Luận văn thạc sĩ nghiên cứu Điều khiển hệ thống năng lượng thủy triều

Các thiết bị chính trong nhà máy điện thủy triều 38 2.3.4.Tuabin nước trong nhà máy điện thủy triểu.... Các thiết bị chính trong nhà máy điện thủy triều 38 2.3.4.Tuabin nước trong nhà

Trang 1

BO GIAO DUC VA DAO TAG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KIIOA 1IÀ NỘI

Phạm Hữu Định

NGHIÊN CỨU DIÊU KHIỂN

Hf THONG NANG LUONG THUY TRIEU

Chuyên ngành: Thiết bị điện

LUẬN VĂN THIẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC

TS TRAN VAN THINH

Hà nội, năm 2013

Trang 2

LOT CAM DOAN

‘Tdi xin cam đoan đảy lả công trình nghiên cứu của riêng tôi dựa trên sự

thưởng dân của thầy giao TS Tran Vin Thịnh và các tái liệu than khảo đã trích dẫn

Kết quá nghiên cửu là trung thực và chưa công bê trên bắt cứ một công trình nào khảo

Hà ôi, tháng 09 năm 2013

Học viên

Pham 11ữu Dịnh

Trang 3

LỜI CÁM ON Nhàn địp này em xin bảy tố lòng biết ơn đặc biệt đến thấy giáo tiến sĩ Trần Văn Thịnh - Trưởng Bộ môn Thiết bị điện - Điện tử thuộc Viện Điện - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, người dã tạo mọi diễu kiện, hưởng, dẫn và giúp dỡ em tận tinh trong suốt thời gian làm luận văn tết nghiệp cao học khóa 201 [B

Đông thời, em xin gửi lời câm ơn sâu ic thay cô giáo trong Bộ môn Thiết bị điện - Điện tứ, các thấy cô giáo trong Viện Điện đã dạy dỗ, truyền thụ cho

em những kiến thức thiết yêu trong quá trình học cao học, giúp em đạt được những

kết quả như ngày hôn nay

lâm xin chân thành cắm ơn đến gia đình, bạn bẻ đã giúp đỡ, động viên trong

suối thời gian học và trong quá trình làm luận văn

Mặc dù, em đã có rất nhiêu có gắng nhưng nội dung luận vấu này không thế tránh khỏi những thiểu sót và hạn chế, em rất mong nhận được góp ý ota thay cô giáo, đồng nghiệp để nội dung của luận văn được hoàn chỉnh hơn

Xin trân (rong cam on!

Hà Nội, tháng 9 năm 2013

Học viền

Phạm Hữu Định

tờ

Trang 4

DANIIMỤC CÁC HÏÌNIT VẼ, ĐỎ TII

‘Trang

Tĩnh 1.3: Sơ đồ trạm phát điện từ năng lượng thủy triểu [16] - 15

Hình 1.4: Tua bín phát điện dimg déng nang (dong triêu) của thủy triều [18] 17 1linh 1.5: Mô bình nhả máy điện dẻng triểu [13] 18 Hình 1.6 Thiết bị phát điện kiếu Cá đuổi (Stingray) của Mỹ [13] 19

Hình 1.8: Tưa bị hướng trục (dạng bóng đèn - Capsun) [13] 26 Hình 1.9: Mô hinh nhà máy điện thủy triểu Sihwa-ho — Han Quốc [14] 2 Hình 1.10: Mô hình hệ thống rắn biển (sea snake) [12,13] 38 Hình 1.11: Thiết bị Rông Sóng (Wave Dragon) [12,13] sen Hình 1.12: Thiết hi Bu Song Acsiet (Archimedes Wave Swing) [12,13] 29 Hình 1.13: Thiết bị Cột nước đao dộng [12.13J - Seeeeeerieee TỔ linh 2.1: Sơ đỗ xác định năng lượng dóng chảy [10] 36

Hình 2.3 Sơ đỏ bố trí các thiết bị trong nhà máy thủy diện " DS:

Tĩnh 2.4 Tưa bin hướng trụe [10] à ác series TÚ

Hình 3.1: Các hệ thông, điều khiển con và điều khiển liên quan của một trạm phát

Hình 3.2 Đường đặc tính lĩnh tuabin (1,2,3) và phụ tai (1°,2’,3°) 32

Hình 3.3: Phân bé phụ tải giữa các tổ may làm việc song song klú tần số thay doi

Hinh 3.4 Dae tinh diéu chỉnh với ngưỡng không nhạy - %6

Hình 3.5: Đặc tính phối hợp công suất tác dụng giữa các máy phát làm việc song,

Trang 5

Hình 3.7: Đường đặc tỉnh điều chỉnh tốc độ (điều tốc ly tâm đặc tính hữu sai)

linh 3.8: Sơ đỗ nguyên lý bộ điêu tốc ly tâm có đặc tính võ sai 60 Hinh 3.9: Đường đặc tính điều chính lóc đệ (điều tốc ly tâm đặc lính vô sai) 61 Hình 3.10: Sơ đồ nguyên ly may diéu chinh téc dé quay ctia tuabin kiêu hướng tâm

HH nh th ng nen 61 Hình 3.11: Sơ đỗ nguyên lý đơn giàn hoá của máy dhểu tốc tua bin 64 kiểu điện thủy lự€ cá họ nhìn n0 101nzerrre „64 Tình 3.12: Diễu khiến tân số và phân phối công suất tac dung trong IITD 65 Hirh 4.1- Cita số lầu vie ota Matlab - 72 1ình 4.3: Cửa số thư viện các khối chức năng trong Simulink, 73

11ỉnh 4.17: Dáp ứng tân s6 ctta BG di6u tbo caccccsssssssssseceseeeeesisensiee 87

Hinh 4.19: Dap emg tan sé cia hé théng dicu khién - 88

Trang 6

Hình 4.3: Sơ đỗ khỏi chức năng bộ điều tốo tua bin thủy triểu thông thường [11] 74

Hình 4.4: Sơ đỏ bộ điều tắc biểu diễn đưới đụng Simulink đơn giần hóa 75 Tĩỉnh 4.5 Sơ đỗ mỏ phống bộ điều tốc đơn giản 76 Hình 4.6 Đáp ứng của bộ điều tốc với bộ điền tắc đơn giản - 77 Hình 4.7: Sơ đỗ mô phông bd dié có khâu giảm lốc ở trạng thái ôn dịnh 79 Hinh 4.8 Dap ứng của bộ điều bốc có khâu giảm tốc ở trạng thái Ổn định 79 Hình 4.9: Sơ đồ mô phỏng bộ điều tốc có khâu giãm tốc ở trạng thái quả độ và én

Trang 7

Hình 3.6: Sơ đỗ nguyên lý bộ ciểu tốc ly tâm có đặc tính hữa sai 59

Trang 8

1.52 Một số nghiên cứu thiết kế, chế lạo, lắp đặt và vận hành tổ máy

1.5.3 Tình hình nghiên cứu thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vận hành tổ

Chương 2 - NHUNG VAN BR KINH TR KY THUAT LIEN QUAN PEN cAc

DỰ ẤN PHÁT ĐIỆN CHẠY BẰNG SỨC NƯỚC THỦY TRIÊU “35

2.3 Sơ dé téng quan về nhà máy diện thủy triểu —:

2.3.3 Các thiết bị chính trong nhà máy điện thủy triều 38

2.3.4.Tuabin nước trong nhà máy điện thủy triểu 39

2.4 Một số hình ảnh trạm điện thủy triểu tại Cat Ba, Hi Phong (do Viện Thúy điện và Năng lượng tải tạo thiết kế, chế tạo và lắp đặi năm 201 2) [12] 42 2.5, Kết hiận Chương 2 o 52

Chương 3 - H THÔNG DIÊU KHIỂN PLLA

3.1 Điều khiển của hệ thống diện thủy triểu có những nhiệm vụ chỉnh 44 3.3 Các vẫn đề về tằn sổ và công suất hữu công trong hệ thống điện 15

3.2.1 Dao động tần số và công suất trong hệ thông điện năng lượng thủy

3.2.2 Quan hệ giữa điều chỉnh tần số và công sut tac dung 50

Trang 9

Trang 10

Trang 11

DANH MỤC CÁC BANG RIEU

Trang

Bảng 1.1: Các ram diện thủy triều lớn trên thể giới [13J 17 Băng 1.2: Các nhà máy điện thủy triển đã được xây dựng [L3] 25 Rang 1.3: Cac nha may điện thủy triều đang triển khai |13| 35

Trang 12

‘Trang

Trang 13

Trang

Trang 14

‘Trang

Trang 15

Trang 16

4.44 Chế độ của bộ điều tốc khi cho phụ tải tác động, đặt giả trị cng suất phát củng tác đông một lúc, nhưng không có vòng phan hỗi công suất R9

4.4.5 Chế độ của bộ điều tắc khi cho đồng thời phụ tải, giá trị đặt công

suất phát củng táo động và có phần hồi công suẤt 90

4.5.1 Trường hợp công suất đặt nhô hơn công suất phụ tải 94

4.5.2 Trường hợp công suất dặt bằng công suất phụ tái - 95

4.5.3 Trường hợp công suất đặt lớn hơn công suât phụ tải 97

446 Kết hiận Chương 4 on se tt nrnncecceecee seseerses.ĐỂÌ

Kiến nghị SH 0012001101001 TT m1 cTn.Tne ru, 1

Trang 17

Trang 18

DANH MỤC CÁC HÌNH VỆ, ĐÔ THỊ 5S Street

1 Tỉnh cấp thiết ý ng]ữa lý luận và thực tiền của dé tai - 11

2 Mục địch nghiên cứu của luận vẫn eeeereeerrrrarereorlT

5 Những đóng góp của luận văn stnierrerererereero L2

1.1 Năng lượng thủy triều là gì cccccc2 13

1.2 Nguyên lý hoạt động và phân loại năng lượng thủy triểu 16

1.2.1 Chuyển đổi thể năng gủa thủy triều thành điện năng 16

1.2.2 Chuyến đổi đông năng của thủy triều thành điện năng 16

1.2.3 Chuyễn đổi dòng triều thành điện năng : 18

1.3 Nhting dic diém cơ bản của năng lượng thuy triểi 19

1.3.2 Thủy triều theo chu kỳ 20

1.3.3 Các yếu tế ảnh hướng đến thủy triều - 21

1.4 Tác dộng của diện thủy triểu “—

1 5 Phát triển điện thủy triểu trên thể giới vá Vũ 23

1.5.1 Phát triển điện thủy triều trên thế giới 23

Trang 19

Hình 3.6: Sơ đỗ nguyên lý bộ ciểu tốc ly tâm có đặc tính hữa sai 59

Trang 20

Trang 21

Trang 22

Trang 23

Trang 24

3.2.4 Ảnh hưởng của ngưỡng không nhậy lên tác động tương hỗ của

3.2.5 Điểu chỉnh và phân phối công suất hữu công giữa các máy phát làm việc

3.3 Diéu chinh téc d6 va én dinh céng suat_ - 58

3.3.2 Cầu tạo và đặc diễm của bộ diều tốc - 65

3.3.3 Nhiệm vụ và phương pháp điêu khiến tốc độ tua bin thủy triều 66

Chương 41 - PITAN Tict! VA MO PLIONG QUA TRÌNH DIÈU KIEN 70

4.2.1 Sơ đồ khối bộ điều khiển tắc độ [11,15] 73

4.2.2 Sơ đồ biểu diễn dưới dang Simulink don gidn héa 74

43 Nghiên cửu các khâu trong bộ điều khiển tốc độ và ổn định sông guất bằng,

4.3.3 Điều khiển dn dinh cong suất phát của tổ máy - 81

4.4 Mỏ phông các chế độ làm việc của bộ điều tốc -Ö_85

4.4.1 Chế độ của bộ điều tốc khi tổ máy phát điện chạy không tải 85 4.4.2 Chế độ của bộ điều tốc khi không có khâu phan hồi công suất và

4.4.3 Chế đồ của bộ điều tốc khi có phụ tải có vòng phản hỗi công suất

Trang 25

Trang 26

Trang

Trang 27

Trang 28

Hình 4.3: Sơ đỗ khỏi chức năng bộ điều tốo tua bin thủy triểu thông thường [11] 74

Hình 4.4: Sơ đỏ bộ điều tắc biểu diễn đưới đụng Simulink đơn giần hóa 75 Tĩỉnh 4.5 Sơ đỗ mỏ phống bộ điều tốc đơn giản 76 Hình 4.6 Đáp ứng của bộ điều tốc với bộ điền tắc đơn giản - 77 Hình 4.7: Sơ đỗ mô phông bd dié có khâu giảm lốc ở trạng thái ôn dịnh 79 Hinh 4.8 Dap ứng của bộ điều bốc có khâu giảm tốc ở trạng thái Ổn định 79 Hình 4.9: Sơ đồ mô phỏng bộ điều tốc có khâu giãm tốc ở trạng thái quả độ và én

Trang 29

MỤC 1ỤC

Trang 30

‘Trang

Trang 31

Trang 32

Trang 33

Trang

Trang 34

Trang 35

Trang 36

Trang 37

4.4.3 Chế đồ của bộ điều tốc khi có phụ tải có vòng phản hỗi công suất củng tác động nhưng không có giá trị đặt công suất phát §7

Tiêu đề	Nghiên cứu điều khiển hệ thống năng lượng thủy triều
Tác giả	Phạm Hữu Định
Người hướng dẫn	TS. Trần Văn Thịnh
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Thiết bị điện
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2013
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	173,72 KB