm mẫu xung tương ứng với trạng thái làm việc NLNZ đưa dẫn nên sử dụng mẫu xung cho ứng dụng NLNZ cụ thể • Mô hình hóa NLNZ đầu vào nối với nguồn dòng Sử dụng phương pháp điều khiển phi tuyến để thiết kế điều chỉnh cho mạch vòng đảm bảo điện áp đầu vào mạng trở kháng nguồn Z bám theo lượng đặt Bộ điều chỉnh điện áp thiết kế theo hai phương pháp, thứ backstepping thích nghi tham số bất định với giá trị Cuối là, kết luận kiến nghị TỔNG QUAN 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện Hình 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện 1.2 Vai trò thiết bị biến đổi điện tử công suất cho hệ phát điện phân tán 1.3 Giới thiệu nghịch lưu nguồn Z Nhóm thiết bị biến đổi nguồn Z có mạch trở kháng đặt nguồn sơ cấp mạch van bán dẫn [9] Mạch trở kháng phần tử thụ động cuộn cảm (L1&L2), tụ điện (C1&C2) có giá trị nối theo hình chữ Z Hình 1.5 Trong luận án sâu khai thác thiết bị biến đổi NLNZ có sơ đồ mạch lực thuộc nhóm thiết bị biến đổi nguồn Z thực kiểu biến đổi DC - AC Hình 1.6 NLNZ làm việc hai chế độ tăng – giảm áp vốn thực NLNA NLND Nguyên lý làm việc NLNZ xuất trạng thái “ngắn mạch” nhánh van mạch nghịch lưu (trạng thái “shoot through”) - trạng thái cấm NLNA Trạng thái ngắn mạch nhánh van nghịch lưu điều khiển, cho phép tạo điện áp đầu 23 5.7 Kết luận Xây dựng hệ thống mô thời gian thực cho cấu trúc điều khiển NLNZ nối lưới cho hệ phát điện phân tán dựa thiết bị Card ds1103 DSP TMS320F2812 Đây phương pháp nghiên cứu đại, cho phép đánh giá xác khả cài đặt thuật toán điều khiển thiết bị kỹ thuật cụ thể DSP TMS320F2812 Ngoài ra, cho phép ta mô hình hóa đối tượng điều khiển thiết bị biến đổi điện tử công suất, hệ phát điện phân tán lưới điện Card ds1103 (với điều kiện thực tế khó xây dựng được) Với cấu trúc điều khiển xây dựng theo phương pháp mô thời gian thực, dễ dàng tạo tình thí nghiệm khác cho hệ thống, mà thực tế thực rút ngắn nhiều thời gian để triển khai cấu trúc điều khiển thực tế Nội dung mục kiểm chứng khả làm việc NLNZ với cấu hình mạch lực cụ thể thuật toán điều khiển cài đặt vào DSP TMS320F2812 Trong hai trường hợp khảo sát, khả làm việc NLNZ độc lập (stand alone) nối lưới (grid connected) cho thấy điện áp tụ (C1&C2) nguồn Z tăng giữ ổn định theo giá trị đặt, điện áp sơ cấp đặt vào NLNZ không đủ lớn, để đảm bảo yêu cầu nối lưới cung cấp điện áp tải có biên độ ổn định theo giá trị đặt KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau phân tích vai trò thiết bị biến đổi công suất sử dụng cho hệ phát điện phân tán tình hình nghiên cứu NLNZ thời điểm Luận án có đóng góp sau, hướng phát triển đề tài Những đóng góp luận án: • Đưa giải pháp điều chế vector không gian cho NLNZ phù hợp cài đặt thực tiễn, với công thức tính toán đơn giản hơn, đại số Phân tích đặc điểm mẫu xung tương ứng với trạng thái làm việc NLNZ đưa dẫn nên sử dụng mẫu xung cho ứng dụng NLNZ cụ thể • Mô hình hóa NLNZ đầu vào nối với nguồn dòng Sử dụng phương pháp điều khiển phi tuyến để thiết kế điều chỉnh cho mạch vòng đảm bảo điện áp đầu vào mạng trở kháng nguồn Z bám theo lượng đặt Bộ điều chỉnh điện áp thiết kế theo hai phương pháp, thứ backstepping thích nghi tham số bất định với giá trị 19 phương pháp điều khiển tuyến tính để thiết kế điều chỉnh làm việc chế độ điện áp (direct mode) chế độ dòng điện (indirect mode) [22, 23, 24] Tuy nhiên, mô hình (2.35) có tính phi tuyến, thể phép nhân hệ số điều chế “ngắn mạch” d biến trạng thái, nên giải pháp điều khiển phi tuyến đưa phù hợp phương pháp điều khiển tuyến tính, với hy vọng nâng cao chất lượng điều khiển 2.2.3 Mô hình nghịch lưu nguồn Z phía chiều với đầu vào nguồn áp Với cách xây dựng tương tự mục 2.2.2, thu hệ phương trình vi phân mô tả mạch điện tương đương phía chiều NLNZ với đầu vào nguồn áp theo (2.40)  diL  L dt = ( 2d − 1) uC + (1 − d ) udc  C duC = (1 − 2d ) i + ( d − 1) uc L  dt R (2.40) 2.2.4 Điểm cân mô hình phía chiều nghịch lưu nguồn Z Điểm cân mô hình xác định cách cho thành phần đạo hàm (2.35), (2.40) không Đối với hệ (2.40), điểm cân theo (2.43)  U   I inv = C   R     − D  U C U C2  I L =  =    1− D  R U in R   Trong đó:   dsp   a41 (k ) =       dsp   a42 (k ) =       dsp  a43 (k ) =        dsp  a44 (k ) =     LI dc _ max ( k1 + k2 ) U c _ max LI dc _ max ( k1 + k2 ) U c _ max iLdsp (k ) dsp i pv (k ) LC pv (k1 + k2 )U pv _ max  * dsp  * dsp (u pv ) (k ) − (u pv ) (k −1) Td U c _ max   (5.6) LC pv (k1 + k2 ) k1U pv _ max  dsp dsp  * u pv ( k ) − (u pv ) ( k ) U c _ max   Được thực hoàn toàn tương tự cho thuật cấu trúc điều khiển NLNZ Các thuật toán điều khiển NLNZ cho hệ phát điện phân tán viết theo module (gồm file *.h – khai báo biến, *.c – thực thuật toán) cho DSP TMS320F2812 5.4 Kết mô thời gian thực NLNZ nối lưới cho pin mặt trời (2.43) a Điện áp tụ (C1&C2) b Điện áp đầu PV 2.4 Đặc điểm động học không mô hình nghịch lưu nguồn Z phía chiều với đầu vào nguồn áp 2.4.1 Khảo sát với đầu dòng điện trung bình chảy qua cuộn cảm (L1&L2)  xɺ1 = x2      Lx2 − udc (1− d )  dɺ x    xɺ = (d −1)  − (2d −1) − (udc − Lx2 )   RLC LC L (2d −1)   (2.50) Các điểm cân (2.53) Hình 2.11 cho thấy d2 điểm cân ổn định vùng làm việc NLNZ Do đó, hệ (2.40) hệ pha c Dòng điện đầu PV c Dòng điện qua (L1&L2) Hình 5.2 Kết mô thời gian thực mật độ ánh sáng thay đổi 5.6 Kết mô thời gian thực NLNZ nối lưới cho sức gió 18 nghiệm xây dựng để kiểm chứng khả làm việc hai trường hợp: độc lập (stand alone) nối lưới (grid connected) 5.1 Cấu trúc hệ thống mô thời gian thực Cấu hình mô thời gian thực dựa Card ds1103 mô hình hóa nguồn phát phân tán, biến đổi công suất, tải thuật toán điều khiển cài đặt DSP TMS320F2812 Hình 5.1 [60] cực tiểu (minimum phase) đầu dòng điện trung bình qua cuộn cảm (L1&L2) - iL 2.4.2 Khảo sát với đầu điện áp trung bình tụ (C1&C2) Hình 5.1 Cấu trúc hệ thống mô thời gian thực (nguồn: [60]) Các thuật toán điều khiển xây dựng (mục 3), (mục 4) chưa thể cài đặt hay viết chương trình biến chứa thứ nguyên vật lý Để cài đặt thuật toán vào DSP, cần thiết phải chuẩn hóa thuật toán nhiệm vụ chuẩn hóa, chuyển biến sang dạng thứ nguyên mà không làm sai ý nghĩa vật lý ban đầu chúng tạo điêu kiện cho công tác lập trình Ngoài ra, DSP sử dụng loại dấu phẩy tĩnh, nên từ tham số thu sau chuẩn hóa xác định cần thiết phải trượt vị trí dấu phảy để đảm bảo độ xác thuật toán, với dòng TMS320F2812 việc trượt dấu phảy thực dựa thư viện toán học Iqmath() [42, 64] 5.2 Chuẩn hóa thuật toán điều khiển nghịch lưu nguồn Z nối lưới cho pin mặt trời a) Phương pháp backstepping Hàm điều chế “ngắn mạch” d (3.28) cài đặt vào DSP viết lại như:  U pv max a1dsp ( k ) − a2dsp ( k ) + a3dsp ( k ) − a4dsp ( k ) + ucdsp ( k ) −   U c max d dsp ( k ) =  U pv max  dsp 2ucdsp −   u pv  U c max   dsp  u pv ( k )  (5.7)  xɺ1 = x2     (2.57) udc dɺ x1   ɺ = − + − − + x d d 1 d ( ) ( )( ) (2 RCx2 + x1 )   LC LC RC ( 2d −1)   Các điểm cân (2.60) Hình 2.12 cho thấy không tồn điểm cân ổn định vùng làm việc NLNZ Do đó, hệ (2.40) hệ pha không cực tiểu (non - minimum phase) đầu điện áp trung bình tụ (C1&C2) - uC Vì vậy, điện áp tụ (C1&C2) điều khiển gián tiếp thông qua điều khiển dòng qua cuộn cảm (L1&L2) 2.5 Kết luận Nội dung mục đưa giải pháp điều chế vector không gian với bước thực thuật toán chi tiết, thuận lợi cài đặt vào vi điều khiển đề nghị mẫu xung cụ thể cho ứng dụng NLNZ Mô hình hóa NLNZ tương ứng với hai dạng nguồn áp, nguồn dòng - dạng nguồn sơ cấp phổ biến sử dụng ứng dụng NLNZ phân tích đặc điểm động học không mô hình NLNZ với đầu vào sơ cấp dạng nguồn áp Trên sở gợi ý cấu trúc điều khiển NLNZ, gồm mạch vòng phía xoay chiều mạch vòng phía chiều Trong đó, mạch vòng phía chiều NLNZ tương ứng nguồn sơ cấp dạng nguồn áp, điện áp tụ (C1&C2) gián tiếp điều khiển thông qua dòng điện qua cuộn cảm (L1&L2) THIẾT KẾ TỔ HỢP ĐIỀU KHIỂN NGHỊCH LƯU NGUỒN Z CHO PIN MẶT TRỜI Trên sở mô hình toán học điều chế vector không gian cho nghịch lưu nguồn Z xây dựng mục Nội dung mục thiết kế cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z nối lưới ứng dụng cho pin mặt trời, đảm bảo yêu cầu nối lưới, xác định công suất lớn trao đổi pin mặt trời lưới, điều kiện làm việc khác pin mặt trời Trong đó, mạch vòng phía chiều thiết kế theo phương pháp tuyến tính hóa xác phương pháp backstepping kể xác tham số mạch điện trở kháng nguồn Z 8 17 3.3.2) Mạch vòng điều chỉnh phía chiều, với lượng đặt điện áp tính từ khối MPPT, đầu điều chỉnh hệ số điều chế “ngắn mạch’’ để đảm bảo xác định trì công suất lớn đường đặc tính công suất - điện áp (đặc tính p-v) hệ pin mặt trời (xem mục 3.3.3) - thực chất điều khiển trình trao đổi công suất PV với lưới điện, thông qua điện áp đầu pin mặt trời upv i pv i pv u pv D Cdc iL L1 C2 S5 u sα S3 αβ S1 u sq dq S2 sin ϕ u sd S6 sin ϕ isq* * S4 isd* uC* uC u *pv Nguồn Z C1 L2 u pv i pv u sβ isd dq abc Lf isq LCL filter Cf Rf θ Lt end en enq Hình 3.6 Tổ hợp điều khiển NLNZ nối lưới cho hệ pin mặt trời 0.5 20 600 15 0.45 400 10 200 0.4 0.35 -5 d U t (V ) it (A ) 3.1 Điện tử công suất ứng dụng cho hệ phát điện pin mặt trời 3.2 Mô hình toán học pin mặt trời 3.3 Thiết kế tổ hợp điều khiển nghịch lưu nguồn Z nối lưới cho pin mặt trời Cấu trúc điều khiển NLNZ nối lưới cho pin mặt trời Hình 3.6 Trong đó, mạch vòng điều chỉnh phía xoay chiều với lượng đặt điện áp chiều tụ (C1&C2) số, đảm bảo đủ điện áp chiều cho khâu ĐCVTKG thỏa mãn yêu cầu nối lưới có khả điều chỉnh HSCS thông qua điều chỉnh thành phần dòng điện isq hệ tọa độ tựa điện áp lưới VOC (xem mục -200 0.3 -10 -400 0.25 -15 -600 -20 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 t(s) d Dòng điện tải ba pha 0.5 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 t(s) 0.35 0.4 0.45 0.5 0.2 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 t(s) 0.5 e Điện áp tải ba pha f hệ số điều chế “ngắn (sau lọc LC) mạch’’ Hình 4.11 Kết mô hệ thống điều khiển NLNZ độc lập cho\ hệ phát điện sức gió sử dụng máy phát PMSG 4.5 Kết luận Trong mục thiết kế tổ hợp điều khiển NLNZ cho hệ phát điện sức gió sử dụng máy phát đồng nam châm vĩnh cửu Mạch vòng phía xoay chiều với điều chỉnh dòng điện kiểu Deadbeat kế thừa từ NLNA thuật toán xác định điểm làm việc có công suất lớn để đảm bảo công suất đưa lên lưới lớn nhất, tương ứng với tốc độ gió khác điện áp đưa tải ổn định theo giá trị đặt Mạch vòng phía chiều thiết kế theo phương pháp backstepping thích nghi, đảm bảo cho điện áp tụ (C1&C2) bám theo giá trị đặt không xác định xác tham số tải mô hình mạch điện tương đương phía chiều NLNZ MÔ PHỎNG THỜI GIAN THỰC VÀ THÍ NGHIỆM CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN NGHỊCH LƯU NGUỒN Z Trong thực tế để xây dựng hệ thống thí nghiệm hệ phát điện phân tán: sức gió, pin lượng gặp nhiều khó khăn kỹ thuật, kinh phí thực chí có xây dựng khó thu thập đầy đủ kết thí nghiệm điều kiện làm việc khác Trong đó, người thiết kế hệ thống điều khiển, cần thiết tạo tình giả định khác để kiểm chứng đáp ứng động học hệ thống, chứng minh khả cài đặt thuật toán vào thiết bị điều khiển Để khắc phục vấn đề này, nội dung mục trình phương pháp mô thời gian thực (online) để giải mô hình hóa nguồn phát phân tán, thiết bị biến đổi công suất, tải Card ds1103 cài đặt thuật toán điều khiển vào DSP TMS320F2812 hãng Texas Instruments dạng firmware Ngoài ra, mô hình thực nghiệm nghịch lưu nguồn Z phòng thí 16 3.3.1 Xác định điểm làm việc có công suất lớn pin mặt trời 3.3.2 Mạch vòng dòng điện phía xoay chiều NLNZ Thuật điều chỉnh dòng điện thực với vector điện áp đầu mạch NLNZ us xác định sau [42]: 4.4 Kết mô hệ thống điều khiển nghịch lưu nguồn Z cho hệ phát điện sức gió 4.4.3 Kết mô trường hợp nối lưới (grid connected) 14 12 800 60 700 50 600 40     usd ( k + 1) =         usq ( k + 1) =      wt(rad/s) v(m/s) 20 Udc(V) 300 0.5 0.6 0.7 0.8 30 400 0.4 Uc(V) 500 iL (A ) U c (V ), U d c (V ) v (m /s ), wt (ra d / s ) 10 0.9 t(s) 1.1 1.2 1.3 200 0.4 1.4 a.Tốc độ gió tốc độ turbine 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 t(s) 1.1 10 1.2 1.3 0.4 1.4 b Điện áp tụ (C1&C2), điện áp sơ cấp 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 t(s) 1.1 1.2 1.3 1.4 c Dòng điện qua cuộn cảm (L1&L2) 0.5 50 14000 40 0.45 30 12000 20 0.4 10 8000 P(W) d iS (A ) P *(W ), P (W) 10000 0.35 -10 P*(W) 6000 0.3 -20 -30 4000 0.25 -40 2000 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 t(s) 1.1 1.2 1.3 -50 0.4 1.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 t(s) 1.1 1.2 1.3 0.2 0.4 1.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 t(s) 1.1 1.2 1.3 1.4 d Công suất đặt (P*) e Dòng điện iS f Hệ số điều chế ‘‘ngắn công suất trao đổi với mạch’’ d lưới Hình 4.10 Kết mô hệ thống điều khiển NLNZ nối lưới cho hệ phát điện sức gió sử dụng máy phát PMSG 4.4.4 Kết mô trường hợp nối lưới (grid connected) 700 1000 50 900 45 800 40 600 700 iL (A ) 20 300 Udc(V) 15 200 200 10 100 100 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 t(s) a Điện áp tụ (C1&C2), điện áp sơ cấp 0.5 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 t(s) b Điện áp đặt vào nhánh van mạch nghịch lưu 0.5 0.05 (3.11) 3.3.3 Mạch vòng phía chiều nghịch lưu nguồn Z Do nhiệm vụ mạch vòng phía chiều điều khiển điện áp sơ cấp đặt vào NLNZ bám theo điện áp u *pv - tính từ thuật toán MPPT, nên ta sử dụng hai phương trình hệ phương trình (3.12) để thiết kế điều chỉnh cho mạch vòng phía chiều NLNZ sau:  di   L L = ( 2d −1) uC + (1− d ) u pv   dt    du pv   C pv = i pv − iL  dt   (3.13) T  Lxɺ1 = ( 2d − 1) uC + (1 − d ) x2  C pv xɺ2 = i pv − x1 25 400 300   TR  *  yd ( k ) = igd ( k ) - igd ( k ) - 1- c f  igd* ( k ) - igd ( k ) -ωsTc igq* ( k ) - igq ( k ) + yd ( k -2)   Lf    Tc RT  *  * *  yq ( k ) = igq ( k ) - igq ( k ) - 1- L  igq ( k ) - igq ( k )  + ωsTc igd ( k ) - igd ( k )  + yq ( k -2)  T   T 30 500 Trong đó, đầu y tính đây: Đặt biến trạng thái xT = [ x1 x2 ] = iL u pv  cho hệ phương trình (3.13) 600 400 (3.10) 3.3.3.1 Thiết kế theo phương pháp Backstepping 35 Uc(V) U in v (V ) U c & U d c (V ) 500  L f  Tc  y k + e ( k + 1) ( ) d Nvd  Tc  Lf    Lf  T yq ( k ) + c eNvq (k + 1)  Tc  Lf  0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 t(s) c Dòng điện qua cuộn cảm (L1&L2) Từ (3.23), (2.27) hệ số điều chế “ngắn mạch” d xác định: (3.14) 10 15    iɺpv  − uɺɺ*pv  + LC pv (1 − k12 ) z1 − LC pv ( k1 + k2 ) z2 + uC − x2   LC pv     C pv   (3.28) d= ( 2uC − x2 ) 3.3.3.2 Thiết kế theo phương pháp Backstepping thích nghi Do sai số trình chế tạo cuộn cảm (L1&L2), sai số tụ điện Cpv giá trị cuộn cảm tụ điện bị thay đổi trình hoạt động biến đổi Khi đó, mô hình toán học mô tả theo (3.14) coi hệ có tham số bất định (Uncertainty equivalence).Vì vậy, ta thông tin xác tham số LCpv thiết kế ban đầu để đưa vào luật điều khiển (3.28) Đặt θ L = 1 θC = hệ (3.14) viết lại dạng: L C pv  xɺ1 = θ L ( 2d − 1) uC + (1 − d ) x2    xɺ2 = θC ( i pv − x1 ) (3.33) dɺ = (3.47) Hệ số điều chế “ngắn mạch” d tính theo (3.49) ( k1zɺ1 − uɺɺ*pv )θˆC − γ C z1 (ipv − x1 ) ( k1z1 − uɺ*pv ) + iɺ − k z +θˆ z −θˆ x − u pv 2 C L( C) θˆC2 (3.49) d= θˆL ( 2uC − x2 ) 3.3.3.3 Thiết kế theo phương pháp tuyến tính hóa xác Hệ số k1, k2 luật điều khiển xác định cho đầu y lượng đặt y theo khâu dao động bậc hai ω = −2ξωn yɺ − ωn2 ( y − y ) = −k2 z2 − k1 ( z1 − u *pv ) (3.61)   i pv − x1   x2 − u C L −  k1 ( x2 − u *pv ) + k2     C x2 − 2uC x2 − 2uC  pv          RLC (udc − Lx2 ) (4.21) 4.3.2 Tải mạch điện tương đương bất định Trong trường hợp tải phía xoay chiều NLNZ trước, việc xác định tham số tải để đưa vào luật điều khiển (4.21) gặp nhiều khó khăn Để giải vấn đề này, thiết kế điều chỉnh hàm V bổ sung thêm phần sai lệch ước lượng tham số tải có trình tự thiết kế giống trường hợp tải xác định Đặt θ R = hệ phương trình (4.5) trở thành hệ có tham số bất định R  xɺ1 = x2  (4.26)  Lx2 − udc (1 − d )   dɺ x1 ɺ = − − − − x d θ d ( ) ( ) ( udc − 2Lx2 ) R  LC LC L ( 2d −1)  Từ (4.5) giá trị dòng điện đặt ước lượng qua cuộn cảm iˆ = θɵ R * L (3.62) 3.4 Kết mô tổ hợp điều khiển nghịch lưu nguồn Z nối lưới cho pin mặt trời (u ) * C udc , với θɵ R giá trị ước lượng tham số tải Luật thích nghi theo (4.42) ɺ θˆR = γ R z2 ( d − 1)  Lx2 − udc (1 − d ) LC (4.42) Và đạo hàm hệ số điều chế “ngắn mạch” dɺ lựa chọn theo (4.53) Từ (3.54), (3.58), (3.61) hệ số điều “ngắn mạch” d xác định: d=  LC   ɺɺiL*  + c z − c z d − − d − ( )( ) ( ) 1   (Uncertainty equivalence) Luật thích nghi tham số sau: θɺˆ = γ z ( i − x ) C pv  C ɺ θˆL = γ L z2 ( 2d − 1) uC + (1 − d ) x2   4.3.1 Tải mạch điện tương đương xác định Đạo hàm hệ số điều chế ‘‘ngắn mạch’’ d tính theo (4.21)    Lx2 − udc (1− d )   x1    ( d −1)( 2d −1)   c z d d z d − + − − − + ( ) ( ) ( )  L 2 dɺ =   Lx2 −udc (1−d)  x c2z2 ( 2d −1) +( 2d −1) z1 −( 2d −1) +θˆR ( d −1)( 2d −1) L LC LC    ɺɺˆ* +c1 ( z2 −c1z1 )( 2d −1) −( 2d −1) iL  ( udc −2Lx2 ) (4.53) 14 11 3.4.2.1 Kết mô theo phương pháp Backstepping 350 40 800 30 700 20 600 300 udc iS (A) Upv (V ) U c (V ) 10 500 -10 400 250 -20 300 iL -30 200 0.2 uC 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 200 0.2 0.5 a Điện áp PV 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 -40 0.2 0.5 0.25 b Điện áp tụ C1&C2 60 55 uC* 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 0.5 0.45 0.5 e Dòng điện is 80 400 70 300 60 200 50 100 Ua Ia (x3) 50 u sq dq αβ uC Ipv (A) usα iL (A) 40 usd utq* Ua (V ), Ia (A ) 45 isd* utd* 35 30 u sβ 40 30 -100 20 -200 25 isq* 20 -300 10 15 isd dq isq abc ω * ∫ 10 0.2 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 0.2 0.5 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 -400 0.2 0.5 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 f Điện áp dòng điện c Dòng điện PV c Dòng điện (L1&L2) Hình 3.14 Kết mô mật độ ánh sáng thay đổi θ utd dq utq abc 3.4.2.2 Kết mô theo phương pháp TTHCX 800 350 40 30 700 Hình 4.6 Cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z hệ phát điện sức gió làm việc độc lập ) Trong x2 coi “biến điều khiển ảo’’ phương trình thứ mô tả biến trạng thái phương trình thứ hai hệ phương trình (4.4) Do đó, tác giả vận dụng phương pháp backstepping thiết kế điều chỉnh cho mạch vòng phía chiều NLNZ với luật điều khiển xác định đạo hàm dɺ Điện áp trung bình tụ (C1&C2) điều khiển gián tiếp dòng điện trung bình chảy qua cuộn cảm (L1&L2) Mục tiêu điều khiển cho x1 bám theo dòng điện iL* Trong đó, yêu cầu lượng đặt dòng điện i có ràng buộc bị giới hạn, khả vi cấp bậc hệ (4.4) phải nghiệm hệ (4.4) * L iS (A ) U c (V ) 400 (4.4) -20 300 200 0.2 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 0.5 200 0.2 -30 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 0.5 -40 0.2 0.25 b Điện áp tụ C1&C2 a Điện áp PV 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 0.5 e Dòng điện is 50 60 45 55 0.9 50 0.8 45 0.7 40 0.6 35 0.5 30 0.4 25 0.3 20 0.2 40 35 iL (A ) ( 500 -10 250 Ip v (A )  xɺ1 = f1 ( x1 , x2 )  ɺ  xɺ2 = f x1 , x2 , d , d 10 U p v (V ) Hệ phương trình (2.50) viết lại theo dạng tổng quát đây: 20 600 300 30 25 20 15 10 0.2 0.1 15 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 0.5 10 0.2 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 0.5 0.2 0.202 0.204 0.206 0.208 0.21 t(s) 0.212 0.214 0.216 0.218 0.22 h Dạng sóng ĐCVTKG c Dòng điện PV c Dòng điện (L1&L2) Hình 3.15 Kết mô nhiệt độ hay đổi 12 13 3.5 Kết luận Mục thiết kế cấu trúc điều khiển NLNZ nối lưới cho pin mặt trời Trong đó, mạch vòng phía chiều thiết kế theo hai phương pháp backstepping phương pháp tuyến tính hóa xác kết hợp điều khiển tuyến tính, đảm bảo điện áp sơ cấp đặt vào NLNZ điện áp đầu pin mặt trời bám theo giá trị tính toán từ khối MPPT để công suất đưa lớn điều kiện làm việc pin mặt trời như: nhiệt độ làm việc mật độ ánh sáng thay đổi Mạch vòng phía xoay chiều với điều chỉnh dòng điện kiểu deadbeat kế thừa từ NLNA điều chỉnh điện áp tụ (C1&C2) nguồn Z bám theo giá trị đặt, đảm bảo điều kiện nối lưới NLNZ Về mặt lý thuyết kết mô cho thấy chất lượng điều khiển theo phương pháp tuyến tính hóa xác tốt phương pháp backstepping, biết xác tham số LC để đưa vào luật điều khiển Tuy nhiên, phương pháp backstepping có ưu điểm áp dụng cho toán thích nghi tham số (mục 3.3.3.2) THIẾT KẾ CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN NGHỊCH LƯU NGUỒN Z CHO HỆ PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ Trên sở mô hình toán học điều chế vector không gian cho nghịch lưu nguồn Z xây dựng mục Nội dung mục thiết kế cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z ứng dụng cho hệ phát điện sức gió sử dụng máy phát đồng nam châm vĩnh cửu, đảm bảo trao đổi công suất kết nối với lưới điện áp tải ổn định làm việc độc lập, tương ứng với tốc độ gió khác định mức Trong đó, mạch vòng phía chiều thiết kế theo phương pháp backstepping để giữ điện áp tụ (C1&C2) số, kể trường hợp xác tham số tải mạch điện tương đương phía chiều nghịch lưu nguồn Z 4.1 Điều khiển điện tử công suất cho hệ phát điện sức gió 4.2 Công suất turbine gió Theo [56, 57,58, 59] công suất turbine xác định sau: Trong chế độ làm việc nối lưới, cấu trúc điều khiển phải đảm bảo điện áp tụ (C1&C2) số, điều khiển dòng công suất trao đổi lên lưới với lượng đặt công suất đưa đến từ điều khiển cấp như: PLC, SCADA có khả điều khiển HSCS Hình 4.5 Pw = ρπ Rt2 v 3C p (β , λ ) (4.1) 4.3 Thiết kế tổ hợp điều khiển nghịch lưu nguồn Z cho hệ phát điện sức gió u dc iL cosϕ uC uC* isd* P* u sd u sq sin ϕ * dq αβ uC u sα u sβ isq* sin ϕ cosϕ isd isq end dq abc θ enq Hình 4.5 Cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z hệ phát điện sức gió làm việc nối lưới Trong chế độ làm việc chế độ độc lập, mạch vòng điều khiển công suất HCSC thay mạch vòng điều khiển ổn định điện áp đầu cấp cho tải (sau mạch lọc LfCf) Để đảm bảo cân lượng nguồn tải, cần thiết có hệ thống tải giả (Dump load) – điều khiển khâu ĐK tải giả mang đặc điểm rơle hai vị trí, cho giá trị lớn điện áp đỉnh đặt vào nhánh van mạch nghịch lưu phép dao động phạm vị 880V ÷ 900V Hình 4.6 Giá trị điện áp đỉnh đặt vào mạch nghịch lưu đo gián tiếp thông qua điện áp sơ cấp đặt vào NLNZ udc điện áp tụ (C1&C2) uC theo(2.44) [...]... backstepping có ưu điểm khi áp dụng cho bài toán thích nghi tham số (mục 3.3.3.2) 4 THIẾT KẾ CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN NGHỊCH LƯU NGUỒN Z CHO HỆ PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ Trên cơ sở mô hình toán học và điều chế vector không gian cho nghịch lưu nguồn Z đã được xây dựng mục 2 Nội dung mục này thiết kế cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z ứng dụng cho hệ phát điện sức gió sử dụng máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cửu,... chế độ làm việc nối lưới, cấu trúc điều khiển phải đảm bảo điện áp trên tụ (C1&C2) bằng hằng số, điều khiển dòng công suất trao đổi lên lưới với lượng đặt công suất được đưa đến từ bộ điều khiển cấp trên như: PLC, SCADA và có khả năng điều khiển HSCS như trên Hình 4.5 Pw = 1 ρπ Rt2 v 3C p (β , λ ) 2 (4.1) 4.3 Thiết kế tổ hợp điều khiển nghịch lưu nguồn Z cho hệ phát điện sức gió u dc iL cosϕ uC uC* isd*... abc θ enq Hình 4.5 Cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z hệ phát điện sức gió làm việc nối lưới Trong chế độ làm việc ở chế độ độc lập, mạch vòng điều khiển công suất và HCSC được thay thế bằng mạch vòng điều khiển ổn định điện áp đầu ra cấp cho tải (sau mạch lọc LfCf) Để đảm bảo cân bằng năng lượng giữa nguồn và tải, cần thiết có hệ thống tải giả (Dump load) – được điều khiển bằng khâu ĐK tải giả... thứ hai của hệ phương trình (4.4) Do đó, tác giả sẽ vận dụng phương pháp backstepping thiết kế bộ điều chỉnh cho mạch vòng phía một chiều NLNZ với luật điều khiển được xác định là đạo hàm dɺ Điện áp trung bình trên tụ (C1&C2) sẽ được điều khiển gián tiếp bằng dòng điện trung bình chảy qua cuộn cảm (L1&L2) Mục tiêu điều khiển cho x1 bám theo dòng điện iL* Trong đó, yêu cầu lượng đặt dòng điện i có ràng... 0.45 -400 0.2 0.5 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 f Điện áp và dòng điện c Dòng điện ra PV c Dòng điện (L1&L2) Hình 3.14 Kết quả mô phỏng khi mật độ ánh sáng thay đổi θ utd dq utq abc 3.4.2.2 Kết quả mô phỏng theo phương pháp TTHCX 800 350 40 30 700 Hình 4.6 Cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z hệ phát điện sức gió làm việc độc lập ) Trong đó x2 coi là “biến điều khiển ảo’’ của phương trình thứ nhất và mô... với lưới hoặc điện áp trên tải ổn định khi làm việc độc lập, tương ứng với tốc độ gió khác nhau dưới định mức Trong đó, mạch vòng phía một chiều được thiết kế theo phương pháp backstepping để giữ điện áp trên tụ (C1&C2) bằng hằng số, kể cả trong trường hợp không biết chính xác tham số tải mạch điện tương đương phía một chiều nghịch lưu nguồn Z 4.1 Điều khiển điện tử công suất cho hệ phát điện sức gió... phía xoay chiều với bộ điều chỉnh dòng điện kiểu deadbeat kế thừa từ NLNA và bộ điều chỉnh điện áp trên tụ (C1&C2) nguồn Z bám theo giá trị đặt, đảm bảo điều kiện nối lưới của NLNZ Về mặt lý thuyết và kết quả mô phỏng đều cho thấy chất lượng điều khiển theo phương pháp tuyến tính hóa chính xác tốt hơn phương pháp backstepping, khi biết chính xác tham số LC để đưa vào luật điều khiển Tuy nhiên, phương... thiết kế được cấu trúc điều khiển NLNZ nối lưới cho pin mặt trời Trong đó, mạch vòng phía một chiều được thiết kế theo hai phương pháp backstepping và phương pháp tuyến tính hóa chính xác kết hợp bộ điều khiển tuyến tính, đảm bảo điện áp sơ cấp đặt vào NLNZ cũng chính là điện áp đầu ra pin mặt trời bám theo giá trị tính toán từ khối MPPT để công suất đưa ra là lớn nhất trong các điều kiện làm việc của... (Dump load) – được điều khiển bằng khâu ĐK tải giả mang đặc điểm rơle hai vị trí, sao cho giá trị lớn nhất điện áp đỉnh đặt vào nhánh van mạch nghịch lưu được phép dao động trong phạm vị 880V ÷ 900V như Hình 4.6 Giá trị điện áp đỉnh đặt vào mạch nghịch lưu được đo gián tiếp thông qua điện áp sơ cấp đặt vào NLNZ udc và điện áp trên tụ (C1&C2) là uC theo(2.44) ... lượng đặt dòng điện i có ràng buộc bị giới hạn, khả vi cấp 2 bằng bậc của hệ (4.4) và phải là nghiệm của hệ (4.4) * L iS (A ) U c (V ) 0 400 (4.4) -20 300 200 0.2 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 0.5 200 0.2 -30 0.25 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 0.5 -40 0.2 0.25 b Điện áp trên tụ C1&C2 a Điện áp ra PV 0.3 0.35 t(s) 0.4 0.45 0.5 e Dòng điện is 50 60 1 45 55 0.9 50 0.8 45 0.7 40 0.6 35 0.5 30 0.4 25 0.3 20 0.2 ... 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện Hình 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện 1.2 Vai trò thiết bị biến đổi điện tử công suất cho hệ phát điện phân tán 1.3 Giới thiệu nghịch lưu. .. 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện Hình 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện 1.2 Vai trò thiết bị biến đổi điện tử công suất cho hệ phát điện phân tán 1.3 Giới thiệu nghịch lưu. .. 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện Hình 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia mạng điện 1.2 Vai trò thiết bị biến đổi điện tử công suất cho hệ phát điện phân tán 1.3 Giới thiệu nghịch lưu