Giải pháp nâng cao chất lượng bộ điều khiển vòng kín sử dụng trong biến tần nối lưới của hệ thống điện mặt trời p3

45 CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÒNG KÍN TRONG BIẾN TẦN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI 3 1 Hệ thống điều khiển vòng kín Hệ thống điều khiển thường được phân thành hai dạng Hệ thống điều khiển vòng hở (open loop) và Hệ thống điều khiển vòng kín (closed loop) 3 1 1 Hệ thống điều khiển vòng hở Hệ thống điều khiển vòng hở là hệ thống có tác động điều khiển độc lập với tín hiệu ngõ ra Hai điểm nổi bật của hệ thống điều khiển vòng hở là Khả năng đạt chính xác được xác định bằng phương thức định cở (calibrate) Đị.

45

BIẾN TẦN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI

3.1 Hệ thống điều khiển vòng kín

Hệ thống điều khiển thường được phân thành hai dạng: Hệ thống điều khiển vòng hở (open-loop) và Hệ thống điều khiển vòng kín (closed-loop)

3.1.1 Hệ thống điều khiển vòng hở

Hệ thống điều khiển vòng hở là hệ thống có tác động điều khiển độc lập với tín hiệu ngõ ra Hai điểm nổi bật của hệ thống điều khiển vòng hở là:

- Khả năng đạt chính xác được xác định bằng phương thức định cở (calibrate) Định

cở có nghĩa là thành lập hay tái lập quan hệ giữa ngõ vào và ngõ ra để đạt được mức chính xác mong muốn cho hệ thống

- Hệ thống thường không gặp sự cố bất ổn định (instability)

Đối tượng điều khiển

khiển

Hình 3.1 Sơ đồ hệ điều khiển vòng hở

3.1.2 Hệ thống điều khiển vòng kín

Hệ thống điều khiển vòng kín còn gọi là hệ thống điều khiển hồi tiếp (feedback control system) Để điều khiển được chính xác, tín hiệu ngõ ra sẽ được hồi tiếp và so sánh với tín hiệu ở ngõ vào Một tín hiệu sai số tỷ lệ với sự sai biệt giữa tín hiệu ngõ

ra và tín hiệu ngõ vào sẽ được đưa đến bộ điều khiển để sửa sai Một hệ thống với một hoặc nhiều đường hồi tiếp như vậy gọi là hệ thống điều khiển vòng kín

Hồi tiếp là đặc tính của hệ thống điều khiển vòng kín dùng phân biệt với hệ thống điều khiển vòng hở Các tính chất quan trọng của các thành phần hồi tiếp:

- Gia tăng mức chính xác

46

- Giảm độ lợi của tỉ số tín hiệu ngõ vào với ngõ ra

- Giảm ảnh hưởng phi tuyến

- Gia tăng băng thông Băng thông của hệ thống là dải tần số (của tín hiệu ngõ vào)

mà trên dải giá trị này hệ thống thỏa các đáp ứng

- Có khuynh hướng dẫn đến dao động hay bất ổn

3.2 Sơ đồ điều khiển vòng kín

`

Bộ điều khiển

Hồi tiếp Hồi tiếp

Đối tượng điều khiển

Hồi tiếp

Ngõ ra Ngõ vào

Nhiễu phá rối

Hình 3.2 Sơ đồ điển hình hệ điều khiển vòng kín Các phần tử cơ bản của hệ thống điều khiển vòng kín bao gồm bộ phát hiện lỗi, bộ điều khiển, các phần tử phản hồi và bộ nguồn

Hệ thống điều khiển bao gồm một vòng phản hồi, thì hệ thống được gọi là hệ thống điều khiển phản hồi Vì vậy đầu ra có thể được kiểm soát chính xác bằng cách cung cấp phản hồi cho đầu vào Loại hệ thống điều khiển này có thể bao gồm nhiều phản hồi

Trong sơ đồ trên, bộ phát hiện lỗi tạo ra một tín hiệu lỗi, vì vậy đây là sự biến đổi của đầu vào cũng như tín hiệu phản hồi Tín hiệu phản hồi này có thể nhận được từ các phần tử của phản hồi trong hệ thống điều khiển bằng cách coi đầu ra của hệ thống là

47

đầu vào Là một thay thế cho đầu vào, tín hiệu lỗi này có thể được đưa ra làm đầu vào của bộ điều khiển

Do đó, bộ điều khiển tạo ra một tín hiệu kích hoạt để điều khiển hệ thống Theo cách sắp xếp này, đầu ra của hệ thống điều khiển có thể được điều chỉnh tự động để có được đầu ra mong muốn Các hệ thống này còn có tên là hệ thống điều khiển tự động

3.3 Một số mô hình điều khiển vòng kín

Một số mô hình điều khiển vòng kín [37]:

Hệ hồi tiếp đơn vòng kín:

Khối điều khiển

Ngõ vào

_

Khối hồi tiếp Hình 3.3 Sơ đồ hệ điều khiển đơn vòng kín hồi tiếp âm

Khối điều khiển

Ngõ vào

+

Khối hồi tiếp

Hình 3.4 Sơ đồ hệ điều khiển đơn vòng kín hồi tiếp dương

Hệ hồi tiếp đa vòng kín:

48

Khối

ĐK 1

_

ĐK 2 Khối

HT 1

Khối

HT 2

ĐK 3

Hình 3.5 Sơ đồ hệ điều khiển đa vòng kín không nhiễu

Khối

ĐK 1

_

ĐK 2 Khối

HT 1 Khối

HT 2

+

ĐK 3

Nhiễu

Hình 3.6 Sơ đồ hệ điều khiển đa vòng kín có nhiễu

3.4 Ảnh hưởng của các tham số cấu trúc đến chất lượng của bộ điều khiển vòng kín

Chất lượng điện năng ngõ ra của biến tần nối lưới phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng bộ điều khiển và bộ lọc phía lưới Năng lượng DC được chuyển thành AC ở ngõ ra với tần số và điện áp đồng bộ với lưới sau đó được kết nối trực tiếp với lưới phân phối, tải độc lập hoặc một lưới điện nhỏ, đây cũng là một bộ phận quan trọng kiểm soát công suất phản kháng và công suất tác dụng của hệ thống Tùy theo từng loại hình phụ tải được kết nối sẽ có tương ứng phương cách và chiến lược điều khiển khác nhau như phương pháp điều khiển tập trung, phương pháp điều khiển chính phụ, phương pháp điều khiển sai lệch công suất, phương pháp điều khiển mạng lưới kết nối chung, phương pháp điều khiển trượt tần số và điện áp Và để cải thiện thất lượng điện áp và dòng điện của bộ VSI thường sẽ có một bộ lọc được thêm vào để loại bỏ thành phần sóng hài

49

Thông thường bộ lọc được sử dụng là bộ lọc L, LC, LCL Bộ lọc với cuộn cảm L được dùng để làm suy giảm các thành phần hài trên toàn bộ dải tần, tuy nhiên bộ lọc này cũng làm giảm tính năng động của hệ thống Do đó nó thường được sử dụng cho các bộ chuyển đổi có tần số chuyển mạch cao Bộ lọc với cuộn cảm và tụ điện LC được dùng để giảm sự cộng hưởng, tuy nhiên chất lượng điều khiển phụ thuộc đáng

kể vào giá trị của tụ và độ tự cảm khi có tần số cộng hưởng

Ở đây chúng ta sẽ tập trung vào bộ lọc LCL kết hợp với hệ thống VSI, đánh giá sự tác động của các tham số điều khiển và thông số bộ lọc tác động đến độ ổn định và chất lượng hệ thống

3.4.1 Mô hình toán học bộ điều khiển biến tần nối lưới thông qua bộ lọc LCL

3.4.1.1 Mô hình toán học kết nối lưới thông qua bộ lọc LCL

Mô hình kết nối giữa bộ biến đổi nguồn áp và bộ lọc LCL được sử dụng phổ biến trong thực thế, đặc biệt là ở các hệ thống microgrid

V dc

i dc

e

N

i

R 1 L 1

i g

L 2 +L g R 2 +R g

V Cf

0 VSI

C

Hình 3.7 Sơ đồ tương đương của bộ lọc LCL và biến tần nối lưới

Trong đó: L 1 là điện cảm 3 pha biến tần; R 1 là điện trở 3 pha biến tần; L 2 là điện cảm

3 pha bộ lọc; R 2 là điện trở 3 pha bộ lọc; Lg là điện cảm 3 pha của lưới; R g là điện trở

3 pha của lưới; C là điện dung 3 pha tụ lọc

Dựa trên sơ đồ kết nối, dùng định luật Kirchhoff ta cũng lập được hệ phương trình

khi kết nối lưới bằng bộ lọc LCL trong tọa độ dq như sau:

50

𝑑

𝑑𝑡

[

𝑖𝑑

𝑖𝑞

𝑣𝐶𝑓𝑑

𝑣𝐶𝑓𝑞

𝑖𝑔𝑑

𝑖𝑔𝑞 ]

=

[

−𝑅𝐿11 𝜔 −𝐿11 0 0 0

−𝜔 −𝑅1

𝐿1 0 −𝐿1

1 0 0

1

𝐶𝑓

0 0 0

0

1

𝐶𝑓

0 0

0

−𝜔

1 (𝐿2+𝐿𝑔)

0

𝜔 0 0

1 (𝐿2+𝐿𝑔)

−𝐶1

𝑓

0

−(𝑅2 +𝑅𝑔) (𝐿2+𝐿𝑔)

−𝜔

0

−𝐶1

𝑓

𝜔

−(𝑅2 +𝑅𝑔) (𝐿2+𝐿𝑔)]

[

𝑖𝑑

𝑖𝑞

𝑣𝐶𝑓𝑑

𝑣𝐶𝑓𝑞

𝑖𝑔𝑑

𝑖𝑔𝑞 ] +

…

[

0 0

0 0

0 0

0 0

− 1

𝐿1 0

0 −𝐿1

1]

[𝑒𝑑

𝑒𝑞] + [

𝑣𝑑𝑐

( 𝐿2+𝐿𝑔) 0

0 𝑣𝑑𝑐

( 𝐿2+𝐿 𝑔)

0 0

0 0

00 0

0 ]

[𝑞𝑑

3.4.1.2 Xây dựng hàm truyền cho hệ thống

Ta xét các tham số của hệ thống 3 pha có thể được xem là cân bằng mà không mất đi tính tổng quát

C

V a

V i

Hình 3.8 Sơ đồ tương đương của 1 pha trong hệ thống VSI - LCL

Ta xét mạch tương đương hệ thống như hình 3.8, trong đó L 1 và R 1 là thành phần điện

cảm và điện trở nội trong 1 pha của cuộn cảm phía biến tần, L 2 và R 2 là thành phần

điện cảm và điện trở nội trong 1 pha của cuộn cảm phía lưới, và C là tụ lọc của mỗi

pha Từ đó ta viết phương trình Kirchhoffs cho sơ đồ mạch điện tương đương của 1 pha:

{

𝑣𝑖−𝑎𝑏𝑐 = 𝑣𝐶−𝑎𝑏𝑐 + 𝐿1𝑑𝑖𝑖−𝑎𝑏𝑐

𝑑𝑡 + 𝑅1𝑖𝑖−𝑎𝑏𝑐

𝑣𝐶−𝑎𝑏𝑐 = 𝑣𝑔−𝑎𝑏𝑐 + 𝐿2𝑑𝑖𝑔−𝑎𝑏𝑐𝑑𝑡 + 𝑅2𝑖𝑔−𝑎𝑏𝑐

𝑖𝑖−𝑎𝑏𝑐 = 𝐶𝑑𝑣𝐶−𝑎𝑏𝑐

𝑑𝑡 + 𝑖𝑔−𝑎𝑏𝑐

(3-2)

51

Thực hiện phép chuyển đổi các biểu thức trên sang khung , ta có phương trình toán học mô tả cho hệ thống VSI kết hợp bộ lọc LCL như sau:

{

𝑑𝑖𝑖−

𝐿1𝑖𝑖−+𝑣𝐶−𝐿−𝑣𝑔−

1

𝑑𝑖𝑔−

𝐿2𝑖𝑔−+𝑣𝑔−  −𝑣𝐶−

𝐿2

𝑖𝑖− = 𝐶𝑑𝑣𝑑𝑡𝐶−+ 𝑖𝑔−

(3-3)

Ta sử dụng phương pháp giảm dao động dựa trên điều khiển đa vòng cho hệ thống biến tần phía lưới kết hợp bộ lọc LCL, khối điều khiển của VSI kết hợp bộ lọc LCL dựa trên phương pháp đa vòng trong hệ trục tọa độ  được thể hiện như hình bên dưới:

R2+sL2

1

Ginv(s)

Gc(s)

( )

g

i  s

+

( )

g

i s

+ +

i

i

g

v 

c

v

c

i

i

v

Kf1

Kf2

Hình 3.9 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển biến tần VSI kết hợp LCL

Trong khối điều khiển, dòng qua tụ lọc được sử dụng làm tín hiệu hồi tiếp K f1 và dòng

điện lưới được dùng làm tín hiệu hồi tiếp K f2 Và các vòng lặp điều khiển ở đây là các

hàm chuyển tiếp đầy đủ Trong hình bên trên, hàm G inv (s)là hàm truyền của bộ VSI,

hàm G c (s)là hàm điều khiển chính của hệ thống Bộ điều khiển này có thể xem như

là một bộ điều khiển phân tích tỷ lệ PI, một bộ điều khiển cộng hưởng tỷ lệ PR, điều khiển bù sóng hài, hoặc bộ điều khiển deadbeat

Thông thường tần số chuyển mạch sẽ cao hơn nhiều so với tần số của lưới điện, do

đó, với bộ điều chế độ rộng xung dựa trên sóng hình sin, hàm truyền của VSI là một hằng số và có thể được xác định tương đối từ điện áp đầu vào DC và biên độ của sóng mang tam giác

52

Từ sơ đồ khối ban đầu ta có thể rút gọn lại thành sơ đồ bên dưới:

( )

g

i  s

+

( )

g

i s

+

g

v 

Kf2

1( )

G s G2( ) s

Hình 3.10 Sơ đồ khối rút gọn hệ điều khiển biến tần VSI kết hợp LCL

Trong hình 3.10 bên trên, tín hiệu i g-αβ đại diện cho dòng điện ngõ ra của bộ điều khiển

đa vòng, 𝑖𝑔−∗  đại diện cho dòng điện trong hệ tọa độ tĩnh  Từ sơ đồ tương đương như trên, ta có được hàm truyền của vòng lặp được thể hiện như sau:

Trong đó 𝐺𝛴1(𝑠) và 𝐺𝛴2(𝑠) là hàm truyền của hệ thống với :

𝐺𝛴1(𝑠) = 𝐺𝐶 (𝑠)𝐺𝑖(𝑠)

𝐺𝛴2(𝑠) = 𝐿1 𝐶𝑠 2 +(𝐶𝑘𝑓1𝐺𝑖(𝑠)+𝑅1𝐶)+1

𝐿1𝐿2𝐶𝑠 3 +(𝐿2𝐶𝑘𝑓1𝐺𝑖(𝑠)+𝑅1𝐿2𝐶+𝐿1𝐶𝑅2)𝑠 2 +(𝐿1+𝐿2+𝐶𝑅2𝐾𝑓1𝐺𝑖(𝑠)+𝑅1𝑅2𝐶)𝑠+(𝑅1+𝑅2) (3-6)

Từ đó ta có hàm truyền tổng quát cho hệ thống hồi tiếp như sau:

𝐺(𝑠) = 𝐺𝛴1 (𝑠)𝐺𝛴2(𝑠)

Với hàm điều khiển bù sóng hài 𝐺𝑐(𝑠) có dạng toán học như phương trình bên dưới:

𝐺𝑐(𝑠) = 𝑘𝑝 + 𝑘𝑖∑ 𝑠

𝑠 2 +𝑤𝑘2

𝑛ℎ

Kết hợp với hàm truyền vòng kín (3-7) ta có:

𝐺(𝑠) = [𝐾𝑝 𝐵(𝑠)+𝐾𝑖.𝐴(𝑠)].𝐺𝑖(𝑠)

Với : {

𝐴(𝑠) = 𝑠 ∑ ∏𝑛ℎ (𝑆2+ 𝑊𝑘2)

𝑘=1 𝑘≠𝑗

𝑛ℎ 𝑗=1

𝐵(𝑠) = ∏𝑛ℎ (𝑆2 + 𝑊𝑘2)

𝑘=1

53

Trong đó:

{

k = {1,2, … 𝑛ℎ} với 𝑛ℎ là số lượng sóng hài được xem xét

𝑤𝑘 = (2𝑘 − 1)𝑤0 là tần số hài thứ K (rad

s )

𝑤0 là tần số cơ bản

Nếu ta chỉ xét đến 4 thành phần sóng hài đầu tiên tức n h = 4, thì phương trình hàm truyền của hệ thống có dạng: 𝐺(𝑠) = 𝑎8 𝑠8+𝑎7𝑠7+𝑎6𝑠6+𝑎5𝑠5+𝑎4𝑠4+𝑎3𝑠3+𝑎2𝑠2+𝑎1𝑠+𝑎0 𝑏11𝑠 11 +𝑏10𝑠 10 +𝑏9𝑠 9 +𝑏8𝑠 8 +𝑏7𝑠 7 +𝑏6𝑠 6 +𝑏5𝑠 5 +𝑏4𝑠 4 +𝑏3𝑠 3 +𝑏2𝑠 2 +𝑏1𝑠+𝑏0 (3-10) Với các hệ số a và b lần lượt là: { 𝑎8 = 𝑘𝑝𝐺𝑖

𝑎7 = 4𝑘𝑖𝐺𝑖

𝑎6 = 84𝑘𝑝𝐺𝑖𝑤02

𝑎5 = 252𝑘𝑖𝐺𝑖𝑤02

𝑎4 = 1974𝑘𝑝𝐺𝑖𝑤0 4

𝑎3 = 3984𝑘𝑖𝐺𝑖𝑤04

𝑎2 = 12916𝑘𝑝𝐺𝑖𝑤06 𝑎1 = 12916𝑘𝑖𝐺𝑖𝑤06 𝑎0 = 11025𝑘𝑝𝐺𝑖𝑤08 { 𝑏11 = 𝐿1𝐿2𝐶

𝑏10= 𝐿2𝐶𝑘𝑓1𝐺𝑖+ 𝑅1𝐿2𝐶 + 𝑅2𝐿1𝐶

𝑏9 = 84𝑏11𝑤02+ 𝑐𝑒

𝑏8= 𝑟𝑒+ 84𝑏10𝑤02+ 𝐾𝑝𝑘𝑓2𝐺𝑖

𝑏7= 84𝑤02𝑐𝑒+ 1974𝑏11𝑤04+ 4𝐾𝑖𝑘𝑓2𝐺𝑖

𝑏6 = 84𝑤02𝑟𝑒+ 1974𝑏10𝑤04+ 84𝐾𝑝𝑘𝑓2𝐺𝑖𝑤02

𝑏5 = 1974𝑤04𝑐𝑒+ 12916𝑏11𝑤06+ 252𝐾𝑖𝑘𝑓2𝐺𝑖𝑤02

𝑏4 = 1874𝑤04𝑟𝑒+ 12916𝑏10𝑤06+ 1974𝐾𝑝𝑘𝑓2𝐺𝑖𝑤04

𝑏3 = 12916𝑤06𝑐𝑒+ 11025𝑏11𝑤08+ 3984𝐾𝑖𝑘𝑓2𝐺𝑖𝑤04

𝑏2 = 12916𝑤06𝑟𝑒+ 11025𝑏10𝑤08+ 12916𝐾𝑝𝑘𝑓2𝐺𝑖𝑤06 𝑏1 = 11025𝑤08𝑐𝑒+ 12916𝐾𝑖𝑘𝑓2𝐺𝑖𝑤06

𝑏0 = 11025𝑤08[𝑟𝑒+ 𝐾𝑝𝑘𝑓2𝐺𝑖]

𝑐𝑒 = 𝐿1+ 𝐿2+ 𝐿2𝐶𝐾𝑓1𝐺𝑖 + 𝑅1𝑅2𝐶

𝑟𝑒 = 𝑅1 + 𝑅2

54

Bảng 3.1 Thông số giả lập mô phỏng hệ thống VSI-LCL

Ta sử dụng các thông số giả lập dùng mô phỏng hệ thống VSI kết hợp bộ lọc LCL như sau:

Trở kháng phía inverter L 10 = 3.3mH, R 10 = 0.2

Trở kháng phía lưới L 20 = 3.9mH, R 20 = 0.2

3.4.2 Ảnh hưởng của tham số điều khiển đến chất lượng hệ thống

Xét hàm truyền của hệ thống trong bộ điều khiển đa vòng, thì hệ số tích phân K i và

hệ số điều khiển vòng lặp K f1 sẽ không ảnh hưởng mạnh đến sự ổn định của hệ thống,

và chúng thường được xác định dựa trên các yêu cầu về các lỗi trạng thái ổn định

Tuy nhiên, hệ số tỷ lệ K p và hệ số kiểm soát vòng ngoài K f2 ảnh hưởng đáng kể đến

sự ổn định của hệ thống Đặc biệt là hệ số tỷ lệ K p không chỉ ảnh hưởng đến sự ổn

định của hệ thống mà còn cả lỗi trạng thái ổn định Do đó, lựa chọn giá trị hệ số K p

rất quan trọng trong thiết kế bộ điều khiển đa vòng Trong trường hợp này ta sẽ dùng phương pháp quỹ đạo nghiệm số để xác định các hệ số điều khiển bằng thay đổi thông

số cần khảo sát trong khi giữ các hệ số khác cố định dựa trên tiêu chuẩn Routh Theo tiêu chuẩn này, chúng ta sẽ xác định giá trị biên độ dao động của hệ số điều khiển cho từng giá trị của tham số hệ thống bằng cách giải phương trình hàm tuyền của hệ thống điều khiển vòng kín Các thông số ở lần lặp thứ K có thể được xác định dựa trên các giá trị ở lần lặp thứ (K-1) bằng cách sử dụng một giá trị nhỏ ban đầu cho

55

trước, với các sự thay đổi của tham số hệ thống có thể theo chiều tăng dần, giảm dần

từ thấp đến cao hoặc ngược lại, tương ứng với sự thay đổi tham số hệ thống tương ứng trong thực tế Trong phần luận văn này ta tập trung khảo sát sự thay đổi của thông

số điều khiển theo thông số hệ thống R, L, C

Thông thường, phương pháp quỹ đạo nghiệm số là kỹ thuật rất phổ biến được sử dụng

để xác định các hệ số điều khiển Trong kỹ thuật này, quỹ đạo nghiệm số được xây dựng như là một chức năng của một trong những hệ số trong khi tất cả những hệ số khác là cố định Quá trình này được thực hiện cho tất cả các hệ số điều khiển và giới hạn của các hệ số cũng được xác định Tuy nhiên, trong hệ thống điều khiển đa vòng

lặp, hệ số tích phân K i và hệ số điều khiển vòng lặp nội tại K f1 sẽ không ảnh hưởng đến sự ổn định hệ thống (không ảnh hưởng lớn đến vị trí của các điểm cực trội) và

chúng thường được xác định theo các yêu cầu sai số ổn định Ngược lại với K i và K f1,

các thay đổi trong hệ số tỷ lệ K p và sai số tỷ lệ điều khiển vòng lặp ngoài K f2 ảnh

hưởng đáng kể đến sự ổn định hệ thống Đặc biệt, hệ số tỷ lệ K p ảnh hưởng không chỉ đến sự ổn định hệ thống mà còn đến sai số ổn định Do đó, việc chọn lựa các giá trị

K p và K f2 phù hợp là một vấn đề rất quan trọng trong thiết kế hệ thống điều khiển đa vòng lặp

56

Hình 3.11 Quỹ đạo nghiệm số của hệ thống điều khiển với biến số K p

Bằng cách áp dụng phương pháp quỹ tích nghiệm, các hệ số điều khiển được xác định trong Hình 3.11, với các tham số hệ thống được trình bày trong Bảng 3.1

57

Các thông số R, L, C của hệ thống có thể thay đổi theo thời gian vận hành và không được xác định một cách chính xác, sự thay đổi các thông số này trong hệ thống có thể ảnh hưởng đến chất lượng ngõ ra chung của hệ thống VSI-LCL

Hình 3.12 Quỹ đạo nghiệm số với các thông số giả lập ban đầu

Chúng ta xét phương trình hàm truyền của hệ thống khi thay đổi thông số cuộn cảm

L 11 = 8mH, ta được kết quả như hình bên dưới:

Hình 3.13 Quỹ đạo nghiệm số thay đổi khi giá trị L1 thay đổi

58

Sự thay đổi các thông số hệ thống có thể làm hệ thống mất ổn định và gây ảnh hưởng đến chất lượng ngõ ra, dựa theo tiêu chí Routh thì hệ thống chỉ ổn định khi và chỉ khi nghiệm của phương trình đặc trưng có phần thực âm, tức là tất cả các nghiệm phải nằm bên trái của mặt phẳng phức Như vậy với kết quả khi thông số điện cảm thay đổi từ 3.3mH thành 8mH đã làm trạng thái của hệ thống không ổn định

Ta tiếp tục thực hiện kiểm tra tính ổn định hệ thống khi thay đổi thông số L 21 = 0.5mH:

Hình 3.14 Quỹ đạo nghiệm số thay đổi khi giá trị L2 thay đổi

Từ các kết quả trên, ta thấy rằng các thông số hệ thống thay đổi sẽ dẫn đến sự thay đổi tính ổn định của hệ thống, với tùy từng giá trị thay đổi mà hệ thống sẽ có những dao động khác nhau tương ứng khiến giảm chất lượng điều khiển và giảm sự ổn định của hệ thống khi vận hành trong thực tế Do đó việc thiết kế và lựa chọn các tham số điều khiển ban đầu cần tính toán tới sự thay đổi của tham số cấu trúc hệ thống

3.5 Kết luận

Đối với biến tần dùng cho hệ thống điện mặt trời, đặc biệt là hệ thống nối lưới thì hệ thống điều khiển vòng kín mang lại hiệu quả cao nên chúng thường được sử dụng trong thực tế Đặc biệt khi có càng nhiều tín hiệu phản hồi (nhiều vòng kín) thì tín hiệu điều khiển càng chính xác