TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦNTHƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN *********** CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Cần Thơ, ngày 06 tháng 08 năm 2019 ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HK[.]
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦNTHƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN
***********
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Cần Thơ, ngày 06 tháng 08 năm 2019
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
HK I – Năm học: 2019 – 2020
1 Tên đề tài thực hiện: Thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới sử
dụng bộ nghịch lưu đa bậc xếp tầng cầu H
2 Họ và tên sinh viên thực hiện: Trần Văn Ngọc Quý MSSV: B1504317
Ngành: Kỹ thuật điện Khóa: 41
3 Họ và tên cán bộ hướng dẫn: TS Quánh Ngọc Thịnh
4 Đặt vấn đề
Trong cơ cấu năng lượng hiện nay chiếm phần chủ yếu là nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên, kế là năng lượng thủy điện, năng lượng hạt nhân, năng lượng sinh khối Ngoài ra còn có năng lượng mặt trời, năng lượng gió nhưng chỉ chiếm một phần nhỏ Con người hiện nay đang dần chuyển sang sử dụng nguồn năng lượng tái tạo Năng lượng tái tạo là một nguồn năng lượng sạch, thân thiện với môi trường, không phải tốn chi phí mua nguyên liệu, không cạn kiệt và dễ sử dụng
Đã có nhiều nghiên cứu được thực hiện về nguồn năng lượng này và chỉ ra nó không chỉ là nguồn năng lượng của hiện tại mà còn là năng lượng của tương lai Mặt khác, do nhu cầu tiêu thụ điện năng ngày càng tăng lên nên tình trạng quá tải của lưới điện quốc gia xảy ra ngày càng nhiều điển hình nhất là ở những giờ cao điểm Nên sự phát triển của hệ thống điện năng lượng mặt trời hòa lưới ngày càng phổ biến
Tuy nhiên, điện năng lượng mặt trời có nhược điểm phụ thuộc vào thời tiết vì thế thường không liên tục Do đó, chúng thường được nối với lưới điện để trở thành một nguồn điện với chất lượng tốt và giá thành rẻ thông qua các bộ nghịch lưu bán dẫn công suất Chính các bộ nghịch lưu nối lưới lại phát sinh sóng hài vào lưới điện
và ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng điện năng của hệ thống điện Vì vậy, cần phải nghiên cứu các giải pháp điều khiển để giảm sóng hài cho nghịch lưu nối lưới để góp phần nâng cao chất lượng điện năng của hệ thống điện
Trang 25 Mục đích đề tài
Thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới sử dụng bộ nghịch lưu đa bậc xếp tầng cầu H để giảm sóng hài, nâng cao chất lượng điện năng của hệ thống khi nối lưới
6 Địa điểm và thời gian thực hiện
Địa điểm: Bộ môn Kỹ thuật điện – Khoa Công nghệ – Trường Đại học Cần Thơ Thời gian: 15 tuần
7 Tình hình thực trạng của đề tài
Hiện nay, cùng với sự phát triển nhanh chóng về công nghệ và tiến bộ khoa học
kỹ thuật, một lĩnh vực nghiên cứu mới đã hình thành và phát triển đó là điện tử công suất Điện tử công suất đã giúp điều khiển hữu hiệu các máy điện và khống chế được dòng năng lượng điện từ, tạo ra các bộ truyền động điện mới, các bộ lọc tích cực mới…Ở Việt Nam, thấy được tầm quan trọng của công nghệ điện tử công suất, năm 2010 chính phủ đã phê duyệt công nhận điện tử công suất là lĩnh vực ưu tiên đầu tư và phát triển Một trong các cấu trúc chính của các bộ truyền động mới
là mạch nghịch lưu
Bộ nghịch 1 pha cầu H, nghịch lưu 3 pha 2 bậc ra đời nhưng có nhược điểm là sóng hài cao, linh kiện điện tử công suất nhiều dẫn đến bộ nghịch lưu phức tạp cồng kềnh vấn đề bảo trì, sửa chữa cho hệ thống theo đó cũng gặp khóa khăn Do đó, bộ nghịch lưu đa bậc đã được nghiên cứu với những ưu điểm vượt trội hơn để giải quyết các vấn đề hạn chế của các bộ nghịch lưu trên, sử dụng cho các ứng dụng điện áp cao và công suất lớn Nhưng vẫn còn mặt hạn chế là các cấu trúc điện tử công suất trong mạch nghịch lưu thường bị giới hạn khá nhiều bởi các đặc tính điện của linh kiện bán dẫn công suất như điện áp chịu đựng và tần số đóng cắt
Để giải quyết vấn đề này các cấu trúc ghép nối tiếp các linh kiện công suất đã được đề xuất như cấu trúc cascade cầu H được đưa ra bởi R H Baker và L H Bannister (1975), cấu trúc diode kẹp được đưa ra bỏi Baker vào năm 1980, cấu trúc flying-capacitor đưa ra bởi T A Meynard và H Foch (1992) và hàng loạt cấu trúc lai khác Kết quả là hiện nay các bộ nghịch lưu đa bậc đang ngày càng được nghiên cứu và áp dụng nhiều hơn để công suất mạch nghịch lưu ngày càng tăng, các thành phần sóng hài của điện áp giảm đó là vấn đề cần thiết nhất hiện nay
8 Các nội dung chính của đề tài
Trang 3Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN MẶT TRỜI
1.1 Giới thiệu chung
1.2 Ứng dụng của điện mặt trời
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Giới thiệu hệ thống điện năng lượng mặt trời
2.1.1 Hệ thống điện mặt trời độc lập
2.1.2 Hệ thống điện mặt trời nối lưới
2.1.3 Hệ thống điện mặt trời nối lưới có dự trự
2.2 Pin mặt trời
2.3 Bộ chuyển đổi
2.3.1 Bộ chuyển đổi DC-DC
2.3.2 Bộ nghịch lưu DC-AC
2.4 Ắc quy
2.5 Bộ điều khiển sạc
Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NỐI LƯỚI SỬ DỤNG BỘ NGHỊCH LƯU ĐA BẬC XẾP TẦNG CẦU H
3.1 Giới thiệu chung về nghịch lưu đa bậc
3.2 Bộ nghịch lưu đa bậc kiểu xếp tầng cầu H
3.3 Thiết kế và mô phỏng hệ thống điện mặt trời
Chương 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
4.1 Cường độ bức xạ mặt trời ở mức thấp
4.2 Cường độ bức xạ mặt trời ở mức trung bình
4.3 Cường độ bức xạ mặt trời ở mức cao
4.4 Cường độ bức xạ mặt trời thay đổi ngẫu nhiên
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 Kết luận
5.2 Kiến nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
Trang 49 Phương pháp thực hiện đề tài
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết
Lược khảo tài liệu, tính toán lí thuyết
Mô phỏng bằng phần mềm chuyên dụng PSIM
Trang 510 Kế hoạch thực hiện đề tài
ST
T THỰC HIỆN NỘI DUNG
TUẦN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 Viết đề cương
2 Tổng quan điệnmặt trời
3 Nghiên cứu cơsở lý thuyết
4 thống điện mặtThiết kế hệ
trời
5 Mô phỏng
6 Viết báo báo
7 Tuần dữ trữ
SINH VIÊN THỰC HIỆN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN