Đồ án HCMUTE: Nghiên cứu ổn định điện áp trên bus DC

• Tác giả: Tô Tấn Nguyên
• Người hướng dẫn: PGS. Trương Việt Anh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện-Điện Tử
• Đề tài: Nghiên Cứu Ổn Định Điện Áp Trên Bus DC
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• TRANG BÌA
• NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
• PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
• PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• 1.2. MỤC TIÊU
• 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 1.4. Ý NGHĨA VÀ NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỒ ÁN
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. GIỚI THIỆU LƯỚI ĐIỆN SIÊU NHỎ (MICROGRID)
• 2.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG GIÓ
• 2.3. NĂNG LƯỢNG GIÓ
• 2.4. HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG GIÓ
• 2.5. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
• 2.6. NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
• 2.7. HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
• 2.8. MÔ HÌNH HÓA PIN MẶT TRỜI CÓ TẢI
• 2.9. BỘ CHUYỂN ĐỔI DC-DC
• 2.10. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MẠCH BOOST
• 2.11. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MẠCH BUCK
• 2.12. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MẠCH BIDIRECTION
• 2.13. GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN
• 2.14. PHƯƠNG PHÁP P&O (PERTURB AND OBSERVE)
• 2.15. PHƯƠNG PHÁP ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP TRÊN BUS DC
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CẤU HÌNH HỆ THỐNG
• 3.1. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• 3.2. MÔ HÌNH BUS DC
• 3.3. MẠCH DÒ CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI MPPT
• 3.4. THIẾT KẾ PHẦN MỀM
• 3.5. MẠCH DÒ CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI MPPT
• 4. CHƯƠNG 4: TIẾN HÀNH MÔ PHỎNG TRÊN PSIM VÀ THÍ NGHIỆM THỰC TẾ
• 4.1. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
• 4.2. MÔ TẢ MÔ PHỎNG
• 4.3. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
• 4.4. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM DL WIND-B
• 4.5. MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM CHROMA SOLAR ARRAY SIMULATION SOFT PANEL
• 4.6. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
• 4.7. MÔ TẢ THÍ NGHIỆM
• 4.8. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
• 4.9. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan

Đề tài 'Nghiên cứu ổn định điện áp trên bus DC tại HCMUTE' tập trung vào việc phát triển và ứng dụng công nghệ điện áp DC trong hệ thống microgrid. Với sự gia tăng nhu cầu sử dụng điện và sự thiếu hụt nguồn tài nguyên, việc sử dụng năng lượng tái tạo trở thành một giải pháp khả thi. Hệ thống microgrid cho phép hoạt động độc lập hoặc kết nối với lưới điện quốc gia, giúp cải thiện khả năng cung cấp điện trong các tình huống khẩn cấp. Đặc biệt, việc ổn định điện áp trên bus DC là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho các thiết bị kết nối. Sai số cho phép trong quá trình ổn định điện áp được xác định là ±2%, trong khi độ vọt lố khi nguồn cung cấp thay đổi là ±10%.

1.1. Lý do chọn đề tài

Sự phát triển của microgrid và nhu cầu sử dụng năng lượng tái tạo đã thúc đẩy nhóm nghiên cứu thực hiện đề tài này. Việc ổn định điện áp trên bus DC không chỉ giúp nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống mà còn giảm thiểu thiệt hại cho các thiết bị điện. Đề tài này cũng góp phần vào việc phát triển công nghệ điện tại Việt Nam, đặc biệt trong bối cảnh các nguồn năng lượng tái tạo ngày càng được ưa chuộng.

II. Cơ sở lý thuyết

Chương này trình bày các khái niệm cơ bản về microgrid, bao gồm cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống. Microgrid được định nghĩa là một hệ thống năng lượng tích hợp, bao gồm các nguồn năng lượng phân tán và có khả năng hoạt động độc lập. Việc quản lý điện áp trên bus DC là một trong những thách thức lớn nhất trong việc phát triển microgrid. Hệ thống này cần đảm bảo rằng điện áp luôn nằm trong khoảng cho phép để tránh hư hỏng thiết bị. Các giải pháp ổn định điện áp như sử dụng mạch DC/DC và các thuật toán điều khiển như P&O sẽ được thảo luận chi tiết.

2.1. Giới thiệu về lưới điện siêu nhỏ

Lưới điện siêu nhỏ (microgrid) là một mô hình cung cấp điện qui mô nhỏ, có khả năng kết nối và ngắt kết nối với lưới điện chính. Điều này giúp giảm thiểu tình trạng mất điện và tăng cường độ tin cậy của hệ thống. Tuy nhiên, việc duy trì điện áp ổn định trên bus DC là rất quan trọng. Nếu điện áp tăng quá cao hoặc giảm quá thấp, các thiết bị kết nối có thể bị hư hỏng, dẫn đến thiệt hại kinh tế lớn. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các giải pháp ổn định điện áp là cần thiết.

III. Thiết kế hệ thống

Chương này mô tả quy trình thiết kế và xây dựng mô hình microgrid với bus DC. Mô hình bao gồm các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió, cùng với các mạch DC/DC để ổn định điện áp. Việc sử dụng các bộ chuyển đổi DC-DC giúp điều chỉnh điện áp đầu ra, đảm bảo rằng nó luôn nằm trong khoảng cho phép. Các thuật toán như P&O được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Mô hình này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có thể được áp dụng thực tế trong các dự án năng lượng tái tạo tại Việt Nam.

3.1. Mô hình bus DC

Mô hình bus DC được thiết kế để kết nối các nguồn năng lượng tái tạo và tải tiêu thụ. Hệ thống này cho phép điều chỉnh điện áp một cách linh hoạt, đảm bảo rằng các thiết bị luôn hoạt động trong điều kiện an toàn. Việc sử dụng các mạch DC/DC giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Mô hình này có thể được mở rộng để phục vụ cho các ứng dụng lớn hơn trong tương lai, góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành điện tại Việt Nam.