Điều khiển máy điện gió không đồng bộ nguồn kép (DFIG) khi điện áp mất đối xứng với bộ ổn định mô men

Bài viết Điều khiển máy điện gió không đồng bộ nguồn kép (DFIG) khi điện áp mất đối xứng với bộ ổn định mô men trình bày sự cải tiến phương án điều khiển máy điện gió không đồng bộ nguồn kép (DFIG) trên nền tảng của phương pháp định hướng từ thông (SFOC) với mục tiêu giảm tác động của mô-men cơ khi điện áp mất đối xứng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển máy điện gió không đồng bộ nguồn kép (DFIG) khi điện áp mất đối xứng với bộ ổn định mô men30 Nguyễn Thanh Hải ĐIỀU KHIỂN MÁY ĐIỆN GIÓ KHÔNG ĐỒNG BỘ NGUỒN KÉP (DFIG) KHI ĐIỆN ÁP MẤT ĐỐI XỨNG VỚI BỘ ỔN ĐỊNH MÔ-MEN CONTROL OF WIND-TURBINE DOUBLY FED INDUCTION GENERATOR (DFIG) UNDER UNBALANCED VOLTAGE DIP WITH TORQUE STABILITY CONTROLLER Nguyễn Thanh Hải THPT Chuyên Lê Hồng Phong Tp.HCM; hai_nguyenthanh2012@yahoo.com.vnTóm tắt - Bài báo này trình bày sự cải tiến phương án điều khiển Abstract - This paper presents a modified Stator Fed Orientedmáy điện gió không đồng bộ nguồn kép (DFIG) trên nền tảng của Control (SFOC) for Doubly Fed Induction Generator (DFIG) in windphương pháp định hướng từ thông (SFOC) với mục tiêu giảm tác turbines to reduce torque pulsation during unbalanced voltageđộng của mô-men cơ khi điện áp mất đối xứng. Phương án cải tiến dips. The proposed schemes apply multiple PI controllers with anti-ứng dụng bộ điều chỉnh PI với antiwindup để điều chỉnh dòng điện windup to obtain commanded rotor currents and also introducerotor. Bộ lọc Notch và bộ ổn định mô-men có nhiệm vụ loại bỏ thành extra commanded values for rotor currents. Notch filters are alsophần sóng hài bậc 2 của dòng điện thứ tự nghịch rotor và công used to eliminate the second order harmonic components. Thesuất cơ. Những cải tiến được thực hiện phía rotor (RSC). Mô modifications are applied to the rotor side converter (RSC).phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink cho ta thấy sự nâng cao Simulations in Matlab/ Simulink illustrate the enhanced stability oftính ổn định của mô-men và giảm độ biến dạng thành sóng hài bậc torque response and improvement of current waveform.cao của dòng điện. So sánh kết quả phương án SFOC cải tiến và Comparisons of the simulation results with a traditional SFOC andphương án SFOC truyền thống khi điện áp mất xứng cho ta thấy a modified SFOC for operation under unbalanced voltage dip aređược sự cải tiến của phương án đề xuất trong bài báo này. provided to evaluate the newly proposed methods in the DFIGs.Từ khóa - DFIG; Điện áp bất đối xứng; Bộ điều khiển PI; Anti- Key words - DFIG; Unbalanced Voltage Dip; PI controller; Anti-windup; SFOC; Bộ lọc Notch windup; SFOC; Notch Filters.1. Đặt vấn đề 2. Điều khiển DFIG khi lưới mất đối xứng Hiện nay, máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép Trong điều khiển DFIG, nhiệm vụ chính RSC (Rotor(Doubly Fed Induction Generator–DFIG) được sử dụng Side Converter) là điều khiển công suất tác dụng (Ps) vàrộng rãi trong các trang trại gió vì những ưu điểm như sau: phản kháng (Qs) của stator. Trong khi đó GSC (Grid Side(i) Chi phí đầu tư thấp cho bộ chuyển đổi và linh kiện điện Converter) điều khiển điện áp DC (dc-link voltage). Môtử công suất [1, 2]; (ii) Điều khiển công suất độc lập dễ hình chi tiết điều khiển RSC, GSC trình bày ở [6],[7] vàdàng khi tốc độ gió thay đổi liên tục [1, 2]; (iii) Trang trại [8]. Do đó trong bài viết này chỉ trình bày ngắn gọn.gió DFIG kết nối thuận lợi do các DFIG điều khiển độc lập Mô hình điều khiển DFIG dựa trên nền phương pháp[4].Vì vậy, sử dụng DFIG trong các trang trại gió là một SFOC. Hình 1 cho ta thấy mối quan hệ giữa hệ qui chiếu (α,β)s,giải pháp kinh tế tối ưu [3]. Tuy nhiên, hơn 50% trang trại (α,β)r và hệ qui chiếu quay dq+ và dq− theo công thức (1), (2),gió bị ảnh hưởng từ sự thay đổi điện áp đột ngột khi kết nối (3). Đại lượng “I” có thể thay thế thành điện áp hay từ thông.lưới [4]. Khi điện áp mất đối xứng làm dòng điện mất đốixứng, dẫn đến rung động mô-men xoắn, độ rung tăng lên + I dq = I ( ) s e− j st I dq − = I ( ) s e j s t (1)và áp lực cơ khí làm tăng nhiệt độ trong các cuộn dây máy I + − =I e − j 2s t − ...