Điều khiển nghịch lưu nguồn Z ứng dụng cho hệ phát điện phân tán

B GIÁO D C VÀ ĐÀO TO

TRNG ĐI HC BÁCH KHOA HÀ NI

V Hoàng Ph ng

ĐI!U KHI#N NGH$CH LU NGU&N Z (NG D NG CHO

H) PHÁT ĐI)N PHÂN TÁN

Chuyên ngành: K/ thu1t Đi3u khi5n và T7 đ9ng hóa

Mã s?: 62520216

LUEN ÁN TIFN SH ĐI!U KHI#N VÀ TI ĐNG HÓA

NGI HKNG DLN KHOA HC:

1. TS.TrOn TrPng Minh

2. TS. PhQm Quang ĐTng

Hà N9i – 2014

1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rZng các k\t qu^ khoa hPc đ_c trình bày trong lu1n án

này là thành qu^ nghiên ccu cda b^n thân tôi trong su?t thfi gian làm

nghiên ccu sinh và cha tgng xuht hiin trong công b? cda các tác gi^ khác.

Các k\t qu^ đQt đ_c là chính xác và trung th7c.

Tác gi^ lu1n án

V Hoàng Ph ng

2

LỜI CẢM ƠN

Trkc h\t, tôi xin bày tm thm lòng c^m n sâu soc đ?i vki s7 chp drn t1n

tình, cng nh chia ss đ9ng viên chân thành cda t1p th5 thOy giáo hkng

drn: TS. TrOn TrPng Minh, TS. PhQm Quang ĐTng trong su?t quá trình, tg

lúc hình thành ý twng đ\n các bkc th7c hiin cx th5 cda đ3 tài nghiên ccu

này.

Qua đây, tôi xin c^m n Viin K/ thu1t Đi3u khi5n và T7 đ9ng hóa (trkc

đây là Trung tâm Nghiên ccu và Tri5n khai Công nghi cao – HITECH), B9

môn T7 đ9ng hóa XNCN – Viin Điin – ĐHBK Hà N9i, đã có nh}ng góp ý v3

n9i dung nghiên ccu sâu soc và tQo mPi đi3u kiin cho tôi trong su?t quá

trình th7c hiin lu1n án. Tôi xin g~i lfi c^m n đ\n các thOy cô giáo trong

Viin Điin – ĐHBK Hà N9i, vki nh}ng hkng drn và trao đi rht giá trÄ v3

chuyên môn. Tôi cng xin c^m n ban chd nhiim và các thành viên th7c hiin

đ3 tài chp nhà nkc mã s? KC.03.01/11-15, tQo mPi đi3u kiin thu1n l_i cho

tôi trong quá trình th7c hiin lu1n án và th~ nghiim các k\t qu^ nghiên ccu.

Sau cùng, tôi dành nh}ng lfi yêu th ng nhht g~i đ\n gia đình tôi: b? mÖ,

các anh chÄ em, đác biit là v_ và hai con gái. S7 đ9ng viên, chia ss và giúp đà

cda gia đình, là đ9ng l7c mQnh mâ giúp tôi v_t qua mPi khó khTn đ5 hoàn

thành lu1n án này.

3

MỤC LỤC

LI CAM ĐOAN .......................................................................................... 1

LI CäM ƠN ............................................................................................... 2

M C L C ................................................................................................... 3

DANH M C KÝ HI)U VÀ CHç VIFT TéT .................................................. 6

DANH M C BäNG ...................................................................................... 9

DANH M C HÌNH Vë ............................................................................... 10

Mí ĐìU ................................................................................................... 13

1 TîNG QUAN ......................................................................................... 16

1.1 Hi phát điin phân tán tham gia trong mQng điin ......................... 16

1.2 Vai trò thi\t bÄ bi\n đi điin t~ công suht cho hi phát điin phân

tán ................................................................................................. 18

1.3 Giki thiiu nghÄch lu nguñn Z ...................................................... 19

1.3.1 Chu trúc mQch l7c .................................................................. 19

1.3.2 Nguyên lý làm viic nghÄch lu nguñn Z ................................... 21

1.4 Các công trình nghiên ccu v3 nghÄch lu nguñn Z và hkng nghiên

ccu lu1n án ................................................................................... 25

1.4.1 Ph ng pháp đi3u ch\ đ9 r9ng xung ....................................... 25

1.4.2 Chu trúc đi3u khi5n nghÄch lu nguñn Z ................................ 26

1.4.3 (ng dxng nghÄch lu nguñn Z ................................................. 28

1.5 K\t lu1n ......................................................................................... 30

2 GIäI PHÁP ĐCVTKG VÀ MÔ HÌNH TOÁN HC NGH$CH LU BA PHA

NGU&N Z ............................................................................................. 31

2.1 Ph ng pháp đi3u ch\ vector không gian cho nghÄch lu nguñn Z 31

2.1.1 Gi^i pháp th7c hiin đi3u ch\ vector không gian ..................... 31

2.1.2 Phân tích mru xung xuht hiin trong đi3u ch\ vector không gian

................................................................................................ 34

2.2 Mô hình toán hPc nghÄch lu nguñn Z .......................................... 38

2.2.1 Mô hình nghÄch lu nguñn Z phía xoay chi3u ......................... 39

2.2.2 Mô hình nghÄch lu nguñn Z phía m9t chi3u vki đOu vào nguñn

dòng ........................................................................................ 40

2.2.3 Mô hình nghÄch lu nguñn Z phía m9t chi3u vki đOu vào nguñn

áp ............................................................................................ 43

2.2.4 Đi5m cân bZng trong mô hình phía m9t chi3u nghÄch lu nguñn

Z ............................................................................................. 45

2.3 Đác đi5m đ9ng hPc không cda mô hình nghÄch lu nguñn Z phía

m9t chi3u vki đOu vào nguñn áp .................................................... 46

4

2.3.1 Kh^o sát vki đOu ra dòng điin trung bình ch^y qua cu9n c^m

(L1&L2

) .................................................................................... 46

2.3.2 Kh^o sát vki đOu ra điin áp trung bình trên tx (C1&C2

) .......... 48

2.4 K\t lu1n ......................................................................................... 49

3 THIFT KF CôU TRÚC ĐI!U KHI#N NGH$CH LU NGU&N Z CHO PIN

MõT TRI ........................................................... 50

3.1 Điin t~ công suht cng dxng cho hi phát điin mát trfi ................. 50

3.2 Mô hình toán hPc pin mát trfi ...................................................... 52

3.3 Thi\t k\ chu trúc đi3u khi5n nghÄch lu nguñn Z n?i lki cho pin

mát trfi ......................................................................................... 53

3.3.1 Xác đÄnh đi5m làm viic có công suât lkn nhht cda pin mát trfi

................................................................................................ 54

3.3.2 MQch vòng đi3u chpnh dòng điin phía xoay chi3u nghÄch lu

nguñn Z ................................................................................... 58

3.3.3 MQch vòng đi3u chpnh điin áp phía m9t chi3u nghÄch lu nguñn

Z ............................................................................................. 59

3.3.3.1 Thi\t k\ theo ph ng pháp backstepping

................................................................................................ 59

3.3.3.2 Thi\t k\ theo ph ng pháp backstepping thích nghi

................................................................................................ 62

3.3.3.3 Thi\t k\ theo ph ng pháp tuy\n tính hóa chính xác

................................................................................................ 64

3.4 K\t qu^ mô phmng chu trúc đi3u khi5n nghÄch lu nguñn Z n?i lki

cho pin mát trfi ............................................................................. 66

3.4.1 Tham s? mô phmng ................................................................. 66

3.4.2 K\t qu^ mô phmng ................................................................... 67

3.4.2.1 K\t qu^ mô phmng theo ph ng pháp backstepping

................................................................................................ 68

3.4.2.2 K\t qu^ mô phmng theo ph ng pháp tuy\n tính hóa chính

xác ...................................................................................... 71

3.5 K\t lu1n ......................................................................................... 74

4 THIFT KF CôU TRÚC ĐI!U KHI#N NGH$CH LU NGU&N Z CHO H)

PHÁT ĐI)N S(C GIÓ ........................................................... 75

4.1 Điin t~ công suht cng dxng cho hi phát điin scc gió ................... 75

4.2 Công suht turbine gió .................................................................... 77

4.3 Thi\t k\ chu trúc đi3u khi5n nghÄch lu nguñn Z cho hi phát điin

scc gió ........................................................................................... 78

4.3.1 T^i mQch điin t ng đ ng xác đÄnh ...................................... 81

4.3.2 T^i mQch điin t ng đ ng không xác đÄnh ........................... 83

4.4 K\t qu^ mô phmng hi th?ng đi3u khi5n nghÄch lu nguñn Z cho hi

phát điin scc gió ........................................................................... 86

4.4.1 Tham s? mô phmng ................................................................. 86

5

4.4.2 K\t qu^ mô phmng ki5m chcng kh^ nTng làm viic cda ph ng

pháp backstepping thích nghi ................................................. 87

4.4.3 K\t qu^ mô phmng trfng h_p n?i lki (grid connected) ......... 89

4.4.4 K\t qu^ mô phmng trfng h_p đ9c l1p (stand alone) .............. 91

4.5 K\t lu1n ......................................................................................... 92

5 MÔ PHùNG THI GIAN THIC VÀ THÍ NGHI)M CôU TRÚC ĐI!U

KHI#N NLNZ ........................................................................................ 93

5.1 Chu trúc hi th?ng mô phmng thfi gian th7c .................................. 93

5.2 Chuün hóa thu1t toán trong chu trúc đi3u khi5n nghÄch lu nguñn

Z .................................................................................................... 95

5.3 K\t qu^ mô phmng thfi gian th7c nghÄch lu nguñn Z n?i lki cho

pin mát trfi ................................................................................... 99

5.3.1 Ph ng pháp backstepping ..................................................... 99

5.3.2 Ph ng pháp tuy\n tính hóa chính xác ................................. 101

5.4 K\t qu^ mô phmng thfi gian th7c nghÄch lu nguñn Z n?i lki cho

scc gió ......................................................................................... 104

5.5 Mô hình th7c nghiim nghÄch lu nguñn Z làm viic đ9c l1p ........ 105

5.5.1 Xây d7ng mô hình ................................................................. 105

5.5.2 K\t qu^ th7c nghiim ............................................................. 106

5.6 Mô hình th7c nghiim nghÄch lu nguñn Z làm viic n?i lki ....... 108

5.6.1 Xây d7ng mô hình ................................................................. 108

5.6.2 K\t qu^ th7c nghiim ............................................................. 109

5.7 K\t lu1n ....................................................................................... 111

KFT LUEN VÀ KIFN NGH$ ..................................................................... 112

TÀI LI)U THAM KHäO .......................................................................... 114

DANH M C CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG B° C¢A LUEN ÁN............... 120

PH L C ................................................................................................ 121

6

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Các ch} vi\t tot

Ch} vi\t tot Ý ngh£a

NLNZ NghÄch lu nguñn Z

NLNA NghÄch lu nguñn áp

NLND NghÄch lu nguñn dòng

ĐCVTKG Đi3u ch\ vector không gian cho nghÄch lu nguñn Z

PLL Vòng khóa pha (Phase Locked Loop)

DSP X~ lý tín hiiu s? (Digital Signal Processor)

VOC Đi3u khi5n t7a điin áp lki (Voltage Oriented Control)

IG Máy phát không đñng b9 lñng sóc (Squirrel Cage

Induction Generator)

SG

PMSG

Máy phát đñng b9 (Synchronous Generator)

Máy phát đñng b9 nam châm v£nh c~u (Permanent Magnet

Synchronous Generator).

DFIG Máy phát không đñng b9 nguñn kép (Doubly Fed

Induction Generator)

ĐC/ĐK Đi3u chpnh/Đi3u khi5n

HSCS Hi s? công suht

ĐCCS Đi3u chpnh công suht

MPPT Thu1t toán xác đÄnh đi5m làm viic có công suht lkn nhht

(Maximum power point tracking)

PWM Đi3u ch\ đ9 r9ng xung (Pulse Width Modulation)

EMI Nhi®u điin tg (Electromagnetic interference)

UPS Thi\t bÄ chp nguñn liên txc (Uninterruptible power

supplier)

RHP Đi5m zero nZm bên ph^i mát ph´ng phcc (Right half

plane)

PV Pin mát trfi (Photovoltaics)

FPGA Field-programmable gate array

MBA Máy bi\n áp

ADC Chuy5n đi t ng t7 sang s? (Analog to Digital Converter)

DAC Chuy5n đi s? sang t ng t7 (Digital to Analog Converter)

IGBT Insulated Gate Bipolar Transitor

Các ký hiiu

Ký hiiu Đ n vÄ Ý ngh£a

p Toán t~ Laplace

L L 1 2 & H Giá trÄ điin c^m cda mQch trw kháng nguñn Z

7

C C 1 2 & F Giá trÄ tx điin cda mQch trw kháng nguñn Z

udc, Udc V Giá trÄ trung bình, xác l1p điin áp s chp đát vào NLNZ

iin A Dòng điin s chp đát vào NLNZ

uinv, ˆinv u V Điin áp tcc thfi, điin áp đpnh đát lên nhánh van mQch

nghÄch lu

idc A Dòng điin trung bình ch^y qua diode cda nguñn Z

iL, IL A Giá trÄ trung bình, xác l1p dòng điin ch^y qua cu9n c^m

(L L 1 2 & ) cda nguñn Z

*

L

i A Giá trÄ đát dòng điin ch^y qua cu9n c^m (L L 1 2 & ) cda

nguñn Z

ˆ*

L

i A Giá trÄ kc l_ng dòng điin đát ch^y qua cu9n c^m

(L L 1 2 & ) cda nguñn Z

uC, UC V Giá trÄ trung bình, xác l1p điin áp trên tx (C C 1 2 & ) cda

nguñn Z

*

C

u V L_ng đát điin áp trên tx (C C 1 2 & ) cda nguñn Z

iinv, Iinv A Giá trÄ trung bình, xác l1p dòng điin ch^y vào nhánh

van mQch nghÄch lu

iload A Nguñn dòng đQi diin t^i mQch điin t ng đ ng phía

m9t chi3u mQch nghÄch lu

Lf

, Lg H Điin c^m phía mQch nghÄch lu, phía lki b9 lPc LCL

Rf Ω N9i trw cda cu9n c^m Lf

Rd Ω Điin trw gi^m dao đ9ng (damping) b9 lPc LCL

Cf F Tx điin mQch lPc LCL

uS, iS V, A Vector điin áp, dòng điin đOu ra mQch NLNZ

ig A Vector dòng điin phía lki

θ s

ωs

rad

rad/s

Góc pha đñng b9 điin áp lki

TOn s? lki điin

en V Vector điin áp lki

isd, isq A Thành phOn dòng điin đOu ra NLNZ theo trxc d, q cda

hi tPa đ9 t7a điin áp lki VOC

Igd, igq A Thành phOn dòng điin phía lki theo trxc d, q cda hi

tPa đ9 t7a điin áp lki VOC

d Hi s? đi3u ch\ “ngon mQch” cda NLNZ (0≤ d <0,5)

D Giá trÄ xác l1p cda hi s? đi3u ch\ “ngon mQch” NLNZ

da, db, dc Hi s? đi3u ch\ m±i pha cda nghÄch lu nguñn áp

dS1÷dS6 Hi s? đi3u ch\ cho m±i van bán drn NLNZ

d1,d2 Hi s? đi3u ch\ hai vector chuün trong m±i sector

Ma Hi s? đi3u ch\ mQch nghÄch lu

B, Ga Hi s? tTng áp, truy3n đQt điin áp NLNZ

upv, ipv V, A Điin áp, dòng điin đOu ra pin mát trfi

ppv W Công suht pin mát trfi

8

*

pv

u V Điin áp đ_c tính toán tg thu1t toán xác đÄnh đi5m làm

viic có công suht lkn nhht MPPT

T 0C Nhiit đ9 môi trfng làm viic pin mát trfi

Vmp, Imp V, A Điin áp, dòng điin tQi đi5m làm viic có công suht lkn

nhht trên đfng đác tính i-v pin mát trfi

G W/m2 M1t đ9 ánh sáng môi trfng làm viic pin mát trfi

Ns S? l_ng cell trên m±i thm pin mát trfi

Nss, Npp S? l_ng thm pin mát trfi moc n?i ti\p, song song

ph i A Dòng điin quang nTng

ph n _

i A Dòng điin quang nTng chuün hóa tQi (250C và 1kW/m2

)

0

i A Dòng điin bão hòa trong mô hình PV

0_ n

i A Dòng điin bão hòa chuün hóa trong mô hình PV

q Điin tích electron (=1.6.10-19C)

k HZng s? Boltzmann (=1.38.10-23J/K)

E

g

NTng l_ng bct electron ra khmi b3 mát chht bán drn

(=1.12eV) trong mô hình PV

a HZng s? phx thu9c v1t liiu cda PV (a=1,3)

Gn

M1t đ9 ánh sáng trong đi3u kiin chuün (1kW/m2

)

Tn

Nhiit đ9 làm viic PV w đi3u kiin tiêu chuün (250C)

R

p Ω Điin trw song song, trong mQch điin t ng đ ng mô

hình PV

Rs Ω Điin trw n?i ti\p, trong mQch điin t ng đ ng mô hình

PV

v m/s T?c đ9 gió

ωt rad/s T?c đ9 turbine

DSP

x ĐQi l_ng x đ_c cài đát trên DSP TMS320F2812 (sau

khi chuün hóa)

9

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn IEEE 1547 cho hệ thống PV khi điện áp thay đổi ............... 17

Bảng 1.2 Tiêu chuẩn IEEE 1547 cho hệ thống PV khi tần số thay đổi ................. 17

Bảng 1.3 Giới hạn thành phần sóng hài dòng điện theo tiêu chuẩn IEEE 1547 .... 17

Bảng 1.4 So sánh phần tử thụ động của bộ biến đổi có công suất 50kW ứng dụng

cho Fuel Cell (nguồn: [10]) ..................................................................... 21

Bảng 2.1 Hệ số điều chế cho mỗi van bán dẫn NLNZ khi cho phép cả ba nhánh

van mạch nghịch lưu “ngắn mạch’’ – mẫu xung MX3 ........................... 37

Bảng 2.2 Hệ số điều chế cho mỗi van bán dẫn NLNZ khi cho phép hai nhánh van

mạch nghịch lưu “ngắn mạch’’ – mẫu xung MX3 .................................. 38

Bảng 3.1 Tham số mô phỏng nghịch lưu nguồn Z ................................................ 66

Bảng 3.2 Tham số pin năng lượng mặt trời Shell-SQ160 (nguồn: [61]) ............... 67

Bảng 3.3 Giá trị Vmp và Imp tại của pin mặt trời tại điều kiện làm việc khác nhau 67

Bảng 4.1 Tham số turbine, máy phát PMSG ......................................................... 87

Bảng 4.2 Tham số bộ biến đổi NLNZ ................................................................... 87

Bảng 5.1 Giao tiếp vật lý giữa Card ds1103 và TMS320F2812............................ 93

Bảng 5.2 Giới hạn đại lượng chuẩn hóa theo mạch đo lường ............................... 95

Bảng 5.3 Tham số thí nghiệm nghịch lưu nguồn Z làm việc độc lập (stand alone) ..

......................................................................................................... 105

Bảng 5.4 Tham số thí nghiệm nghịch lưu nguồn Z làm việc nối lưới

(grid connected) .................................................................................... 108

10

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Hệ phát điện phân tán tham gia trong mạng điện ................................... 16

Hình 1.2 Thiết bị điện tử công suất cho hệ phát điện phân tán ............................. 18

Hình 1.3 Cấu trúc thiết bị biến đổi công suất tiêu biểu sử dụng cho hệ phát điện

phân tán ................................................................................................... 19

Hình 1.4 Cấu trúc mạch lực bộ biến đổi nguồn Z ................................................. 20

Hình 1.5 Sơ đồ mạch lực nghịch lưu ba pha nguồn Z ........................................... 20

Hình 1.6 Mạch tương đương phía một chiều NLNZ ............................................. 21

Hình 1.7 Mạch điện tương đương phía một chiều NLNZ trong trạng thái 1 ........ 22

Hình 1.8 Mạch điện tương đương phía một chiều NLNZ trong trạng thái 2 ........ 23

Hình 1.9 Mạch điện tương đương phía một chiều NLNZ trong trạng thái 2 ........ 23

Hình 1.10 Mạch điện tương đương phía một chiều NLNZ trong trạng thái 3 ........ 24

Hình 1.11 Mạch điện tương đương phía một chiều NLNZ trong trạng thái 4 ........ 24

Hình 1.12 Mạch điện tương đương phía một chiều NLNZ trong trạng thái 5 ........ 25

Hình 1.13 Các phương pháp điều chế độ rộng xung cho NLNZ ............................ 26

Hình 1.14 Cấu trúc điều khiển NLNZ ..................................................................... 28

Hình 1.15 Các ứng dụng NLNZ cho nguồn phát phân tán ...................................... 30

Hình 2.1 Vị trí các vector chuẩn trên hệ tọa độ tĩnh αβ ........................................ 32

Hình 2.2 Thuật toán xác định vector điện áp đặt trong mỗi sector ....................... 32

Hình 2.3 Các mẫu xung xuất hiện trong điều chế vector không gian cho NLNZ . 34

Hình 2.4 Đặc tính làm việc tương ứng với các mẫu xung NLNZ ......................... 36

Hình 2.5 Đầu ra mạch NLNZ nối lưới thông qua mạch lọc LCL ......................... 40

Hình 2.6 a) Mạch điện tương đương phía một chiều NLNZ với đầu vào nguồn

dòng, b) trạng thái “ngắn mạch”, c) trạng thái “không ngắn mạch”, d)

dạng dòng điện tức thời chảy qua các phần tử nguồn Z. ....................... 41

Hình 2.7 Mô hình nghịch lưu nguồn Z với đầu vào nguồn dòng .......................... 42

Hình 2.8 a) Mạch điện tương đương phía một chiều NLNZ với đầu vào nguồn áp,

b) trạng thái “ngắn mạch”, c) trạng thái “không ngắn mạch”,. ............... 43

Hình 2.9 Mô hình nghịch lưu nguồn Z với đầu vào nguồn áp .............................. 44

Hình 2.10 Sơ đồ khối điều khiển nghịch lưu nguồn Z ............................................ 45

Hình 2.11 Khảo sát tính ổn định tại điểm cân bằng (2.52)...................................... 47

11

Hình 2.12 Khảo sát tính ổn định tại điểm cân bằng (2.59)...................................... 48

Hình 3.1 Các cấu hình ghép nối pin mặt trời và thiết bị điện tử công suất ........... 51

Hình 3.2 Sơ đồ khối chức năng điều khiển điện tử công suất nối lưới cho pin mặt

trời (nguồn: [1]) ....................................................................................... 51

Hình 3.3 Mạch điện tương đương pin mặt trời ...................................................... 52

Hình 3.4 Đặc tính i - v của Shell-SQ160 theo nhiệt độ T ..................................... 53

Hình 3.5 Đặc tính i - v của Shell-SQ160 theo mật độ ánh sáng G ........................ 53

Hình 3.6 Cấu trúc điều khiển NLNZ nối lưới cho hệ pin mặt trời ........................ 54

Hình 3.7 a.Đặc tính công suất p u pv pv ( ), b.Sơ đồ khối điều khiển ........................ 55

Hình 3.8 a.Đặc tính công suất p i

pv pv ( ), b. Sơ đồ khối điều khiển ........................ 55

Hình 3.9 a.Đặc tính công suất p d pv ( ), b. Sơ đồ khối điều khiển ......................... 56

Hình 3.10 Minh họa thuật toán “Incremental Conductance” trên đặc tính p u pv pv ( ) ..

................................................................................................................ 57

Hình 3.11 Thuật toán xác định điểm làm việc có công suất lớn nhất theo phương

pháp “Incremental Conductance” ........................................................... 58

Hình 3.12 Mạch vòng điều chỉnh phía một chiều NLNZ với đầu vào nguồn dòng

thiết kế theo phương pháp tuyến tính hóa chính xác .............................. 66

Hình 3.13 Kết quả mô phỏng khi nhiệt độ làm việc thay đổi theo phương pháp

backstepping ............................................................................................ 69

Hình 3.14 Kết quả mô phỏng khi mật độ ánh sáng thay đổi theo phương pháp

backstepping ............................................................................................ 70

Hình 3.15 Kết quả mô phỏng khi nhiệt độ làm việc thay đổi theo phương pháp

tuyến tính hóa chính xác ......................................................................... 72

Hình 3.16 Kết quả mô phỏng khi mật độ ánh sáng thay đổi theo phương pháp tuyến

tính hóa chính xác ................................................................................... 73

Hình 4.1 Các hệ phát điện sức gió (nguồn: [55]) .................................................. 76

Hình 4.2 Sơ đồ khối chức năng điều khiển điện tử công suất nối lưới cho hệ phát

điện sức gió (nguồn: [1]) ......................................................................... 76

Hình 4.3 Đặc tính công suất turbine tương ứng tốc độ gió khác nhau .................. 77

Hình 4.4 Sơ đồ khối chức năng điều khiển hệ phát điện sức gió dùng nghịch lưu

nguồn Z ................................................................................................... 78

Hình 4.5 Cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z hệ phát điện sức gió làm việc

nối lưới .................................................................................................... 79

Hình 4.6 Cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z hệ phát điện sức gió làm việc

độc lập ..................................................................................................... 80

12

Hình 4.7 Cấu trúc điều khiển cho mạch vòng điện áp một chiều của NLNZ với tải

xác định. .................................................................................................. 83

Hình 4.8 Cấu trúc điều khiển cho mạch vòng điện áp một chiều của NLNZ với

tham số tải bất định. ................................................................................ 86

Hình 4.9 Kết quả mô phỏng kiểm chứng khả năng làm việc phương pháp

backstepping thích nghi .......................................................................... 88

Hình 4.10 Kết quả mô phỏng hệ thống điều khiển NLNZ nối lưới cho hệ phát điện

sức gió sử dụng máy phát PMSG ............................................................ 90

Hình 4.11 Kết quả mô phỏng hệ thống điều khiển NLNZ độc lập cho hệ phát điện

sức gió sử dụng máy phát PMSG ............................................................ 92

Hình 5.1 Cấu trúc hệ thống mô phỏng thời gian thực (nguồn: [61])..................... 94

Hình 5.2 Kết quả mô phỏng thời gian thực khi mật độ ánh sáng thay đổi theo

phương pháp backstepping ................................................................... 100

Hình 5.3 Kết quả mô phỏng thời gian thực khi nhiệt độ thay đổi theo phương pháp

backstepping .......................................................................................... 101

Hình 5.4 Kết quả mô phỏng thời gian thực khi mật độ ánh sáng thay đổi theo

phương pháp tuyến tính hóa chính xác ................................................. 102

Hình 5.5 Kết quả mô phỏng thời gian thực khi nhiệt độ thay đổi theo phương pháp

tuyến tính hóa chính xác ....................................................................... 103

Hình 5.6 Kết quả mô phỏng thời gian thực nghịch lưu nguồn Z nối lưới hệ sức gió

sử dụng máy phát PMSG ...................................................................... 104

Hình 5.7 Cấu trúc thí nghiệm nghịch lưu nguồn Z làm việc độc lập .................. 106

Hình 5.8 Kết quả thực nghiệm NLNZ làm việc độc lập ..................................... 107

Hình 5.9 Cấu trúc thí nghiệm nghịch lưu nguồn Z làm việc nối lưới ................. 109

Hình 5.10 Kết quả thực nghiệm NLNZ làm việc nối lưới .................................... 110