Xây dựng bộ điều khiển nối lưới nguồn năng lượng mặt trời.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

------- o0o --------

PHẠM THỊ HỒNG ANH

XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN NỐI LƯỚI NGUỒN

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

THÁI NGUYÊN 2011

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

------- o0o --------

PHẠM THỊ HỒNG ANH

XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN NỐI LƯỚI NGUỒN

NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Chuyên ngành: TỰ ĐỘNG HÓA

Mã số: 605260

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LẠI KHẮC LÃI

THÁI NGUYÊN - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Phạm Thị Hồng Anh

Ngày tháng năm sinh: Ngày 20 tháng 10 năm 1986

Nơi sinh: Thành phố Thái Nguyên – Tỉnh Thái Nguyên

Nơi công tác: Trường ĐH Công nghệ thông tin và truyền thông

Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên

Chuyên ngành: Tự động hóa

Khoá học: 2009 - 2011

TÊN ĐỀ TÀI:

XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN NỐI LƯỚI NGUỒN NĂNG LƯỢNG

MẶT TRỜI

Người hướng dẫn khoa học: PGS - TS Lại Khắc Lãi

Trường ĐH Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC

KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-----------------------

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

PGS - TS Lại Khắc Lãi

HỌC VIÊN

Phạm Thị Hồng Anh

DUYỆT BAN GIÁM HIỆU KHOA SAU ĐẠI HỌC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những vấn đề được trình bày trong bản luận văn này là

những nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, có tham khảo một số tài liệu và bài báo của

các tác giả trong và ngoài nước đã được xuất bản. Tôi xin hoàn toàn chịu trách

nhiệm nếu có sử dụng lại kết quả của người khác.

Tác giả

Phạm Thị Hồng Anh

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 1 - Mục lục

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

MỤC LỤC

Trang phụ bìa Trang

Lời cam đoan

Mục lục 1

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt 3

Danh mục các bảng 4

Danh mục các hình vẽ 5

Mở đầu ............................................................................................................. 7

Chương 1. Năng lượng mặt trời và các phương pháp khai thác, sử

dụng ...................................................................................................................

11

1.1. Nguồn năng lượng mặt trời ............................................................... 11

1.1.1. Cấu trúc mặt trời ......................................................................... 11

1.1.2. Năng lượng mặt trời .................................................................... 12

1.1.3. Phổ bức xạ mặt trời ..................................................................... 13

1.1.4. Đặc điểm bức xạ mặt trời trên bề mặt quả đất ............................ 15

1.2. Các phương pháp khai thác, sử dụng năng lượng mặt trời ........... 21

1.2.1. Tổng quan về thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời ................... 22

1.2.2. Hướng nghiên cứu về thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời ....... 26

1.3. Kết luận chương 1 .............................................................................. 29

Chương 2. Thiết kế mạch động lực hệ thống mặt trời nối lưới ................. 30

2.1. Sơ đồ hệ thống năng lượng pin mặt trời .......................................... 4630

2.1.1. Bộ đóng cắt mềm ..................................................................... 30

2.1.2. Bộ nghịch lưu ........................................................................... 31

2.1.3. Bộ Boost converter ................................................................... 31

2.1.4.Thiết bị điều khiển .................................................................... 32

2.1.5. Pin mặt trời................................................................................ 33

2.2. Lý thuyết về hòa hệ thống điện mặt trời với lưới ............................ 5234

2.2.1. Các điều kiện hòa đồng bộ ......................................................... 5234

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 2 - Mục lục

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

2.2.2. Đồng vị pha trong hai hệ thống nối lưới ..................................... 5236

2.3. Thiết kế mạch động lực hệ thống điện mặt trời ............................... 5736

2.3.1. Sơ đồ khối mạch động lực ......................................................... 36

2.3.2. Các thông số kỹ thuật ................................................................ 37

2.3.3. Bộ chuyển đổi DC-DC ................................................................ 37

2.3.4. Thiết kế bộ chuyển đổi DC-DC................................................... 45

2.3.5. Thiết kế bộ chuyển đổi DC-AC................................................... 50

2.3.6. Mô tả sơ đồ .................................................................................. 53

2.4. Kết luận chương 2 ............................................................................. 56

Chương 3. Mạch điều khiển hệ thống điện mặt trời nối lưới ...................... 57

3.1. Mở đầu ................................................................................................. 57

3.2. Mạch tạo tín hiệu điều khiển các van của biến tần ......................... 59

3.3. Mạch điều khiển công suất ................................................................ 8463

3.4. Trình độ hoạt động của hệ thống ...................................................... 64

3.5. Kết quả mô phỏng ………………………………………………… 65

3.6. Ảnh hưởng của sóng điều chế đến điện áp ra và sóng hài ……… 67

3.7. Kết luận chương 3 ………………………………………………… 69

Kết luận chung về luận văn ………………………………………………. 70

Tài liệu tham khảo…………………………………………………………. 72

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - 3 - Danh mục bảng, hình vẽ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn

DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

NLMT: Năng lượng mặt trời

DC: Điện áp một chiều

AC: Điện áp xoay chiều

BĐK: Bộ điều khiển

DCM: Chế độ dòng gián đoạn

CCM: Chế độ dòng liên tục

PV: Pin mặt trời

HF: Bộ chuyển đổi tần số cao

PWM: Điều chế độ rộng xung

PWMS: Điều chế độ rộng xung hình sin

USPWM: Điều chế độ rộng xung hình sin đơn cực

PR: Cộng hưởng tỉ lệ

PLL: Khung đồng bộ tham chiếu

BTL: Bếp tiện lợi

VN: Việt Nam