Điều khiển hệ thống tua-bin gió công suất nhỏ máy phát PMSG trong trường hợp méo dạng điện áp lưới

Bài viết đề xuất chiến lược điều khiển cho bộ chuyển đổi công suất phía lưới (GSC) của máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSG) trong trường hợp méo dạng điện áp lưới. Với phương pháp đề xuất, các thành phần dòng điện bậc 3, 5 và 7 được loại bỏ, từ đó dòng điện lưới trở thành hình sin.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển hệ thống tua-bin gió công suất nhỏ máy phát PMSG trong trường hợp méo dạng điện áp lưới TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN SAIGON UNIVERSITY TẠP CHÍ KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL ĐẠI HỌC SÀI GÒN OF SAIGON UNIVERSITY Số 71 (05/2020) No. 71 (05/2020) Email: tcdhsg@sgu.edu.vn ; Website: http://sj.sgu.edu.vn/ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TUA-BIN GIÓ CÔNG SUẤT NHỎ MÁY PHÁT PMSG TRONG TRƯỜNG HỢP MÉO DẠNG ĐIỆN ÁP LƯỚI Control of PMSG micro wind turbine systems under grid voltage distortion TS. Văn Tấn Lượng(1), ThS. Phạm Xuân Minh(2), ThS. Nguyễn Trọng Huân(3), ThS. Trương Tấn(4), TS. Nguyễn Thanh Hải(5) (1) Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông, cơ sở tại TP.HCM (2),(3) (4)Trường Đại học Sài Gòn (5) Trường Đại học Cần Thơ TÓM TẮT Nghiên cứu này đề xuất chiến lược điều khiển cho bộ chuyển đổi công suất phía lưới (GSC) của máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSG) trong trường hợp méo dạng điện áp lưới. Với phương pháp đề xuất, các thành phần dòng điện bậc 3, 5 và 7 được loại bỏ, từ đó dòng điện lưới trở thành hình sin. Để thực hiện điều này, các thành phần dòng điện bậc 3, 5 và 7 của điện áp và dòng điện lưới được trích ra từ dòng điện và điện áp tức thời bộ quan sát tổng hợp (CO). Sau đó, bộ điều khiển cộng hưởng-tỉ lệ được áp dụng để điều khiển dòng điện lưới. Hiệu quả của phương pháp đề xuất được kiểm chứng bằng kết quả mô phỏng. Từ khóa: bộ quan sát tổng hợp (CO), bộ điều khiển cộng hưởng-tỉ lệ, máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSG), méo dạng điện áp, tua-bin gió Abstract This study proposes a control scheme of the grid-side converter for micro-wind turbines based on permanent magnet synchronous generator (PMSG) under grid voltage distortion. With the proposed method, the components of the third, fifth, and seventh-order current harmonics are removed, from which the current fed into the grid becomes sinusoidal. To conduct this scheme, the third, fifth, and seventh-order harmonics components are extracted from the instantaneous grid voltage and current by employing the composite observer. The proportional-resonant controllers are applied for the grid current control. The effectiveness of the proposed scheme is verified by the simulation results. Keywords: composite observer (CO), proportional-resonant controllers, permanent magnet synchronous generator (PMSG), grid voltage distortion, wind turbine 1. Giới thiệu với tua-bin gió tốc độ thay đổi như máy Trong nhiều nguồn năng lượng tái tạo phát không đồng bộ, máy phát đồng bộ loại khác nhau, năng lượng gió được xem như bộ nam châm vĩnh cửu được sử dụng ở tốc là nguồn năng lượng mới thay thế các độ thấp vì có những ưu điểm như không có nguồn năng lượng truyền thống. So sánh hộp số, độ chính xác cao và phương pháp Email: luongvt@hufi.edu.vn 51 SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 71 (05/2020) điều khiển đơn giản. Ngoài ra, bộ chuyển phương từ dạng sóng điện áp hiện có theo đổi công suất phía lưới (GSC) một pha có đòi hỏi khá phức tạp. Điều này sẽ làm ảnh thể dùng cầu chỉnh lưu có điều khiển toàn hưởng đến dạng sóng điện áp lưới bị méo cầu hoặc cầu chỉnh lưu có điều khiển bán dạng. Một phương pháp khác dùng bộ điều cầu để điều khiển cấp điện cho lưới từ máy khiển lặp đi lặp lại (RC) được áp dụng, phát [1]. Để làm giảm họa tần, bộ lọc điện trong đó dòng điện lưới bị méo dạng do tải cảm (L) đã được sử dụng. Gần đây, bộ lọc phi tuyến được làm giảm nhờ vào việc vận điện cảm-tụ điện-điện cảm (LCL) lắp đặt ở hành bộ nghịch lưu như bộ lọc tích cực [9], ngõ vào bộ chuyển đổi phía lưới thường [10]. Tuy nhiên, trường hợp điện áp bị méo được sử dụng phổ biến vì mức độ vận hành dạng không được quan tâm trong nghiên tốt hơn và chi phí giảm do kích cỡ L nhỏ, cứu. Ngoài ra, một vấn đề quan trọng của so sánh với bộ lọc L. Tuy nhiên, bộ lọc bộ điều khiển lặp đi lặp lại là việc thực LCL có khuyết điểm là rất khó điều khiển hiện bộ điều khiển trong hệ thống thực tế, và thường xảy ra hiện tượng cộng hưởng đòi hỏi số lượng vòng lặp lại cao và thời [2], [3]. gian tính toán dài. Để điều khiển bộ chuyển đổi công suất Trong nghiên cứu này, chiến lược điều một pha phía lưới, những thành phần bậc lẻ khiển dòng điện cho bộ chỉnh lưu phía lưới (bậc 3, 5, 7) và thành phần cơ bản của điện được áp dụng để gia tăng tính tích hợp của áp và dòng điện lưới cần được tách ra một hệ thống tua-bin gió với lưới trong trường cách chính xác dùng bộ CO mà không có hợp méo dạng điện áp lưới. Với chiến lược trì hoãn thời gian [4]. Bộ điều khiển cộng đề xuất này, trước tiên bộ CO với ưu điểm hưởng - tỉ lệ (PR) được thay thế bộ điều nổi bật là ước lượng trực tuyến và chính khiển tích phân - tỉ lệ để điều khiển dòng xác được sử dụng để tách các thành phần điện lưới trở nên hoàn toàn sin. cơ bản và các thành phần họa tần của dòng Các phương pháp điều khiển khác điện và điện áp. Sau đó, bộ điều khiển cộng nhau dùng cho bộ nghịch lưu đã được giới hưởng - tỉ lệ với các tần số trung tâm bậc 1, thiệu [5], [8], trong đó bộ điều khiển PR bậc 3, bậc 5 và bậc 7 được áp dụng. Ngoài hoặc bộ điều khiển PI được sử dụng để ra, phương pháp đi ...