BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -  PHẠM THỊ LAN HƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG ðIỀU KHIỂN ỔN ðỊNH ðIỆN ÁP MÁY PHÁT ðIỆN SỨC GIÓ CÔNG SUẤT NHỎ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -  PHẠM THỊ LAN HƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG ðIỀU KHIỂN ỔN ðỊNH ðIỆN ÁP MÁY PHÁT ðIỆN SỨC GIĨ CƠNG SUẤT NHỎ CHUN NGÀNH : KỸ THUẬT ðIỆN Mà SỐ : 60.52.02.02 NGƯỜI HƯỚNG DẪN : PGS.TS TRẦN MẠNH HÙNG HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan, Luận văn “Nghiên cứu giải pháp cơng nghệ ứng dụng điều khiển ổn định điện áp máy phát điện sức gió cơng suất nhỏ” thực hồn thành q trình khóa học tập, nghiên cứu làm việc Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội Viện Cơ điện nơng nghiệp Cơng nghệ sau thu hoạch, đồng thời hướng dẫn khoa học PGS TS Trần Mạnh Hùng Trưởng Phòng Thí nghiệm Cơ điện VILAS019 thuộc Viện Cơ điện nơng nghiệp Cơng nghệ sau thu hoạch Tơi xin cam đoan: Luận văn thực thời gian từ 2012 ñến 2014 Các số liệu sử dụng thuyết minh, kết phân tích tính tốn tìm hiểu qua tài liệu Kết công bố luận văn trung thực, có nguồn trích dẫn chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Hà Nội, ngày Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật tháng năm 2014 Page i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn với đề tài: “Nghiên cứu giải pháp cơng nghệ ứng dụng ñiều khiển ổn ñịnh ñiện áp máy phát điện sức gió cơng suất nhỏ”, đến luận văn tơi hồn thành với cố gắng học hỏi, nghiên cứu thân giúp ñỡ thầy, giáo đồng nghiệp Trường ðH Nông nghiệp Hà Nội Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Trần Mạnh Hùng hướng dẫn tận tình, truyền đạt nhiều kiến thức kinh nghiệm chuyên ngành quý báu giúp tơi hồn thành Luận văn ðồng thời tơi xin cảm ơn giúp ñỡ tạo ñiều kiện Nhà trường, Khoa Cơ điện – Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội, ý kiến đóng góp bổ ích Thầy Cơ giáo, đồng nghiệp Bộ mơn Tự động hóa & Bộ mơn Hệ thống điện suốt q trình thực hồn thiện Luận văn cao học Tuy cố gắng, Bản luận văn khơng tránh khỏi có thiếu sót khiếm khuyết Tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy giáo, đồng nghiệp để hồn thiện nâng cao chất lượng Luận văn hướng nghiên cứu sau Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Học viên Phạm Thị Lan Hương Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page ii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH, ðỒ THỊ ix PHẦN NÓI ðẦU 1 Tính cấp thiết ñề tài Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Cấu trúc luận văn Chương - TỔNG QUAN 1.1 Khái quát chung 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng điện sức gió giới 1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng điện sức gió Việt Nam 1.3.1 Tiềm năng lượng gió Việt Nam 1.3.2 Hiện trạng nghiên cứu, ứng dụng ñiện sức gió Việt Nam 10 1.4 Cơng nghệ hệ thống máy phát điện sức gió 11 1.5 Khái quát ổn ñịnh ñiện áp 21 1.6 Kết luận chương 22 Chương - PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 24 2.1 Phương pháp nghiên cứu 24 2.2 Phương tiện nghiên cứu 24 Chương - CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 27 3.1 Khái quát chung 27 3.1.1 Công suất hệ thống máy phát điện sức gió 28 3.1.2 ðiều khiển tuabin gió 28 3.1.3 Máy phát ñiện từ trở thay ñổi SRG phương pháp ñiều khiển 30 3.1.3.1 Cấu tạo máy phát ñiện từ trở thay ñổi SRG 30 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page iii 3.1.3.2 Nguyên lý làm việc máy phát SRG 31 3.1.3.3 Phương pháp ñiều khiển máy phát ñiện SRG 32 3.1.4 Bộ biến ñổi công suất 33 3.1.5 Bộ ñiều khiển 35 3.1.6 Bộ cảm biến dòng điện cảm biến vị trí 36 3.2 Thiết lập mơ hình mơ tốc ñộ gió 36 3.2.1 Luồng gió ổn định 36 3.2.2 Luồng gió thay đổi đột ngột (gió giật) 37 3.2.3 Luồng gió thay ñổi từ từ 37 3.2.4 Luồng gió đổi ngẫu nhiên 38 3.2.5 Mơ hình tốn học mơ tốc ñộ gió 38 3.3 Thiết lập mơ hình mơ động học tuabin gió 39 3.4 Thiết lập mơ hình mơ máy phát từ trở thay ñổi 41 3.4.1 Phân tích mơ hình tốn học tuyến tính SRG 41 3.4.1.1 Quan hệ L - θ 42 3.4.1.2 Phương trình dòng ñiện i(θ) máy phát SRG 43 3.4.1.3 Phương trình điện áp pha 45 3.4.1.4 Phương trình mơ men điện từ 46 3.4.2 Mơ hình mơ SRG 46 3.5 Thiết lập mơ hình mơ hệ thống phát điện gió mạch hở sử dụng máy phát SRG 51 3.6 Mơ hình mơ hệ thống phát điện gió mạch kín sử dụng máy phát từ trở thay ñổi 52 3.6.1 Bộ nghịch lưu hệ thống phát điện gió độc lập sử dụng máy phát từ trở thay ñổi 52 3.6.1.1 Mơ hình tốn học tĩnh nghịch lưu điện áp 53 3.6.1.2 Mô hình tốn học nghịch lưu hệ tọa độ αβ tĩnh 57 3.6.1.3 Mơ hình tốn học nghịch lưu hệ tọa độ dq quay 60 3.6.1.4 ðiều chế ñộ rộng xung vector không gian 62 3.6.1.5 Mơ hình mơ nghịch lưu hệ thống máy phát điện sức gió thay ñổi từ trở 65 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page iv 3.6.2 Mơ hình mơ mạch kín hệ thống máy phát điện sức gió từ trở thay đổi 65 3.7 ðiều khiển cơng suất phản kháng hệ thống ñiện 66 3.7.1 Bù dọc 66 3.7.2 Bù ngang 69 Chương - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 71 4.1 Kết mô tốc độ gió 71 4.2 Kết mô máy phát SRG 72 4.2.1 Trường hợp máy phát chạy không tải 72 4.2.2 Trường hợp phụ tải thay ñổi tốc ñộ quay máy phát khơng đổi 72 4.3 Kết mơ điện áp phát hệ thống phát ñiện gió mạch hở tốc ñộ gió khác 73 4.4 Kết mô ñiện áp phát hệ thống phát ñiện gió mạch kín 74 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 77 I Kết luận 77 II Hướng phát triển 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC 82 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt AC APC BJT CCC CO2 DC Alternating Current Automatic phase Control bipolar junction transistor Chopped Current Control Carbon dioxide Direct Current DFIG Doubly Fed Induction Generator DSP EESG EU EVN EWEA Digital signal processing Electrically Excited Sychrous Generator European Union VietNam Electricity European Wind Energy Association Flexible Alternating Current Transmission System Gross Domestic Product Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit GATE TURN – OFF SWITCH FACTS GDP GIZ GTO Tiếng Anh Tiếng Việt ðiện xoay chiều ðiều khiển pha tự ñộng Tranzito lưỡng cực nối ðiều khiển dòng điện cắt Khí CO2 ðiện chiều Máy phát điện khơng đồng kích từ kép Xử lý tín hiệu số Máy phát điện đồng tự kích Châu Âu Tập đồn ðiện lực Việt Nam Tổ chức lượng gió Châu Âu Hệ thống truyền tải ñiện xoay chiều linh hoạt Tổng sản phẩm quốc nội Dự án hợp tác Phát triển ðức Linh kiện có lớp bán dẫn PNPN đơn vị đo cơng suất P hệ đo W Watt lường quốc tế GW Gigawat Watt × 109 W HVG High Voltage Generator Máy phát ñiện cao áp Hz Hertz ðơn vị ño tần số IEA International Energy Agency Cơ quan lượng quốc tế IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor Transistor có cực điều khiển cách ly KHCN Khoa học cơng nghệ kWh KiloWatt hour 103 Wh MoIT Ministry of Industry and Trade Bộ Công thương Metal-Oxide Semiconductor Field- Transistor hiệu ứng trường Oxit MOSFET Effect Transistor Kim loại - Bán dẫn MPPT Maximum Power Point Tracking ðiều khiển bám sát cơng suất cực đại MW Mega Watt × 106 W NOx Nitric oxide Khí NO, NO2 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page vi OLTC PMSG PWM REVN rpm SCIG SO2 SRG SVPWM TFG THD TNHH TWh USD WB WRIG On Lap Tap Changer Thiết bị thay ñổi tải Permanent Magnet Synchronuos Máy phát ñiện ñồng từ trường Generator vĩnh cửu Pulse Width modulation ðiều khiển ñộ rộng xung Vietnam Renewable Energy Joint Công ty Cổ phần Năng lượng Tái Stock Company tạo Việt Nam Revolutions per minute Vòng/phút Máy phát điện khơng đồng lồng Squirrel Cage Induction Generator sóc Sulfur dioxide Lưu huỳnh điơxit Switched Relutance Generator Máy phát ñiện từ trở thay ñổi ðiều chế ñộ rộng xung vector Space Vector Pulse Width Modulation không gian Transverse Flux Generator Máy phát ñiện từ ngang Total Hamonics Distortion Tổng độ méo dạng sóng hài Trách nhiệm hữu hạn TeraWatt-hours 1012 Wh United States dollar ðồng la Mỹ World Bank Ngân hàng Thế giới Máy phát ñiện không ñồng kiểu Wound Rotor Induction Generator dây quấn Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 - Phân loại nguồn lượng theo tốc độ gió độ cao 65m Bảng 1.2 - Số liệu tốc độ gió ñộ cao 65 m theo nguồn EVN WB Bảng 1.3 - Tiềm năng lượng gió độ cao 80m Bảng 1.4 - ðặc trưng công nghệ hệ thống máy phát điện sức gió 15 Bảng 3.1 - Thông số máy phát SRG pha 6/4 cực 750 W 46 Bảng 3.2 - Bảng trạng thái giá trị ñiện áp pha chuyển ñổi 63 Bảng 4.1 - Thông số mô thay đổi tốc độ gió 71 Bảng 4.2 – Tiêu chuẩn THD theo cấp ñiện áp 76 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page viii Công suất phản kháng bơm vào tụ ñiện ñể ñiều chỉnh ñiện áp ñiểm ñường dây truyền tải tính sau: QC = V2 δ (1 − cos ) XL (3.65) Từ ñường cong cơng suất – góc thể hình 3.34c, cơng suất truyền tải gia tăng đáng kể ñiều chỉnh dịch chuyển từ δ = 900 ñến δ = 1800 Hình 3.34 - Hệ thống truyền tải có bù ngang a) Mơ hình đơn giản; b) Giản đồ pha c) ðường cong cơng suất - góc Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 70 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi CHƯƠNG - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 4.1 Kết mô tốc độ gió Dựa vào mơ hình mơ tốc độ gió thiết lập chương (hình 3.6), với thông số mô (bảng 4.1) sau: tốc độ gió 4m/s; sau 3s xuất trận gió có tốc độ cực đại 4m/s trì khoảng thời gian từ 3s ñến 6s; bắt ñầu từ giây thứ tốc ñộ gió bắt đầu tăng tốc với giá trị tăng cực ñại 2m/s; ñể thể ñặc tính thay ñổi (dao động) ngẫu nhiên tốc độ gió ta dùng Band-Limited White Noise Matlab/Simulink Bảng 4.1 - Thông số mơ thay đổi tốc độ gió Thời ñiểm bắt Thời TT ñầu (tức gian giây thứ mấy) trì, s Tình trạng gió Gió thổi ổn định tốc độ m/s 3 Xuất gió mạnh, tốc độ gió dao ñộng từ (4 – 8) m/s Gió thổi ổn ñịnh tốc ñộ m/s Gió mạnh dần lên tới tốc độ m/s 12 >3 Gió thổi ổn định tốc độ m/s Với thời gian mô 15s, kết mơ tốc độ gió tổ hợp thể hình 4.1 Toc gio (m/s) 3 12 15 Thoi gian (s) Hình 4.1 - Kết mơ tổ hợp tốc độ gió Kết mơ thể hình 4.1 khẳng định mơ hình mơ tốc độ gió mà luận văn thiết lập chương thỏa mãn ñược yêu cầu ñặt ra, phản ánh ñúng tính chất thường xuyên thay ñổi tốc ñộ gió thực tế Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 71 4.2 Kết mô máy phát SRG Dựa vào mơ hình mơ máy phát SR thiết lập chương (hình 3.14), với thông số thiết lập mô sau: ñiện áp thiết lập US = 100V, góc mở góc đóng biến đổi cơng suất θon = 35o θoff = 63o,ñiện dung C = 0,4mF 4.2.1 Trường hợp máy phát chạy không tải Khi máy phát chạy khơng tải có tốc độ quay máy phát thay ñổi tương ứng với trường hợp n = 1000 vòng/phút, n = 2000 vòng/phút n =3000 vòng/phút, kết mơ điện áp phát máy phát SRG thể hình 4.2 500 n=3000r/min 450 400 n=2000r/min Dien ap (V) 350 300 n=1000r/min 250 200 150 100 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi gian (s) Hình 4.2 - Dạng điện áp máy phát SRG khơng tải tốc độ quay khác Kết mơ cho thấy, tốc ñộ quay máy phát giá trị n = 1000 vòng/phút, n = 2000 vòng/phút n = 3000 vòng/phút điện áp phát máy phát ổn ñịnh với giá trị xấp xỉ 255V, 355V 450V Tuy nhiên ta thấy độ nhấp nhơ (vân sóng điện áp) lớn 4.2.2 Trường hợp phụ tải thay đổi tốc độ quay máy phát khơng đổi Khi thay ñổi phụ tải giữ nguyên tốc ñộ quay máy phát n = 2000 vòng/phút, kết mơ thể hình 4.3 Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 72 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi 400 Khong tai 350 R=1000Ω Dien ap (V) 300 R=500Ω 250 200 150 100 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi gian (s) Hình 4.3- Dạng sóng điện áp máy phát SRG thay đổi tải tốc độ quay 2000 vòng/phút Kết mơ cho thấy có tải điện áp phát máy phát có giá trị nhỏ khơng tải điều kiện tăng tải điện áp phát máy phát lại giảm Từ kết mô hai trường hợp: thay ñổi tốc ñộ quay thay ñổi tải máy phát khẳng định mơ hình mơ mà luận văn ñã thiết lập ñã thể ñầy ñủ tính chất máy phát ðiện áp phát máy phát chưa có điều khiển thay đổi thay thay ñổi tốc ñộ quay thay ñổi tải máy 4.3 Kết mô ñiện áp phát hệ thống phát điện gió mạch hở tốc độ gió khác Dựa vào mơ hình mơ hệ thống phát điện gió mạch hở sử dụng máy phát SRG ñã thiết lập chương (hình 3.19), với thơng số thiết lập mơ sau: điện áp thiết lập Us =100V, góc mở góc đóng biến đổi cơng suất θon = 35o θoff = 63o,ñiện dung C = 0,4mF.Khi hệ thống chạy khơng tải có tốc độ gió thay đổi tương ứng với trường hợp v = 3m/s, v = 5m/s v = 8m/s ta có dạng sóng điện áp phát đầu hệ thống thể hình 4.4 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 73 500 v=8m/s 450 400 v=5m/s Dien ap (V) 350 300 v=3m/s 250 200 150 100 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Thoi gian (s) Hình 4.4 - Dạng sóng điện áp phát hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát SRG chế độ khơng tải tốc độ gió thay ñổi Kết mô cho thấy: tốc ñộ gió v = 3m/s, v = 5m/s, v = 8m/s điện áp phát hệ thống ñiện áp chiều ổn ñịnh giá trị khoảng 235V, 340V, 474V Như tốc độ gió thay đổi, chế độ khơng tải ñiện áp ñầu máy phát ổn ñịnh giá trị khác ðiều phản ánh tính chất hệ thống không phù hợp với thực tế phụ tải điện ln làm việc giá trị ñiện áp ổn ñịnh, tương ñương với giá trị ñịnh mức Hay nói cách khác, để hệ thống có tác dụng cung cấp ñiện cho phụ tải ñiện cụ thể thực tế cần phải có biện pháp điều chỉnh điện áp khơng đổi q trình làm việc tốc độ gió thay đổi 4.4 Kết mơ điện áp phát hệ thống phát điện gió mạch kín Dựa vào mơ hình mơ hệ thống phát điện gió mạch kín sử dụng máy phát SRG thiết lập chương (hình 3.28), với thơng số thiết lập mơ sau: điện áp thiết lập Us =100V, góc mở góc đóng biến ñổi công suất θon = 35o θoff = 63o,ñiện dung C = 0,4mF.Khi hệ thống chạy khơng tải có tốc độ gió v = 5m/s ta có dạng sóng điện áp phát đầu hệ thống thể hình 4.5 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 74 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Hình 4.5 - Dạng sóng điện áp pha hệ thống Hình 4.6 - Dạng sóng điện áp dây hệ thống Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 75 Hình 4.7 - Dạng sóng hệ số THD hệ thống Từ hình 4.5, hình 4.6, hình 4.7 cho thấy vận tốc gió υ = 5m/s , điện áp pha hệ thống có dạng hình sin ổn định mức 220V, hệ thống ñiện áp dây hệ thống Vab ổn ñịnh mức 380V hệ thống sau 0,15s có hệ số méo THD ≈ 4% Kết hợp với mơ hình mơ mạch kín hệ thống phát điện sức gió sử dụng máy phát từ trở thay đổi (hình 3.30) ta thu kết mơ hình 4.5, hình 4.6, hình 4.7 nhận thấy điện áp ñầu hệ thống ñã ổn ñịnh gần ñúng với giá trị ñịnh mức với hệ số méo dạng sóng tồn phần THD nhỏ Theo [29], tiêu chuẩn tổng ñộ méo dạng sóng hài theo cấp ñiện áp ñược thể bảng 4.2 Bảng 4.2 – Tiêu chuẩn THD theo cấp ñiện áp Cấp ñiện áp, kV Tổng độ méo dạng sóng hài – THD, % ≤ 69 5,0 69,001 ÷161 2,5 ≥ 161,001 1,5 Với hệ số THD mơ hình 4% cấp ñiện áp 220/380V ñã thỏa mãn yêu cầu ñặt theo tiêu chuẩn IEEE 519 (bảng 4.2) Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 76 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ I Kết luận Trên sở kết nghiên cứu phân tích trên, rút ñược số kết luận sau: Giai ñoạn từ 1996 đến 2012, cơng suất lắp đặt phát điện sức gió giới tăng nhanh, đặc biệt từ 2008 đến 2012 tăng gấp gần 2,5 lần, bình qn năm tăng 40 GW cơng suất lắp đặt - tương đương (20 ÷ 30) % năm Năm 2012, tồn giới ước tính khai thác sử dụng lượng điện sức gió 500TWh, chiếm khoảng 3% lượng điện tiêu thụ tồn cầu Cơng suất máy phát điện sức gió tăng nhanh từ vài chục kW năm 1980 lên 20 MW năm 2012 So với nước Lào, Campuchia Thai Lan, Việt Nam có tiềm gió lớn Diện tích có vận tốc gió 6-8 m/s chiếm gần 40% vận tốc gió m/s chiếm khoảng 60% diện tích nước Ước tính Việt Nam tạo nguồn điện sức gió tương đương với nhà máy cơng suất 2,715 GW Tuy nhiên, vận tốc gió thấp m/s khơng hồn tồn phù hợp máy phát điện sưc gió cơng suất lớn, si thể khai thác ñể ñầu tư xây dựng hệ thống phát điện sức gió phân tác cơng suất nhỏ đên vài trăm kW, đòi hỏi vốn đầu tư khơng q lớn Luận văn ñã xây dựng sở lý thuyết, thực tiễn thiết lập mơ hình mơ mạch hở ổn ñịnh ñiện áp trực tiếp ñầu mạch kín ổn định điện áp đầu đồng với lưới ñiện xoay chiều phụ thuộc vào tốc độ gió, chu kỳ kích thích điện cảm L(θ) v.v hệ thống máy phát điện sức gió kiểu từ trở SRG, sử dụng biến ñổi ñiện áp từ DC/AC, khảo sát phần mềm Matlab/Simulink với trợ giúp máy tính Kết mơ máy phát SRG chạy không tải tốc ñộ quay máy phát thay ñổi n = 1000 vòng/phút, 2000 vòng/phút, 3000 vòng/phút điện áp đầu máy phát thay ñổi tăng dần ổn ñịnh giá trị 255V, 355V, 450V Trong trường hợp phụ tải thay ñổi tốc ñộ quay máy phát khơng đổi điện áp đầu máy phát thay đổi giá trị (chẳng hạn, khơng tải ổn ñịnh mức ñiện áp 350VDC, tải 1000 Ω điện áp ổn định mức 300VDC) Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 77 Kết mô hệ thống điện sức gió sử dụng máy phát SRG chế độ mạch kín có dạng sóng điện áp đầu hình sin ổn định mức ñiện áp 220/380 VAC sau 0,15s có hệ số THD = 4% thỏa mãn tiêu chuẩn tổng ñộ méo dạng sóng hài IEEE Bộ biến đổi điện áp với phương pháp SVPWM chuyển ñiện áp từ chiều sang xoay chiều ñã ñáp ứng ñược yêu cầu ñầu Luận văn ñã ñề xuất giải pháp bù cơng suất phản kháng để ổn định điện áp ñầu kết hợp hệ thống máy phát ñiện sức gió với tồn hệ thống II Hướng phát triển Hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát kiểu ñóng cắt từ trở ñang ñược nhiều nước quan tâm nghiên cứu, nhiên Việt Nam cơng trình cơng bố nội dung chưa nhiều nên nội dung mà đề tài đề cập góp phần thúc đẩy q trình nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu ứng dụng lượng gió thực tế Việt Nam Tuy nhiên nội dung ñề tài ñề cập ñến việc ñiều khiển ổn ñịnh ñiện áp phát chiều, ñiều khiển ổn ñịnh ñiện áp phát xoay chiều hệ thống máy phát ñiện sức gió sử dụng máy phát từ trở thay ñổi máy phát ñứng ñộc lập, nhiều nội dung mà ñề tài ñiều kiện thời gian có hạn nên chưa đề cập đến như: ðiều khiển ñánh giá làm việc hệ thống máy phát kết hợp hệ thống máy phát ñiện sức gió với hệ thống điện, điều khiển bám sát cơng suất cực đại, điều khiển hệ thống hòa mạng; thay ñổi thiết bị ñiện tử bán dẫn MOSFET, IGBT, GTO, Thyristor hình 3.30… hy vọng nội dung thời gian tới ñược tiếp tục nghiên cứu hồn thiện Học viện Nơng nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 78 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S.Chakraborty et al, Power Electronics for Renewable and Distributed Enery System.: A Source book of Topologies, Control and Integertion, 2013 [2] Vũ Chi Mai, Angelika Wassielke, Phan Thanh Tùng,.: Dự án Năng lượng gió GIZ, 2012 [3] Viện Năng lượng IE, "Quy hoạch tổng thể phát triển lượng giai ñoạn 2006 2015 có xét ñến 2025," Viện Năng lượng (IE), 2006 [4] Tập đồn điện lực Việt Nam EVN, Tổng sơ đồ điện khí hóa nơng thơn Việt Nam [5] (2013) Renewable Energy Policy Network for the 21st century [Online] www.ren21.net [6] (2013) Global Wind Energy Council [Online] www.gwec.net [7] P.M Pardalos et al, Hand Book of Wind Power Systems., 2013 [8] Klaus Rave Steve Sawyer, "Global Wind Report Annual market update 2012," Global Wind Energy Council (GWEC), Annual market update 2012 2013 [9] True Wind Solution, Bản ñồ tài ngun gió cho khu vực ðơng Nam Á New York: LLC, 2000 [10] ATS Truepower, "Wind resouce atlast of Vietnam," 463 New Karner Road, Albany, New York 12205, 2011 [11] Dự án lượng gió GIZ/MoiT,., 04/2011 [12] M H Ali, Wind Energy Systems - Solutions for Power Quality and Stabilization.: CRC Press, 2012 [13] R.L.Busby, Wind power the industry grows up., 2012 [14] WuBei, "Nghiên cứu thiết kế hệ thống ñiều khiển mờ ñiều khiển máy phát hệ thống phong ñiện sử dụng máy phát SRG," ðH Hà Hải, Nam Kinh, Trung Quốc, Luận văn thạc sỹ (bản tiếng Trung) 2010 [15] Wang Honghua, Kỹ thuật ñiều khiển tốc ñộ ñộng SRM Bắc Kinh, Trung Quốc: NXB Cơng nghiệp Cơ khí Bắc Kinh, 1995 [16] M.A Pai and V Ajjarapu,.: Recent Advances in Control and Management of Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 79 Energy Systems, Interline Publishing, Bangalore, 1993, pp pp 189 - 218 [17] K R Padiyar, Power system Dynamics - Stability and Control, 2nd ed Bangalore, India: Indian Institute of Science, , 2008 [18] Datta R and Ranganathan V T.,.: IEEE Transaction on Energy Conversion, 18, 2003, pp pp 163 - 168 [19] Patel M.R.,.: CRC Press, 1999 [20] Molenaar D.P., "Cost-effective Design and Operation of Variable Speed Wind Turbines," Delft University Press, PhD thesis 2003 [21] De Battista H., and Mantz R.J Bianchi F.F., Wind Turbine Control Systems Principles, Modelling and Gain Scheduling Design.: Springer, 2006 [22] Siguerdidjane H Boukhezzar B.,.: Energy Conversion and Management, 50, 2009, pp pp 885 - 892 [23] Nguyễn Phùng Quang, "ðộng từ kháng triển vọng ứng dụng hệ thống Mechatronics," 2002 [24] Nguyễn Xuân Trường, "Nghiên cứu ñiều khiển hệ thống phát điện gió sử dụng máy phát SRG dựa ñiều khiển mờ," ðH Hà Hải, Nam Kinh, Trung Quốc, Luận văn Tiến sỹ (bản tiếng Trung) 2012 [25] ðỗ Hữu Duật, "Nghiên cứu ñiều khiển ñiện áp máy phát ñiện ñóng cắt kháng từ sử dụng lượng gió dựa ñiều khiển mờ," Hà Nội, Luận văn thạc sỹ 2013 [26] Ngơ Hữu Tình, Lê Tấn Hùng, Nguyễn Thị Lan Hương, Phạm Thị Ngọc Yến, Cơ sở Matlab ứng dụng.: NXB Khoa học Kỹ thuật [27] Nguyễn Phùng Quang, Matlab Simulink dành cho kỹ sư ñiều khiển tự ñộng.: NXB Khoa học Kỹ thuật, 2004 [28] Honghua Wang, Nguyen Viet Ngu, Nguyen Xuan Truong, "Research on fuzzy PI control for switched reluctance wind power inverter with SVPWM," Namjing, China, 2011 [29] Daniel J Carnovale Thomas Blooming, "Application of IEEE Std 519-1992 Harmonic Limits," 2007 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 80 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 81 PHỤ LỤC Phụ lục - Cơng suất lắp đặt máy phát điện sức gió theo khu vực giới Khu vực tên Quốc gia - 52 52 Egypt 550 - 550 Morocco 291 - 291 Iran 91 - 91 Cape Verde 24 - 24 Các nước khác 23 - 23 1,033 102 1,135 Trung Quốc 62,364 12,960 75,324 Ấn ðộ 16,084 2,336 18,421 Nhật Bản 2,536 88 2,614 ðài Loan 564 - 564 Hàn Quốc 407 76 483 50 56 109 - 109 82,070 15,510 97,570 ðức 29,071 2,415 31,308 Tây Ban Nha 21,674 1,122 22,796 UK 6,556 1,897 8,445 Italy 6,878 1,273 8,144 Pháp 6,807 757 7,564 Bồ ðào Nha 4,379 145 4,525 ðan Mạch 3,956 217 4,162 Thụy Sỹ 2,899 846 3,745 Ba Lan 1,616 880 2,497 Hà Lan 2,272 119 2,391 Pakistan Các nước khác Tổng cộng Châu Âu năm 2012, MW 104 Tổng cộng Châu Á 2011, MW 50 Ethiopia Trung ðông Tổng cộng cuối Năm 2012, MW 54 Tunisia Châu Phi & ðến hết năm Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 82 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Thổ Nhĩ Kỳ 1,806 506 3,312 982 923 1,905 Hy Lạp 1,634 117 1,749 Ireland 1,614 125 1,738 Austria 1,084 296 1,378 Các nước lại 3,815 1,106 4,922 97,043 12,744 109,581 1,431 1,077 2,508 Argentina 113 54 167 Costa Rica 132 15 147 Nicaragua 62 40 102 Venezuela - 30 30 43 52 Vùng biển Caribe 271 - 271 Các nước khác 229 - 229 2,280 1,225 3,505 46,929 13,124 60,007 Canada 5,265 935 6,200 Mexico 569 801 1,370 52,763 14,860 67,576 2,226 358 2,584 New Zealand 623 - 623 Pacific Islands 12 - 12 2,861 358 3,219 238,050 44,799 282,587 Romania Tổng cộng Brazil Mỹ La Tinh & Vùng Biển Caribe Uruguay Tổng cộng Bắc Mỹ USA Tổng cộng Châu ðại Dương Australia Tổng cộng Tổng cộng toàn giới Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 83 Phụ lục – Phân bố vận n tốc t gió trung bình/năm Việt Nam, xác ñịnh tạại ñộ cao 80 m (Nguồn: (Ngu Ngân Hàng giới năm 2010) Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận Lu văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 84 ... GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -  PHẠM THỊ LAN HƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG ðIỀU KHIỂN ỔN ðỊNH ðIỆN ÁP MÁY PHÁT ðIỆN SỨC GIÓ CÔNG SUẤT NHỎ CHUYÊN... Mục tiêu nghiên cứu - Nắm ñược công nghệ, tiềm năng lượng, ñề xuất giải pháp cơng nghệ ứng dụng điều khiển ổn định điện áp máy phát điện sức gió cơng suất nhỏ, sử dụng hiệu nguồn lượng gió có phục... - Nghiên cứu thông số kết cấu, cơng nghệ, đề xuất giải pháp cơng nghệ ứng dụng ñiều khiển ổn ñịnh ñiện áp máy phát ñiện sức gió cơng suất nhỏ - Xây dựng mơ hình, khảo sát hệ thống ñiều khiển ổn