Tải bản đầy đủ (.docx) (39 trang)

tiểu luận học phần ee4461 nguyên lý của thiết bị pll

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.05 MB, 39 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI</b>

<b>TIỂU LUẬN CUỐI KỲ 20202</b>

<b>HỌC PHẦN: TÍCH HỢP CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO</b>

2. Phạm Việt Hoàng – 201739103. Phan Đình Mạnh – 201740463. Hồng Quốc Việt - 20174366

<b>HÀ NỘI, 8/2021</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>MỤC LỤ</b>

Câu 1. Nguyên lý của thiết bị PLL...1

1.1. Nguyên lý điều khiển...1

1.2. Thay đổi thông số điều khiển và đánh giá đáp ứng của bộ PLL...1

1.2.1. Với các thơng số mặc định...2

1.2.2. Thay đổi góc pha và tần số ban đầu của khối PLL...2

1.2.3. Thay đổi thông số điều khiển Kp...3

1.2.4. Thay đổi thông số điều khiển Ki...5

1.2.5. Thay đổi thông số điều khiển Kd...6

1.2.6. Tổng kết bộ số điều khiển tối ưu...6

1.3. Đánh giá đáp ứng của PLL khi tần số thay đổi...6

Câu 2. Nguyên lý bộ biến đổ abc-dq0...8

2.1. Cơ sở lý thuyết...8

2.2. Giả thiết và tính tốn theo lý thuyết...9

2.3. Mơ phỏng bộ biến đổi abc-dq0...9

2.4. Kết quả mô phỏng...11

Câu 3. Đáp ứng tăng điện áp/công suất đối với nhà máy điện gió/mặt trời.123.1. Mơ hình mơ phỏng...12

3.2. Đáp ứng của DFIG trong chế độ xác lập...12

3.2.1. Tăng điện áp set point từ 1 lên 1.075 pu...12

3.2.2. Tăng tốc độ gió từ 10m/s lên 13m/s tại thời điểm 20s...15

Câu 4. Mô phỏng đáp ứng ngắn mạch của nhà máy điện gió/mặt trời...18

4.1. Ngắn mạch 3 pha đầu cực máy phát...18

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

4.2. Ngắn mạch 1 pha chạm đất đầu cực máy phát...244.3. Ngắn mạch 2 pha đầu cực máy phát...294.4. Tổng kết...30

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>DANH MỤC BẢNG BIỂU</b>

Bảng 1. 1. Bảng tổng hợp kết quả đáp ứng tần số của bộ PLL khi thay đổi Kp...5Bảng 1.2. Thay đổi thông số Ki của bộ PLL...6Bảng 1.3. Bảng tổng kết các giá trị của đáp ứng tần số PLL khi tần số thayđổi...7

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>DANH MỤC HÌNH ẢN</b>

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý điều khiển bộ PLL...1

Hình 1. 2. Đáp ứng của bộ PLL với thông số mặc định...2

Hình 1. 3. Đáp ứng của bộ PLL khi thay đổi góc pha ban đầu của PLL...3

Hình 1. 4. Đáp ứng của PLL khi Kp=200...4

Hình 1. 5. Đáp ứng của PLL khi Kp=250...4

Hình 1. 6. Đáp ứng của PLL khi Kp=500...5

Hình 1.7. Đáp ứng tần số của bộ PLL khi tần số sóng sin = 51 Hz...6

Hình 1. 8. Đáp ứng tần số của bộ PLL khi tần số sóng sin = 52 Hz...7

Hình 1. 9. Đáp ứng tần số của bộ PLL khi tần số sóng sin = 55 Hz...7

Hình 1. 10. Đáp ứng tần số của bộ PLL khi tần số sóng sin = 49 Hz...7YHình 2.1. Sơ đồ mơ phỏng bộ biến đổi abc-dq0...10

Hình 2.2. Thơng số sóng sin...10

Hình 2.3. Dịng điện 3 pha...11

Hình 2.4. Dịng điện Id và Iq 1Hình 3.1. Điện áp khi tăng từ 1pu lên 1.075pu...13

Hình 3. 2. Cơng suất tác dụng và cơng suất phản kháng khi thay đổi điện ápđặt...14

Hình 3. 3. Tốc độ rotor...15

Hình 3.4. Góc pitch...15

Hình 3. 5. Cơng suất tác dụng và công suất phản kháng khi tăng tốc độ gió. 16Hình 3.6. Tốc độ tuabin DFIG...17

Hình 3.7. Góc pitch khi tăng tốc độ gió...17

Hình 3. 8. Điện áp khi tăng tốc độ gió...18

Hình 4. 1. Dịng điện ngắn mạch DFIG khi ngắn mạch 3 pha đầu cực máyphát...19

Hình 4. 2. Dịng ngắn mạch của rotor khi ngắn mạch 3 pha đầu cực...20

Hình 4. 3. Cơng suất tác dụng...20

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Hình 4. 4. Cơng suất phản kháng...20

Hình 4.5. Điện áp đầu cực máy phát...21

Hình 4.6. Điện áp trên tụ điện DC...22

Hình 4.7. Góc mở tuabin cánh quạt khi sự cố...23

Hình 4. 8. Tốc độ tuabin khi xảy ra sự cố...24

Hình 4. 9. Dịng điện ngắn mạch 1 pha đầu cực máy phát...25

Hình 4.10. Dịng điện ngắn mạch tại rotor...26

Hình 4. 11. Điện áp trên tụ DC khi ngắn mạch 1 pha...27

Hình 4. 12. Điện áp đầu cự máy phát khi ngắn mạch 1 pha...28

Hình 4.13. Cơng suất tác dụng...28

Hình 4. 14. Cơng suất phản kháng...28

Hình 4. 15. Dòng điện ngắn mạch 2 pha đầu cực máy phát...29

Hình 4. 16. Điện áp đầu cực khi ngắn mạch 2 pha...30

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>LỜI MỞ ĐẦU</b>

Trong bối cảnh hiện tượng biến đổi khí hậu diễn ra trên tồn cầu và nguồnnhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt, nhu cầu về các nguồn năng lượng mới haycác nguồn năng lượng tái tạo đang tăng cao hơn bao giờ hết. Do đó, việc nghiêncứu, ứng dụng các nhà máy điện sử dụng năng lượng sơ cấp là năng lượng tái tạo đãđược đẩy mạnh trong một thập kỷ qua. Và Việt Nam ta cũng khơng nằm ngồi xuthế đó. Trong cơ cấu cơng suất nguồn điện tồn quốc năm 2020, các nguồn nănglượng tái tạo chiếm khoảng 26%. Đây là tín hiệu đáng mừng ta một tương lai khơngphụ thuộc năng lượng hóa thạch nhưng việc thâm nhập nhiều và nhanh của cácnguồn năng lượng tái tạo cũng đặt ra nhiều thách thức đối với nhiệm vụ vận hành hệthống. Những câu hỏi như: “Làm sao để điều khiển các nguồn có tính bất đinh?”,“Tỷ trọng nguồn năng lượng tái tạo ngày càng cao có thể gây ra những ảnh hưởng gìvới việc vận hành hệ thống?” cần được làm rõ.

Để trả lời những câu hỏi trên, nhóm 4 chúng em đã thực hiện “Tiểu luận họcphần EE4461”, gồm 4 nội dung như sau:

<b>1. Nguyên lý của thiết bị PLL;2. Nguyên lý bộ biến đổi abc-dq0;</b>

<b>3. Đáp ứng tăng điện áp/cơng suất đối với nhà máy điện gió/mặt trời;4. Mô phỏng đáp ứng ngắn mạch của nhà máy điện gió/mặt trời.</b>

Để hồn thành được tiểu luận này, chúng em xin cảm ơn Thầy giáo – PGS. TS. Nguyễn Đức Huy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ nhóm trong thời gianhọc và thực hiện tiểu luận.

Tuy nhiên, do những hạn chế về mặt kiến thức và kỹ năng, nên bản đồ án củaem khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ýcủa thầy để chúng em có thể nâng cao vốn kiến thức và kỹ năng của mình.

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy!

<i>Hà Nội, ngày 30 tháng 8 năm 2021</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>Câu 1. Nguyên lý của thiết bị PLL1.1. Ngun lý điều khiển</b>

<i>Vai trị của bộ PLL: Để có thể hòa đồng bộ các nhà máy năng lượng tái tạo</i>

vào lưới điện, các nhà máy này cần phải biết được tần số và góc pha hiện tại củalưới là bao nhiêu. Do đó, người ta sử dụng bộ PLL để dị tần số và góc của lưới nhờsử dụng một bộ giám sát tần số bên trong. Hệ thống điều khiển của PLL sẽ thay đổitần số dao động bên trong để giữ cho sự lệch pha giữa góc pha đầu ra của PLL vàgóc pha của lưới bằng 0.

<i>Nguyên lý điều khiển:</i>

<i><b><small>Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý điều khiển bộ PLL</small></b></i>

 Tín hiệu sin đầu vào được kết hợp với bộ phản hồi qua bộ cos:

<i>sin (a )∗cos(b )=</i><sup>1</sup>

2<i><sup>sin (a+b)+</sup></i>1

 Tín hiệu kết hợp được tính trung bình trong khoảng thời gian T=1/Freq.Do ban đầu chưa có tín hiệu tần số Freq, do đó bộ PLL lấy bằng tần sốkhởi tạo ban đầu Freq0 trong 1 chu kì đầu.

 Bộ PID với bộ điều khiển tùy chọn AGC điều khiển sao cho giá trị trungbình này về 0 bằng cách tác động lên bộ dao động được điều khiển(Voltage Controlled Oscillator - VCO). Khi giá trị trung bình bằng 0, tứcbộ PLL đã bắt được tần số và góc pha mong muốn.

 Giá trị trung bình có giá trị bằng không khi a = b.

<b>1.2. Thay đổi thông số điều khiển và đánh giá đáp ứng của bộ PLL</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Ta thu được đáp ứng của bộ PLL như sau:

<i><b><small>Hình 1. 2. Đáp ứng của bộ PLL với thông số mặc định</small></b></i>

Với các thông số mặc định, đáp ứng của bộ PLL có các đặc điểm sau:

 Tần số: quá trình quá độ diễn ra trong 0.22s, dao động với f max xấp xỉ50.2Hz.

 Góc pha: tại thời điểm t=0, góc pha là 30°, dao động với giá trị từ 0-2π, vớitần số khi ổn định là 50Hz.

<b>1.2.2. Thay đổi góc pha và tần số ban đầu của khối PLL</b>

Các thơng số như sau:

 Thơng số của sóng sin: khơng đổi. Thay đổi góc pha của bộ PLL:

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Góc pha, tần số ban đầu [0 50] Thời gian mô phỏng 0.25s.

Ta thu được đáp ứng của bộ PLL như sau:

<i><b><small>Hình 1. 3. Đáp ứng của bộ PLL khi thay đổi góc pha ban đầu của PLL</small></b></i>

Với việc thay đổi góc pha ban đầu của bộ PLL, ta thu được đáp ứng như sau: Tần số: thời gian quá độ là 0.05s.

 Góc pha: tại thời điểm t=0, góc pha là 0°, dao động với giá trị thay đổi 0-2π, với tần số 50Hz trong suốt thời gian dao động.

Qua mục 1.2.1 và 1.2.2 ta rút ra một số nhận xét như sau:

 Trong một chu kỳ đầu tiên, bộ PLL luôn giữ tần số bằng tần số ban đầu của chính nó, do tại khoảng thời gian đó, bộ PLL chưa dị được tần số của nguồn sin.

 Sự lệch pha giữa góc pha ban đầu của PLL và của nguồn sin càng nhỏ thì biên độ dao động của quá trình quá độ càng nhỏ.

 Khi độ lệch giữa góc pha ban đầu của PLL và của nguồn sin khác 0, tần số đầu ra của PLL trong quá trình quá độ đều > 50Hz.

<b>1.2.3. Thay đổi thông số điều khiển Kp</b>

 <b>Kp=200</b>

Thời gian mô phỏng 0.5s, đáp ứng của bộ PLL như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<i><b><small>Bảng 1. 1. Bảng tổng hợp kết quả đáp ứng tần số của bộ PLL khi thay đổi Kp</small></b></i>

<b>1.2.4. Thay đổi thông số điều khiển Ki</b>

<i><b><small>Bảng 1.2. Thay đổi thông số Ki của bộ PLL</small></b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>1.2.5. Thay đổi thông số điều khiển Kd</b>

Khi thay đổi thông số Kd càng xa khỏi giá trị mặc định thì dao động của đápứng tần số trong quá trình quá độ càng mạnh. Vì vậy, để tối ưu giữ giá trị mặc địnhlà Kd=1.

<b>1.2.6. Tổng kết bộ số điều khiển tối ưu</b>

Từ các phần c, d, e, bộ số tối ưu cho bộ điều khiển PID là [ Kp Ki Kd] = [ 155 4000 1].

<b>1.3. Đánh giá đáp ứng của PLL khi tần số thay đổi</b>

 <b>Khi sóng sin có tần số 51 Hz</b>

<i><b><small>Hình 1.7. Đáp ứng tần số của bộ PLL khi tần số sóng sin = 51 Hz</small></b></i>

Đáp ứng tần số của bộ PLL có các đặc điểm sau:

 Q trình q độ diễn ra trong 0.278s, dao động với f max xấp xỉ 51.032Hz.

 <b>Khi sóng sin có tần số 52 Hz</b>

<i><b><small>Hình 1. 8. Đáp ứng tần số của bộ PLL khi tần số sóng sin = 52 Hz</small></b></i>

Đáp ứng tần số của bộ PLL có các đặc điểm sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

 Quá trình quá độ diễn ra trong 0.248s, dao động với f max xấp xỉ 52.055Hz.

 <b>Khi sóng sin có tần số 55 Hz</b>

<i><b><small>Hình 1. 9. Đáp ứng tần số của bộ PLL khi tần số sóng sin = 55 Hz</small></b></i>

Thời gian chạy mô phỏng 2.5s

Đáp ứng tần số của bộ PLL có các đặc điểm sau:

 Quá trình quá độ diễn ra trong 0.25s, dao động với f max xấp xỉ 55.002Hz.

 <b>Khi sóng sin có tần số 49 Hz</b>

<i><b><small>Hình 1. 10. Đáp ứng tần số của bộ PLL khi tần số sóng sin = 49 Hz</small></b></i>

Đáp ứng tần số của bộ PLL có các đặc điểm sau:

 Quá trình quá độ diễn ra trong 0.2s, dao động với f min bằng 49 Hz. <b>Tổng kết</b>

<i><b><small>Bảng 1.3. Bảng tổng kết các giá trị của đáp ứng tần số PLL khi tần số thay đổi</small></b></i>

Tần số sóng sin Thời gian quá độ (s) fmax (Hz) fmin (Hz)

<b>Câu 2. Nguyên lý bộ biến đổ abc-dq0</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Máy điện xoay chiều 3 pha có thành phần các dòng điện: <i>I<sub>A</sub></i>=<i>I<sub>m</sub>. cos</i>

<sub>(</sub>

<i>ω t +α</i><sub>0</sub>

<sub>)</sub>

 <i>i<sub>d</sub></i>=23<sup>¿</sup> <i>i<sub>q</sub></i>=2

Khi 3 pha không cân bằng: <i>i<sub>o</sub></i>=1

3<i><sup>.(i</sup><small>A</small></i>+<i>i<sub>B</sub></i>+<i>i<sub>C</sub></i>)

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Với <i>ɣ</i>¿<i>ωt + ɣ<sub>o</sub></i> thực hiện phép biến đổi, có: <i>I<sub>d</sub></i>=<i>I<sub>m</sub>. cos</i>

<sub>(</sub>

<i>ɣ<sub>o</sub></i>−<i>α</i><sub>0</sub>

<sub>)</sub>

(*) <i>I<sub>q</sub></i>=<i>I<sub>m</sub>.sin</i>

<sub>(</sub>

<i>ɣ<sub>o</sub></i>−<i>α</i><sub>0</sub>

<sub>)</sub>

<b>2.2. Giả thiết và tính tốn theo lý thuyết</b>

Thành phần dịng điện xoay chiều 3 pha: <i>I<sub>a</sub></i>(t)=100.cos(ωt)

 <i>I<sub>b</sub></i>(t)= 100.cos(ωt-<sub>120</sub><i><small>o</small></i>) <i>I<sub>c</sub></i>(t)= 100.cos(ωt+120<i><small>o</small></i>)=> <i>α</i><sub>0</sub>=0

Chuyển sang hệ tọa độ dqo với <i>ɣ</i>¿<i>ωt + ɣ<sub>o</sub></i>trong đó: <i>ω=2∗pi∗50</i>

 <i>ɣ<sub>o</sub></i>=0 (trục quay trùng với pha A)Từ cơng thức (*), có:

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

<i><b><small>Hình 2.1. Sơ đồ mơ phỏng bộ biến đổi abc-dq0</small></b></i>

<i><b><small>Hình 2.2. Thơng số sóng sin</small></b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b>2.4. Kết quả mơ phỏng</b>

<i><b><small>Hình 2.3. Dòng điện 3 pha</small></b></i>

Từ dòng điện 3 pha A, B, C ở trên ta thu được dòng Id, Iq như hình dưới đây

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<i><b><small>Hình 2.4. Dịng điện Id và Iq</small></b></i>

Từ đồ thị, ta thấy Id=100, Iq=0 => Kết quả trùng khớp với lý thuyết

<b>Câu 3. Đáp ứng tăng điện áp/cơng suất đối với nhà máy điện gió/mặt trời.3.1. Mơ hình mơ phỏng</b>

<b>3.2. Đáp ứng của DFIG trong chế độ xác lập3.2.1. Tăng điện áp set point từ 1 lên 1.075 pu</b>

Với tốc độ gió là 13 m/s, nhà máy duy trì cơng suất phát đầu cực là 9 MW tạigóc mở cánh quạt của các máy phát là 2.3°, trong đó điện áp đầu cực máy phát đượcgiữ bằng 1 pu, công suất phản kháng của nhà máy lấy của lưới là -0,75 MVA

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<i><b><small>Hình 3.1. Điện áp khi tăng từ 1pu lên 1.075pu</small></b></i>

Hình 3.1 thể hiện đáp ứng của nhà máy điện gió DFIG khi thay đổi điện ápđầu cực từ 1 pu lên 1.075 pu. Với bộ điều khiển bộ biến đổi phía rotor RSC và sự tácđộng tự thời của bộ nghịch lưu, điện áp đầu cực của máy phát ổn định ở giá trị 1.075pu sau 0.6s. Như vậy, so với mơ hình tua-bin gió loại 1 và 2 thì mơ hình loại 3 cókhả năng điều chỉnh điện áp cũng như công suất phản kháng vượt trội hơn hẳn khimà mơ hình loại 1 và loại 2 cần các bộ tụ để cung cấp công suất phản kháng chomáy phát SFIG để tạo ra từ thông trên stator. Tuy nhiên bộ Back-to-Back trong mơhình DFIG có giới hạn cũng rất hạn chế, trong chế độ hồn động bình thường tổngcông suất bộ Back-to-Back vận chuyển được là 30% so với công suất định mức máyphát nên phạm vi điều chỉnh công suất phản kháng của bộ biến đổi GSC chỉ khoảng-3 MVAr đến +3 MVAr trong chế độ làm việc bình thường.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<i><b><small>Hình 3. 2. Cơng suất tác dụng và công suất phản kháng khi thay đổi điện áp đặt</small></b></i>

Hình 3.2 biểu diễn cơng suất tác dụng và công suất phản kháng của máy pháttrong quá trình thay đổi điện áp đặt trên. Để thay đổi điện áp đặt từ 1 pu lên 1.075pu, bộ biến đổi thay đổi công suất phản kháng ban đầu nhận công suất từ lưới về,sau khi tang điện áp lên 1.075 công suất phát kháng phát lên lưới là 2 MVAr. Khiđiện áp đầu cực máy phát thay đổi, công suất tác dụng của máy phát gần như khôngbị ảnh hưởng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<i><b><small>Hình 3. 5. Cơng suất tác dụng và công suất phản kháng khi tăng tốc độ gió</small></b></i>

Hình 3.8 biểu diễn cơng suất tác dụng và cơng suất phản kháng của máy pháttrong quá trình thay đổi tốc độ gió từ 10m/s lên 13m/s. Trước khi thay đổi công suấttác dụng của nhà máy là 5MW và cơng suất phản kháng là -0,75MVAr. Khi tăng tốcđộ gió lên 13m/s tại thời điểm 20s, công suất tác dụng của nhà máy bắt đầu tăng vàxác lập ở giá trị 9MW sau thời gian khoảng 7s. Công suất phản kháng của nhà máy

<b>giảm nhẹ từ -0.75MVAr còn -0,8MVAr. Như vậy so với tua bin gió loại 1 và 2</b>

<b>khả năng điều chỉnh công suất tác dụng của loại 3 nhanh hơn.</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<i><b><small>Hình 3.6. Tốc độ tuabin DFIG</small></b></i>

Hình 3.16 thể hiện tốc độ tua-bin máy phát DFIG trong kịch bản tăng tốc độgió từ 10m/s lên 13m/s. Trước sự cố, tốc độ tua-bin được giữ bằng 1.05 pu. Khi tốcđộ gió tăng lên, tốc độ tua-bin bắt đầu tăng nhanh lên đến giá trị 1,2pu.

<i><b><small>Hình 3.7. Góc pitch khi tăng tốc độ gió</small></b></i>

Hình 3.17 thể hiện đáp ứng của bộ điều khiển góc mở cánh quạt trong khi tốcđộ gió tăng lên. Trước khi tăng, với tốc độ gió 10 m/s, bộ điều khiển giữ góc pitch =0° để duy trì cơng suất phát của máy phát bằng 5 MW. Khi tốc độ gió tăng lên, tốcđộ tua-bin tăng so với tốc độ tham chiếu nên bộ điều khiển sẽ tăng góc mở cánh quạtlên để hạn chế việc tăng công suất cơ đột ngột cho máy phát, sau đó mới trở về giátrị phù hợp với tốc độ gió.

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

<i><b><small>Hình 3. 8. Điện áp khi tăng tốc độ gió</small></b></i>

Điện áp gần như khơng thay đổi khi tốc độ gió thay đổi, vẫn giữ ở giá trị địnhmức 1pu. Điều này chon thấy khả năng giữ điện áp rất tốt của tua bin loại 3, khi tốcđộ gió thay đổi điện áp vẫn giữ được giá trị định mức mà không bị dao động.

<b>Câu 4. Mô phỏng đáp ứng ngắn mạch của nhà máy điện gió/mặt trời.</b>

Các đại lượng được xét đến là dòng ngắn mạch DFIG đo được tại đầu cựcmáy phát, dịng sự cố rotor, cơng suất tác dụng và phản kháng, điện áp đầu cực máyphát, điện áp trên tụ DC, tốc độ tua-bin và góc mở cánh quạt.

<b>4.1. Ngắn mạch 3 pha đầu cực máy phát</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<i><b><small>Hình 4. 1. Dịng điện ngắn mạch DFIG khi ngắn mạch 3 pha đầu cực máy phát</small></b></i>

Hình 4.1 thể hiện dòng sự cố của DFIG khi ngắn mạch ba pha đầu cực. Cóthể thấy dịng ngắn mạch của DFIG khác biệt hồn tồn so với máy phát đồng bộthơng thường. Dòng ngắn mạch của DFIG cũng bao gồm hai thành phần: thành phầntự do (một chiều) và thành phần chu kỳ, trong đó thành phần một chiều có giá trịkhá lớn, tuy nhiên thành phần xoay chiều tắt rất nhanh, biên độ dao động từ 0.95puđến 0.97pu chỉ sau 0,1s. So với giá trị dòng điện ban đầu, dòng sau sự cố chỉ lớn hơndòng định mức khoảng 0,18pu. Dòng ngắn mạch DFIG phụ thuộc hoàn toàn vào đápứng của bộ biến đổi.

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<i><b><small>Hình 4. 2. Dịng ngắn mạch của rotor khi ngắn mạch 3 pha đầu cực</small></b></i>

Hình 2 thể hiện dịng sự cố rotor của DFIG khi ngắn mạch ba pha đầu cực.Cũng như dòng ngắn mạch DFIG, dòng rotor tăng vọt khi ngắn mạch xảy ra nhưngổn định trong khoảng 0,98 pu đến 1 pu chỉ sau 0.1s. So với giá trị dòng điện banđầu, dòng điện ngắn mạch sau sự cố chỉ lớn hơn dịng ban đầu khoảng 0,1pu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

Hình 4.3 và hình 4.4 thể hiện cơng suất tác dụng và phản kháng máy phátDFIG trong sự cố ngắn mạch ba pha đầu cực. Trong chù kỳ đầu xảy ra sự cố, dịngngắn mạch lớn nên cơng suất tác dụng của máy phát giảm xuống 1,24 MW và sauđó tiếp tục giảm xuống 0,8MW MW khi dòng ngắn mạch DFIG tắt dần. Tương tư,công suất phản kháng của máy phát giảm xuống -2 MVAr và sau đó tăng giá trị lên1 MVAr và cuối cùng xác lập ở 0,4 MVAr.

<i><b><small>Hình 4. 3. Cơng suất tác dụng</small><sub>Hình 4. 4. Cơng suất phản kháng</sub></b></i>

</div>

×