Luận văn nghiên cứu hệ thống Điều khiển statcom sử dụng bộ biến Đổi Đa mức kiểu cầu h nối tầng

Các cấu trúc thiết kế điều khiển được kiểm chứng trên MATLAB/Simulink Tín hiệu điện áp thu được khi mô phỏng kiêm chứng đã cho thay tính hiệu quả của thuật toán cân bằng, điện áp trên

Trang 1

TRƯỜNG DẠI HỌC BÁCH KIIOA IIÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Nghiên cứu hệ thông điều khiến Statcom

sử dụng bộ biên đôi đa mức kiêu cau H

Ke ga

noi tang

NGUYÊN NGỌC BẢO

Bao.NNCB180130@sis hust.cdu vt

'Ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động hoa

Giảng viên hướng dẫn: TS Vii Hoang Phuong

Chil ky ela GVHD

HÀ NỘI, 10/2020

Trang 2

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ộc lập — Tự do— Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

'Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Ngọc Bảo

biển đối đa mức kỉ

Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa

Mi sd SV: CB180130

Tac gia, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bố sung hiện văn theo biên bản họp Hội đổng ngày

30/10/2020 với các nội dụng sau:

1 Mô phỏng kịch bản bố sưng đề cho thấy trao đối công suất phân kháng

giữa STATCOM và lưới diện

3 Đã lâm rõ vận để ï =0 (trang 43,43) và trang kết quả mô phống ở

Trang 3

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO CONG HOA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRUONG DH BACH KHOA HÀ NỘI Doc Hip - Tu da- Hanh phic

LUAN VAN THAC ST

lọ và tên học viên: Nguyễn Ngọc Báo

khỏa:20183 Viện: Diện Ngành: Kỹ thuật điều khiển và bự động hóa

1 Tên đề tài:

Nghiên cứu phương pháp điều khiển cho thiết bị bù lẽm điện áp nguồn trong

công nghiệp Nghiên cứu hệ thống điều khiển Statcom sử dụng bệ biển đổi đa mức kiểu cảu H nồi tang

2 Nội dụng dễ tài:

Nghiên cứu hệ thống điều khiển Stateom sử đụng bộ biển đổi đa mức kiểu cầu H nỗi tầng, từ dỏ đẻ xuất phương pháp diều khiến phù hợp

3 Giáo viên hướng dẫn: 18 Vũ Hoàng Phương

4 Thời gian giao để tài: 23/04/2019

4 Thời gian hoàn thành: 29/09/2030

Ngày 26 tháng 11 năm 2020

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Trang 4

Hình 4.1 Mõ hình hé théng STATCOM cầu H nói tầng trên MA'TLAB-Simulinkc

Hình 4.5 Dang điện áp đầu ra trên pha A,B,C trong điền chế SVM AT

Tình 4.6 Biện áp đặt và điện áp trung bình trên các Lụ DC - AT

inh 4.8 Thanh phan đêng điện ¿, jyeoty cece sesstsercsneeisntsseevenetine seve AB

Hinh 4.9 Céng suat phan khang bi lên lưới diện 48 Tình 4.10 Dang điện áp trên tự khi chưa có khâu cân bằng diện áp tụ 48 Hình 4.11 Dạng diện áp trên tụ khi cỏ khẩu cân bằng điện áp tạ 49 Hinh 4.12 Kết quả phân tích sóng bài dòng điện chạy qua cuộn câm liên kết khi

sử dụng khâu cân bằng điện áp trén tu - - 49

Hinh 4.13 Dang dién ap va dong điện trên lưới server 50 Hinh 4.14 Dang didn ap diu ra trén pha A,B,C trong diéu ché Sin PWM 50 Hinh 4.15 Dign ap dit va diện áp trung bình trên các tụ DC -ae ST

Hình 4.17 Thanh phan dong dign i, jyoip cece seinen: 52

Hình 4.18 Công suất phản kháng bù lên Indi dién ˆ

Hình 4.19 Dạng diện áp trên tụ khi chưa có khâu cân tăng di diện áp tụ

Hình 4.20 Dạng điện áp trên tụ khi co khau cân bằng diện ap tụ

Tình 4.21 Kết quả phân tích sóng hải ding diện chạy qua cuộn cảm liên kết khi

Trang 5

DANH MỤC HÌNH VỆ,

Hinh 1.1 Giản đỗ véc tơ công suất của lưới điện

Hinh 1.8 Câu trúc cầu H thứ k của pha A

Hình 1.9 Cau trie STATCOM dua theo câu urúc nghịch lưu da mức

Tình 3.1 Minh họa phương phap dich pha séng mang 14

Tình 2.4 Nghịch lưu ba pha N cầu H nói tẳng 16 Hinh 2.5 Vi tri ede véc Lo chuẩn gũa câu H nối tang - 18

Hình 2.6 Ba hệ tọa đỗ không vuông góc tạo nên các góc phần sáu "¬".-

Tình 2.7 Gia ti ky, kụ của mỗi tam giác Irong một sector

Hình 2.8 Tổng hợp véc tơ diện áp dặt từ ba véc tơ dinh của tam giác

Hình 2.9 Mẫu xung diễu chế SVM cho tam gidc con loại Dị, Dạ trong scotor I,

Hình 2.13 Mạch vòng điều khiển điện áp trung bình các tụ giữa các phá, -e, 30

Tinh 2.14 Sơ đỏ điều khiển điện áp trung bình của các tụ pha A 31 linh 2.15 Mạch vòng điều khiển điện áp tụ thứ ra của mỗi pha west 32 Tlinh 2.16 So dé diéu khién vong kin cho điện áp tụ thử m của pha A

Llinh 2.17 So đỗ cầu trúc cầu H thử k của pha A "

Tlinh 3.1 Cầu trúc điêu khiến STATCOM: ~ - 37

Tlinh 3.2 Sơ đồ nghịch lưu ba pha n câu TT nỗi tang ndi lưới 37

Hình 3.3 Sơ đồ tương đương nghịch lưu ba pha n câu H nồi tẳng nối lưới 38

Tỉnh 3.4 Cầu trúc điên khiển dong dién Al

Trang 6

DANH MỤC BẰNG BIẾU

láng 1.1 Giá trị và mức điện áp ra tương ứng với các trạng thái van LÌ

Bang 1.2 So sánh số hrợng linh kiện giữa các loại cầu trúc - - 12

Bang 2.1 Thuat toán xác định sector

Đăng 22 Hệ số, thời gian điển chế cho m:

—

VI

Bang 3.4 Các véc Lơ trạng (hải trong cae sector

Bang 2.5 Trạng thải mức các pha tương ứng với các véc tơ didu ché sector 1.28 Đảng 2.6 Trạng thải mức các pha tương ứng với các véc tơ điều chế ở scctor II 28 Bang 2.7 Sự thay đổi giá trị điện áp của tạ ở một câu H trong, từng trạng thái 33

Bảng 2.8 Trạng thái cỏ thể phục vụ cân bằng điện áp tụ trong pha Á nghịch hưu 7

Trang 7

Trang 8

văn của em Đông thời tôi cũng cin cảm ơn những sự gếp ý quý giá của tập thế

FT Lab trường Dại học Bach Khoa Ila Néi da hd tro rất nhiều cho táo giả đề tải nay

‘Tom tat adi dung luận văn

Ngày nay, nghịch lưu đa mức để trở nên phổ biển cùng với những ứng dụng

của nó như trong các loại biển tin da mite, hay trong các hệ thống bủ công suất phân kháng (STATCOM) Nghịch lưu đa mức có nhiều đọng, nhưng phổ biến

nhất là dạng gầm nhiều cần H nổi tiếp với nhau ở phía xoay chiêu, với un

lớn nhất lả tỉnh mô-dun hóa cao Đề tài “Nghiên cứu hệ thống diểu khiển

cân bằng điện áp trên tụ câu trúc câu H nếi tẳng trong STATCƠM Bến cạnh việc

thực hiện yêu cầu đó, để tài nghiên cứu thiết kế các mạch vòng diều chỉnh dòng, điện và điện áp để kết nói hệ thống STATCOM với lưới điện Đề tài nghiên cứu

phương pháp cân bằng điện áp trên các tụ DC trong hệ thống STATCOM cầu trúc cầu II nỗi tầng ở hai phương pháp điều chế là điều chế véc tơ không gian (SVM) va digu ch

GinPWM) Các cấu trúc thiết kế điều khiển được kiểm chứng

trên MATLAB/Simulink

Tín hiệu điện áp thu được khi mô phỏng kiêm chứng đã cho thay tính hiệu

quả của thuật toán cân bằng, điện áp trên tụ này, giữ chơ độ sai lệch điện áp giữa các tụ trong một phạm vì cố định cho phép, Nó hoàn toàn kh thú với những mach nghich lưu có số lượng mức lớn, giảm được đêng k

Qua hiận văn nảy, tôi đã ứng đụng được các phương pháp điều ché PWM, xnô hình hóa mô phỏng, thuật toán cân bằng điện áp trên tụ vào #LATCOM cầu,

TH nếi tổng, thực thủ thành công trên MATT.AB-Simulink

HỌC VIÊN

Ky va ghi rõ họ tên

Trang 9

1.3 Hệ thống STATCOM câu trúc cảu H ni tần „10

13.2 Nguyên lý hoạt động và điều khién SIATCOM 12

2.3.1 Nguyên nhân gay ot ¢ ving điện áp trên

232 Cân bằng điện áp trên tụ trong điều chế sinPWM

kể LỤ

2.3.3 Cân Dũng điệnáp trên tu trong điều chế §VM

CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH HÓA VÀ CẤU TRÚC TU KHIỂN NGHỊCH LƯU ĐA MỨC NÓI LƯỚI

3.2 Mô hình hóa nghịch lưu ba pha đa mức cầu H nỗi lưới 37

3.3 Thiết kế mạch vòng đòng điện bên trang - - 40

3.4 Thiếtkễ mạch vòng điện áp bên ngoài Al

CHƯƠNG 4 MÔ PHÒNG TRÊN MATLAR-SIMULINK

4.1 — Sơ đề cấu trắc môphỏng ¬

4.3 Kể quả mô phỏng sử dung phương pháp điền chế SVM 46

4.3 Kết quả mô phỏng sử dụng phương pháp điều chế sin PWM 49

4.4 Đánh giả kết quả mô phống

Trang 10

CHUONG 1 TONG QUAN VE STATCOM

1.1 Đặt vẫn để

Cùng với sự phát triển của xã hội, yếu tổ năng lượng rất dược chú trọng,

đặc biệt Hà điện năng, Điện áp là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng điện năng IIệ thêng sẽ hoạt động ồn định nấu điện áp được đuy trì

trong một phạm vi cho phép Tuy nhiên, khi xuất hiện các kích động như thay déi đột ngột thông số hệ thống hay tăng tải đội ngôi, hệ thống sé di vào trạng Thái

khang én định Lý đo là vì các thay đối đó khiển cho hệ thống không được đáp

từng đú nhu cầu công suất phản kháng can thiết, có thể làm giảm điện áp, nặng hơn là rơi ra ngoài phạm vị cho phép và không thể diều khiển được

Thành phản công suất tác dụng P là thành phần sirbi ra công có Ích cho các phụ tải, thành phần công suất phản kháng Q là thành ph

từ trường trong máy phát hoặc do các loại tải có tính cảm gây ra, và là thành

phan quan trọng đổi với cáo đái cảm, công suất nảy góp phần tạo nên từ trường

trong trường hợp khỏi động tôi loại nảy Nếu công suất phân kháng Q mà bảng không, đồng nghĩa với các tải loại này không khỏi động được

Người ta đánh giá chất lượng, truyền tải điện năng thông qua hệ số cos

Thông thường, từ cáo nhà máy phát điện khi phát điện lên lưới thì hệ số

coso sẽ khá cao (gần bằng 1), Về phía tải, do đa phan các tải sử dụng trong, lưới

điện sinh hoại cũng như sẵn xuất là các loại tài cần có năng lượng từ trường (Q)

6 thể khối động cũng như làm việc được, nên tạo ra nhu cầu về công suất Q

rất lớn Để dáp ứng như câu này, lưới điện sẽ phải dưa một lượng công suất Q dễ

phục vụ cho lãi này Ki Q tăng đồng nghĩa với hệ số công suất cose giảm

Giải pháp kĩ thuật để nâng cao chất lượng truyền tải, đồng thời vẫn đăm bão

có đủ công suất phần kháng Q đáp ứng như cầu cho các loại tái có tính cảm, lá sử dụng thiết bị bù công suất phân kháng lên lưới điệu Khi phụ lãi cần dùng đến công suất Q thi nd sé lấy công suất nay ở một nguồn ngoài thay vì lẫy ở lưới

điện, khi phụ tãi không cản đến công suất Q thì công suất này sẽ được ngắt ra

Trang 11

Trang 12

—

VI

Trang 13

Trang 14

—

VI

Trang 15

—

VI

Trang 16

Trang 17

kể LỤ

Trang 18

—

VI

Trang 19

HỌC VIÊN

Trang 20

Trang 21

Trang 22

ĐỂ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu hê thống điều khiển Siatcom sử dụng bộ biển đổi da mức kiểu

sầu H nỗi ng

Giáo viên hưởng dẫn

Ký và shỉ rõ họ tên.

Trang 23

HỌC VIÊN

Trang 24

HỌC VIÊN

Trang 25

Trang 26

—

VI

Trang 27

Trang 28

Trang 29

Trang 30

sầu H nỗi ng

Trang 31

kể LỤ

Trang 32

Trang 33

Trang 34

sầu H nỗi ng

Trang 35

Trang 36

sầu H nỗi ng

Trang 37

Tiêu đề	Nghiên cứu hệ thống điều khiển Statcom sử dụng bộ biến đổi đa mức kiểu cầu H nối tầng
Tác giả	Nguyễn Ngọc Bảo
Người hướng dẫn	TS. Vũ Hoàng Phương
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
Thể loại	Luận văn
Năm xuất bản	2020
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	206,79 KB