Nghiên cứu khả năng ứng dụng phương pháp điều khiển tựa theo thụ động (Passivity- based) để điều khiển máy phát điện không đồng bộ 3 pha nguồn kép

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP --- LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU KHẢ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỰA THEO THỤ ĐỘNG (Passivity

- Based) ĐỂ ĐIỀU KHIỂN MÁY PHÁT ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA NGUỒN KÉP

Ngành : TỰ ĐỘNG HÓA

Học Viên: TRƯƠNG VĂN BIỂN

Người HD Khoa học : PGS.TS NGUYỄN NHƯ HIỂN

THÁI NGUYÊN - 2010

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

***

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN

TỰA THEO THỤ ĐỘNG (Passivity - Based) ĐỂ ĐIỀU KHIỂN

MÁY PHÁT ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA NGUỒN KÉP

Học Viên: Trương Văn Biển

Lớp: TĐH – K11

Ngày giao đề tài:

Ngày hoàn thành đề tài:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình là do tôi tự làm và nghiên cứu, trong luận văn có sử dụng một số tài liệu tham khảo nhƣ đã nêu trong phần tài liệu tham khảo

Tác giả luận văn

Trương Văn Biển

MỤC LỤC Trang

Chương 1 Tổng quan về các phương pháp điều khiển phi tuyến

và áp dụng cho máy phát điện sức gió

7

1.1.4 Phương pháp điều khiển dựa trên thụ động (Passivity

Based Control)

10

1.2 Tổng quan và mô hình hệ thống của máy phát điện sức gió 12

2.1 Mô hình toán học, cấu trúc điều khiển phía máy phát và

phía lưới của hệ thống phát điện chạy sức gió

20

2.1.1 Khái quát về hệ thống máy phát điện chạy sức gió sử

dụng máy điện dị bộ nguồn kép

20

Chương 3 Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống bằng phương

pháp điều khiển phi tuyến Passivity – Based

28

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5

3.2 Áp dụng phương pháp Passivity – Bases để thiết kế hệ

thống điều khiển phía máy phát

43

3.2.1 Áp dụng phương pháp Passivity – Based thiết kế bộ điều

chỉnh dòng

44

3.2.4 Chuyển bộ điều khiển dòng PBC phía máy phát sang dạng

số

56

Chương 4: Mô phỏng và đánh giá chất lượng hệ thống điều

MỞ ĐẦU

Cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 nguồn năng lượng cung cấp cho loài người cần phải xem xét: nguồn năng lượng hóa thạch như than đá , dầu mỏ đang cạn dần, đồng thời ô nhiễm môi trường do đốt nhiên liệu hóa thạch càng trở nên trầm trọng Năng lượng sạch đang được quan tâm nhiều và là sự lựa chọn cho ngành năng lượng thay thế trong tương lai Nguồn năng lượng sạch đang được quan tâm là năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió, năng lượng sóng biển, năng lượng thủy triều…Năng lượng sạch góp phần rất lớn vào việc cải tạo cuộc sống nhân loại và cải thiện môi trường Với nhiều ưu việt như sạch, không gây ô nhiễm môi trường , có tiềm năng lớn , vô tận ở quy mô toàn cầu , năng lượng sạch đã khẳng định vị trí của mình trên thị trường năng lượng thế giới Trong những năm qua, trên thế giới, đặc biệt là những quốc gia có tiềm lực khoa học công nghệ, có nền công nghiệp phát triển , có tài nguyên năng lượng thiên nhiên phong phú, có tầm nhìn chiến lược đã đầu tư mạnh mẽ cho việc khai thác sử dụng các nguồn sạch nhằm bổ sung , thay thế dần các nguồn năng lượng hoá thạch và phục vụ thiết thực cho phát triển kinh tế - xã hội từng nước Là một nước nông nghiệp, có khí hậu nhiệt đới gió mùa , có bờ biển dài trên 3260km và hàng trăm đảo lớn nhỏ ven bờ , đón gió trực tiếp từ biển Đông thổi vào đây là những điều kiện thuận lợi để khai thác tốt các nguồn năng lượng gió Các hệ thống biến đổi năng lượng gió này sẽ thay thế các hệ thống cung cấp năng lượng

từ lưới điện quốc gia ở các vùng nông thôn biệt lập , nơi mà việc phát triển lưới điện không khả thi về mặt kinh tế Để đánh giá về nguồn năng lượng gió nà y ta thấy: Năng lượng gió được xem như nguồn năng lượng dễ khai thác với chi phí đầu tư và vận hành tương đối thấp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7

Từ những đánh giá quan trọng trên chúng ta cần phải tiến hành nghiên cứu các phương pháp ứng dụng khoa học kỹ thuật hiện đại vào việc khai thác nguồn năng lượng sạch này nhằm phát triển lĩnh vực năng lượng gió ở nước ta mạnh hơn nữa

Trong thời gian qua đã có một số công trình nghiên cứu tổng hợp kỹ thuật, thuật toán điều khiển trong hệ thống điều khiển máy phát điện sức gió nhằm khai thác tốt nguồn năng lượng gió vô cùng quý giá này Trong khuôn khổ đề tài này, tôi đưa ra các thuật toán thiết kế bộ điều khiển phi tuyến dựa trên thụ động Passivity - Based nhằm thấy được tính khả thi của việc áp dụng phương pháp này để cải thiện chất lượng của hệ thống điều khiển Sau đó được kiểm tra tính đúng đắn của các thuật toán trên hệ thống máy phát điện nguồn kép bằng mô phỏng Matlab-Simulink.- Plecs

Nội dung của đề tài được chia làm 4 chương:

- Chương 1 Tổng quan về các phương pháp điều khiển phi tuyến và áp dụng cho máy phát điện sức gió

- Chương 2: Xây dựng cấu trúc điều khiển

- Chương 3: Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống bằng phương pháp điều khiển phi tuyến Passivity – Based

- Chương 4: Mô phỏng và đánh giá khả năng ứng dụng hệ thống điều khiển

Trong quá trình tiến hành làm luận văn, mặc dù được sự hướng dẫn tận

tình của thầy hướng đẫn PGS.TS Nguyễn Như Hiển và bản thân tác giả cũng cố

gắng tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu và các công trình đã nghiên cứu, công bố trên các tạp chí và ấn phẩm khoa học, xong luận văn không thể tránh khỏi được các thiếu sót Tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp và nhận xét đánh

giá quí báu của các thầy cô giáo, những nhà nghiên cứu khoa học quan tâm và đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới sự sự hướng dẫn tận tình và chu đáo

của thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Như Hiển cùng các thầy, cô giáo khác đã

giúp đỡ về chuyên môn cũng như tài liệu của các thầy, các cô đã làm cho em có được một luận văn hoàn chỉnh và sâu sắc

Em xin chân thành cảm ơn Khoa Sau đại học, Ban giám hiệu trường Đại học kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất về mọi mặt để em hoàn thành khóa học

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 30 tháng 7 năm 2010

Trương Văn Biển

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9

Chữ viết tắt

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

1.3 Turbine gió với tốc độ thay đổi có bộ biến đổi nối trực tiếp giữa stato

dụng máy điện dị bộ nguồn kép

hệ thống PĐSG sử dụng MDKBNK

dụng bộ điều chỉnh Passivity – Based

3.9 Hình 3.9 Hệ thống điều khiển phía lưới và phía máy phát (MDKBNK)

trong hệ thống PĐSG sử dụng bộ điều chỉnh Passivity - Based

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read