I. Luận văn thạc sĩ
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc thiết kế, mô hình hóa và điều khiển các bộ biến đổi công suất trong hệ thống năng lượng mặt trời. Nghiên cứu được thực hiện bởi Nguyễn Minh Huy tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Lê Minh Phương. Luận văn đã được bảo vệ thành công vào ngày 31/12/2014. Công trình này đóng góp quan trọng vào lĩnh vực tự động hóa và công nghệ năng lượng mặt trời, với mục tiêu tối ưu hóa hiệu suất và tính ổn định của hệ thống.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận văn thạc sĩ là thiết kế và điều khiển các bộ biến đổi công suất trong hệ thống năng lượng mặt trời dạng micro grid. Nghiên cứu bao gồm việc đề xuất giải pháp phần cứng, mô hình hóa các bộ điều khiển, và phát triển các thuật toán điều khiển tối ưu. Các bộ biến đổi được nghiên cứu bao gồm bộ sạc, bộ nghịch lưu pha, và bộ nghịch lưu 3 pha hòa lưới. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một hệ thống có khả năng hoạt động ổn định, hiệu quả, và dễ dàng tích hợp vào các ứng dụng thực tế.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu bao gồm mô hình hóa hệ thống bằng phần mềm Matlab/Simulink, sử dụng các thuật toán như MPPT (Maximum Power Point Tracking) và Fuzzy Logic để điều khiển các bộ biến đổi. Ngoài ra, nghiên cứu còn thực hiện các thí nghiệm thực tế sử dụng card điều khiển DSP C2000 để kiểm chứng hiệu quả của các giải pháp đề xuất. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm được so sánh để đánh giá tính khả thi và hiệu suất của hệ thống.
II. Tự động hóa thiết kế
Tự động hóa thiết kế là một trong những trọng tâm của luận văn, với mục tiêu tối ưu hóa quá trình thiết kế các bộ biến đổi công suất. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp tự động hóa trong việc thiết kế phần cứng và phần mềm, giúp giảm thiểu thời gian và chi phí phát triển. Các bộ biến đổi được thiết kế với khả năng linh hoạt cao, có thể dễ dàng tích hợp vào các hệ thống năng lượng mặt trời khác nhau.
2.1. Thiết kế phần cứng
Phần cứng của các bộ biến đổi công suất được thiết kế dựa trên các yêu cầu kỹ thuật cụ thể, bao gồm bộ sạc, bộ nghịch lưu pha, và bộ nghịch lưu 3 pha hòa lưới. Các bộ biến đổi này được thiết kế để đạt hiệu suất cao, độ ổn định tốt, và khả năng tích hợp với các hệ thống năng lượng mặt trời hiện có. Nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp để tối ưu hóa kích thước và chi phí sản xuất.
2.2. Thiết kế phần mềm
Phần mềm điều khiển được phát triển dựa trên các thuật toán tiên tiến như MPPT và Fuzzy Logic. Các thuật toán này được tích hợp vào các bộ điều khiển để đảm bảo hệ thống hoạt động ở điểm công suất cực đại và đáp ứng nhanh chóng với các thay đổi của môi trường. Nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp để tăng tính linh hoạt và khả năng mở rộng của hệ thống.
III. Điều khiển bộ biến đổi
Điều khiển bộ biến đổi là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong nghiên cứu này. Luận văn tập trung vào việc phát triển các thuật toán điều khiển tiên tiến để tối ưu hóa hiệu suất và độ ổn định của các bộ biến đổi công suất. Các thuật toán được đề xuất bao gồm MPPT, Fuzzy Logic, và bộ lọc thích nghi, giúp hệ thống hoạt động hiệu quả trong các điều kiện môi trường khác nhau.
3.1. Thuật toán MPPT
Thuật toán MPPT được sử dụng để dò tìm điểm công suất cực đại của các tấm pin mặt trời, giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Nghiên cứu đề xuất các cải tiến trong thuật toán MPPT để tăng độ chính xác và tốc độ đáp ứng của hệ thống. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy thuật toán đề xuất đạt hiệu suất cao hơn so với các phương pháp truyền thống.
3.2. Điều khiển Fuzzy Logic
Fuzzy Logic được áp dụng để điều khiển các bộ biến đổi công suất, giúp hệ thống đáp ứng nhanh chóng với các thay đổi của môi trường. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp để tối ưu hóa các tham số của bộ điều khiển Fuzzy Logic, giúp tăng tính linh hoạt và độ ổn định của hệ thống. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả trong các điều kiện khác nhau.
IV. Hệ thống năng lượng mặt trời
Hệ thống năng lượng mặt trời được nghiên cứu trong luận văn là một hệ thống micro grid, bao gồm các bộ biến đổi công suất, bộ sạc, và bộ nghịch lưu. Hệ thống được thiết kế để cung cấp năng lượng liên tục cho các tải dân dụng và công nghiệp, đồng thời có khả năng hòa lưới điện. Nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp để tối ưu hóa hiệu suất và độ ổn định của hệ thống.
4.1. Thiết kế hệ thống
Hệ thống được thiết kế với cấu trúc linh hoạt, bao gồm các bộ biến đổi công suất, bộ sạc, và bộ nghịch lưu. Các bộ biến đổi được thiết kế để đạt hiệu suất cao và độ ổn định tốt, đồng thời có khả năng tích hợp với các hệ thống năng lượng mặt trời hiện có. Nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp để tối ưu hóa kích thước và chi phí sản xuất.
4.2. Ứng dụng thực tế
Hệ thống được triển khai thực tế tại Ninh Thuận, một khu vực có tiềm năng lớn về năng lượng mặt trời. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả, đáp ứng được các yêu cầu về cung cấp năng lượng liên tục và hòa lưới điện. Nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp để mở rộng và cải tiến hệ thống trong tương lai.
