Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn năng lượng mới và tái tạo (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn năng lượng mới và tái tạo (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn năng lượng mới và tái tạo (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn năng lượng mới và tái tạo (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn năng lượng mới và tái tạo (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn năng lượng mới và tái tạo (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn năng lượng mới và tái tạo (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn năng lượng mới và tái tạo (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn năng lượng mới và tái tạo (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn năng lượng mới và tái tạo (Luận văn thạc sĩ)
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Trương Nhật Tiên NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BIẾN TẦN 4Q CHO HỆ NGUỒN NĂNG LƯỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA THÁI NGUYÊN 2014 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Trương Nhật Tiên NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BIẾN TẦN 4Q CHO HỆ NGUỒN NĂNG LƯỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển Tự động hóa Mã số: 60520216 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA PHỊNG ĐÀO TẠO NGƯỜI HƯỚNG DẪN TS Ngơ Đức Minh TRƯỞNG KHOA ĐIỆN THÁI NGUYÊN – 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi Trương Nhật Tiên, học viên lớp cao học Tự động hoá niên khoá 2011-2013, sau hai năm học tập nghiên cứu, giúp đỡ thầy cô giáo đặc biệt Thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp tôi, Thầy giáo TS Ngô Đức Minh Tơi hồn thành chương trình học tập đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn lượng tái tạo” Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn Thầy giáo TS Ngô Đức Minh sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Thái Nguyên, ngày tháng 10 năm 2014 Học viên Trương Nhật Tiên ii LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, từ cuối kỷ 20 đặc biệt 10 năm trở lại tình hình lượng thay đổi - có số lượng lớn nguồn cung cấp lượng dạng truyền thống thúc đẩy phát triển mạch mẽ riêng nước ta, mà phạm vi tồn cầu Đó dạng nguồn phát điện theo cơng nghệ Ví dụ như: phong điện, điện mặt trời, V.V Chúng khai thác loại hình mạng điện khác nhau: mạng điện cục bộ, mạng phân tán có kết nối với lưới quốc gia, mạng điện thơng minh Trước đây, loại hình mạng điện chưa quan tâm khai thác phát triển, lý đặc tính dạng nguồn có tính chất mềm (siêu mềm), khơng ổn định Tính kinh tế hệ thống thấp, chất lượng điện cung cấp chưa đảm bảo Ngày nay, đứng trước phát triển mặt xã hội, hoạt động sản xuất ngày phong phú, đời sống văn hóa tinh thần người ngày nâng cao dẫn đến đòi hỏi lưới điện vận hành phải đảm bảo tiêu chất lượng điện quy định (mang lại lợi ích cho phía người tiêu dùng), giảm nhỏ tối thiểu tổn thất lượng mạng nâng cao hiệu khai thác hệ thống (mạng lại lợi ích cho phía sản xuất phân phối điện năng) Đặc biệt, bối cảnh giới khuyến khích phát triển nguồn lượng sạch, hệ nguồn phân tán, công suất nhỏ… cần thiết kết hợp với biến đổi kỹ thuật điều khiển đại nhằm phát huy hết công hệ nguồn Xuất phát từ phân tích tác giả mong muốn đóng góp phần nghiên cứu nhằm đảm bảo chất lượng hệ nguồn đồng thời nâng hiệu khai thác điều kiện làm việc thực tế có nhiều thay đổi Mục tiêu ncủa DFIG giảm từ tốc độ đồng (0s - 2.44s) xuống đồng (2.44s – 11.2s) lại tăng lên đồng (11.2s – 20s) Tương ứng, công suất DFIG phát thay đổi theo hình 3.8a,b 94 a) P (MW) 0 10 Time (s) 12 14 16 18 b) Hình Cơng suất phát từ DFIG a) Cơng suất DFIG thay đổi theo tốc độ gió (tốc độ rotor) b) Công suất DFIG thay đổi theo kịch * 20 95 Trên hình 3.9 3.10 cho thấy suốt trình mà tốc độ rotor thay đổi điện áp dòng điện DFIG phát mạch stator đảm bảo sin tuyệt đối Điều có hệ điều khiển biến đổi B2 biến tần 4Q thực U grid (V) -1 2.44 2.46 2.48 2.5 2.52 2.54 Time (s) 2.56 2.58 2.6 2.62 2.6 2.62 Hình Điện áp Stator (điện áp lưới) I stator 0.5 -0.5 2.44 2.46 2.48 2.5 2.52 2.54 Time (s) 2.56 2.58 Hình 10 Dòng điện Stator phát vào lưới 96 Trên hình 3.11a,b cho thấy khoảng thời gian khảo sát, tốc độ rotor thay nên tần số dòng điện mạch rotor phải thay đổi (nguyên lý DFIG) để đảm bảo ổn định tần số cho dòng áp mach stator) Khi rotor quay tốc độ đồng dòng rotor xuy biến thành dòng chiều, điều có thấy thời điểm tốc độ rotor thay đổi qua tốc độ đồng I B2 0.5 -0.5 10 Time (s) 12 14 16 18 20 a) I B2 0.5 -0.5 1.5 2.5 Time (s) 3.5 b) Hình 11 Điều khiển tần số dòng điện rotor thay đổi tốc độ rotor thay đổi a) Dòng điện rotor đổi chiều hai lần theo lịch * b) Dòng điện rotor suy biến thành chiều thời điểm tốc độ đồng 97 Trên hình 3.12, quan sát kỹ thấy tốc độ rotor từ đồng (DFIG phát công suất vào lưới từ hai phía sator rotor) giảm xuống đồng dòng điện phía biến đổi B1 đổi chiều, tương ứng DFIG chuyển chế độ, mạch rotor phát công suất vào lưới sang chế độ nhận lượng từ lưới riêng làm nhiệm vụ cho kích từ Điều thấy rõ hình 3.13 so sánh thấy góc pha dòng điện thay đổi 180 độ góc pha điện áp giữ nguyên I B1 x 10 -3 -2 2.44 2.46 2.48 2.5 2.52 2.54 Time (s) 2.56 2.58 2.6 2.62 Hình 12 Dòng điện pha lưới biến đổi B1 IB1 & Ustator/100 0.01 0.005 -0.005 -0.01 2.35 2.4 2.45 2.5 2.55 Time (s) 2.6 2.65 2.7 Hình 13 Tách riêng pha dòng điện lưới biến đổi B1 98 3.3 Kết luận chương Từ nghiên cứu lý thuyết chương chương 2, nội dung chương xây dựng mơ hình đặc trưng cho nội dung nghiên cứu đề tài lựa chọn mô đại diện cho hệ thống máy phát điện sức gió có tham gia tích cực biến tần 4Q Nghiên cứu tham khảo tài liệu thiết yếu tin cậy cho việc xây dựng cấu trúc mô Kết mô thu cách chọn lọc nhằm làm sáng tỏ khả đặc biệt hệ biến tần 4Q Các biến đổi B1 B2 thực tốt chức giúp cho DFIG phát công suất điều kiện lượng đầu vào (tốc độ gió thay đổi) - Giữ vững tần số hòa lưới hai phía stator rotor - Khi tốc độ rotor đồng bộ, DFIG phát công suất hai phía stator rotor - Khi tốc độ rotor đồng bộ, biến tần 4Q có nhiệm vụ kích từ đồng thời tăng khả phát công suất cho mạch stator DFIC 99 KẾT LUẬN CHUNG Luận văn tập trung nghiên cứu vào lĩnh vực mới, góp tiếng nói đồng tình cho xu phát triển nguồn lượng toàn Cầu nói chung Việt Nam nói riêng Trong đó, hai dạng lượng có tiềm lớn lượng gió lượng Mặt trời có nhiều ưu phát triển tương lai Tuy nhiên, vấn đề phát triển khai thác lượng tái tạo dựa tảng biến đổi điện tử công suất Nội dung trình bày luận văn theo bố cục lô gic theo chương từ tổng quan đến cụ thể cho mơ hình thực tế dạng nguồn điện sử dụng lượng gió lượng Mặt trời Từ sở lý thuyết đến tính tốn mơ kết Matlab-Simulink khẳng định độ tin cậy luận văn Luận văn xem tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành điện học nghiên cứu lĩnh vực lượng tái tạo hay dạng mạng điện phân tán, mạng cục bộ… Được giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn TS Ngơ Đức Minh với giúp đỡ bạn b đồng nghiệp thân tác giả cố gắng hoàn thành luận văn Nhưng trình độ hạn chế, thời gian nghiên cứu chưa nhiều nhiệm vụ luận văn liên quan đến lĩnh vực rộng, nên luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Vì tác giả mong nhận đóng góp thầy, cô, bạn b đồng nghiệp ... Nhật Tiên NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BIẾN TẦN 4Q CHO HỆ NGUỒN NĂNG LƯỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển Tự động hóa Mã số: 60520216 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG... tập đề tài tốt nghiệp Nghiên cứu ứng dụng biến tần 4Q cho hệ nguồn lượng tái tạo Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn Thầy giáo TS Ngô Đức Minh sử dụng tài liệu ghi danh... hình đặc trưng cho nội dung nghiên cứu đề tài lựa chọn mô đại diện cho hệ thống máy phát điện sức gió có tham gia tích cực biến tần 4Q Nghiên cứu tham khảo tài liệu thiết yếu tin cậy cho việc xây