Hệ thống điều khiển máy phát điện gió DFIG tại HCMUTE

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

ABSTRACT

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan chung về năng lượng gió hiện nay

1.2. Tình hình phát triển năng lượng gió ở một số nước

1.3. Nhu cầu sử dụng năng lượng của Việt Nam

1.4. Sự cần thiết phải phát triển điện gió ở Việt Nam

1.5. Những kết quả nghiên cứu trong nước

1.6. Những kết quả nghiên cứu ngoài nước

1.7. Mục tiêu của đề tài

1.8. Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài

1.8.1. Nhiệm vụ của đề tài

1.8.2. Giới hạn đề tài

1.9. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Cấu tạo turbine gió

2.2. Các loại turbine gió

2.3. Cấu tạo hệ thống máy phát điện gió

2.4. Các dạng cột tháp turbine gió

2.5. Cánh quạt và trục cánh quạt

2.6. Động cơ điều chỉnh cánh quạt và điều khiển hướng turbine

2.7. Hộp số chuyển đổi tốc độ và hệ thống điều khiển cánh quạt

2.8. Các thông số liên quan đến máy phát điện dùng trong turbine gió

2.9. Các thông số cơ bản máy điện không đồng bộ

2.10. Đặc tính cơ của máy điện không đồng bộ

2.11. Các công thức cơ bản của máy phát điện gió không đồng bộ

2.12. Mô hình và nguyên lý vận hành của turbine gió

2.13. Mô hình của turbine gió nguồn kép DFIG

2.14. Nguyên lý làm việc của turbine gió

2.15. Phương pháp điều khiển và các mô hình hệ thống turbine gió

2.16. Phương pháp điều khiển hệ thống turbine gió cố định

2.17. Phương pháp điều khiển turbine gió thay đổi tốc độ

2.18. Phương pháp nối lưới cho hệ thống máy phát điện gió

3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN MÁY PHÁT KHÔNG ĐỒNG BỘ NGUỒN KÉP (DFIG)

3.1. Mô hình khối turbine gió

3.2. Biểu diễn các đại lượng pha sang đại lượng vector trong không gian

3.3. Mô hình toán của máy phát điện (DFIG) trong hệ trục tọa độ tĩnh α-β

3.4. Mô hình toán của máy phát điện (DFIG) trong hệ trục tọa độ quay d-q

3.5. Điều khiển công suất DFIG

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÔ HÌNH NỘI VÀ BỘ LỌC IMC

4.1. Thiết kế hệ thống điều khiển máy phát điện gió dùng mô hình nội

4.2. Hệ thống điều khiển tuabin gió dùng DFIG

4.3. Thiết kế giải thuật điều khiển mô hình nội

4.4. Bảng thông số của máy phát

4.5. Thiết kế bộ lọc IMC

4.6. Khảo sát tính bền vững của hệ thống

4.7. Khảo sát ảnh hưởng của bộ lọc IMC

5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

5.1. Kết quả mô phỏng mô hình nội

5.2. Khảo sát tính bền vững của hệ thống

5.2.1. Tính bền vững của hệ thống khi điện trở stato Rs và điện trở rotor Rr thay đổi

5.2.2. Tính bền vững của hệ thống khi điện cảm thay đổi

5.2.3. Tính bền vững của hệ thống khi mômen thay đổi

5.3. Ảnh hưởng của bộ lọc IMC

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN

6.1. Nội dung cơ bản đã thực hiện

6.2. Hướng phát triển đề tài trong tương lai

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Hệ thống điều khiển máy phát điện gió DFIG tại HCMUTE Tổng quan về nghiên cứu

Luận văn Thạc sĩ "Điều khiển máy phát điện gió dùng DFIG" của Đặng Ngọc Toàn tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE) năm 2014 tập trung vào nghiên cứu máy phát điện gió DFIG. Luận văn nghiên cứu hệ thống điều khiển của loại máy phát này, đặc biệt là điều khiển vector nhằm đảm bảo an toàn hệ thống điện và hiệu quả hệ thống điện. Nghiên cứu tập trung vào mô hình hóa máy phát điện gió DFIG và mô phỏng hệ thống điều khiển DFIG sử dụng phần mềm MATLAB Simulink. Nghiên cứu máy phát điện gió là một lĩnh vực quan trọng trong công nghệ điện, đặc biệt trong bối cảnh năng lượng tái tạo và năng lượng gió đang được chú trọng phát triển. Luận văn đóng góp vào việc hiểu biết sâu hơn về điều khiển tốc độ máy phát điện gió và điều khiển công suất máy phát điện gió. Năng lượng gió là nguồn năng lượng tái tạo tiềm năng cho Việt Nam, giải quyết vấn đề thiếu hụt điện và ô nhiễm môi trường. Luận văn đề cập đến các thuật toán điều khiển, phân tích hệ thống điện, và tối ưu hóa hệ thống điện. Nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc phát triển lưới điện thông minh và tích hợp năng lượng tái tạo.

1.1. Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là nghiên cứu điều khiển hệ thống máy phát điện gió dùng DFIG. Luận văn thiết lập mô hình nội điều khiển cho máy phát. Vì stator của máy phát được nối trực tiếp vào lưới điện, điện áp cố định theo điện áp lưới, còn rotor nối qua bộ chuyển đổi AC/DC/AC, nên mục tiêu điều khiển công suất tác dụng và phản kháng stator của DFIG được qui về điều khiển độc lập hai thành phần vector dòng điện stator. Điều này được thực hiện trên hệ tọa độ tham chiếu d-q ở chế độ xác lập. Điều khiển dòng công suất trao đổi giữa stator DFIG và lưới điện được thực hiện bằng mô hình nội, điều khiển độc lập hai thành phần vector dòng stator bằng cách tác động lên điện áp rotor qua bộ chuyển đổi AC/DC/AC. Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc xây dựng mô hình toán của máy phát DFIG, thiết kế hệ thống điều khiển, và mô phỏng bằng MATLAB Simulink. Luận văn cũng phân tích và đánh giá hiệu quả của hệ thống điều khiển. Phương pháp nối lưới cho hệ thống máy phát điện gió cũng được đề cập. Giải thuật điều khiển được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo hiệu quả và ổn định của hệ thống. Việc mô phỏng cho phép kiểm tra và tinh chỉnh các thông số của hệ thống trước khi áp dụng trong thực tế. Kết quả mô phỏng được phân tích để đánh giá hiệu quả của hệ thống điều khiển.

1.2. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Luận văn trình bày kết quả mô phỏng hệ thống điều khiển DFIG sử dụng MATLAB Simulink. Kết quả cho thấy hệ thống điều khiển hoạt động ổn định và hiệu quả trong việc điều chỉnh công suất và tốc độ của máy phát. Luận văn phân tích tính bền vững của hệ thống khi các thông số thay đổi, chẳng hạn như điện trở stator (Rs), điện trở rotor (Rr), và điện cảm. Ảnh hưởng của bộ lọc IMC cũng được khảo sát. Kết quả mô phỏng cung cấp cơ sở để đánh giá hiệu quả của hệ thống điều khiển và tối ưu hóa các thông số. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này nằm ở việc thiết kế và triển khai hệ thống điều khiển cho máy phát điện gió DFIG trong các trạm điện gió. Đây là đóng góp quan trọng cho việc phát triển năng lượng gió tại Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. Nghiên cứu này góp phần nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống điện gió, hướng tới lưới điện thông minh và năng lượng bền vững. Việc sử dụng mô hình nội và MATLAB Simulink làm cho nghiên cứu này có tính ứng dụng cao và dễ dàng được nhân rộng.

Khám Phá Hệ Thống Điều Khiển Máy Phát Điện Gió DFIG Tại HCMUTE