1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

SOLAR ENERGY IN DISTRIBUTED GENERATION AND GRID-CONNECTED PROBLEM

20 492 2
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Solar Energy In Distributed Generation And Grid-connected Problem
Tác giả Vo Nguyen Qui Tu
Người hướng dẫn Prof. Assoc. Nguyen Huu Phuc
Trường học PFIEV
Chuyên ngành Khoa Điện-Điện Tử
Thể loại Luận văn
Năm xuất bản 2002 – 2007
Thành phố Việt Nam
Định dạng
Số trang 20
Dung lượng 1,14 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

SOLAR ENERGY IN DISTRIBUTED GENERATION AND GRID-CONNECTED PROBLEM

Trang 1

Energy System

THESIS

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

SOLAR ENERGY IN DISTRIBUTED

GENERATION AND GRID-CONNECTED

PROBLEM

Student: Vo Nguyen Qui Tu

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Main parts

Solar Energy

1

Control single-phase inverter

2

TMS320F2812 DSP

3

Conclusions and Future Works

5

Experimental results

4

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Trang 2

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007.

1 Solar Energy

How solar cell work

N‐type silicon

P‐type silicon

+   +   +   +    +   +   +   +   +   +   +   +   +   +  +

‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐

+

P‐N junction

(‐)

(+)

DC current

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

Trang 3

Characteristics of a solar cell

sc

I ≈ 20 mA cm → 40 mA cm

V oc = 0.6V → 0.7V

( V ,I mpp mpp )

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

: Maximum Power Point

(I-V) and (P-V) characteristics for a solar cell

Effects of temperature and insolation

levels on silicons solar cell

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Trang 4

• One silicon solar cell produces 0.5 volt

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

• 36 cell connected together have enough voltage to charge 12

volt batteries and runs pump and motors

• Can connect modules togethers to get any power configuration

Photovoltaic cells, modules, panels and arrays.

Grid-connected PV system

electric utility grid

 Converts the DC power produced by the PV array into AC power consistent with

the voltage and power quality requirements of the utility grid

 Automatically stops supplying power to the grid when the utility grid is not

energized

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

Diagram of grid-connected photovoltaic system.

Trang 5

Grid-connected PV system

output circuits and the electric utility network

 Either supply on-site electrical loads, or to back-feed the grid when the PV system

output is greater than the on-site load demand

 When the electrical loads are greater than the PV system output, the loads is

received from the electric utility

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

Stand-alone PV system

loads

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Direct-coupled PV system.

Diagram of stand-alone PV system with battery storage powering DC and AC loads.

Trang 6

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007.

2

Control single-phase PV

inverter

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

Inverter

with conventional utility-powered appliances

Trang 7

Inverter control schemes

 Sinusoidal PWM

 Space Vector Modulation (SVPWM)

 To control inverter output frequency (fundamental)

 To control inverter output voltage (fundamental)

 To minimize harmonic distortion

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

Single-phase inverter output voltage

Space Vector Modulation

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

s

v = Ve ω = Ve α

Reference vector

Trang 8

Space Vector Modulation

1

0 2

2

3 sin( 3 )

2

DC

DC s

V

V V

V

π α

⎪ = − −

⎪⎩

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

Total number of switchings: 4

Switching sequence

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

Space Vector Modulation

Trang 9

Control single-phase inverter by

Space Vector Modulation

3

 larger amplitude than phase voltage

 leading corresponding phase voltage by 30 degrees

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

Simulation results in Matlab

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Single-phase inverter output voltage waveform

Fourier analysis (50 Hz)

Trang 10

LC Filter

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

Second-order LC Filter Magnitude Bode plot for second order LC Filter

2

1 1 1 1

o

i

L L

V

L

Z

ω ω

+ ⎜ + ⎟

 Voltage ratio  Cut-off frequency

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

3 TMS320F2812 DSP

Trang 11

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

flexible, control specific designs

High-performance DSP controller allows most efficient control techniques

Most Powerful Control

TMS320F2812 DSP

TMS320F2812 DSP

• 32-bit DSP Core

 150 MIPS performance

 32x32 bit MAC

 Fast interrupt service time

• Control Peripherals

 Up to 16 independent PWM channels

 16-channel ADC 12-bit

 GPIO

 Up to 2 SCIs

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Trang 12

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

TMS320F2812 DSP

SVPWM Block

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

Symmetric SVPWM Waveforms (sector I)

(SVRDIR=0)

TMS320F2812 DSP

Symmetric SVPWM Waveforms (sector VI)

(SVRDIR=1)

Trang 13

Code Composer Studio v3.1

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

Editor window

Project

files

Message

window

Program code is C language and/or Assembly

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Program flowchart

Trang 14

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

System control of single-phase inverter

Interface control system

© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2004

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

output

Trang 15

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007.

4 Experimental Results

Experimental Results

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Buffer circuit

Single-phase inveter

Optocoupler

isolation

MOSFET gate

driver

sources

Rectifier

Trang 16

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

System is running

TMS320F2812

DSP

Control circuit

High-frequency

Load voltage

Experimental Results

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

12.6 Ratio of transformer

L=0.59 mH C=3.3 uF

LC Filter

110 V RMS Load Voltage

R = 1.25 kΩ

L = 0.13 H Load (lamp + inductor)

24 V

DC Voltage

Experimental Results

Trang 17

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

f pwm = 5kHz

Experimental Results

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

f pwm =10kHz

Experimental Results

Trang 18

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

f pwm =15kHz

Experimental Results

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

5 Conclusions and Future

Works

Trang 19

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007

systems structure

harmonic magnitude of single-phase inverter output

voltage

Future research works

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ SƯ CHẤT LƯỢNG CAO VIỆT-PHÁP PFIEV

closed-loop control with estimated and monitored fast and

accurated enough grid voltage and frequency, and

synchronized the current with the grid voltage.

Trang 20

Khoa Điện-Điện Tử 2002 – 2007.

Ngày đăng: 26/04/2013, 08:26

TỪ KHÓA LIÊN QUAN