I. Giới thiệu và phạm vi nghiên cứu
Luận văn tập trung vào điều khiển máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép (DFIG) sử dụng back-to-back converters. Mục tiêu chính là tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống năng lượng gió thông qua các phương pháp điều khiển tiên tiến. Phạm vi nghiên cứu bao gồm mô hình hóa và xây dựng các giải thuật điều khiển cho DFIG, sử dụng các phương pháp như PWM, 3-level hysteresis kết hợp vectơ không gian và PI. Luận văn cũng so sánh hiệu quả của các phương pháp này trong việc điều khiển công suất tác dụng và phản kháng trên stator.
1.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng chính là máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép (DFIG) trong hệ thống chuyển đổi năng lượng gió (WECS). Luận văn tập trung vào việc điều khiển các bộ chuyển đổi công suất back-to-back, bao gồm Grid Side Converter (GSC) và Rotor Side Converter (RSC), để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống.
1.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu bao gồm việc xây dựng mô hình hoàn chỉnh của bộ chuyển đổi back-to-back, sử dụng các phương pháp điều khiển khác nhau để điều khiển các khóa công suất IGBT/Diode. Mục tiêu là so sánh hiệu quả của các phương pháp điều khiển và đưa ra kết luận về phương pháp tối ưu nhất.
II. Tìm hiểu về năng lượng gió và công nghệ chuyển đổi
Chương này trình bày lịch sử phát triển của năng lượng gió và các công nghệ chuyển đổi năng lượng gió. Các loại turbine gió như turbine trục đứng (VAWT) và turbine trục ngang (HAWT) được phân tích chi tiết. Luận văn cũng đề cập đến các loại máy phát điện gió phổ biến, bao gồm máy phát không đồng bộ rotor lồng sóc (SCIG), máy phát không đồng bộ nguồn kép (DFIG), và máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSG).
2.1. Lịch sử phát triển
Năng lượng gió đã được sử dụng từ đầu thế kỷ 19, nhưng chỉ thực sự phát triển mạnh mẽ sau cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973. Các turbine gió hiện đại có công suất từ 200kW đến 2MW, với bán kính rotor từ 47 đến 80m.
2.2. Phân loại turbine gió
Turbine gió được chia thành hai loại chính: turbine trục đứng (VAWT) và turbine trục ngang (HAWT). Turbine trục ngang phổ biến hơn do hiệu suất cao và khả năng thay đổi góc cánh quạt.
III. Điều khiển máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép
Chương này tập trung vào các phương pháp điều khiển máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép (DFIG). Các phương pháp điều khiển như PWM, 3-level hysteresis kết hợp vectơ không gian, và PI được mô phỏng và so sánh. Kết quả cho thấy phương pháp 3-level hysteresis kết hợp vectơ không gian và PI mang lại hiệu suất tốt nhất trong việc điều khiển công suất tác dụng trên stator.
3.1. Mô hình hóa DFIG
Mô hình hóa DFIG được thực hiện bằng phần mềm Matlab/Simulink. Các phương pháp điều khiển được áp dụng để điều khiển Rotor Side Inverter (RSI) và so sánh hiệu quả.
3.2. So sánh các phương pháp điều khiển
Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp 3-level hysteresis kết hợp vectơ không gian và PI mang lại hiệu suất cao nhất trong việc điều khiển công suất tác dụng trên stator.
IV. Kết luận và định hướng
Luận văn kết luận rằng phương pháp 3-level hysteresis kết hợp vectơ không gian và PI là phương pháp tối ưu nhất để điều khiển máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép (DFIG). Các kết quả mô phỏng cho thấy hiệu suất cao và ổn định của phương pháp này. Luận văn cũng đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo, bao gồm việc tối ưu hóa các bộ chuyển đổi công suất và ứng dụng các công nghệ điều khiển tiên tiến hơn.
