I. Kỹ thuật điều khiển Volt Var
Kỹ thuật điều khiển Volt-Var là trọng tâm của nghiên cứu, tập trung vào việc điều chỉnh điện áp và công suất phản kháng trong hệ thống điện mặt trời. Bộ nghịch lưu điện mặt trời thông minh không chỉ chuyển đổi năng lượng DC thành AC mà còn thực hiện chức năng điều áp thông qua điều khiển công suất phản kháng. Nghiên cứu đề xuất ba phương án điều khiển công suất phản kháng để so sánh hiệu quả. Volt-Var Control (VVC) được ứng dụng trong các bài toán thực tế như sụt áp và ngắn mạch, với kết quả được kiểm chứng qua mô phỏng.
1.1. Cơ sở lý thuyết
Nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết cho kỹ thuật điều khiển Volt-Var, bao gồm các giải thuật điều khiển và ảnh hưởng của chúng khi hệ thống hoạt động độc lập hoặc kết nối lưới. Công suất phản kháng (Q) và công suất tác dụng (P) là hai thành phần chính mà hệ thống có thể cung cấp. Các phương pháp điều khiển công suất phản kháng như thiết bị bù nối tiếp, tụ bù tinh, và FACTS được phân tích. Smart Inverter có khả năng đồng thời cung cấp cả công suất hiệu dụng và phản kháng, đảm bảo chất lượng điện áp.
1.2. Giải thuật điều khiển
Giải thuật Volt-Var Control được xây dựng trong hệ trục tọa độ dq0, sử dụng phương pháp điều rộng xung vector không gian (SVPWM) để điều khiển các khóa IGBT. Bộ điều khiển dòng và áp được thiết kế với các tham số PI tối ưu, đảm bảo đáp ứng nhanh và ổn định. Kết quả mô phỏng cho thấy hiệu quả của giải thuật trong việc điều chỉnh điện áp và công suất phản kháng, đặc biệt trong các tình huống sụt áp và ngắn mạch.
II. Bộ nghịch lưu điện mặt trời thông minh
Bộ nghịch lưu điện mặt trời thông minh là thiết bị chính trong hệ thống năng lượng mặt trời, có khả năng tự vận hành và giao tiếp từ xa. Nghiên cứu tập trung vào các chức năng của Smart Inverter như điều khiển Volt-Watt, Frequency-Watt, và Volt-Var. Các tiêu chuẩn như IEC 61850-7, UL 1741, và IEEE P1547a được áp dụng để đảm bảo tính tương thích và hiệu quả của hệ thống.
2.1. Chức năng tự vận hành
Smart Inverter có khả năng tự quyết định dựa trên các thông số cài đặt trước, bao gồm chức năng Volt-Var, Frequency-Watt, và Watt-Power Factor. Chức năng tự vận hành cho phép hệ thống thích ứng với các điều kiện thực tế như thay đổi bức xạ mặt trời hoặc sự cố lưới điện. Nghiên cứu cũng đề cập đến khả năng giới hạn điện áp và tần số, đảm bảo an toàn và ổn định cho hệ thống.
2.2. Giao tiếp và điều khiển từ xa
Smart Inverter có khả năng giao tiếp hai chiều với hệ thống điều khiển trung tâm và các thiết bị khác. Chức năng này cho phép giám sát và điều khiển hệ thống từ xa, đảm bảo hiệu quả vận hành. Các tiêu chuẩn như IEEE P1547a và IEEE 2030.5 được áp dụng để đảm bảo tính tương thích và khả năng tương tác của hệ thống.
III. Hệ thống điện mặt trời và quản lý năng lượng
Nghiên cứu đề cập đến hệ thống điện mặt trời và các giải pháp quản lý năng lượng tái tạo. Smart Inverter đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối hệ thống năng lượng mặt trời với lưới điện, đảm bảo tính ổn định và chất lượng điện năng. Các giải pháp quản lý năng lượng như MPPT, PLL, và LC filter được tích hợp để tối ưu hiệu suất hệ thống.
3.1. Kết nối lưới điện
Nghiên cứu xây dựng mô hình kết nối lưới điện trong các tình huống thực tế như sụt áp và ngắn mạch. Smart Inverter có khả năng phát hiện sự cố và tự động điều chỉnh để đảm bảo tính ổn định của hệ thống. Kết quả mô phỏng cho thấy hiệu quả của giải thuật Volt-Var Control trong việc ổn định điện áp và công suất phản kháng.
3.2. Tối ưu hóa hiệu suất
Nghiên cứu đề xuất các giải pháp tối ưu hóa hiệu suất hệ thống thông qua việc điều chỉnh các tham số của PI controller và tích hợp các công nghệ như MPPT và PLL. Các giải pháp này giúp tăng cường khả năng phối hợp và tương tác giữa các hệ thống PV trong lưới điện, đảm bảo hiệu quả vận hành và giảm thiểu tổn thất năng lượng.
