I. Tính cần thiết
Năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng mặt trời, đang trở thành một trong những nguồn năng lượng quan trọng trong bối cảnh giá dầu tăng cao và các vấn đề môi trường ngày càng nghiêm trọng. Nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng gia tăng trong khi các nguồn năng lượng truyền thống như nhiệt điện đang dần cạn kiệt. Điều này thúc đẩy sự phát triển các hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới nhằm đáp ứng nhu cầu này. Bộ nghịch lưu một pha nối lưới đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi năng lượng từ nguồn DC sang AC, đảm bảo chất lượng điện năng đầu ra. Giải thuật PR (Proportional Resonant) được nghiên cứu nhằm giảm thiểu độ nhiễu và sóng hài trong quá trình điều khiển dòng điện, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống. Theo đó, việc nghiên cứu giải thuật PR cho nghịch lưu một pha không chỉ mang lại lợi ích về mặt kỹ thuật mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc phát triển nguồn năng lượng sạch, bền vững.
II. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu này là tìm hiểu và phân tích hoạt động của bộ điều khiển cộng hưởng tỷ lệ (PR) trong hệ thống nghịch lưu một pha nối lưới. Đề tài sẽ tập trung vào việc phân tích các phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) cho nghịch lưu một pha, so sánh hiệu quả của các phương pháp điều khiển khác nhau như PI và PR. Đồng thời, nghiên cứu cũng sẽ tập trung vào việc thiết kế mạch nghịch lưu một pha, bao gồm mạch công suất, mạch điều khiển và mạch cảm biến. Việc nghiên cứu giải thuật PR sẽ giúp cải thiện chất lượng điện năng đầu ra, giảm thiểu sóng hài và nâng cao độ ổn định của hệ thống. Những kết quả thu được từ nghiên cứu sẽ là cơ sở cho việc phát triển các ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực năng lượng tái tạo.
III. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện thông qua hai phương pháp chính: mô phỏng và thực nghiệm. Phần mô phỏng sử dụng phần mềm PSIM 9.1 để mô phỏng hoạt động của bộ nghịch lưu một pha và các giải thuật điều khiển như PR, PI và PLL. Phần thực nghiệm sẽ xây dựng một hệ thống nghịch lưu một pha thực tế, bao gồm các thành phần như mạch điều khiển, mạch công suất và mạch đo lường. Các kết quả từ mô phỏng sẽ được so sánh với kết quả thực nghiệm để đánh giá độ chính xác và hiệu quả của giải thuật PR. Qua đó, nghiên cứu sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về khả năng áp dụng của giải thuật PR trong việc cải thiện chất lượng điện năng trong hệ thống năng lượng mặt trời nối lưới.
IV. Nội dung chính của luận văn
Luận văn được chia thành nhiều chương, trong đó mỗi chương tập trung vào một khía cạnh cụ thể của nghiên cứu. Chương 1 giới thiệu tổng quan về đề tài, lý do chọn đề tài và tầm quan trọng của năng lượng tái tạo. Chương 2 đi sâu vào cấu trúc nghịch lưu một pha nối lưới, phân tích các phương pháp PWM và các tiêu chuẩn nối lưới. Chương 3 trình bày các thuật toán đồng bộ hóa lưới điện, bao gồm PLL và SOGI PLL. Chương 4 nghiên cứu các giải thuật điều khiển dòng, đặc biệt là bộ điều khiển PR và khả năng bù sóng hài. Chương 5 thực hiện mô phỏng và thí nghiệm hệ thống nghịch lưu một pha. Cuối cùng, chương 6 tổng kết và đưa ra các kiến nghị cho nghiên cứu tiếp theo.
V. Kết luận và kiến nghị
Nghiên cứu giải thuật PR cho nghịch lưu một pha nối lưới đã chỉ ra rằng việc áp dụng giải thuật này không chỉ giúp giảm thiểu sóng hài mà còn cải thiện đáng kể chất lượng điện năng đầu ra. Kết quả thực nghiệm cho thấy bộ điều khiển PR có khả năng duy trì độ ổn định của dòng điện, đồng thời đáp ứng nhanh chóng với các biến đổi trong lưới điện. Đề xuất cho các nghiên cứu tiếp theo là mở rộng ứng dụng của giải thuật PR trong các hệ thống điện lớn hơn, cũng như phát triển các bộ điều khiển thông minh hơn để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động. Việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ điều khiển tiên tiến sẽ góp phần vào việc thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành năng lượng tái tạo.
