Luan van thac si nghiên cứu, tính toán hệ thống điều khiển đấu nối hệ thống pin mặt trời vào lưới phân phối

PV (Photovoltaic): Pin quang điện, biến quang năng thành điện năng. MPP (Maximum power point): Điểm làm việc mà tại đó công suất thu được cực đại. MPPT (Maximum power point tracking): Điều khiển bám điểm công suất cực đại. PO (Perturb Observe): Thuật toán quan sát và nhiễu loạn (biến đổi để đạt đến điểm cực đại), còn gọi là phương pháp “Hill climbing: Leo đồi”. DC (Direct Current): Điện một chiều AC (Alternating Current): Điện xoay chiều. DCDC: Bộ biến đổi điện áp một chiều DCAC: Bộ biến đổi điện áp một chiều thành xoay chiều. FF (Fill Factor): Là hệ số lấp đầy PWM: (Pulse Width Modution): phương pháp điều chế độ rộng xung.

nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Đặng Mỹ Nhựt

PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU

1.Tính cấp thiết của đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Phương pháp nghiên cứu 3

5 Bố cục đề tài 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI, CÁC GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN PIN MẶT TRỜI VÀ ĐIỀU KIỆN HÒA LƯỚI PHÂN PHỐI 1.1 Pin quang điện 5

1.1.1 Cấu tạo 5

1.1.2 Nguyên lý hoạt động 6

1.1.3 Sơ đồ mạch pin PV 9

1.1.4 Sơ đồ mạch pin PV khi có tính đến tổn hao 11

1.1.5 Module PV, Array PV 13

1.1.6 Các ảnh hưởng tác động của pin PV 15

1.2 Các giải thuật điều khiển pin mặt trời 19

1.2.1 Giới thiệu chung 19

1.2.2 Nguyên lý cân bằng tải 20

1.2.3 Thuật toán xác định điểm làm việc công suất lớn nhất MPPT 21

1.2.3.1 Thuật toán nhiễu loạn và quan sát P&O 22

1.2.3.2 Thuật toán P&O trong điều kiện dãy PV bị bóng che một phần 26

1.2.4 Phương pháp điều khiển MPPT 26

1.2.5 Giới hạn của MPPT 27

1.3 Lý thuyết về hòa hệ thống điện mặt trời với lưới 27

1.3.1 Các điều kiện hòa đồng bộ 28

1.3.2 Đồng vị pha trong hai hệ thống lưới 28

1.4 Kết luận chương 30

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRONG ĐIỀU KHIỂN NGUỒN PIN MẶT TRỜI 31

2.1 Bộ chuyển đổi DC/DC 31

2.1.1 Bộ tạo xung DC 32

2.1.2 Bộ chuyển đổi Buck 34

2.1.3 Bộ chuyển đổi Boost 36

2.1.4.Bộ chuyển đổi Buck_Boost 38

2.2 Bộ biến đổi DC/AC 39

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN HÒA ĐỒNG BỘ

HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI VÀO LƯỚI ĐIỆN 54

3.1 Tính toán, thiết kế mô hình pin 54

3.2 Tính toán thiết kế bộ nghịch lưu ba pha DC/AC 54

3.3 Mạch vòng khóa pha PLL 56

3.4 Điều khiển P, Q theo phương pháp độ trượt (độ dốc) 60

3.5 Điều khiển điện áp và dòng điện 65

3.6 Kết luận chương 69

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ MÔ PHỎNG TRÊN MATLAB SIMULINK 70

4.1 Xây dựng mô hình trên Matlab /Simulink 70

4.2 Kết quả mô phỏng trên Matlab/Simulink 73

4.3 Kết luận chương 80

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81

MỤC LỤC 82

- PV (Photovoltaic): Pin quang điện, biến quang năng thành điện năng

- MPP (Maximum power point): Điểm làm việc mà tại đó công suất thu được cực đại

- MPPT (Maximum power point tracking): Điều khiển bám điểm công suất cực đại

- P&O (Perturb & Observe): Thuật toán quan sát và nhiễu loạn (biến đổi để đạt đến điểm cực đại), còn gọi là phương pháp “Hill climbing: Leo đồi”

- DC (Direct Current): Điện một chiều

- AC (Alternating Current): Điện xoay chiều

- DC-DC: Bộ biến đổi điện áp một chiều

- DC-AC: Bộ biến đổi điện áp một chiều thành xoay chiều

- FF (Fill Factor): Là hệ số lấp đầy

- PWM: (Pulse Width Modution): phương pháp điều chế độ rộng xung

- DCM: (Droop control method): Phương pháp điều khiển độ dốc

- VSI: (Voltage source inverter): biến tần điều khiển nguồn áp

- PLL: (Phase locked loop): vòng khóa pha

- LPF:(low- pass filter): mạch lọc thông thấp

- VCO: (voltage – controlled oscillator): tạo dao động điều khiển bằng áp

- DG ( Distributed Generation): nguồn phân tán

- RMS (Root mean square): giá trị hiệu dụng

- THD ( total Harmonic Distortion) : Tổng độ biến dạng do sóng hài

1-1 Cấu tạo của pin mặt trời 5

1-3 Hệ thống 2 mức năng lượng trong đó E1< E2 6

1-6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của pin mặt trời 9

1-8 Dòng điện ngắn mạch và điện áp hở mạch của pin PV 10

1-10 Đồ thị xác định điểm công suất cực đại (MPP) 11 1-11 Mô hình của pin PV thực tế có tổn hao 12 1-12 Đường đặc tính của pin PV có xét đến ảnh hưởng của Rs và RP 13

1-18 Đường đặc tính của pin PV khi nhiệt độ và cường độ chiếu sáng

thay đổi

15

1-21 Đặc tính PV khi nhiều pin bị bóng râm 17

1-23 Đặc tính PV khi không có và có diode bypass bảo vệ 18 1-24 Một Array PV 65V, khi không có và có Diodebypass bảo vệ 18 1-25 Ví dụ tấm pin mặt trời mắc trực tiếp với một tải thuần trở và

đường đặc tính làm việc của pin và của tải thuần trở có giá trị

điện trở thay đổi

19

1-26 Sơ đồ khối của điều khiển chọn điểm công suất cực đại 19

1-28 Đường đặc tính làm việc I – V của pin khi cường độ bức xạ

thay đổi ở cùng một mức nhiệt độ

21

1-29 Đường đặc tính làm việc I – V của pin khi nhiệt độ thay đổi ở

cùng một mức cường độ bức xạ

22

1-30

Xác định điểm MPP bằng phương pháp P&O 22 1-31

1-32 Phương pháp P&O hoạt động không hiệu quả khi cường độ

chiếu sáng liên tục thay đổi

25

2-7 Nguyên lý của điều chế độ rộng xung hình sin 41 2-8 quan hệ giữa biên độ áp điều khiển và biên độ sóng mang 41 2-9 quan hệ giữa biên độ áp điều khiển và biên độ sóng mang cải

2-15 Các trạng thái đóng mở của các van của bộ nghịch lưu 52

3-6 Sơ đồ mạch điện tương đương của bộ nghịch lưu 60

3-10 Mô hình điều khiển công suất P, Q theo phương pháp 64 3-11 Sơ đồ điều khiển mạch vòng của điện áp 67 3-12 Sơ đồ điều khiển mạch vòng của dòng điện 67

3-13 Sơ đồ nguyên lý tổng thể pin mặt trời nối lưới 68 4-1 Sơ đồ mô phỏng hệ thống pin mặt trời nối lưới phân phối 70

4-3 Mô hình điều khiển bám điểm công suất cực đại (MPPT) 71

4-5 Bộ điều khiển hệ thống pin mặt trời nối vào lưới phân phối 71

4-10 Các đặc tính làm việc của pin mặt trời 73

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay nhu cầu sử dụng năng lượng của con người ngày càng tăng nhất là năng lượng điện Con người cần năng lượng điện để phục vụ cho nhu cầu đời sống sinh hoạt, sản xuất Từ những nhu cầu đơn giản như chiếu sáng sinh hoạt cho đến các dây chuyền sản xuất hiện đại Trong khi đó các nguồn nhiên liệu truyền thống đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng Ngoài ra các dạng năng lượng này gây ra ô nhiễm môi trường xung quanh và làm tăng hiệu ứng nhà kính Việc khai thác các nguồn năng lượng tái tạo khá dồi dào và thân thiện với môi trường như năng lượng gió, mặt trời, địa nhiệt, thủy triều và pin nhiên nhiệu là hướng quan trọng trong kế hoạch phát triễn năng lượng Theo báo cáo toàn cầu của mạng lưới chính sách năng lượng tái tạo thế kỷ 21 ( REN 21) Năm 2005 chỉ

có 15 quốc gia tham gia vào việc thúc đẩy năng lượng tái tạo thì đến năm 2013 có thêm 95 quốc gia, trong đó các nước phát triễn năng lượng tái tạo: Trung Quốc,

Mỹ, Brazin, Canada và Đức Năng lượng tái tạo chiếm 19% tổng năng lượng tiêu thụ toàn cầu (năm 2012) Ở Việt Nam tổng công suất 1215 MW chiếm 3.4% năng lượng toàn quốc (năm 2015 – năng lượng Việt Nam)

Năng lượng mặt trời là một trong những nguồn năng lượng tái tạo quan trọng nhất của hành tinh chúng ta, đồng thời nó cũng là nguồn gốc của các loại năng lượng tái tạo khác như: năng lượng gió, năng lượng sinh khối vì vậy việc nghiên cứu và sử dụng năng lượng mặt trời là một trong những hướng phát triển được nhiều sự quan tâm vì có những tính chất ưu điểm của nó như: có sẵn, siêu sạch và

vô tận Do đó năng lượng mặt trời được nhiều nước trên thế giới khai thác và sử dụng như: Đức tổng điện năng mặt trời 35.65 Gwp (Gigawatt) chiếm tỉ lệ 5.3% tổng điện năng quốc gia, Ý : 18Gwp chiếm tỷ lệ 9% tổng điện năng, Trung Quốc: 17.7Gwp chiếm tỷ lệ 0.1% tổng điện năng, Nhật: 11.86 Gwp chiếm tỷ lệ 0.8% và Mỹ: 11.42Gwp chiếm tỷ lệ 0.3% ( theo báo cáo REN 21 năm 2013) Ở Việt Nam,

5kWh/m2, với khoảng 2000 ÷ 5000h nắng/năm và khai thác 3 MW chiếm tỷ lệ 0.008% năng lượng toàn quốc (năm 2015 – năng lượng Việt Nam)

Con người biết khai thác và sử dụng năng lượng mặt trời từ rất lâu để sản xuất điện năng theo hai công nghệ: công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời CSP (concentrated solar power) và công nghệ quang điện SPV (solar photovoltaic)

+ Công nghệ CSP hay còn gọi là công nghệ nhiệt năng mặt trời STE (solarthermal enery) sử dụng một hệ thống nhiều ống kính, gương phản chiếu và các hệ thống theo dõi nhằm tập trung ánh sáng mặt trời từ một khu vực rộng lớn vào một diện tích nhỏ, ở đây nước hay chất lỏng khác chứa trong ống hay trong bể được làm nóng lên đến vài trăm độ tạo thành dòng hơi nước làm quay tubin để sản xuất điện

+ Công nghệ SPV năng lượng ánh sáng chuyển thành dòng điện nhờ hiệuứng quang điện qua các tế bào quang điện hay các pin mặt trời nhỏ ghép lại thành tấm pin mặt trời lớn

Ở đây ta tập trung lĩnh vực hai, tức là biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng, tuy nhiên năng lượng mặt trời vẫn còn trong thời kỳ đầu của ứng dụng

vì nó đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu rất lớn nhưng hiệu suất lại rất thấp Hơn nữa năng lượng mặt trời còn phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên như: trời nắng- trời mưa, ban ngày- ban đêm không ổn định, khi năng lượng thiếu không được lấy từ lưới điện và khi thừa chưa hòa lên lưới điện quốc gia

Vì vậy việc “nghiên cứu, tính toán hệ thống điều khiển đấu nối hệ thống pin mặt trời vào lưới phân phối” để khai thác năng lượng mặt trời cung cấp cho

phụ tải và hòa tối ưu nguồn năng lượng mặt trời lên lưới điện quốc gia là một vấn

đề cấp thiết

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu và tính toán thiết kế bộ điều khiển đấu nối hệ thống pin mặt trời vào lưới phân phối Mô phỏng trên phần mềm matlab simulink

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu:

- Hệ thống pin năng lượng mặt trời: Phương pháp sản xuất và hòa lưới

- Bộ điều khiển hòa đồng bộ lưới điện: Tổng hợp dòng, áp, tính toán công suất (P,Q) , điều khiển độ dốc của lưới phân phối nhằm hòa đồng bộ lưới

 Phạm vi nghiên cứu:

- Nghiên cứu bộ điều khiển mạch vòng khóa pha PLL (phase –locked-loop), mạch lọc thông thấp, điều khiển theo độ dốc và bộ biến đổi dòng điện và điện áp

- Nghiên cứu mô phỏng hòa đồng bộ lưới

4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu các bài báo, sách và tạp chí về cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống pin năng lượng mặt trời

- Nghiên cứu lý thuyết và tìm hiểu về hệ thống điều khiển hòa đồng bộ

- Tìm hiểu đặc điểm của lưới điện phân phối

- Tính toán, thiết kế bộ điều khiển đấu nối hệ thống điều khiển đấu nối hệ thống pin mặt trời vào lưới phân phối

- Xây dựng mô hình mô phỏng trên phần mềm Matlab Simulik để chứng minh, đánh giá, rút kinh nghiệm và kết luận

5 Bố cục đề tài

Bố cục của đề tài được tổ chức như sau:

- Mở đầu: Tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu nghiên cứu, đối tượng và phạm

vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, bố cục đề tài

- Chương 1: Tổng quan về hệ thống pin mặt trời, các giải thuật điều khiển

pin mặt trời và điều kiện hòa lưới phân phối

- Chương 2: Nghiên cứu các bộ biến đổi điện tử công suất trong điều khiển

nguồn pin mặt trời

mặt trời vào lưới điện

- Chương 4: Kết quả mô phỏng trên Matlab Simulink

- Kết luận và hướng phát triển đề tài

- Tài liệu tham khảo

TÍNH TOÁN LỰA CHỌN GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐẤU NỐI HỆ THỐNG

PIN MẶT TRỜI VÀO LƯỚI PHÂN PHỐI

Chương 1: Tổng quan về hệ thống pin mặt trời (PV), các giải thuật điều khiển pin mặt trời và điều kiện hòa lưới phân phối

1.1 Pin quang điện PV (Photovoltaic) [10] [11]

Pin mặt trời còn gọi là Pin quang điện (Photovoltaic) là thiết bị ứng dụng hiệu ứng quang điện trong bán dẫn (thường gọi là hiệu ứng quang điện bên trong) để tạo ra dòng điện một chiều từ ánh sáng mặt trời Loại pin mặt trời thông dụng nhất hiện nay là loại sử dụng Silic tinh thể Tinh thể Silic tinh khiết là chất bán dẫn điện rất kém vì các điện tử bị giam giữ bởi liên kết mạng, không có điện tử tự do Khi bị ánh sáng hay nhiệt độ kích thích, các điện tử bị bứt ra khỏi liên kết, hay là các điện tử tích điện âm nhảy từ vùng hoá trị lên vùng dẫn và để lại một lỗ trống tích điện dương trong vùng hoá trị Lúc này chất bán dẫn mới dẫn điện

1.1.1 Cấu tạo

Cấu tạo của pin mặt trời là một lớp tiếp xúc bán dẫn p-n có khả năng biến đổi trực tiếp năng lượng bức xạ mặt trời thành điện năng nhờ hiệu ứng quang điện bên trong

Hình 1-1 Cấu tạo của pin mặt trời

Pin quang điện sử dụng chất bán dẫn để biến đổi ánh sáng thành điện năng Kỹ thuật tạo pin PV rất giống với kỹ thuật tạo ra các linh kiện bán dẫn như transistor, diode

… Nguyên liệu dùng làm pin PV cũng giống như các linh kiện bán dẫn khác thông thường là tinh thể silicon thuộc nhóm IV

Có thể nói pin PV là sự ngược lại của diode quang Diode quang nhận điện năng tạo thành ánh sáng, thì PV nhận ánh sáng tạo thành điện năng

Pin mặt trời làm việc theo nguyên lý là biến đổi trực tiếp năng lượng bức xạ trở thành điện năng nhờ hiệu ứng quang điện

Hình 1-2 Mô tả Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

 Hiệu ứng quang điện

Xét một hệ gồm 2 mức năng lượng điện tử như hình 1-3 với E1< E2

Bình thường điện tử chiếm mức năng lượng thấp hơn E1 Khi chiếu sáng vào hệ thống, lượng tử ánh sáng (photon) mang một năng lượng là h  (h là hằng số Plank và 

là tần số ánh sáng) bị điện tử hấp thụ và chuyển lên mức E2

Hình 1-3 Hệ thống 2 mức năng lượng trong đó E 1 < E 2

Phương trình cân bằng năng lượng:

h  = E1 - E2

Trong các vật rắn, do tương tác rất mạnh của mạng tinh thể lên điện tử vành ngoài, nên các năng lượng của nó bị tách ra nhiều mức năng lượng con rất sát nhau và tạo thành vùng năng lượng Vùng năng lượng thấp bị các điện tử chiếm đầy khi ở trạng thái cân bằng gọi là vùng hoá trị mà bên trên của nó có năng lượng EV Vùng năng lượng phía

trên tiếp đó hoàn toàn trống hoặc chỉ bị chiếm một phần gọi là vùng dẫn, bên dưới của vùng có năng lượng là EC, cách ly giữa vùng hóa trị và vùng dẫn đó gọi là một vùng cấm

có độ rộng năng lượng là Eg, trong đó không có mức năng lượng cho phép nào của điện

tử

Khi ánh sáng chiếu đến vật rắn có vùng năng lượng nói trên, photon có năng lượng

h  tới hệ thống, bị điện tử của vùng hoá trị hấp thụ và nó có thể chuyển lên vùng dẫn để trở thành điện tử tự do e-, lúc này vùng hoá trị sẽ có một lỗ trống có thể di chuyển như

“hạt” mang điện tích dương nguyên tố (kí hiệu h+) Lỗ trống này có thể di chuyển và tham gia vào quá trình dẫn điện

h  và chuyển lên vùng dẫn tạo ra cặp hạt dẫn điện tử – lỗ trống e- - h+, tức là tạo ra một điện thế

Hiện tượng đó gọi là hiện tượng quang điện bên trong

lớp tiếp xúc p-n

Hình 1-5 Các vùng của pin mặt trời

Khi một photon chạm vào mảnh silic, một trong hai điều sau sẽ xảy ra:

- Photon truyền xuyên qua mảnh silic Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon thấp hơn, nó đủ để đưa các hạt electron lên mức năng lượng cao hơn

- Năng lượng của photon được hấp thụ bởi silic Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon lớn hơn năng lượng để đưa electron lên mức năng lượng cao hơn Khi photon được hấp thụ, năng lượng của nó được truyền đến các hạt electron trong màng tinh thể.Thông thường các electron này lớp ngoài cùng, và thường được kết dính với các nguyên tử lân cận vì thế không thể di chuyển xa Khi electron được kích thích, trở thành dẫn điện, các electron này có thể tự do di chuyển trong bán dẫn Khi đó nguyên tử

sẽ thiếu 1 electron và đó gọi là lỗ trống.Lỗ trống này tạo điều kiện cho các electron của nguyên tử bên cạnh di chuyển đến điền vào lỗ trống, và điều này tạo ra lỗ trống cho nguyên tử lân cận có "lỗ trống".Cứ tiếp tục như vậy lỗ trống di chuyển xuyên suốt mạch bán dẫn

Một photon chỉ cần có năng lượng lớn hơn năng luợng đủ để kích thích electron lớp ngoài cùng dẫn điện.Tuy nhiên, tần số nhiệt độ của mặt trời thường tương đương 60000K,

vì thế nên phần lớn năng lượng mặt trời đều được hấp thụ bởi silic

Tuy nhiên hầu hết năng lượng mặt trời chuyển đổi thành năng lượng nhiệt nhiều hơn là năng lượng điện sử dụng được

Hình 1-6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

1.1.3 Sơ đồ mạch pin PV

Pin PV có cấu tạo như một diode Mô hình của một pin PV được nối với tải được thể hiện như hình 1-7:

Hình 1-7 Sơ đồ mạch đơn giản của pin PV

Hai tham số quan trọng của PV là dòng ngắn mạch Isc và điện áp hở mạch VOC

a)Dòng điện ngắn mạch b) Điện áp hở mạch

Hình 1-8 Dòng điện ngắn mạch và điện áp hở mạch của pin PV

Trong đó:

SC OC

0

I kT

Từ đường đặc tính của pin trong hình 1-9 chúng ta nhận thấy rằng công suất của pin

PV được tạo ra là khi kết hợp của điện áp hở mạch VOC và dòng ngắn mạch ISC để phát lên tải

Tại điểm làm việc U = VOC ; I = 0 và U = 0 ; I = ISC , Công suất của pin cũng có giá trị bằng 0

Tại điểm cong của đồ thị ta có công suất cực đại gọi là điểm công suất max MPP

(the maximum power point) Dòng điện và áp tại điểm MPP có giá trị là I m và V m Công

suất có giá trị là : P m = Im Um

Hình 1-9 Đồ thị V-A và công suất pin PV

Chúng ta có thể hình dung được vùng năng lượng lớn nhất là hình chữ nhật lớn nhất

có thể có nằm vừa khít dưới đặc tuyến V-A Nó được biểu diễn trong hình dưới Đại lượng được dùng để diễn tả nó gọi là hệ số lấp đầy (FF: fill factor)

Hệ số lấp đầy được xác định:

Hình 1-10 Đồ thị xác định điểm công suất cực đại (MPP)

1.1.4 Sơ đồ mạch pin PV khi có tính đến tổn hao

Cũng như diode pin PV trong thực tế luôn có tổn hao, đặc trưng cho sự tổn hao này

là các thông số RS và RP

Hình 1-11 Mô hình của pin PV thực tế có tổn hao

Phương trình đặc trưng của pin PV thực tế bao gồm ảnh hưởng của RS và RP

Isc: là dòng quang điện (dòng ngắn mạch khi không có RS và RP) (A)

I0: là dòng điện bão hòa của diode(A), (giá trị này rất nhỏ thường lấy I0=8.10-4 A)

q :là điện tích của điện tử (C) = 1,6.10-19

k : là hệ số Boltzman = 1,38.10-23(J/k)

T : là nhiệt độ (K)

Rs, RP : lần lượt là nội trở nối tiếp và song song của dàn pin mặt trời()

V : Điện áp trên tải R (V)

I : dòng điên chạy qua tải R (A)

Đường đặc tính của pin PV có xét đến ảnh hưởng của Rsvà RP

a) P-V ảnh hưởng bởi Rs b) P-V ảnh hưởng bởi cả Rs và Rp

Hình 1-12 Đường đặc tính của pin PV có xét đến ảnh hưởng của R s và R P

1.1.5 Module PV, Array PV

a Module PV

Một trở ngại của pin PV là điện áp và dòng điện làm việc rất nhỏ Một pin PV có điện áp làm việc khoảng 0.6V Do đó muốn có điện áp làm việc cao đòi hỏi phải mắc nối tiếp các pin PV lại, muốn có dòng điện làm việc lớn phải mắc song song Một mô hình thông thường để có điện áp 12 Vdc, ta phải mắc nối tiếp 36 pin PV Một số mô hình 12

Vdc chỉ cần 33 pin PV

Hình 1-13 Module PV

Đường đặc tính của Module PV

Hình 1-14 Đường đặc tính của Module PV

Điện áp của module PV:

VModule = n (Vd – IRs ) (1.7) Với: n là Số pin mắc nối tiếp

b Array PV

Giả sử các module đều giống hệt nhau, có đường đặc tính V-A giống nhau, các thông số dòng ngắn mạch ISC, điện áp hở mạch VOC bằng nhau Giả sử cường độ chiếu sáng trên các tấm là đồng đều nhau Khi đó:

- Ghép nối tiếp các tấm module lại sẽ cho điện áp ra lớn hơn

Hình 1-15 Các modul PV mắc nối tiếp

- Ghép song song các tấm module lại sẽ cho dòng điện ra lớn

Hình 1-16 Các modul PV mắc song song

- Kết nối hỗn hợp để tăng cả áp và dòng:

Hình 1-17 Kết nối hỗn hợp để tăng áp và dòng

1.1.6 Các ảnh hưởng tác động của pin PV:

Trong quá trình làm việc pin PV còn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như cường độ chiếu sáng, nhiệt độ, hiện tượng bóng râm … khi đó đặc tính của nó cũng bị biến đổi

a Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng và nhiệt độ

Cường độ chiếu sáng càng lớn, thì công suất thu được của pin PV càng lớn Dòng ngắn mạch Isc tỉ lệ thuận với cường độ bức xạ chiếu sáng Nên đường đặc tính pin PV cũng phụ thuộc vào cường độ bức xạ chiếu sáng

Nhiệt độ càng cao thì điện áp của pin càng thấp Điện áp hở mạch Voc phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ nên đường đặc tính của pin mặt trời cũng phụ thuộc vào nhiệt độ của pin

Hình 1-18 Đường đặc tính của pin PV khi nhiệt độ và cường độ chiếu sáng thay đổi

b Ảnh hưởng bóng râm

Hiện tượng bóng râm (pin PV bị che phủ một phần) gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của pin PV Giả sử một pin PV trong một Array bị che

a) Tất các pin được chiếu sáng b) 1 pin đầu bị bóng râm

Hình 1-19 Hiện tượng một pin PV bị bóng râm

Đặc tính của toàn bộ Array (PV) sẽ bị thay đổi nghiêm trọng nếu không có biện pháp bảo vệ:

Hình 1-20 Đặc tính PV khi một pin bị bóng râm

Với:   V V IRp

Nhiều pin PV bị che:

Hình 1-21 Đặc tính PV khi nhiều pin bị bóng râm

Để bảo vệ pin PV ít bị ảnh hưởng bởi hiện tượng bóng râm, người ta sử dụng Diode bypass (đi-ốt phân dòng)

Đặc tính của Array PV sẽ ít bị ảnh hưởng hơn nếu sử dụng diode bypass bảo vệ

Hình 1-22 Bảo vệ pin PV khi bị bóng

Hình 1-23 Đặc tính PV khi không có và có diode bypass bảo vệ

Minh họa một Array PV dùng sạc cho bộ ắc qui 65 V Khi không có và có Diode bypass bảo vệ

Hình 1-24 Một Array PV 65V, khi không có và có Diodebypass bảo vệ

Giải thích hình 1-24 Bình thường các pin PV là các nguồn phát điện năng, do bộ ắc qui có điện áp là 65 V, do đó dòng điện sẽ là giao điểm của đường điện áp 65V và đường đặc tính (V,I) của pin PV là 3,3 A Khi có hiện tượng bóng râm che một module PV, lúc

đó module này không còn là nguồn phát nữa, dòng điện sẽ chạy qua điện trở song song

Rp của module này tạo một áp rơi ΔV = I x Rp , áp rơi ΔV này cộng với 65 V của ắcqui

a)Tất cả các pin được

chiếu sáng

b)1phần pin bị bóng râm khi

có diode bypass  

b)1phần pin bị bóng râm khi không có diode bypass  

sẽ bằng điện áp đặt trên các module PV còn lại, theo đường đặc tính PV dòng điện sẽ giảm xuống Khi có Diode bypass, dòng điện sẽ chạy xuyên qua Diode nên sẽ ít ảnh hưởng hơn

1.2 Các giải thuật điều khiển pin mặt trời

1.2.1 Giới thiệu chung

Khi một tấm PV được mắc trực tiếp với một tải, điểm làm việc của tấm PV đó sẽ giao điểm giữa đường đặc tính làm việc I – V và đường đặc tính I – V của tải Giả sử nếu tải là thuần trở thì đường đặc tính tải là một đường thẳng với độ dốc là 1/Rtải

Hình 1-25 Ví dụ tấm pin mặt trời mắc trực tiếp với một tải thuần trở và đường đặc

tính làm việc của pin và của tải thuần trở có giá trị điện trở thay đổi

Nói cách khác, trở kháng của tải bám theo điều kiện làm việc của pin Nói chung, điểm làm việc hiếm khi ở đúng vị trí có công suất lớn nhất, vì vậy nó sẽ không sinh ra công suất lớn nhất Mạng nguồn pin mặt trời thường bị quá tải khi phải bù cho một lượng công suất thấp vào thời gian ánh sáng yếu kéo dài như trong mùa đông Sự không thích ứng giữa tải và các tấm pin mặt trời thường làm cho nguồn pin mặt trời bị quá tải và gây

ra tổn hao trong toàn hệ thống Ðể giải quyết vấn đề này, phương pháp MPPT được sử dụng để duy trì điểm làm việc của nguồn pin tại đúng điểm có công suất lớn nhất MPP Phương pháp MPPT có thể xác định chính xác đến 97% điểm MPP

hình 1-26 Sơ đồ khối của điều khiển chọn điểm công suất cực đại

Như đã phân tích ở phần đặc tính tải Khi PV được mắc trực tiếp với một tải, điểm

làm việc của PV sẽ do đặc tính tải xác định

Xét trường hợp pin PV nối tiếp với tải trở như hình 1-25 Giá trị điện trở tải được xác định như sau:

O tai O

VRI

Trong đó: Vo là điện áp ra, Io là dòng điện ra

Tải lớn nhất của PV được xác định như sau:

MPP

MPP opt

Khi pin nối với tải thông qua bộ biến đổi DC-DC Boost

Hình 1-27 Sơ đồ pin nối với tải qua bộ Boost

Việc dung hợp trở kháng được xác định như sau:

1.2.3 Thuật toán xác định điểm làm việc công suất lớn nhất MPPT

Như đã nói ở trên, điểm làm việc có công suất lớn nhất MPP xác định trên đường đặc tính I – V luôn thay đổi dưới điều kiện nhiệt độ và cường độ bức xạ thay đổi Chẳng hạn như trong hình vẽ 1-28 thể hiện đường đặc tính làm việc I – V ở những mức cường

độ bức xạ khác nhau tăng dần ở cùng một giá trị nhiệt độ (200C) và hình 1-29 thể hiện các đường đặc tính làm việc ở cùng một mức cường độ bức xạ nhưng nhiệt độ tăng dần

Hình 1-28 Đường đặc tính làm việc I – V của pin khi cường độ bức xạ thay đổi ở

cùng một mức nhiệt độ

Hình 1-29 Đường đặc tính làm việc I – V của pin khi nhiệt độ thay đổi ở

cùng một mức cường độ bức xạ

Từ hai hình vẽ trên, ta nhận thấy có sự dịch chuyển điện áp quan sát được ở vị trí của điểm MPP Vì vậy điểm MPP cần phải dùng thuật toán để xác định Thuật toán này

là trung tâm của bộ điều khiển MPPT

1.2.3.1 Thuật toán nhiễu loạn và quan sát P&O

a) Giải thuật

Phương pháp P&O còn gọi là phương pháp “leo đồi” Nội dung là điều khiển tăng hoặc giảm công suất ΔP theo sự thay đổi điện áp ΔV để đưa ra sự đóng cắt thích hợp sao cho công suất thu được là cực đại

Hình 1-30 Xác định điểm MPP bằng phương pháp P&O

Bảng 1-1 Tóm tắt giải thuật P&O

 Thuyết minh giải thuật P&O

Nội dung là điều khiển tăng hoặc giảm điện áp sao cho công suất thu được là cực

đại

- Nếu tăng điện áp, công suất thu được tăng, thì chu kỳ sau tiếp tục tăng điện áp

- Nếu tăng điện áp, công suất thu được giảm, thì chu kỳ sau giảm điện áp

- Nếu giảm điện áp, công suất thu được tăng, thì chu kỳ sau tiếp tục giảm điện áp

- Nếu giảm điện áp, công suất thu được giảm, thì chu kỳ sau tăng điện áp

b) Lưu đồ giải thuật P&O

Hình 1-31 Lưu đồ giải thuật thuật toán P&O

- Đặt giá trị đầu cho V, I, P

- Đo giá trị V, I, P ở thời điểm k

- Đo giá trị V, I và tính giá trị P ở thời điểm k+1

- Trong trường hợp cường độ chiếu sáng không đổi giải thuật P&O hoạt động rất tốt khi truy tìm điểm cực đại

- Tuy nhiên khi cường độ chiếu sáng thay đổi giải thuật này sẽ sai hình 1-32

  - Khi cường độ chiếu tăng lên, đường cong công suất sẽ thay đổi từ P1 sang P2 Giả

sử ở thời điểm k hệ MPPT đang điều khiển PV hoạt động ở điểm A, thời điểm k+1 cường

độ chiếu sáng tăng nhanh Theo giải thuật P&O : P[k+1] > P[k], giả sử điện áp ở thời điểm V[k+1] >V[k], theo giải thuật P&O, hệ MPPT sẽ tăng điện áp lên và điểm làm việc

sẽ là điểm C (điểm không phải cực đại)

- Nếu cường độ chiếu sáng tăng hoặc giảm dần, giải thuật P&O vẫn có thể sai nếu chu kỳ lấy mẫu không phù hợp Do hệ MPPT không hiểu được công suất tăng do thay đổi cường độ chứ không phải do sự dao động điện áp khi làm việc Kết quả là giải thuật sẽ giảm điện áp liên tục hoặc tăng điện áp liên tục, do nhận thấy công suất đo lúc sau vẫn lớn hơn lúc đầu

Hình 1-32 Phương pháp P&O hoạt động không hiệu quả khi cường độ chiếu sáng

liên tục thay đổi

Ta nhận thấy nguyên nhân dẫn đến sự hoạt động sai của giải thuật P&O là không

phân biệt được “sự thay đổi công suất do thay đổi điện áp với sự thay đổi công suất do

thay đổi cường độ sáng”

- Khi có sự biến động của ΔP và ΔV thì ΔD sẽ làm tăng tỷ số D hoặc giảm D để chu kỳ tiếp theo buộc các điểm hoạt động di chuyển về phía MPP Khi công suất và điện

áp PV cùng tăng hoặc cùng giảm sẽ làm tăng tỷ số D Khi công suất PV tăng, điện áp PV giảm và ngược lại sẽ làm giảm tỷ số D Quá trình này sẽ được tiến hành liên tục cho đến

điều này sẽ dẫn đến mất năng lượng Những dao động này có thể được giảm thiểu bằng cách giảm kích thước ΔP và ΔV nhưng nó làm chậm hệ thống theo dõi MPP

1.2.3.2 Thuật toán P&O trong điều kiện dãy PV bị bóng che một phần

Đây là một thuật toán được kết hợp với thuật toán P&O trong trường hợp điều kiện dãy PV có cường độ bức xạ không đồng nhất (dãy PV bị bóng che một phần bởi các đám mây, tòa nhà…) lúc này những đường cong V – I và P – V của dãy điện trong điều kiện một phần bị bóng che được đặc trưng bởi nhiều bước và đỉnh Nhiệm vụ của thuật toán là để theo dõi công suất đỉnh GP ( global peak: đỉnh công suất lớn nhất trong các đỉnh công suất) trong điều kiện một phần bị bóng che

1.2.4 Phương pháp điều khiển MPPT

Thuật toán MPPT sẽ ra lệnh cho bộ điều khiển MPPT phải làm gì để điều chỉnh điện áp làm việc sau đó nhiệm vụ của bộ điều khiển MPPT là điều chỉnh tăng giảm điện

áp làm việc và duy trì ổn định mức điện áp làm việc của hệ nguồn pin mặt trời có hai phương pháp phổ biến điều khiển MPPT:

- Phương pháp điều khiển trực tiếp: phương pháp này đơn giản hơn và chỉ sử dụng một vòng điều khiển và nó thực hiện nhiệm vụ điều chỉnh hệ số làm việc trong thuật toán MPPT Việc điều chỉnh hệ số làm việc hoàn toàn dựa trên nguyên lý cân bằng tải đã được trình bày

- Phương pháp điều khiển đo trực tiếp tín hiệu ra: Phương pháp này là phương pháp cải tiến từ phương pháp điều khiển trực tiếp ở trên và có ưu điểm là chỉ cần hai cảm biến điện áp và dòng điện ra khỏi bộ biến đổi phương pháp điều khiển bằng PI và phương pháp điều khiển trực tiếp đo tín hiệu vào bộ biến đổi, có ưu điểm cho phép điều khiển chính xác điểm làm việc của pin mặt trời nhưng những cảm biến vào thường cần phải có những cảm biến khác đo tín hiệu ra để tránh trường hợp quá điện áp hay quá dòng điện của tải vậy hai phương pháp trên phải cần đến bốn cảm biến để hoạt động được tốt nhất nên chi phí lắp đặt cao

+ Phương pháp đo điều khiển trực tiếp này đo sự thay đổi công suất của PV ở đầu ra của bộ biến đổi và coi hệ số làm việc D như một biến điều khiển

có công suất lớn nhất vì nếu thừa công suất hệ thống có thể bơm vào lưới điện để tăng lợi nhuận

Tuy nhiên, hiệu suất của bộ biến đổi DC/DC thực tế dùng trong MPPT không bao giờ đạt được 100% Hiệu suất tăng lên từ phương pháp MPPT là rất lớn nhưng hệ thống pin mặt trời cũng cần phải tính đến tổn hao công suất do bộ biến đổi DC/DC gây ra Cũng phải cân nhắc giữa hiệu suất và giá thành Việc phân tích tính kinh tế giữa hệ thống pin mặt trời với các hệ thống cung cấp điện khác

1.3 Lý thuyết về hòa hệ thống điện mặt trời với lưới

Hòa đồng bộ là một trong các điều kiện để nguồn điện (từ máy phát, pin mặt trời…) có thể hoạt động ở chế độ làm việc song song hoặc cùng nối chung vào một mạng lưới điện

Các nguồn điện khi hoạt động ở chế độ làm việc song song với một nguồn khác, hoặc nhiều nguồn cùng nối chung vào một mạng lưới điện đòi hỏi một số điều kiện đó là các nguồn điện phải hoạt động đồng bộ với nhau

- Điều kiện về tần số: Hai nguồn phải bằng tần số với nhau, hoặc tần số nguồn điện phải bằng tần số lưới

- Điều kiện về điện áp: Hai nguồn phải cùng điện áp với nhau hoặc điện áp nguồn phải bằng điện áp lưới

- Điều kiện về pha: Hai nguồn phải cùng thứ tự pha nếu số pha lớn hơn 1 và góc pha phải trùng nhau

Ta thấy điều kiện 1 và điều kiện 3 có vẻ như mâu thuẫn với nhau vì nếu muốn cho góc pha của 2 phía trùng nhau thì phải điều chỉnh tần số, mà đã điều chỉnh tần số thì tần

số không thể bằng nhau Còn nếu giữ nguyên cho 2 tần số bằng nhau thì khó có thể điều chỉnh được góc pha Do đó, điều kiện thực tế là:

1.3.1.1 Điều kiện về tần số

Tần số của hai nguồn xấp xỉ bằng nhau Sai lệch nằm trong khoảng ∆f cho phép

∆f này là bao nhiêu tùy thuộc vào việc chỉnh định bộ điều tốc và role hòa tự động hoặc role chống hòa sai

Thông thường, người ta điều chỉnh sao cho ∆f có giá trị > 0 một chút, nghĩa là tần

số nguồn điện cao hơn tần số lưới một chút Như vậy, khi hòa vào lưới nguồn điện sẽ bị tần số lưới giữ lại, nghĩa là nguồn điện sẽ phát một công suất nhỏ ra lưới ngay thời điểm đóng máy cắt

1.3.1.2 Điều kiện về điện áp

Người ta cũng cho phép điện áp có sai lệch chút ít so với điện áp lưới và người ta

cũng chỉnh sao cho điện áp nguồn điện bằng hoặc hơn điện áp lưới một chút để khi đóng

điện thì công suất vô công của nguồn điện nhỉnh hơn 0 một chút Đối với điện áp thì có thể điều chỉnh cho điện áp nguồn điện bằng điện áp lưới chính xác mà không có vấn đề

gì

1.3.1.3 Điều kiện về pha

Đây là điều kiện bắt buộc và phải tuyệt đối chính xác Thứ tự pha thường chỉ kiểm tra khi lắp đặt máy hoặc sau khi có thao tác sửa chữa, bảo trì mà phải tháo rời các điểm nối

Vì phải điều chỉnh tần số nên 2 tần số không bằng nhau Do đó, góc pha sẽ thay đổi liên tục theo tần số bằng hiệu của hai tần số Các role phải dự đoán chính xác thời điểm góc pha bằng 0, biết trước thời gian đóng của máy cắt và phải cho ra tín hiệu đóng cắt trước thời điểm đồng bộ bằng đúng thời gian đó Thường khoảng dưới 100ms đến vài trăm ms

Các điều kiện về áp và điều kiện về tần số có thể kiểm tra bằng dụng cụ đo trực tiếp như vôn kế, tần số kế nhưng các điều kiện về pha: thứ tự pha và đồng vị pha (góc lệch pha) cần phải kiểm tra nghiêm ngặt hơn

1.3.2 Đồng vị pha trong hai hệ thống lưới

Đối với các hệ thống phân đoạn, hệ thống lưới mạch vòng, thì đồng vị pha đã được xác định ngay khi thiết kế Tuy nhiên do những sai lệch về điện áp giáng trên đường dây, trên tổng trở ngắn mạch của máy biến áp, do phối hợp các tổng trở các máy biến áp trong mạch vòng không tốt và do sự phân bố tải trước khi đóng, nên góc pha giữa hai đầu máy cắt có thể khác không Nhưng thường là ít thay đổi trong thời gian ngắn Trong trường hợp này, đóng máy cắt sẽ không gây ra ảnh hưởng gì lớn, ngoại trừ một vài điểm nào đó có khả năng quá tải Đối với một số vùng liên kết với hệ thống lưới bằng một đường duy nhất, hoặc nhiều đường nhưng do sự cố đã rã toàn bộ, thì khi đóng lại, góc pha sẽ không còn 0 nữa Khi đó, sẽ thay đổi liên tục, vì 2 tần số lúc ấy sẽ còn bằng nhau Đóng máy cắt lúc đó phải đầy đủ các điều kiện về tần số như hòa đồng bộ máy phát điện

Và thường rất khó, khó hơn đồng bộ máy phát Vì muốn thay đổi tần số của một trong hai

hệ thì không thể tác động tại chỗ được, mà phải liên hệ từ xa Để đảm bảo đồng vị pha, trên mạch điều khiển các máy cắt ấy phải có lắp đặt role hòa đồng bộ, hoặc role chống hòa sai

Đối với trường hợp thứ nhất, role có thể chỉnh định với khoảng cho phép khá rộng: góc pha có thể sai từ 5 đến 10%, điện áp cho phép sai từ 5 đến 10%

số khó thõa mãn về điều kiện hòa Do vậy, ta không nên hòa trực tiếp mà hòa điện thông qua bộ nghịch lưu Các bộ nghịch lưu ngày nay có thể biến điện áp 1 chiều từ ắc quy thành nguồn có tần số và điện áp bất kỳ

1.4 kết luận chương

Nội dung chương 1 đã trình bày được các vấn đề sau:

- Trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phương trình đặc trưng và các đặc tính làm việc của pin mặt trời

- Trình bày được các giải thuật điều khiển pin mặt trời

- Trình bày các điều kiện hòa lưới phân phối của pin mặt trời

Chương 2: Nghiên cứu các bộ biến đổi điện tử công suất trong điều khiển nguồn pin mặt trời

Việc sử dụng nguồn năng lượng mặt trời từ các tế bào quang điện nối vào lưới phân phối Mà thường công suất và điện áp của tấm pin mặt trời là khá nhỏ, công suất khoảng vài KW và điện áp 12 VDC Do đó việc biến đổi thành hệ thống điện 220V/380V để nối lưới Bắt buộc ta phải thêm các bộ biến đổi: bộ biến đổi hai trạng thái DC/DC nhằm làm tăng điện áp một chiều và bộ biến đổi nghịch lưu DC/AC để biến đổi điện áp một chiều thành xoay chiều

2.1 Bộ chuyển đổi DC/DC [13]

Bộ biến đổi DC/DC được sử dụng rộng rãi trong nguồn điện 1 chiều với mục đích chuyển đổi nguồn một chiều không ổn định thành nguồn điện một chiều có thể điều khiển được

Trong hệ thống pin mặt trời, bộ biến đổi DC-DC được kết hợp chặt chẽ với bộ điều khiển MPPT Trong bộ điều khiển MPPT sử dụng bộ biến đổi DC-DC nhằm để điều chỉnh nguồn điện áp vào lấy từ nguồn pin mặt trời, chuyển đổi và cung cấp điện áp lớn nhất phù hợp với tải Cấu tạo chung bộ biến đổi DC-DC thường bao gồm các phần tử cơ bản là một khoá điện tử, một cuộn cảm để giữ năng lượng, và một điôt dẫn dòng

Các bộ biến đổi DC-DC thường được chia làm 2 loại có cách ly và loại không cách

ly

- Loại cách ly sử dụng máy biến áp cách ly về điện tần số cao kích thước nhỏ để cách ly nguồn điện một chiều đầu vào với nguồn một chiều ra và tăng hay giảm áp bằng cách điều chỉnh hệ số biến áp Loại này thường được sử dụng cho các nguồn cấp một chiều sử dụng khoá điện tử Phổ biến nhất vẫn là mạch dạng cầu, nửa cầu Trong nhiều thiết bị quang điện, hệ thống làm việc với lưới thường dùng loại có cách ly về điện vì nhiều lý do an toàn

- DC-DC không cách ly không sử dụng máy biến áp cách ly Chúng luôn được dùng trong các bộ điều khiển động cơ một chiều

- Bộ giảm áp (buck)

- Bộ tăng áp (boost)

- Bộ tăng - giảm điện áp (buck – boost)

Việc chọn lựa loại DC-DC nào để sử dụng trong hệ PV còn tuỳ thuộc vào yêu cầu của ắc quy và tải đối với điện áp ra của dãy panel pin mặt trời

Bộ giảm áp buck có thể định được điểm làm việc có công suất tối ưu mỗi khi điện

áp vào vượt quá điện áp ra của bộ biến đổi, trường hợp này ít thực hiện được khi cường

độ bức xạ của ánh sáng xuống thấp

Bộ tăng áp boost có thể định điểm làm việc tối ưu ngay cả với cường độ ánh sáng yếu Hệ thống làm việc với lưới dùng bộ Boost để tăng điện áp ra cấp cho tải trước khi đưa vào bộ biến đổi DC-AC

Bộ Buck – boost vừa có thể tăng, vừa có thể giảm áp

2.1.1.Bộ tạo xung DC ( DC choppers):

Bộ tạo xung DC giảm (step-down dc) với tải trở được hiển thị ở hình 2- Nó bao gồm nguồn Vs, có khoá S là linh kiện kích đóng ngắt mắc nối tíếp với tải R hóa S

thường được dùng là các linh kiện công suất như MOSFETs, IGBTs, MCTs công suất hay BJT, GTO

Khóa S hoạt động với tỷ số D

a) Sơ đồ mạch điện b) Điện áp ngõ ra

Hình 2-1 Bộ tạo xung DC

Với tần số không đổi thì tỉ số D được xác định

a) Sơ đồ mạch điện b) Điện áp và dòng điện ngõ ra

Hình 2-2 Bộ tạo xung DC giảm áp

Bộ tạo xung DC có thể tạo điện áp ngõ ra cao hơn điện áp ngõ vào, mạch điện như hình 2-3 Mạch điện gồm cuộn cảm L mắc nối tiếp với nguồn vào DC có giá trị là Vs, diode D mắc nối tiếp với tải và mắc song song với khóa S Nếu khóa S đóng ngắt với tỷ

số D thì xung điện áp duy trì với thời gian là (1/D) T và biên độ là VS / (1-D)