Nghiên cứu hệ thống tuabin gió sử dụng máy phát điện không đồng bộ nguồn kép (DFIG)

STUDY OF A DOUBLY FED INDUCTION GENERATOR DFIG BASED WIND TURBINE SYSTEM University of Technical Education Ho Chi Minh City – 11/2012 Wind power is the most reliable and developed rene

NGHIÊN C U H TH NG TUABIN GIÓ S Ử D NGăMÁYăPHÁTăĐI N

KHỌNGăĐ NG B NGU N KÉP (DFIG)

Đại học S phạm kỹ thuật TP HCM – 11/2012

Năng l ng gió là ngu n năng l ng tái t o đáng tin c y và phát tri n nhất

Sự đóng góp c a các nhƠ máy đi n gió trong t ng các nhƠ máy đi n đ c lắp đặc ngƠy cƠng tăng trên toƠn th gi i H th ng tuabin gió sử d ng máy phát đi n không

đ ng b ngu n kép (DFIG) v i t c đ vƠ góc b c răng có th thay đ i đ c là h

th ng tuabin gió ph bi n nhất trong ngành công nghi p đi n gió H th ng có kh năng v n hƠnh đ c l p hoặc n i v i l i Nghiên cứu v h th ng tuabin gió - DFIG

thực sự cần thi t đ t i u hóa quá trình s n xuất đi n năng từ gió và dự đoán chính xác k t qu c a quá trình đó

trong môi tr ng Matlab/Simulink v i kh năng đi u ch nh đ c l p công suất tác

d ng, công suất ph n kháng và kh năng đi u ch nh đi n áp c a h th ng nh kh năng phát hoặc tiêu th công suất ph n kháng

STUDY OF A DOUBLY FED INDUCTION GENERATOR (DFIG) BASED

WIND TURBINE SYSTEM

University of Technical Education Ho Chi Minh City – 11/2012

Wind power is the most reliable and developed renewable energy source The share of wind power with respect to total installed power capacity is increasing worldwide The Doubly Fed Induction Generator (DFIG) based wind turbine with variable-speed variable-pitch control scheme is the most popular wind power generator in the wind power industry This machine can be operated either in grid connected or standalone mode A thorough understanding of the modeling, control, and dynamic as well as the steady state analysis of this machine in both operation modes is necessary to optimally extract the power from the wind and accurately predict its performance

In this thesis, a detailed electromechanical model of a DFIG-based wind turbine connected to power grid is developed in the Matlab/Simulink environment

It has ability to control reactive power and decouple control of active and reactive power by independently controlling the rotor excitation current It has the capability for generating or absorbing reactive power and could be use to control the reactive power or the voltage at the grid terminals

Trang tựa Trang Quy t đ nh giao đ tài

Xác nh n c a GVHD

Lý l ch khoa h c i

L i cam đoan iii

C m t iv

Tóm tắt lu n văn v

M c l c vii

Danh sách các từ vi t tắt xi

Danh sách các hình v x

Phần m đầu 1

Ch ng 1 T NG QUAN 3

1.1 T ng quan chung v h th ng tuabin gió 3

1.1.1 Tuabin gió 3

1.1.2 Cấu t o tuabin gió 4

1.1.3 Ph m vi ho t đ ng c a tuabin gió 6

1.1.4 Các lo i máy phát đi n tuabin gió 7

1.2 Các k t qu nghiên cứu trong vƠ ngoƠi n c đƣ công b 9

1.3 M c đích nghiên cứu 11

1.4 Đ i t ng nghiên cứu 11

1.5 ụ nghĩa khoa h c vƠ thực ti n c a đ tƠi 11

1.6 Nhi m v nghiên cứu 12

1.7 Ph ng pháp nghiên cứu 12

1.8 Đ c ng lu n văn 12

Ch ng 2 C S LÝ THUY T 13

2.1 Chuy n đ i giữa các h tr c t a đ abc↔ ↔dq 13

2.1.1 Mô hình MĐKĐB trong h t a đ 14

2.2.1 B ngh ch l u 1 pha 17

2.2.2 B ngh ch l u 3 pha 18

2.3 B đi u khi n PI (Proportional Integral Controller) 19

Ch ng 3 H TH NG TUABIN GIÓ ậ DFIG 22

3.1 Gi i thi u chung 22

3.2 Các thƠnh phần chính c a h th ng tuabin gió - DFIG 22

3.2.1 Máy phát đi n không đ ng b ngu n kép (DFIG) 23

3.2.1.1 Cấu t o DFIG 23

3.2.1.2 Nguyên lý ho t đ ng c a DFIG 23

3.2.1.3 Dòng công suất c a DFIG 26

3.2.1.4 Mô hình DFIG 28

3.2.2 B bi n đ i AC/DC/AC 31

3.2.2.1 B bi n đ i phía rotor (RSC) 32

3.2.2.2 B bi n d i phía l i (GSC) 32

3.2.3 H truy n đ ng 32

3.2.4 Tuabin gió 35

3.2.5 H th ng đi u khi n 36

3.2.6 H th ng b o v 37

3.3 Ph m vi ho t đ ng 37

3.4 Các mô hình v n hƠnh h th ng 38

3.4.1 Mô hình 1 - D ch chuy n đi m công suất cực đ i 38

3.4.2 Mô hình 2 - Đi u khi n góc b c răng 40

3.4.3 Mô hình 3 - Đi u ch nh công suất 41

Ch ng 4 H TH NG ĐI U KHI N TUABIN GIÓ - DFIG 42

4.1 Gi i thi u chung 42

4.2 H th ng đi u khi n b bi n đ i phía rotor (RSC) 42

5.1 Gi i thi u chung 52

5.2 S đ mô ph ng h th ng tuabin gió - DFIG n i v i l i 52

5.2.1 S đ mô ph ng h th ng tuabin gió - DFIG 54

5.2.2 S đ mô ph ng tuabin gió 55

5.2.3 S đ mô ph ng h th ng đi u khi n tuabin gió - DFIG 56

5.2.4 S đ mô ph ng h th ng đi u khi n RSC 57

5.2.5 S đ mô ph ng h th ng đi u khi n GSC 58

5.2.6 H th ng b o v tuabin gió - DFIG 59

5.2.7 S đ bi n đ i dữ li u phía tuabin gió 60

5.2.8 S đ bi n đ i dữ li u phía l i 61

5.3 K t qu mô ph ng 61

5.3.1 Đáp ứng c a h th ng tuabin gió - DFIG khi t c đ gió thay đ i 61

5.3.2 Khi l i 120 kV b s t áp 66

5.3.3 Khi l i 120 kV b v t áp 70

5.3.4 Khi l i 25 kV b sự c ch m đất m t pha 74

Ch ng 6 K T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N C A Đ TÀI 77

6.1 K t lu n 77

6.2 H ng phát tri n c a đ tƠi trong t ng lai 78

TÀI LI U THAM KH O 79

PH L C 81

o DFIG (Doubly Fed Induction Generator) - Máy phát đi n không đ ng b

ngu n kép

o AC ậ Dòng đi n xoay chi u

o DC ậ Dòng đi n xoay chi u

o BBĐ ậ B bi n đ i

o PWM (Pulse Width Modulation) - Kỹ thu t đi u ch đ r ng xung

o PI (Proportional Integral Controller) - B đi u khi n t l tích phân

o RSC (Rotor Side Converter) - B bi n đ i phía rotor

o GSC (Grid Side Converter) - B bi n đ i phía l i

cực đ i

Hình v Trang

Hình 1.1 S đ kh i c a các thành phần trong h th ng tuabin gió n i v i l i …1

Hình 1.2 Tuabin gió tr c ngang (a) và tuabin gió tr c đứng (b) ……….…3

Hình 1.3 Các b ph n chính c a h th ng tuabin gió tr c ngang……….……5

Hình 1.4 Bi u đ công suất c a tuabin gió có t c đ thay đ i đ c………….… 7

Hình 1.5 Tuabin gió có t c đ c đ nh ………7

Hình 1.6 Tuabin gió có t c đ thay đ i có b bi n đ i n i trực ti p v i l i …….8

Hình 1.7 Tuabin gió có t c đ thay đ i sử d ng DFIG……… 9

Hình 2.1 S đ đấu dơy vƠ đi n áp stator c a MĐKĐB ba pha……….13

Hình 2.2 Vector không gian đi n áp stator u trong h t a đ αβ……….…14 s Hình 2.3 H tr c t a đ dq……….……….……….……… …15

Hình 2.4 Đi u ch đ r ng xung b ngh ch l u 1 pha…….……… 17

Hình 2.5 Đi u ch đ r ng xung b ngh ch l u 3 pha…….……… 18

Hình 2.6 B đi u khi n PI……….……….……….……….….20

Hình 3.1 Các thành phần chính c a h th ng tuabin gió ậ DFIG……….…….…23

Hình 3.2 Sự t ng tác giữa t c đ quay c a rotor v i tần s từ tr ng quay t o b i dòng đi n trong dây quấn rotor c a DFIG ……….25

Hình 3.3 Dòng công suất trong h th ng tuabin gió - DFIG………26

Hình 3.4 H ng dòng công suất tác d ng c a stator và rotor DFIG các t c đ rotor khác nhau ….……… 28

Hình 3.5 S đ m ch đi n t ng đ ng c a DFIG……… …29

Hình 3.6 B bi n đ i AC/DC/AC trong DFIG……… 31

Hình 3.7 Mô hình h truy n đ ng hai kh i (a) và m t kh i (b)……….33

Hình 3.8 Đ ng cong đặc tính tuabin gió Cp= f(λ, β)……… 36

Hình 3.9 S đ kh i đi u khi n h th ng tuabin gió ậ DFIG………37

Hình 3.10 Công suất c đầu ra c a tuabin gió theo t c đ quay c a rotor……… 39

Hình 3.11 Góc b c răng thay đ i theo t c đ gió……….40

Hình 4.4 S đ kh i b đi u khi n RSC………48

Hình 4.5 S đ m ch đi n t ng đ ng c a b l c RL……….49

Hình 4.6 S đ kh i b đi u khi n GSC……….… …50

Hình 4.7 S đ kh i b đi u khi n b c răng……….… …51

Hình 5.1 S đ mô ph ng h th ng tuabin gió ậ DFIG n i v i l i……….… 53

Hình 5.2 S đ mô ph ng h th ng tuabin gió ậ DFIG……….…54

Hình 5.3 S đ mô ph ng tuabin gió ……… 55

Hình 5.4 S đ mô ph ng h th ng đi u khi n tuabin gió ậ DFIG……… 56

Hình 5.5 S đ mô ph ng h th ng đi u khi n RSC……….…57

Hình 5.6 S đ mô ph ng h th ng đi u khi n GSC……….…58

Hình 5.7 H th ng b o v h th ng tuabin gió ậ DFIG……….59

Hình 5.8 S đ bi n đ i dữ li u phía tuabin gió……… 60

Hình 5.9 S đ bi n đ i dữ li u phía l i……….61

Hình 5.10 Đáp ứng c a h th ng tuabin gió ậ DFIG khi t c đ gió thay đ i ứng v i mô hình đi u ch nh công suất ph n kháng……….…… … 62

Hình 5.11 Đáp ứng c a h th ng tuabin gió ậ DFIG khi t c đ gió thay đ i ứng v i mô hình đi u ch nh đi n áp……… 63

Hình 5.12 Đi n áp l i và c a nhà máy khi t c đ gió thay đ i ứng v i mô hình đi u ch nh công suất ph n kháng………65

Hình 5.13 Đi n áp l i và c a nhà máy khi t c đ gió thay đ i ứng v i mô hình đi u ch nh đi n áp………66

Hình 5.14 Đi n áp l i và nhà máy khi có s t áp trên l i 120kV v i mô hình đi u ch nh công suất ph n kháng……… … 67

Hình 5.15 Đáp ứng c a h th ng tuabin gió - DFIG khi có s t áp trên l i 120kV v i mô hình đi u ch nh công suất ph n kháng……… 68 Hình 5.16 Đi n áp l i và nhà máy khi có s t áp trên l i 120kV v i mô hình đi u

Hình 5.18 Đi n áp l i và nhà máy khi có v t áp trên l i 120kV v i mô hình đi u

Hình 5.19 Đáp ứng c a h th ng tuabin gió - DFIG khi có v t áp trên l i 120kV

Hình 5.20 Đi n áp l i và nhà máy khi có v t áp trên l i 120kV v i mô hình đi u

Hình 5.21 Đáp ứng c a h th ng tuabin gió - DFIG khi có v t áp trên l i 120kV

Hình 5.22 Đáp ứng c a h th ng tuabin gió ậ DFIG khi có sự c ch m đất m t pha

trên l i 25kV v i mô hình đi u ch nh công suất ph n kháng…….….75 Hình 5.23 Đáp ứng c a h th ng tuabin gió ậ DFIG khi có sự c ch m đất m t pha

trên l i 25kV v i mô hình đi u ch nh đi n áp……….76

PH N M Đ U

Ngành công nghi p đi n trên th gi i ch y u dựa trên công ngh nhi t đi n và

th y đi n, đƣ mang đ n cho nhân lo i n n văn minh đi n, nh ng cũng đƣ b c l mặt trái c a nó đ i v i môi tr ng trái đất Năng l ng hóa th ch ngày càng c n ki t và

vi c đ t cháy nhiên li u g c hóa th ch (than đá, dầu khí), đƣ tr thành ngu n phát

th i khí nhà kính l n nhất gây ra bi n đ i khí h u trên toàn cầu Còn công ngh đi n

máy đi n h t nhân Checnob n (1986), Fukishima (2010) vƠ đ l i h u qu lâu dài cho môi tr ng

Vì v y, Th kỷ 21 v i chi n l c phát tri n b n vững trên toàn cầu, đặc bi t là

th i kỳ phát tri n “kinh t xanh”, “năng l ng xanh” đƣ bắt đầu chứng ki n những công ngh s n xuất đi n từ các ngu n năng l ng tái t o vô t n trong tự nhiên hay luôn phát sinh cùng đ i s ng con ng i nh các ngu n năng l ng: mặt tr i, gió, sinh kh i, sóng bi n, th y tri u, đ a nhi t và nhi t bi n Sử d ng năng l ng tái t o

s mang l i nhi u l i ích v sinh thái cũng nh lƠ l i ích gián ti p cho kinh t So

tránh đ c các h u qu có h i đ n môi tr ng

suất c a các ngu n năng l ng tái t o trên toàn th gi i là 160 GW (không k th y

đi n l n), chi m 4% t ng công suất các nhƠ máy đi n trên toàn cầu, t ng đ ng 1/5 t ng công suất các nhƠ máy đi n h t nhân trên th gi i, trong đó các n c đang phát tri n chi m 44%, tức là 70 GW

Ph bi n và có hi u qu nhất hi n nay trên th gi i là sử d ng năng l ng gió

đ phát đi n Tuy nhiên, nó cũng đòi h i v n đầu t khá cao vƠ l thu c vào tự nhiên Hi n nhi u qu c gia nh Đức, Trung Qu c, Hà Lan, Tơy Ban Nha, Đan

M ch, đang đi đầu trong lĩnh vực này Theo th ng kê, t ng công suất đi n gió

Những nghiên cứu ứng d ng t ng h p và công ngh đi n gió n i v i l i đi n chính cũng nh dự trữ năng l ng gió d i m t d ng khác đang đ c ti n hành nhi u n i, k c Vi t Nam

công b vƠo năm 2001, Vi t Nam có m t ti m năng vô cùng l n cho vi c khai tri n

đi n gió th ng m i Ti m năng đi n gió qui mô l n đ c đánh giá có công suất lý

vực b bi n Đông - Đông Nam

Chính vì những lý do trên nên vấn đ nghiên cứu v h th ng đi n gió đang

đ c rất nhi u nhà khoa h c quan tơm đặc bi t là h th ng tuabin gió sử d ng máy

phát đi n không đ ng b ngu n kép (DFIG ậ Doubly Fed Induction Generator) sử

công suất ph n kháng và công suất tác d ng, có kh năng tự đi u ch nh đ c đi n

áp đầu ra theo giá tr mong mu n đ ng th i t n thất công suất c a b bi n đ i rất

thấp

Ch ngă1

T NG QUAN

1.1 T ngăquanăchungăv ăh ăth ngătuabinăgió

H th ng tuabin gió là h th ng sử d ng năng l ng c h c từ gió đ bi n đ i

thƠnh đi n năng cung cấp cho các ph t i đi n

năng vƠ kh i đi n năng đ c trình bày hình 1.1[Theo tài li u tham kh o s 9]

1.1.1 Tuabin gió

Theo hình d ng và cấu t o bên ngoài, tuabin gió g m hai lo i là tuabin tr c

ngang và tuabin tr c đứng (xem hình 1.2(a) và 1.2(b))

a)

ục ngang (a) và tuabin gió trục đứng (b)

b)

Hình 1.1 Sơ đồ khối của các thành phần trong hệ thống tuabin gió nối với l ới

Kh i

+ Tuabin gió ki u tr c đứng có các cánh quay quanh m t tr c thẳng đứng Nó có

u đi m là nh n gió từ m i h ng nên không cần h th ng đi u h ng, h p s và các thi t b máy phát đ c đặt trong tr c a tuabin Tuy nhiên, tuabin tr c đứng l i

có m t s nh c đi m cũng lƠ lỦ do vì sao nó ít đ c sử d ng:

o Hi u suất khí đ ng h c gi m do có nhi u b mặt cánh úp vào phía tr c

tuabin quay, bên còn l i c n gió làm gi m t c đ quay c a tuabin

tuabin tr c đứng l n b i vì sức nặng và giá c a tr c truy n t i rất cao

+ Tuabin gió ki u tr c ngang, có các cánh quay quanh m t tr c nằm ngang theo h ng gió Hầu h t các tuabin l n trong cánh đ ng gió hi n đ i là các tuabin

gió ki u tr c ngang có lo i 2 hoặc 3 cánh qu t Ngày nay lo i 3 cánh qu t đ c sử

hoặc làm nghiêng m t góc đ giữ cho rotor quay v i t c đ h p lý nhất nhằm

đ t hi u suất sinh đi n cao nhất và b o v cánh qu t, rotor trong đi u ki n gió quá l n

- B hãm (phanh - Brake), dùng đ dừng rotor trong tình tr ng khẩn cấp

(th ng là khi t c đ gió quá l n có th gây quá nhi t cho h th ng máy phát

đi n) H th ng hãm có th đi u khi n bằng đi n, bằng sức n c hoặc bằng

đ ng c

- Tr c quay t c đ thấp (Low speed shaft) truy n c năng từ cánh qu t tuabin

t i h p s

- Tr c quay t c đ cao (High speed shaft) đ quay rotor c a máy phát đi n

- H p s (Gear box) có bánh răng, đ c n i giữa tr c t c đ thấp v i tr c t c đ

cao vƠ tăng t c đ quay từ 30 đ n 60 vòng/phút lên 1200 đ n 1500 vòng/phút

- Máy phát đi n (Generator), nh n c năng từ tr c quay t c đ cao đ bi n

thƠnh đi n năng cung cấp cho các ph t i đi n

- B đi u khi n (Controller), có chức năng đi u khi n ho t đ ng c a tuabin gió

B đi u khi n sử d ng trong h th ng tuabin gió rất đa d ng nh đi u khi n

b c răng, đi u khi n h ng gió hay đi u khi n dừng B đi u khi n s kh i

đ ng máy phát t c đ gió kho ng 12 km/h đ n 22 km/h và dừng máy phát khi t c đ gió đ t 104 km/h b i vì các máy phát này có th phát nóng

Hình 1.3 Các b ộ phận chính của hệ thống tuabin gió trục ngang

H p s

B hãm (phanh)

- Thi t b đo t c đ gió (Anemometer), đo t c đ gió và truy n dữ li u t c đ

gió t i b đi u khi n

- B ph n đi u khi n h ng gió (Yaw drive), dùng đ đi u khi n rotor luôn luôn

h ng theo h ng gió chính khi có sự thay đ i h ng gió

gió đ nh đ c h ng gió

- V tuabin (Nacelle), bao g m rotor và v b c ngoài, toàn b đ c đặt trên

đ nh tr và bên trong bao g m: h p s , các tr c quay t c đ cao và tr c quay

t c đ thấp, máy phát đi n, b đi u khi n và b hãm V b c ngoài dùng b o

v các thành phần bên trong v M t s v đ r ng đ kỹ thu t viên có th đứng bên trong khi làm vi c

- Tr đỡ (Tower), có d ng hình tr hoặc d ng thanh đ c làm bằng thép Tr đỡ

cƠng cao thì thu đ c năng l ng gió càng nhi u vƠ phát ra đi n nhi u h n Khi có gió th i vào b mặt các cánh qu t làm cánh qu t quay, kéo theo làm quay rotor Rotor đ c n i v i tr c quay t c đ thấp lƠ đầu vào c a h p s Đầu ra

c a h p s n i v i tr c quay t c đ cao c a rotor máy phát, kéo rotor c a máy phát quay đ phát ra đi n đầu ra stator c a máy phát

1.1.3 Ph m vi ho tăđ ng c a tuabin gió

h a b i bi u đ công suất t ng ứng v i t c đ gió (xem hình 1.4)

Trong đó:

+ Tốc độ giới hạn đóng: là t c đ gió nh nhất mà tuabin gió bắt đầu phát đi n

Giá tr nƠy th ng kho ng từ 3m/s đ n 5m/s tùy từng lo i tuabin

+ Tốc độ định mức: là t c đ gió nh nhất mà t i đó tuabin phát công suất đ nh

mức, th ng là công suất l n nhất mƠ tuabin gió phát đ c Giá tr này

th ng kho ng từ 11m/s đ n 16 m/s tùy từng lo i tuabin

+ Tốc độ giới hạn cắt: là t c đ gió mà t i đó tuabin ngừng phát đi n vƠ đ c

dừng l i và/hoặc tách ra nh thi t b phanh và/hoặc b b c răng cánh tuabin đ b o v tuabin tránh b gãy tr c Giá tr nƠy th ng xung quanh giá

tr 25 m/s

1.1.4 Các lo iămáyăphátăđi n tuabin gió

Xét v t c đ quay c a tuabin gió thì ta có hai lo i:

- Tuabin gió có t c đ c đ nh

- Tuabin gió có t c đ thay đ i

không đ ng b hoặc máy phát đ ng b đ c n i trực ti p v i l i (xem hình 1.5)

đi m là hi u suất thấp, không đi u ch nh đ c công suất tác d ng và công suất ph n kháng, h s công suất thấp và phần c d b sự c khi t c đ gió thay đ i nhi u

Hình 1.4 Bi ểu đồ công suất của tuabin gió có tốc độ thay đổi đ ợc

Tuabin gió t c đ thay đ i (Variable speed wind tuabin) đƣ khắc ph c đ c

nh c đi m c a tuabin gió có t c đ c đ nh Nh ng bất l i c a các tuabin gió này

là h th ng đi n phức t p, vì cần có b bi n đ i đi n tử công suất đ t o ra kh năng

ho t đ ng v i t c đ thay đ i, vƠ do đó chi phi cho tuabin gió t c đ thay đ i l n

h n so v i các tuabin có t c đ c đ nh

Tuabin gió v i t c đ thay đ i có hai lo i: tuabin gió v i t c đ thay đ i có b

bi n đ i n i trực ti p giữa stator vƠ l i và tuabin gió sử d ng máy phát đi n không

đ ng b ngu n kép (DFIG – Doubly Fed Induction Generator)

Lo i tuabin gió v i t c đ thay đ i có b bi n đ i n i trực ti p giữa m ch stator c a máy phát vƠ l i (xem hình 1.6), b bi n đ i đ c tính toán v i công suất

đ nh mức c a toàn tuabin Máy phát đơy có th lƠ máy phát không đ ng b rotor

l ng sóc hoặc máy phát đ ng b

s ch tái t o từ gió, trên th gi i ng i ta đƣ ch t o các lo i tuabin gió v i công suất

l n đ n trên 7 MW, n u dùng lo i tuabin gió t c đ thay đ i có b bi n đ i n i trực

ti p giữa stator vƠ l i thì s t n kém do b bi n đ i cũng ph i có công suất bằng công suất c a toàn tuabin Vì v y các hãng ch t o tuabin gió có xu h ng sử d ng DFIG làm máy phát trong các h th ng tuabin gió công suất l n đ gi m công suất

suất toàn h th ng, các thi t b đi kèm nh b l c bi n đ i cũng rẻ h n vì cũng đ c thi t k v i công suất bằng 1/3 công suất c a toàn h th ng

Hình 1.6 Tuabin gió có t ốc độ thay đổi có bộ biến đổi nối trực tiếp với l ới

 u điểm của hệ thống tuabin gió - DFIG:

- Cho phép duy trì biên đ và tần s c a đi n áp đầu ra là hằng s mà không

ph thu c vào t c đ gió giúp cho h th ng tuabin gió ậ DFIG n i đ c v i

l i vƠ duy trì đ c sự đ ng b v i l i t i m i th i đi m

- Nó có th đi u khi n đ c l p công suất ph n kháng và công suất tác d ng bằng cách đi u khi n dòng đi n kích từ rotor từ đó thực hi n đi u ch nh h

s công suất

- DFIG lƠ máy đi n không đ ng b nên có cấu t o đ n gi n và rẻ h n nhi u

th ng kho ng 20-30% t ng công suất h th ng nên gi m giá thành b bi n

đ i, ít sinh ra sóng hài khi n i v i l i và c i thi n đ c hi u suất h th ng

- Trong tr ng h p l i công suất nh , đi n áp có th dao đ ng, DFIG có th phát hoặc tiêu th công suất ph n kháng đ đi u ch nh đi n áp đầu cực máy phát

- Hi u suất bi n đ i năng l ng cao

 Nh ợc điểm của hệ thống tuabin gió - DFIG:

- Cần ph i có vƠnh tr t và ch i than và yêu cầu ph i b o d ỡng chúng

th ng xuyên

- Dung l ng công suất ph n kháng b gi i h n

1.2 Cácăk tăqu ănghiênăc uătrongăvƠăngoƠiăn căđƣăcôngăb

Các kết quả trong nước:

Hình 1.7 Tuabin gió có t ốc độ thay đổi sử dụng DFIG

- Đi u khi n máy đi n d b ngu n kép trong h th ng phát đi n ch y sức giĩ

v i b đi u khi n dịng thích nghi b n vững trên c s kỹ thu t Backstepping

ậ PGS TSKH Nguyễn Phùng Quang - Năm 2007

- Các k t qu thực nghi m đi u khi n máy đi n khơng đ ng b ngu n kép trong

h th ng phát đi n ch y sức giĩ áp d ng ph ng pháp thi t k phi tuy n

- Thi t k b đi u khi n hịa l i cho máy phát đi n sức giĩ sử d ng máy đi n

ngh ệ - Đại học Thái Nguyên số 10

- …

Các kết quả ngồi nước:

- Active Power Control Strategies of DFIG Wind Turbines - Noël A Janssens,

Senior Member, IEEE, Guillaume Lambin, and Nicolas Bragard – IEEE Power Tech 2007, Lausanne (Switzerland), 1-5 July 2007

Grid Under Variable Wind Speed Conditions - Priyam Chakravarty, Student

Member, IEEE, and Ganesh Kumar Venayagamoorthy, Senior Member, IEEE

- Simulation and Analysis of a DFIG Wind Energy Conversion System with

Genetic Fuzzy Controller - B Babypriya, N Devarajan - International

Journal of Soft Computing and Engineering (IJSCE) ISSN: 2231-2307, Volume-2, Issue-2, May 2012

- Study of a Simplified Model for DFIG-Based Wind Turbines - F K A Lima,

A Luna, P Rodríguez, E H Watanabe, M Aredes – IEEE, 2009

- A Complete Modeling and Simulation of Induction Generator Wind Power

Systems - Yu Zou, Malik Elbuluk, Yilmaz Sozer, IEEE, 2010

- Doubly fed induction generator systems for wind turbines - S Muller, M

Deicke, RIK W De Doncker, IEEE, 2002

- Doubly fed induction generator uising back-to-back PWM converters and its

application to variable-speed wind-energy generation - R Pena, J.C.Clare, G

M Asher, IEEE Puoc.-Electr Power Appl., Vol 143, No 3, May 1996

- Pitch angle control for variable speed wind turbines - Jianzhong Zhang, Ming

Cheng, Zhe Chen, Xiaofan Fu, Nanjing China, 2008

- …

1.3 M căđíchănghiênăc u

H th ng tuabin gió - DFIG là h th ng phát đi n gió ph bi n nhất trong

công suất ph n kháng và công suất tác d ng, nó có kh năng đi u ch nh đ c giá tr

đi n áp đầu ra khi có dao đ ng đi n áp trên l i

Do đó, m c đích chính c a đ tài là nghiên cứu h th ng tuabin gió ậ DFIG,

kh năng đi u ch nh đ c l p công suất tác d ng v i công suất ph n kháng và kh năng đi u ch nh đi n áp c a h th ng

1.4 Đ iăt ngănghiênăc u

- H th ng tuabin gió tr c ngang

- Kh o sát các thông s c a mô hình tuabin gió - DFIG

- Kh năng đi u ch nh đi n áp c a h th ng tuabin gió ậ DFIG

- Mô hình hóa mô ph ng v i phần m m Matlab/Simulink

1.5 ụănghĩaăkhoaăh căvƠăthựcăti năc aăđ ătƠiă

+ ụ nghĩa khoa h c:

- Đơy lƠ h ng nghiên cứu m i có rất nhi u nhà khoa h c đang quan tơm vƠ

ch a có nghiên cứu nào hoàn ch nh v vấn đ này

+ ụ nghĩa thực ti n:

- Đ tƠi đ a ra h th ng tuabin gió - DFIG v i b bi n đ i công suất AC/DC/AC v i kh năng đi u ch nh đ c l p công suất ph n kháng và công suất tác d ng đ ng th i có kh năng đi u ch nh đi n áp Đơy lƠ ứng

d ng đi n tử công suất vào h th ng tuabin gió đ thực hi n đi u khi n

1.6 Nhi măv ănghiênăc u

Trong quá trình nghiên cứu đ tài ph i thực hi n đ c các nhi m v sau:

- Nghiên cứu v mô hình h th ng tuabin gió - DFIG n i v i l i và các mô hình v n hành khác nhau c a h th ng tuabin gió - DFIG

- Nghiên cứu v các b đi u khi n trong h th ng tuabin gió - DFIG

- Thực hi n mô ph ng trên Matlab/Simulink

- Tóm tắt l i vấn đ đƣ nghiên cứu vƠ đ a ra h ng nghiên cứu trong t ng lai

1.7 Ph ngăphápănghiênăc u

- Thực hi n mô hình hóa, phân tích và t ng h p các vấn đ cần nghiên cứu

c a h th ng tuabin gió - DFIG

- So sánh vƠ đ a ra nh n xét dựa trên k t qu mô ph ng

1.8 Đ ăc ngălu năvĕn

Các n i dung chính s nghiên cứu trong lu n văn g m 6 ch ng:

- Ch ng 1 trình bƠy v t ng quan v h th ng tuabin gió - DFIG vƠ đ a ra

những lỦ do cũng nh các m c đích c a vi c nghiên cứu đ tài

- Ch ng 2 đ a ra các c s lý thuy t cần thi t đ thực hi n nghiên cứu đ tài

và các mô hình v n hành khác nhau c a h th ng

- Ch ng 4 phơn tích h th ng đi u khi n trong h th ng tuabin gió ậ DFIG

đó trong lu n văn

- Ch ng 6 tóm tắt l i vấn đ đƣ nghiên cứu vƠ đ a ra h ng nghiên cứu trong t ng lai

Ch ngă2

C ăS LÝ THUY T

2.1 Chuy năđ i giữa các h tr c t aăđ abc↔ ↔dq

Xét máy đi n không đ ng b (MĐKĐB) ba pha A, B, C nh hình 2.1

Do 3 pha stator đ i xứng nhau và l ch nhau 1200đi n nên ta có [Theo tài li u tham kh o s 1, trang 167 - 177]:

đi u khi n, mặt khác ta thấy rằng tất c các đ i l ng véct đ u quay trong mặt phẳng cắt ngang c a máy đi n, do đó có th quy đ i sang h t a đ α, β trong đó

tr c 0α đ c ch n trùng v i tr c dây quấn pha a stator, tr c 0β lƠ tr c o vuông góc

v i 0α Khi đó véct không gian đi n áp stator có th đ c mô t thông qua giá

s sb

s sc

2.1.3 M i quan h c aăcácăđ iăl ng trong h t aăđ abc và h t a đ dq

sa

sd

sb sq

u cos cos - cos -

cos sin u

2.2. Kỹ thu tăđi u ch đ r ng xung (PWM - Pulse Width Modulation)

xung PWM và qui tắc kích đóng đ i ngh ch Qui tắc kích đóng đ i ngh ch đ m b o

d ng áp t i đ c đi u khi n tuân theo gi n đ kích đóng công tắc và kỹ thu t đi u

ch đ r ng xung có tác d ng h n ch t i đa các nh h ng bất l i c a sóng hài b c cao xuất hi n phía t i

M t cách đ n gi n đ thực hi n PWM là so sánh tín hi u đi u khi n (Vcontrol)

v i tín hi u sóng mang (có th là sóng tam giác hoặc sóng d ng răng c a ậ Vtri) Từ

m i quan h v giá tr giữa Vcontrol và Vtrita thu đ c dãy xung hình chữ nh t v i đ

r ng khác nhau

2.2.1 B ngh chăl uă1ăpha

Xét b ngh ch l u 1 pha v i 2 khóa đóng ngắt nh hình 2.4:

- Đi n áp đầu ra b ngh ch l u:

Khi vcontrol > vtri thì VA0 = Vdc/2

Khi vcontrol < vtri thì VA0 = - Vdc/2

Khi vcontrol = vtri thì VA0 = 0

- Tần s PWM bằng tần s c a Vtri

- Biên đ đi n áp ra đ c đi u khi n bằng biên đ c a sóng đi u khi n Vcontrol

- Tần s c b n đ c đi u khi n bằng tần s c a sóng đi u khi n Vcontrol

dc

(V ) m

2.2.2 B ngh chăl uă3ăpha

Xét b ngh ch l u 3 pha v i 6 khóa đóng ngắt nh hình 2.5:

- Tần s c a vtri là fs, tần s c a vcontrol là f1

- Đi n áp đầu ra b ngh ch l u:

Khi vcontrol > vtri thì VA0 = Vdc/2

Khi vcontrol < vtri thì VA0 = - Vdc/2

Hình 2.5. Điều chế độ rộng xung bộ nghịch l u 3 pha

Các giá tr đi n áp dây:

VAB = VA0 ậ VB0

VBc = VB0ậ VC0

VCA = VC0ậ VA0

- Tần s PWM bằng tần s c a Vtri (fs)

- Biên đ đi n áp ra đ c đi u khi n bằng biên đ c a sóng đi u khi n Vcontrol

- Tần s c b n đ c đi u khi n bằng tần s c a sóng đi u khi n Vcontrol (f1)

a dc

(V ) m

f m f

M c đích sử d ng PWM lƠ đ đi u ch nh đi n áp đầu ra và gi m sóng hài

Nh c đi m c a PWM lƠ tăng t n thất chuy n m ch do tần s chuy n m ch

c a PWM l n do đó lƠm gi m đi n áp đầu ra

2.3 B đi u khi n PI (Proportional Integral Controller)

B đi u khi n T l tích phân (b đi u khi n PI) là m t c ch ph n h i vòng

đi u khi n Nó đ c sử d ng r ng rãi trong các h th ng đi u khi n công nghi p

Gi i thu t tính toán b đi u khi n PI bao g m 2 thông s riêng bi t, đôi khi nó còn đ c g i là đi u khi n hai khâu là khâu t l (P) và khâu tích phân (I) (hình 2.6)

B đi u khi n t l P giúp gi m th i gian đáp ứng, gi m sai l ch tĩnh nh ng không tri t tiêu đ c sai l ch tĩnh B đi u khi n tích phân I có kh năng tri t tiêu sai l ch tĩnh nh ng nó có th lƠm cho đáp ứng quá đ t i t h n

Khâu t l (P) lƠm thay đ i giá tr đầu ra, t l v i giá tr sai s hi n t i Đáp ứng t l có th đ c đi u ch nh bằng cách nhân sai s đó v i m t hằng s Kp, đ c

g i lƠ đ l i t l

Khâu t l đ c cho b i: Pout = Kpe(t)

Trong đó: Pout là thừa s t l c a đầu ra

e là sai s (bằng hi u s giá tr đặt và giá tr đo đ c)

t là th i gian hay th i gian tức th i (hi n t i)

Khâu tích phân (I) t l thu n v i c biên đ sai s l n th i gian x y ra sai s

và có nhi m v tri t tiêu sai s tĩnh

Thừa s tích phơn đ c cho b i: out i t

0

I K e( )d  Trong đó: Iout là thừa s tích phân c a đầu ra

KilƠ đ l i tích phân, là thông s đi u ch nh

τ lƠ m t bi n tích phân trung gian

0 u( t )K e( t )K e( )d  

+ Giá tr Kp càng l n thì đáp ứng cƠng nhanh do đó sai s càng l n M t giá tr

đ l i t l quá l n s dấn đ n quá trình mất n đ nh vƠ dao đ ng

+ Giá tr Ki càng l n kéo theo sai s tĩnh b khử cƠng nhanh Đ i l i lƠ đ v t l càng l n

B đi u khi n PI có chức năng gi m sai l ch tĩnh nh ng tác d ng hi u ch nh

ph thu c rất l n vào vi c ch n thông s b đi u khi n Các b c đ thực hi n thi t

k b đi u khi n PI nh sau:

Hình 2.6. B ộ điều khiển PI

- B1 Xây dựng mô hình toán h c đ chính xác cho đ i t ng đi u khi n Đơy

- B2 Đ n gi n hóa mô hình

- B3 Tuy n tính hóa mô hình

- B4 Tính toán thông s KP, KI c a b đi u khi n PI Đ thực hi n vi c xác

đ nh thông s cho b đi u khi n PI có rất mhi u ph ng pháp, trong đó

ph ng pháp thực nghi m (ph ng pháp thứ hai c a Zeigler- Nichols) là thông d ng nhất

- B5 Ki m tra b đi u khi n PI vừa thi t k bằng cách ghép n i v i mô hình

đ i t ng đi u khi n, n u k t qu mô ph ng không đ c nh mong mu n,

ph i thi t k l i theo các b c từ 2 đ n 5 cho đ n khi đ t đ c k t qu mong

Ph ngăphápăZieglerậNichols, đ c đ a ra b i John G Ziegler và Nathaniel

B Nichols vào những năm 1940 Ban đầu cho đ l i KI bằng không, KP đ c tăng

dần cho đ n khi nó ti n t i đ l i t i h n, Ku, đầu ra c a vòng đi u khi n bắt đầu dao đ ng đi u hòa v i chu kỳ Tu Giá tr đ l i Ku và tham s th i gian Tu đ c sử

đi u ch nh công suất tác d ng và công suất ph n kháng c a máy phát, hi u suất phát

đi n cao, c i thi n đ c chất l ng đi n năng vƠ c i thi n đ c quá trình đ ng h c

c a h th ng nh b bi n đ i hai chi u AC/DC/AC rotor máy phát

Đ ng th i trong ch ng nƠy cũng đ a ra ph m vi ho t đ ng và các mô hình

ho t đ ng c a h th ng tuabin gió ậ DFIG Công suất đầu ra từ tuabin gió (Pe) thay

đ i khi t c đ gió Vw thay đ i giữa t c đ gi i h n đóng (Vc) và t c đ gió đ nh

mức (Vr), khi t c đ gió trên t c đ đ nh mức thì Pe là hằng s bằng công suất đ nh

mức H th ng tuabin gió - DFIG đ c thi t k đ v n hành v i mô hình đi m công

suất cực đ i khi t c đ gió mức thấp và trung bình, khi t c đ gió mức cao thì

h th ng s đ c v n hành v i mô hình đi u khi n góc b c răng

3.2 CácăthƠnhăph năchínhăc aăh ăth ngătuabin gió - DFIG

H th ng tuabin gió - DFIG c b n bao g m: DFIG, tuabin gió v i h truy n

đ ng, b bi n đ i phía rotor (RSC - Rotor Side Converter), b bi n đ i phía l i

(GSC ậ Grid Side Converter), h th ng đi u khi n và b o v và máy bi n áp ba pha

nh hình 3.1

3.2.1 Máyăphátăđi năkhôngăđ ng b ngu n kép (DFIG)

3.2.1.2 Nguyên lý ho tăđ ng c a DFIG

V i máy phát đi n đ ng b , đ làm vi c đ c thì ta cần có đ ng c s cấp kéo rotor c a máy phát quay tr c đ ng th i cấp ngu n kích từ DC cho cu n dây rotor Máy phát bi n đ i công suất c trên tr c thành công suất đi n đ cung cấp cho l i thông qua dây quấn stator Khi có đ ng c s cấp kéo tr c c a máy phát quay kéo

vào cu n dây rotor máy phát cũng quay v i cùng t c đ quay c a rotor (nr) K t

qu , sinh ra từ tr ng cắt qua các cu n dây c a stator, trong các cu n dây c a stator

xuất hi n m t sức đi n đ ng c m ứng M i quan h giữa tần s fs c a đi n áp xoay chi u c m ứng trong dây quấn stator máy phát và t c đ quay c a rotor (nr) đ c

th hi n qua ph ng trình:

r p s

n n f

120

Hình 3.1 Các thành ph ần chính của hệ thống tuabin gió - DFIG

L i Gió H p

s

B đi u khi n và b o v h th ng

Công su ất Rotor GSC

MBA

C B l c

Công su ất Stator

RSC Tuabin

Từ ph ng trình (3.1) ta nh n thấy rằng, khi t c đ quay c a rotor máy phát (nr) bằng v i t c đ quay đ ng b c a máy phát (ns) thì tần s c a đi n áp c m ứng qua dây quấn stator máy phát (fs) bằng v i tần s (fl i) c a m ng l i

chỗ từ tr ng t o b i dòng đi n trong rotor không ph i lƠ tĩnh mà là từ tr ng quay (vì nó đ c t o b i dòng đi n xoay chi u 3 pha) v i t c đ nΦ,rotor tỷ l v i tần

s dòng đi n cấp vào cu n dơy rotor Đi u đó có nghĩa lƠ từ tr ng quay cắt qua

cu n dây stator không ch quay do sự quay c a rotor máy phát mà còn do tác d ng quay b i dòng đi n AC cấp vào cu n dơy rotor Do đó, trong DFIG, c t c đ quay

c a rotor (nr) và tần s c a dòng đi n cấp cho rotor (fr) xác đ nh t c đ quay c a từ

tr ng cắt qua dây quấn stator (nΦ, stator) c m ứng trong cu n dây stator m t sức

đi n đ ng xoay chi u v i tần s (fs)

Khi từ tr ng t o ra b i rotor quay cùng chi u v i rotor máy phát, t c đ rotor nr và t c đ nΦ,rotor c a từ tr ng quay do rotor sinh ra (tỷ l v i fr) c ng l i v i nhau (hình 3.2a) Tần s fs c a đi n áp c m ứng trong dây quấn stator c a máy phát

Trong đó: fr là tần s dòng đi n cấp vào cu n dơy rotor DFIG, đ n v là hertz (Hz)

Khi từ tr ng t o ra b i rotor quay ng c chi u v i rotor máy phát, t c đ rotor nr và t c đ nΦ,rotor c a từ tr ng quay do rotor sinh ra (tỷ l v i fr) trừ đi cho nhau (hình 3.2b) Tần s fs c a đi n áp c m ứng trong dây quấn stator c a máy phát

Nói tóm l i, tần s fs c a đi n áp xoay chi u c m ứng trên dây quấn stator

c a DFIG tỷ l v i t c đ nΦ,stator c a từ tr ng quay sinh ra do dòng đi n trong dây quấn stator T c đ nΦ,stator ph thu c vào t c đ quay rotor nr (do công suất c trên

tr c rotor) và tần s fr c a dòng xoay chi u cấp vào rotor máy phát

LỦ do đầu tiên đ sử d ng DFIG là kh năng phát đi n áp 3 pha v i tần s fs

là hằng s , tần s fs đ c duy trì bằng tần s l i mặc dù t c đ rotor nr luôn thay

đ i do sự dao đ ng công suất c c a đ ng c s cấp (ví d nh t c đ c a tuabin gió) Đ đ t đ c m c đích trên, tần s fr c a dòng đi n cấp vào dây quấn rotor c a DFIG ph i liên t c đ c đi u ch nh t ng ứng v i sự thay đ i t c đ c a rotor đ duy trì tần s dòng xoay chi u đầu ra c a DFIG

Tần s fr c a dòng đi n xoay chi u cần thi t đ cấp ngu n cho cu n dây rotor

c a DFIG nhằm duy trì tần s đầu ra fs bằng v i tần s fl i ph thu c vào t c đ quay c a rotor máy phát vƠ đ c tính theo ph ng trình sau:

Hình 3.2 S ự t ơng tác giữa tốc độ quay của rotor với tần số từ tr ờng quay

t ạo bởi dòng điện trong dây quấn rotor của DFIG

Từ ph ng trình (3.4), n u t c đ quay c a DFIG bằng t c đ đ ng b ns, tần

s fr s bằng 0 Hz DFIG ho t đ ng nh máy phát đi n đ ng b

Khi t c đ quay c a rotor nr gi m d i t c đ đ ng b (nr < ns), tần s fr cần

chi u 3 pha cấp cho dây quấn rotor t o ra từ tr ng quay cùng chi u v i t c đ quay

c a rotor nh minh h a trong hình 3.2a

Khi t c đ quay c a rotor nr tăng trên t c đ đ ng b (nr > ns), tần s fr cần

quay c a rotor nh minh h a trong hình 3.2b

3.2.1.3 Dòng công su t c a DFIG

Dòng công suất trong h th ng tuabin gió ậ DFIG đ c th hi n nh hình 3.3 trong đó Ps, Qs là công suất tác d ng và công suất ph n kháng đầu ra phía stator; Pr,

Qr là công suất tác d ng và công suất ph n kháng đầu ra phía rotor; Pf, Qf là công

suất tác d ng và công suất ph n kháng đầu ra GSC

Công suất t i vƠnh tr t có th ch y theo hai h ng là từ rotor t i ngu n hoặc

từ ngu n vƠo rotor vƠ do đó t c đ c a máy phát có th đ c đi u khi n từ c hai phía rotor hoặc stator, trên hoặc d i t c đ đ ng b K t qu , DFIG có th đ c

đi u khi n ho t đ ng nh m t máy phát hoặc nh m t đ ng c N u d i t c đ ng

Hình 3.3 Dòng công su ất trong hệ thống tuabin gió - DFIG

đ ng b DFIG ch đ đ ng c vƠ trên t c đ ng đ ng b DFIG ch đ máy phát,

suất t i vƠnh tr t tr v stator Ng c l i, d i t c đ ng đ ng b DFIG ch đ

cấp cho rotor T i t c đ đ ng b thì DFIG ho t đ ng nh máy phát đi n đ ng b Công suất c vƠ công suất đi n phía stator đ c tính theo công thức sau:

Khi DFIG đ c v n hành trên t c đ đ ng b (s<0) thì Pr là giá tr d ng hay

d i t c đ đ ng b (s>0) thì Pr là giá tr âm hay công suất Prđ c lấy từ t C, làm

đ giữ cho đi n áp DC là hằng s tr ng thái xác l p, b qua các t n thất c a b

bi n đ i công suất ta có Pr bằng Pf

Từ đó ta có s đ kh i t ng đ ng v dòng công suất thực c a h th ng tuabin gió - DFIG v i 3 ch đ v n hành riêng bi t là ch đ v n hƠnh d i t c đ

đ ng b , ch đ v n hành v i t c đ đ ng b và ch đ v n hành trên t c đ đ ng

b nh hình 3.4

t c đ d i t c đ đ ng b , b bi n đ i nh n công suất từ l i qua vành

tr t đ cấp cho rotor Do đó x y ra dòng công suất khép kín qua stator và rotor

nh ng v n đ m b o cho công suất đầu ra là giá tr d ng

T i đi m v n hành v i t c đ đ ng b , công suất tác d ng phía rotor bằng không và ch có stator cấp công suất cho l i

Khi v n hành t c đ trên t c đ đ ng b , công suất c từ tr c chia thành hai

phần, phần l n công suất cấp cho l i thông qua stator và m t phần nh qua b bi n

đ i cấp vƠo l i Lúc này c stator vƠ rotor đ cấp công suất cho l i và k t qu

t ng công suất đầu ra s cao lên

Mô hình đ ng c a DFIG đ c bi n di n trong h t a đ quay đ ng b (h t a

o V qs , V ds , V qr , V dr : t ng ứng lƠ đi n áp stato và rotor theo tr c q và tr c d

o I qs , I ds , I qr , I dr : t ng ứng lƠ dòng đi n stato và rotor theo tr c q và tr c d

o Ψ , Ψ , Ψ , Ψ : t ng ứng là từ thông stato và rotor theo tr c q và tr c d

Hình 3.5 Sơ đồ mạch điện t ơng đ ơng của DFIG

a) Tr c d

b) Tr c q

o s�s = �s - �r lƠ đ l ch t c đ đ ng b và t c đ c a rotor

o �r : là v n t c góc rotor

o R s , R r : t ng ứng lƠ đi n tr c a m ch stator và rotor

Từ thông trong các ph ng trình trên đ c tính b i các công thức:

m

L 1

Gi sử b qua các t n hao công suất trên đi n tr stator và rotor, công suất tác

d ng và công suất ph n kháng vƠ mômen đi n từ đầu ra phía stato và rotor máy phát t ng ứng là:

N u P tvà/hoặc Q tlà giá tr d ng thì DFIG phát công suất vƠo l i, n u là giá

tr âm thì DFIG s tiêu th công suất c a l i

3.2.2 B bi năđ i AC/DC/AC

B bi n đ i AC/DC/AC th ng t o b i b bi n tần ngu n áp sử d ng các IGBT v i các đi t mắc song song, có th bi n đ i công suất hai chi u (hình 3.6)

B bi n đ i g m có b bi n đ i phía rotor (RSC ậ Rotor Side Converter) và b

qua t C đầu ra c a b bi n đ i phía l i (GSC) có b l c L đ t i thi u hóa sóng

RSC T C GSC

B l c

Hình 3.6 B ộ biến đổi AC/DC/AC trong DFIG