Tên luận án:
ĐIỀU KHIỂN BỘ NGHỊCH LƯU NỐI LƯỚI TRONG MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI
Ngành:
KỸ THUẬT ĐIỆN
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án này tập trung giải quyết vấn đề sóng hài phát sinh từ các bộ nghịch lưu nối lưới, một thách thức quan trọng trong việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió và mặt trời vào hệ thống điện. Tác giả đã phân tích các nguyên nhân gây sóng hài và đề xuất bốn giải pháp chính nhằm nâng cao chất lượng điện năng của hệ thống.
Thứ nhất, luận án đề xuất một kỹ thuật điều chế mới với chu kỳ chuyển mạch thay đổi trong mỗi nửa chu kỳ cơ bản, sử dụng giải thuật di truyền. Phương pháp này giúp giảm đáng kể sóng hài của nghịch lưu mà không làm tăng tổn hao chuyển mạch hay yêu cầu phần cứng bổ sung, đồng thời đạt được khả năng khử hài chọn lọc và trải phổ hài, góp phần giảm nhiễu âm.
Thứ hai, để ước lượng nhanh và chính xác các tham số điện áp lưới ở tần số cơ bản (biên độ, tần số, góc pha), luận án trình bày một chiến lược cải tiến dựa trên giải thuật Levenberg-Marquardt có hồi tiếp ngõ ra để cập nhật tham số ban đầu. Kỹ thuật này giúp nâng cao chất lượng đồng bộ, không cần bộ dò pha, bộ lọc vòng hay bộ dao động điều khiển điện áp, cho phép sử dụng cảm biến điện áp độ nhạy thấp, từ đó giảm chi phí thiết bị.
Thứ ba, một giải thuật dò điểm công suất cực đại (MPPT) với số gia biến đổi được đề xuất để xử lý độ nhấp nhô điện áp một chiều của nghịch lưu quang điện nối lưới. Điều này giúp giảm sóng hài ngõ ra mà vẫn đảm bảo đáp ứng động tốt, đồng thời tránh việc sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC, nâng cao hiệu suất chuyển đổi.
Cuối cùng, luận án đưa ra phương pháp xác định tối ưu các hệ số của bộ điều khiển dòng điện cộng hưởng dựa trên giải thuật tối ưu bầy đàn (PSO). Phương pháp này giúp tìm ra nghiệm toàn cục, giảm sóng hài hiệu quả, tiết kiệm thời gian và công sức thiết kế, cũng như không đòi hỏi kinh nghiệm từ người thiết kế.
Các giải pháp đề xuất đã được kiểm chứng thông qua mô phỏng trên MATLAB/Simulink và thực nghiệm trên các nền tảng phần cứng phổ biến như DSP-F28335 và DSpace-1103, khẳng định tính hiệu quả, bền vững và khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác của kỹ thuật điện.
Mục lục chi tiết:
- TRANG
- Trang tựa
- LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................................................................................................................... 3
- INTRODUCTION.................................................................................................................................................................................................... i
- MỞ ĐẦU.................................................................................................................................................................................................................... v
- MỤC LỤC.................................................................................................................................................................................................................... viii
- CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
- 1.1. Sự phát triển của nguồn điện phân tán sử dụng năng lượng tái tạo.................................................................................................... 1
- 1.2. Cấu trúc của nguồn điện phân tán sử dụng năng lượng tái tạo.................................................................................................... 1
- 1.3. Các tiêu chuẩn nối lưới.................................................................................................................................................................................... 2
- 1.4 các nghiên cứu khoa học liên quan ................................................................................................................................................................ 2
- 1.4.1. Đối với hệ thống điện gió nối lưới.................................................................................................................................................... 2
- 1.4.2 Đối với hệ thống điện mặt trời sử dụng nghịch lưu nối lưới.................................................................................................... 3
- 1.4.2.1. Cách tiếp cận.................................................................................................................................................................................... 3
- 1.4.2.2. Kỹ thuật điều chế............................................................................................................................................................................ 5
- 1.4.2.3. Độ chính xác của tham số đồng bộ.................................................................................................................................................... 5
- 1.4.2.4 Sự ổn định của nguồn điện DC.................................................................................................................................................... 7
- 1.4.2.5. Tham số bộ điều khiển.................................................................................................................................................................... 8
- 1.5. Tóm tắt chương 1.................................................................................................................................................................................... 8
- CHƯƠNG 2.KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ SỬ DỤNG CHU KỲ CHUYỂN MẠCH THAY ĐỔI
- 2.1. Giới thiệu.................................................................................................................................................................................................... 9
- 2.2. Phương pháp tiếp cận.................................................................................................................................................................................... 9
- 2.3. Hàm mục tiêu.................................................................................................................................................................................................... 10
- 2.4. Đề xuất giảm sóng hài sử dụng kỹ thuật GA.................................................................................................................................................... 12
- 2.4.1. Xác định trọng số hàm chu kỳ chuyển mạch.................................................................................................................................... 12
- 2.4.2. Xác định từng chu kỳ chuyển mạch.................................................................................................................................................... 12
- 2.5. Kết quả mô phỏng.................................................................................................................................................................................... 13
- 2.5.1. Nghịch lưu tải trở.................................................................................................................................................................................... 13
- 2.5.2. Nghịch lưu nối lưới.................................................................................................................................................................................... 14
- 2.5.3. Nhận xét kết quả của nghịch lưu nối lưới............................................................................................................................................ 15
- 2.6 Tóm tắt chương 2.................................................................................................................................................................................... 16
- CHƯƠNG 3.PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG NHANH VÀ CHÍNH XÁC THAM SỐ ĐIỆN ÁP LƯỚI
- 3.1. Tham số hòa đồng bộ.................................................................................................................................................................................... 17
- 3.2. Kỹ thuật ước lượng tham số đề xuất............................................................................................................................................................ 17
- 3.3. Kết quả.................................................................................................................................................................................................... 19
- 3.3.1. Trường hợp thứ nhất............................................................................................................................................................................ 19
- 3.3.2. Trường hợp thứ hai............................................................................................................................................................................ 21
- 3.4 Nhận xét kết quả.................................................................................................................................................................................... 21
- 3.5. Tóm tắt chương 3.................................................................................................................................................................................... 22
- CHƯƠNG 4.GIẢM ĐỘ NHẤP NHÔ ĐIỆN ÁP DC VÀ CẢI TIẾN HỆ SỐ BỘ ĐIỀU KHIỂN
- 4.1. Giảm độ nhấp nhô điện áp dc bằng kỹ thuật mppt với số gia biến đổi.................................................................................................... 23
- 4.1.1. Dò điểm công suất cực đại của pin mặt trời.................................................................................................................................... 23
- 4.1.2 Giải thuật MPPT đề xuất.................................................................................................................................................................... 24
- 4.1.3. Kết quả mô phỏng.................................................................................................................................................................................... 25
- 4.1.3.1. Số gia cố định.................................................................................................................................................................................... 26
- 4.1.3.2. Số gia biến đổi.................................................................................................................................................................................... 26
- 4.1.4. Nhận xét kết quả.................................................................................................................................................................................... 27
- 4.2. Cải tiến tham số bộ điều khiển dùng giải thuật PSO.................................................................................................................................... 27
- 4.2.1. Bộ điều khiển dòng điện.................................................................................................................................................................... 27
- 4.2.2. Phương pháp tối ưu bầy đàn............................................................................................................................................................ 28
- 4.2.3. Kết quả khảo sát ................................................................................................................................................................................ 29
- 4.2.3.1. Phương pháp dựa vào hàm truyền.................................................................................................................................................... 29
- 4.2.3.2. Phương pháp PSO đề xuất............................................................................................................................................................ 29
- 4.2.4. Nhận xét.................................................................................................................................................................................................... 30
- 4.3. Tóm tắt chương 4.................................................................................................................................................................................... 30
- CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN
- 5.1. Kết quả đạt được.................................................................................................................................................................................... 32
- 5.2. Hướng phát triển.................................................................................................................................................................................... 33
- DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN.................................................................................................................................... 34
- CÁC BÀI BÁO KHÁC.................................................................................................................................................................................................... 35
- CÁC ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LIÊN QUAN.................................................................................................................................... 35