Mô Phỏng Biến Tần Kiểu T Và Chẩn Đoán Lỗi Trên Matlab Simulink

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI

1.1. Hệ thống điện mặt trời là gì?

1.2. Cấu trúc của hệ thống điện mặt trời

1.3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời

1.4. Khảo sát về hệ thống điện mặt trời

1.5. Hệ thống điện mặt trời nối lưới

1.6. Hệ thống điện mặt trời không nối lưới

1.7. Hệ thống điện mặt trời lai

1.8. Chọn lựa hệ thống phù hợp với quy mô

1.9. Tổng quan về pin quang điện (PV)

1.10. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của PV

1.11. Hệ thống dãy PV

1.12. Các yếu tố ảnh hưởng đến PV

1.13. Điểm làm việc công suất cực đại (MPP) và điều khiển MPPT

1.14. Tổng quan biến tần trong hệ thống điện mặt trời

1.15. Khái niệm biến tần trong hệ thống điện mặt trời

1.16. Phân loại biến tần trong hệ thống điện mặt trời

1.17. Nguyên lý hoạt động của biến tần mặt trời

2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VÀ KHẢO SÁT BỘ BIẾN TẦN MẶT TRỜI BA PHA NỐI LƯỚI PVH-L2550E

2.1. Loại mạch chính

2.2. Phương pháp điều khiển

2.3. Thông số kỹ thuật

2.4. Chức năng bảo vệ

2.5. Tính năng kết nối lưới

2.6. Đường cong giảm nhiệt độ

2.7. Phương pháp nối đất

3. CHƯƠNG 3: BỘ NGHỊCH LƯU ĐA BẬC KIỂU T VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN

3.1. Tổng quan về bộ nghịch lưu đa bậc

3.2. Cấu hình bộ nghịch lưu kiểu T

3.3. Cấu trúc liên kết

3.4. Cấu hình công tắc

3.5. Quá trình chuyển mạch

3.6. Phương pháp điều chế cho bộ nghịch lưu kiểu T

3.7. Phương pháp điều chế vector không gian

3.8. Khái niệm vector không gian

3.9. Trạng thái hoạt động

3.10. Xác định vị trí của vector trung bình

3.11. Xác định các vector cơ bản để tạo thành vector trung bình

3.12. Xác định chu kỳ đóng cắt của linh kiện bán dẫn

4. CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT THỰC TẾ INVERTER PVH-L2550E CỦA NHÀ SẢN XUẤT TMEIC

4.1. Mô tả trạm AC

4.2. Trang thiết bị của trạm điện mặt trời

4.3. Quá trình vận hành

4.4. Vận hành hàng ngày

4.5. Khởi động vận hành trạm AC

4.6. Dừng vận hành

4.7. Trường hợp dừng khẩn cấp

4.8. Trạng thái vận hành của bộ biến tần

4.9. Màn hình LCD và chỉ báo đèn LED

4.10. Hoạt động của màn hình chính

4.11. Màn hình chính (MAIN)

4.12. Màn hình hoạt động (OPERATION)

4.13. Màn hình trạng thái

5. CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA BIẾN TẦN PVH-L2550E BẰNG PHẦN MỀM MATLAB/SIMULINK

5.1. Phần mềm Matlab

5.2. Mô phỏng và đánh giá chất lượng điều chế biến tần ba pha

5.3. Cấu trúc mô phỏng

5.4. Tấm pin PV

5.5. Bộ Buck & MPPT

5.6. Bộ nghịch lưu IGBT

5.7. Mạch lọc nguồn ba pha LC

5.8. Phần điều khiển

5.9. Đánh giá chất lượng điều chế

5.10. Mô phỏng các trạng thái của biến tần

5.10.1. Trạng thái AC-ARV

5.10.2. Trạng thái DC-ARV

5.10.3. Chế độ chờ kết nối lưới

5.10.4. Lỗi lưới điện hoặc lỗi ít nghiêm trọng

5.10.5. Lỗi nghiêm trọng

6. CHƯƠNG 6: XÂY DỰNG CÔNG CỤ CHẨN ĐOÁN HỎNG HÓC CỦA BIẾN TẦN

6.1. Phân tích lỗi

6.2. Phân tích dòng điện đầu ra ở các điều kiện lỗi

6.3. Phân tích điện áp tụ điện DC-link ở các điều kiện bị lỗi

6.4. Đề xuất phương pháp chẩn đoán lỗi

6.5. Xây dựng công cụ chẩn đoán lỗi trên Matlab/Simulink

6.5.1. Thiết kế luật logic mờ trên Matlab

6.5.2. Xây dựng công cụ tính toán thành phần đầu vào cho bộ Logic mờ

6.6. Kết quả mô phỏng

6.7. Nhận xét kết quả

KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

I. Mô phỏng biến tần

Mô phỏng biến tần là một phần quan trọng trong nghiên cứu và phát triển các hệ thống điện mặt trời. Trong đồ án này, biến tần PVH-L2550E của nhà sản xuất TMEIC được mô phỏng để hiểu rõ nguyên lý hoạt động và các tính năng của nó. Matlab Simulink được sử dụng để mô phỏng các trạng thái hoạt động của biến tần, bao gồm các chế độ như AC-ARV, DC-ARV, và chế độ chờ kết nối lưới. Việc mô phỏng giúp đánh giá chất lượng điều chế và phân tích các lỗi có thể xảy ra trong quá trình vận hành.

1.1. Cấu trúc mô phỏng

Cấu trúc mô phỏng bao gồm các thành phần chính như tấm pin PV, bộ Buck&MPPT, bộ nghịch lưu IGBT, và mạch lọc nguồn ba pha LC. Phần mềm Matlab được sử dụng để thiết kế và mô phỏng các thành phần này. Các thông số của tấm pin PV và bộ biến tần được nhập vào Simulink để đảm bảo độ chính xác của mô phỏng. Kết quả mô phỏng cho thấy hiệu quả của bộ điều khiển MPPT trong việc tối ưu hóa công suất đầu ra của hệ thống.

1.2. Đánh giá chất lượng điều chế

Chất lượng điều chế của biến tần được đánh giá thông qua các thông số như điện áp đầu ra, dòng điện, và hệ số công suất. Mô phỏng các trạng thái của biến tần giúp xác định các vấn đề có thể phát sinh trong quá trình vận hành. Kết quả mô phỏng cho thấy biến tần hoạt động ổn định trong các điều kiện khác nhau, từ chế độ chờ đến chế độ kết nối lưới.

II. Biến tần kiểu T

Biến tần kiểu T là một loại biến tần đa bậc được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điện mặt trời. Trong đồ án này, cấu trúc và nguyên lý hoạt động của biến tần kiểu T được nghiên cứu chi tiết. Phương pháp điều chế vector không gian được áp dụng để điều khiển các công tắc trong biến tần, đảm bảo hiệu quả và độ chính xác trong quá trình chuyển đổi năng lượng.

2.1. Cấu hình bộ nghịch lưu kiểu T

Cấu hình của bộ nghịch lưu kiểu T bao gồm các công tắc bán dẫn và tụ điện DC-link. Quá trình chuyển mạch được điều khiển bằng phương pháp điều chế vector không gian, giúp giảm thiểu tổn thất và tăng hiệu suất của biến tần. Kết quả mô phỏng cho thấy biến tần kiểu T hoạt động ổn định và hiệu quả trong các điều kiện khác nhau.

2.2. Phương pháp điều chế vector không gian

Phương pháp điều chế vector không gian được sử dụng để điều khiển các công tắc trong biến tần kiểu T. Vector không gian được xác định dựa trên điện áp đầu ra và dòng điện, giúp tối ưu hóa quá trình chuyển đổi năng lượng. Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp này giúp cải thiện chất lượng điện áp đầu ra và giảm thiểu các thành phần sóng hài.

III. Chẩn đoán lỗi

Chẩn đoán lỗi là một phần quan trọng trong việc bảo trì và vận hành các hệ thống biến tần. Trong đồ án này, các phương pháp chẩn đoán lỗi được nghiên cứu và áp dụng trên biến tần PVH-L2550E. Phần mềm Matlab Simulink được sử dụng để mô phỏng các trạng thái lỗi và xây dựng công cụ chẩn đoán lỗi dựa trên logic mờ.

3.1. Phân tích lỗi

Các lỗi phổ biến trong biến tần bao gồm lỗi công tắc, lỗi tụ điện DC-link, và lỗi lưới điện. Phân tích dòng điện đầu ra và điện áp tụ điện DC-link giúp xác định nguyên nhân và vị trí của lỗi. Kết quả mô phỏng cho thấy các phương pháp phân tích lỗi hiệu quả trong việc phát hiện và khắc phục các vấn đề trong hệ thống.

3.2. Xây dựng công cụ chẩn đoán lỗi

Công cụ chẩn đoán lỗi được xây dựng dựa trên logic mờ và được tích hợp vào Matlab Simulink. Thiết kế luật logic mờ giúp xác định các thành phần đầu vào và đầu ra của công cụ chẩn đoán. Kết quả mô phỏng cho thấy công cụ này có khả năng phát hiện và phân tích các lỗi một cách chính xác và hiệu quả.

IV. Đồ án tốt nghiệp Bách Khoa Đà Nẵng

Đồ án tốt nghiệp này được thực hiện tại Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, với mục tiêu nghiên cứu và mô phỏng hoạt động của biến tần PVH-L2550E. Đồ án tập trung vào việc khảo sát thực tế, mô phỏng hoạt động, và chẩn đoán lỗi trên biến tần. Kết quả của đồ án không chỉ có giá trị học thuật mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc vận hành và bảo trì các hệ thống điện mặt trời.

4.1. Khảo sát thực tế

Khảo sát thực tế được thực hiện tại công ty EPC Solar VN, nơi biến tần PVH-L2550E được lắp đặt và vận hành. Quá trình vận hành và các trạng thái hoạt động của biến tần được ghi lại và phân tích. Kết quả khảo sát giúp hiểu rõ hơn về các vấn đề thực tế trong quá trình vận hành và bảo trì biến tần.

4.2. Ứng dụng thực tiễn

Kết quả của đồ án có thể được áp dụng trong việc cải tiến và nâng cao hiệu quả của các hệ thống điện mặt trời. Công nghệ biến tần và các phương pháp chẩn đoán lỗi được nghiên cứu trong đồ án có thể giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và tăng tuổi thọ của hệ thống.

Đồ Án Tốt Nghiệp Bách Khoa Đà Nẵng: Mô Phỏng Biến Tần Kiểu T Và Chẩn Đoán Lỗi Trên Matlab Simulink