Điều khiển kết hợp MPPT- Pitch angle cho turbine gió quy mô nhỏ

Bài viết Điều khiển kết hợp MPPT- Pitch angle cho turbine gió quy mô nhỏ đề xuất điều khiển kết hợp MPPT-Pitch angle để đảm bảo tính liên tục của năng lượng nối lưới và tránh thiệt hại cho rôto của turbine.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển kết hợp MPPT- Pitch angle cho turbine gió quy mô nhỏTuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 ĐIỀU KHIỂN KẾT HỢP MPPT - PITCH ANGLE CHO TURBINE GIÓ QUY MÔ NHỎ Ngô Quang Vĩ1, Nguyễn Trọng Thắng1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: vihoangnq@tlu.edu.vn1. GIỚI THIỆU CHUNG giữa công suất và vận tốc gió trên cơ sở khống chế Pitch angle được thể hiện ở Năng lượng gió là nguồn năng lượng sạch, Hình 1. Vcut in và V0 là khoảng hoạt động củadồi dào, và là nguồn năng lượng thay thế rấttốt cho năng lượng hóa thạch [1]. Trong các turbine gió mà ở đó tốc độ gió thay đổi làmtuabine điện gió hiện nay, thì tuabine gió quy cho công suất của nó cũng thay đổi theo,mô nhỏ là một loại được sử dụng phổ biến vì vùng này gắn với thuật toán MPPT cho hệcó những ưu điểm như dễ dàng lắp đặt, có giá thống. Vùng V0 và VN hoạt động xung quanhthành rẻ [2]. Do đó nó phù hợp lắp đặt ở tốc độ định mức, và ở dưới công suất địnhnhững nơi có địa hình hiểm trở như các khu mức. Cuối cùng là vùng VN - Vcut out , turbinevực miền núi xa xôi, hải đảo. Tuy nhiên ở hoạt động với công suất tối đa và giới hạn ởnhững nơi này thì nguồn gió rất phức tạp và tốc độ định mức, lúc này có sự tham gia củadễ thay đổi. điều khiển Pitch angle. Để tối đa hóa hiệu suất chuyển đổi nănglượng gió sang điện năng, ta cần giải quyết 2vấn đề chính. Thứ nhất, tìm điểm công suấtcực đại (Maximum Power Point Tracking,MPPT). Thứ hai, điều khiển góc nghiêngcánh (Pitch angle control). Hiện tại, cácnghiên cứu về MPPT- Pitch angle cho turbinegió quy mô nhỏ vẫn còn chưa nhiều. Do đó,bài báo này tập trung nghiên cứu phát triểnkỹ thuật điều khiển kết hợp giữa MPPT vàPitch angle để khai thác năng lượng gió hiệuquả nhất cho turbine gió quy mô nhỏ. Các phương pháp phổ biến điều khiểnPitch angle của những hệ thống turbine gióquy mô nhỏ là lật góc nghiêng cánh thụ động. Hình 1. Những vùng hoạt độngTuy nhiên, hệ thống này có nhược điểm là của turbine gió quy mô nhỏrotor dễ bị hỏng khi gió lớn. Để khắc phục, 2. MÔ HÌNH TURBINE GIÓ LOẠI NHỎnhóm tác giả đề xuất điều khiển kết hợp VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂNMPPT-Pitch angle để đảm bảo tính liên tụccủa năng lượng nối lưới và tránh thiệt hại cho 2.1. Mô hình turbine gió loại nhỏrôto của turbine. Công suất turbine gió được trình bày theo Các phương pháp MPPT-Pitch angle đã công thức sau:được nghiên cứu áp dụng trong hệ thốngturbine gió trung bình và lớn. Mối quan hệ 1 Pt   R 2V 3C p ( ,  ) (1) 2 276 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 Hệ số CP được cho như sau: Tín hiệu sai lệch theo thời gian t của bộ 21 điều khiển mờ: 116  iC p ( ,  )  0.5176(  0.4   5)e  0.0068 (2) i e( t )  * ( t )  t ( t ) (9) 1 1 0.035Với   3 i 0.08     1 Tỷ số tốc độ đầu cánh được tính toánnhư sau: t R  (3) V Mômen của turbine gió được tính toánnhư sau: Hình 3. Bộ điều khiển Fuzzy-PID Pt sử dụng cho Pitch angle Mt  (4) t 3. KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH 2.2. thiết kế bộ điều khiển MPPT Với mục đích nhằm chế ngự và sản xuất Tốc độ roto đạt được tối ưa hóa từ bộ điều được điện năng liên tục, nên nhóm tác giả đềkhiển mờ ở bước k, được cho bởi công thức xuất điều khiển kết hợp MPPT-Pitch control.sau: Sơ đồ chiến lược điều khiển MPPT-Pitch ...