I. Giới thiệu về Luận Văn Thạc Sĩ
Luận Văn Thạc Sĩ với chủ đề 'Mô Hình Và Điều Khiển Turbine Gió Nối Lưới DFIG Trong Nhà Máy Điện' được thực hiện bởi Trần Minh Huy tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh. Nghiên cứu tập trung vào việc phân tích và mô phỏng hệ thống điều khiển máy phát không đồng bộ nguồn kép (DFIG) trong hệ thống biến đổi năng lượng gió. Mục tiêu chính là xây dựng các giải thuật điều khiển công suất tác dụng và phản kháng, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống turbine gió nối lưới.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu nhằm xây dựng mô hình và giải thuật điều khiển cho hệ thống Turbine Gió Nối Lưới DFIG, tập trung vào việc điều khiển độc lập công suất tác dụng và phản kháng. Sử dụng phần mềm MATLAB/Simulink để mô phỏng và đánh giá hiệu quả của các phương pháp điều khiển, bao gồm cả bộ điều khiển PI và logic mờ (FLC).
1.2. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng chính là hệ thống DFIG trong Nhà Máy Điện sử dụng năng lượng gió. Hệ thống này cho phép điều khiển độc lập công suất tác dụng và phản kháng, đồng thời giảm thiểu tổn hao năng lượng trong quá trình vận hành.
II. Mô Hình Turbine Gió và Hệ Thống Điện
Nghiên cứu đề cập đến Mô Hình Turbine Gió và cách thức nó kết nối với Hệ Thống Điện. DFIG được sử dụng để tối ưu hóa việc chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng. Hệ thống này bao gồm các bộ biến đổi công suất phía rotor và lưới, giúp điều khiển điện áp và công suất một cách hiệu quả.
2.1. Cấu trúc hệ thống DFIG
Hệ thống DFIG bao gồm máy phát không đồng bộ nguồn kép, được nối trực tiếp với lưới điện thông qua stator. Rotor được kết nối với bộ biến đổi công suất kép, cho phép điều khiển độc lập công suất tác dụng và phản kháng.
2.2. Ưu điểm của hệ thống DFIG
Hệ thống DFIG có ưu điểm nổi bật là giảm thiểu tổn hao năng lượng và chi phí đầu tư, do chỉ cần biến đổi khoảng 20-30% tổng công suất phát. Điều này giúp tăng hiệu quả kinh tế và độ tin cậy của hệ thống.
III. Phương Pháp Điều Khiển Turbine Gió
Nghiên cứu đề xuất phương pháp Điều Khiển Turbine Gió sử dụng DPC (Direct Power Control) thay thế cho phương pháp FOC (Field-Oriented Control) truyền thống. DPC mang lại đáp ứng nhanh và ổn định hơn, đồng thời giảm độ phức tạp trong cấu trúc điều khiển.
3.1. Phương pháp DPC
DPC là phương pháp điều khiển trực tiếp công suất, không cần sử dụng các bộ điều khiển dòng và biến đổi hệ tọa độ phức tạp. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là độ gợn sóng công suất cao trong thời gian xác lập.
3.2. Ứng dụng bộ điều khiển logic mờ FLC
Để khắc phục nhược điểm của DPC, nghiên cứu đề xuất sử dụng FLC thay thế cho bộ điều khiển PI. FLC giúp giảm độ gợn sóng và cải thiện chất lượng điều khiển trong các điều kiện vận hành khác nhau.
IV. Kết quả và Đánh giá
Kết quả mô phỏng cho thấy hiệu quả của phương pháp DPC kết hợp với FLC trong việc điều khiển hệ thống Turbine Gió Nối Lưới DFIG. So sánh giữa bộ điều khiển PI và FLC cho thấy FLC mang lại đáp ứng nhanh hơn và ổn định hơn trong các điều kiện vận hành khác nhau.
4.1. So sánh hiệu quả giữa PI và FLC
Kết quả mô phỏng chỉ ra rằng FLC giảm đáng kể độ gợn sóng công suất so với bộ điều khiển PI, đồng thời cải thiện chất lượng điều khiển trong cả chế độ xác lập và quá độ.
4.2. Ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn cao trong việc tối ưu hóa hiệu suất của các Nhà Máy Điện sử dụng năng lượng gió, đặc biệt là trong bối cảnh nhu cầu năng lượng tái tạo ngày càng tăng.
