Khảo sát máy phát điện 330 MW làm mát bằng hydro với MATLAB

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM TẠ

TÓM TẮT

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Giới thiệu sơ lược về nhà máy Ô Môn

1.2. Giới thiệu về máy phát điện

1.3. Thông số kỹ thuật máy phát điện 330 MW

1.4. Sơ bộ cấu tạo máy phát điện 330 MW làm mát bằng Hydro

1.5. Hệ thống điều khiển nhà máy

1.6. Đặc tuyến P – Q của máy phát

1.7. Đặt tuyến hình V của máy phát đồng bộ

1.8. Giới thiệu bộ tự động điều chỉnh điện áp

1.9. Hướng nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT, CÁC PHƯƠNG TRÌNH TOÁN HỌC VỀ MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ

2.1. Mô hình máy phát điện đồng bộ

2.2. Sơ đồ tương đương máy phát đồng bộ

2.3. Các phương trình toán học

2.4. Các phương trình mạch stator

2.5. Hỗ cảm các cuộn dây stator

2.6. Hỗ cảm giữa stator và rotor

2.7. Các phương trình mạch rotor

2.8. Phép biến đổi dq0

2.9. Phương trình từ thông stator trong hệ quy chiếu dq0

2.10. Phương trình từ thông rotor trong hệ quy chiếu dq0

2.11. Phương trình điện áp stator trong hệ quy chiếu dq0

2.12. Phương trình công suất và moment

2.13. Phương trình toán học trong hệ đơn vị tương đối

2.14. Các giá trị cơ bản stator

2.15. Phương trình điện áp stator trong hệ đơn vị tương đối

2.16. Phương trình điện áp rotor trong hệ đơn vị tương đối

2.17. Phương trình từ thông stator trong hệ đơn vị tương đối

2.18. Phương trình từ thông rotor trong hệ đơn vị tương đối

2.19. Hệ đơn vị tương đối cho rotor

3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3 PHA BẰNG PHẦN MỀM SIMULINK TRÊN MATLAB

3.1. Biểu thức mô men

3.2. Phương trình chuyển động khối Rotor

3.3. Biểu thức mô men, phương trình chuyển động trong hệ đơn vị tương đối

3.4. Mô phỏng các thông số đầu vào máy phát

3.5. Mô phỏng sơ đồ khối các biến trên trục dq

3.6. Mô phỏng trên trục q

3.7. Mô phỏng trên trục d

3.8. Mô phỏng moment, vận tốc góc và góc lệch pha

3.9. Mô phỏng kết nối tục dq và Rotor máy phát

3.10. Mô phỏng khối sin ; cos

3.11. Mô phỏng khối chuyển đổi dòng điện từ trục dqr sang trục abc

3.12. Mô phỏng khối xuất dữ liệu từ máy phát ra P; Q, I, V

4. CHƯƠNG 4: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH VÀ KẾT QUẢ CHẠY MÔ PHỎNG MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 3 PHA

4.1. Viết chương trình nhập thông số máy phát điện đồng bộ 3 pha

4.2. Viết chương trình chạy mô phỏng và tính toán các thông số máy phát trong đơn vị tương đối

4.3. Kết quả chạy mô phỏng

4.4. Kết quả mô phỏng chế độ vận hành máy phát điện đồng bộ 3 pha với các thông số ở định mức

4.5. Kết quả mô phỏng máy phát vận hành ở chế độ thiếu kích từ

4.6. Kết quả mô phỏng máy phát vận hành ở chế độ quá kích từ

4.7. Kết quả mô phỏng vận hành máy phát ở chế độ mất kích từ

4.8. Kết quả mô phỏng máy phát vận hành ở chế độ điện áp thấp

4.9. Kết quả mô phỏng máy phát vận hành ở chế độ điện áp cao

4.10. Kết quả mô phỏng máy phát vận hành ở chế độ mất công suất thực

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về máy phát điện 330 MW làm mát bằng hydro

Máy phát điện 330 MW làm mát bằng hydro là một trong những thiết bị quan trọng trong hệ thống điện hiện đại. Việc sử dụng hydro làm chất làm mát mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng làm mát hiệu quả và giảm thiểu tổn thất năng lượng. Công nghệ làm mát này không chỉ giúp tăng cường hiệu suất của máy phát điện mà còn góp phần bảo vệ môi trường nhờ vào việc giảm phát thải khí nhà kính. Theo nghiên cứu, máy phát điện 330 MW có khả năng hoạt động ổn định trong nhiều chế độ vận hành khác nhau, từ bình thường đến các tình huống bất thường. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc khảo sát và mô phỏng các chế độ vận hành của máy phát điện này để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành.

1.1. Tình hình phát triển và nhu cầu lắp mới

Trong bối cảnh phát triển kinh tế, nhu cầu về năng lượng ngày càng tăng cao. Việc lắp đặt các nhà máy điện có công suất lớn như máy phát điện 330 MW là cần thiết để đáp ứng nhu cầu này. Các nhà máy điện hiện đại không chỉ cần có công suất lớn mà còn phải đảm bảo hiệu suất cao và thân thiện với môi trường. Việc khảo sát và nghiên cứu các công nghệ mới, đặc biệt là công nghệ làm mát bằng hydro, sẽ giúp nâng cao hiệu quả hoạt động của các nhà máy điện, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

II. Cơ sở lý thuyết và các phương trình mô phỏng

Chương này tập trung vào việc nghiên cứu các mô hình lý thuyết và các phương trình toán học liên quan đến máy phát điện đồng bộ 3 pha. Các phương trình này là cơ sở để thực hiện mô phỏng trong phần mềm MATLAB. Việc hiểu rõ các phương trình này giúp cho việc mô phỏng chính xác hơn, từ đó đưa ra các kết quả đáng tin cậy. Mô hình toán học của máy phát điện đồng bộ 3 pha bao gồm các yếu tố như điện áp lưới, điện áp kích từ và mô men cơ khí tác động lên rotor. Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ ổn định của máy phát điện trong quá trình vận hành.

2.1. Các phương trình cơ sở tính toán

Các phương trình cơ sở tính toán cho máy phát điện đồng bộ 3 pha bao gồm các phương trình điện áp, dòng điện và công suất. Những phương trình này được xây dựng dựa trên các nguyên lý cơ bản của điện từ học và lý thuyết mạch điện. Việc áp dụng các phương trình này trong mô phỏng giúp cho việc phân tích và đánh giá hiệu suất của máy phát điện trở nên dễ dàng hơn. Phân tích dữ liệu từ mô phỏng cũng cho phép các kỹ sư đưa ra các quyết định chính xác hơn trong việc vận hành và bảo trì máy phát điện.

III. Mô phỏng máy phát điện bằng phần mềm MATLAB

Chương này trình bày chi tiết về việc mô phỏng máy phát điện đồng bộ 3 pha bằng phần mềm MATLAB, cụ thể là công cụ Simulink. Việc sử dụng Simulink cho phép mô phỏng các thông số đầu vào và đầu ra của máy phát điện một cách trực quan và hiệu quả. Các thông số như điện áp, dòng điện, công suất hữu công và vô công được khảo sát để đánh giá hiệu suất của máy phát điện trong các chế độ vận hành khác nhau. Mô phỏng MATLAB không chỉ giúp kiểm tra các lý thuyết đã học mà còn cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách thức hoạt động của máy phát điện trong thực tế.

3.1. Các chế độ vận hành mô phỏng

Các chế độ vận hành mô phỏng bao gồm vận hành bình thường, thiếu kích từ, quá kích từ, mất kích từ, điện áp lưới thấp và cao. Mỗi chế độ vận hành đều có những đặc điểm riêng và ảnh hưởng đến hiệu suất của máy phát điện. Việc mô phỏng các chế độ này giúp cho các kỹ sư có thể dự đoán và chuẩn bị cho các tình huống bất thường có thể xảy ra trong quá trình vận hành. Đánh giá hiệu suất từ các mô phỏng này cũng cung cấp thông tin quý giá cho việc cải tiến thiết kế và quy trình vận hành của máy phát điện.

IV. Kết quả và đánh giá

Kết quả từ các mô phỏng cho thấy máy phát điện 330 MW làm mát bằng hydro hoạt động hiệu quả trong nhiều chế độ khác nhau. Các thông số đầu ra như điện áp, dòng điện và công suất đều nằm trong giới hạn cho phép. Việc sử dụng phần mềm MATLAB trong mô phỏng đã chứng minh được tính hiệu quả và độ chính xác cao. Đánh giá hiệu suất máy phát điện cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ làm mát bằng hydro không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành. Những kết quả này có thể được sử dụng để cải tiến quy trình vận hành và bảo trì máy phát điện trong tương lai.

4.1. Ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong thực tiễn để nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của máy phát điện. Việc hiểu rõ các chế độ vận hành và khả năng ứng phó với các tình huống bất thường sẽ giúp các kỹ sư có thể đưa ra các quyết định chính xác hơn trong việc quản lý và vận hành máy phát điện. Phát triển bền vững trong ngành điện năng là một mục tiêu quan trọng, và nghiên cứu này đóng góp vào việc đạt được mục tiêu đó thông qua việc cải tiến công nghệ và quy trình vận hành.

Nghiên cứu máy phát điện 330 MW làm mát bằng hydro và mô phỏng bằng MATLAB