Nghiên cứu thuật toán điều khiển nâng cao độ ổn định điện áp DC trong hệ thống máy phát điện gió DFIG

Thuật toán điều khiển đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì ổn định điện áp DC của hệ thống máy phát điện gió DFIG. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu sử dụng bộ điều khiển PI, nhưng hiệu quả bị hạn chế khi hệ thống gặp dao động lớn. Việc kết hợp logic mờ với bộ điều khiển PI giúp cải thiện độ ổn định động, đặc biệt trong điều kiện nhiễu từ lưới điện. Phương pháp này không chỉ tăng cường hiệu suất mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực từ hệ thống điện đến máy phát.

Logic mờ được áp dụng để bổ sung cho bộ điều khiển PI trong việc điều chỉnh điện áp DC. Phương pháp này cho phép hệ thống thích ứng linh hoạt với các biến đổi trong điều kiện vận hành, đặc biệt là khi có sự cố hoặc dao động lớn. Kết quả mô phỏng trên Matlab cho thấy, hệ thống sử dụng bộ điều khiển PI kết hợp logic mờ đạt được độ ổn định cao hơn so với phương pháp truyền thống. Điều này khẳng định tiềm năng ứng dụng của logic mờ trong hệ thống năng lượng tái tạo.

Mô hình toán học của DFIG được xây dựng để mô phỏng hoạt động của hệ thống. Các phương trình mô tả mối quan hệ giữa công suất điện và công suất cơ khi tốc độ rotor thay đổi. Kết quả cho thấy, DFIG hoạt động hiệu quả khi tốc độ rotor lớn hơn hoặc nhỏ hơn tốc độ đồng bộ. Mô hình này là cơ sở để thiết kế các thuật toán điều khiển nhằm tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống.

Việc tích hợp điện gió vào lưới điện gây ra các vấn đề như sóng hài và chập chờn điện áp. Nghiên cứu chỉ ra rằng, DFIG có thể ảnh hưởng đến điện áp lưới điện, đặc biệt khi tốc độ gió thay đổi đột ngột. Để giảm thiểu tác động này, các bộ chuyển đổi phía rotor (RSC) và phía lưới (GSC) được sử dụng để điều chỉnh công suất và duy trì ổn định điện áp DC. Các kết quả mô phỏng cho thấy, hệ thống sử dụng bộ điều khiển PI kết hợp logic mờ giảm thiểu đáng kể các vấn đề này.

Logic mờ là phương pháp điều khiển dựa trên các quy tắc mờ, cho phép hệ thống xử lý các thông tin không chính xác hoặc không đầy đủ. Trong nghiên cứu này, logic mờ được sử dụng để bổ sung cho bộ điều khiển PI trong việc điều chỉnh điện áp DC. Các quy tắc mờ được thiết kế dựa trên kinh nghiệm và kiến thức chuyên môn, giúp hệ thống thích ứng linh hoạt với các biến đổi trong điều kiện vận hành.

Kết quả mô phỏng trên Matlab cho thấy, hệ thống sử dụng bộ điều khiển Fuzzy PI đạt được độ ổn định cao hơn so với phương pháp truyền thống. Các thông số như điện áp DC, công suất phản kháng và công suất tác dụng được điều chỉnh chính xác và nhanh chóng. Điều này khẳng định tiềm năng ứng dụng của bộ điều khiển Fuzzy PI trong hệ thống năng lượng tái tạo, đặc biệt là hệ thống máy phát điện gió DFIG.