Đề tài Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ phát điện bằng sức gió có công suất 10-30kW phù hợp với điều kiện Việt Nam

Hoàn thành trên cơsởHợp đồng số20CN/2004/HĐ-ĐTCT-KC.06, ký giữa Ban Chủnhiệm chương trình KC.06 với bên chủtrì là Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, PGS. TSKH. Nguyễn Phùng Quang chịu trách nhiệm thực hiện. Tiếp theo lời nói đầu và danh mục các ký hiệu được sửdụng, bản báo cáo bao gồm các phần sau: • Chương 1 „Sản phẩm 1: Hệthống máy phát điện và Turbine gió có công suất 10-30kW“. Giới thiệu vềsản phẩm có sốthứtự1 trong mục 17 của thuyết minh đềtài. • Chương 2 „Sản phẩm 2: Hệthống cột theo kiểu module“. Giới thiệu về sản phẩm có sốthứtự2 trong mục 17 của thuyết minh đềtài. • Chương 3 „Sản phẩm 3: Trạm điều khiển mặt đất“. Giới thiệu vềsản phẩm có sốthứtự3 trong mục 17 của thuyết minh đềtài. • Chương 4 „Sản phẩm 4: Hệthống lưu điện“. Giới thiệu vềsản phẩm có sốthứtự4 trong mục 17 của thuyết minh đềtài. Trong chương này, sản phẩm về„Phương pháp điều khiển hệthống lưu điện“ có sốthứtự1.3 trong mục 16 của thuyết minh đềtài cũng được kết hợp giới thiệu. • Chương 5 „Phương pháp điều khiển máy phát không đồng bộ“. Giới thiệu vềsản phẩm có sốthứtự1.1 trong mục 16 của thuyết minh đềtài. • Chương 6 „Phương pháp điều khiển máy phát đồng bộkích thích vĩnh cửu“. Giới thiệu vềsản phẩm có sốthứtự1.2 trong mục 16 của thuyết minh đềtài. • Chương 7 „Chẩn đoán – giám sát từxa thực trạng vận hành hệthống thiết bị điều khiển“. Giới thiệu vềsản phẩm phương pháp không có trong thuyết minh đềtài. • Chương 8 „Cấu trúc bù cosϕcho tải ởchế độ ốc đảo“. Giới thiệu vềsản phẩm phương pháp không có trong thuyết minh đềtài. • Chương 9 „Sản phẩm đào tạo: Kỹsư, Thạc sĩ, Tiến sĩ“. Giới thiệu vềsản phẩm có sốthứtự3 trong mục 16 của thuyết minh đềtài. Các hạng mục sản phẩm dưới dạng „Sơ đồ“ có sốthứtự2 trong mục 16 được tập hợp trong phụlục của báo cáo. Với nội dung nhưtrên, báo cáo giới thiệu một cách chi tiết và đầy đủvềcác sản phẩm đã đăng ký (sản phẩm vật thểnhưmáy móc - thiết bị, hay phi vật thể nhưcác phương pháp điều khiển), khối lượng tuy nhiều nhưng không sa đà vào liệt kê mà vẫn bảo đảm tính chất của một báo cáo khoa học. Đềtài KC.06.20CN được hoàn thành với sựhỗtrợtích cực và có hiệu quả của BộKhoa học – Công nghệ, Ban Chủnhiệm chương trình KC.06, Ban Giám hiệu và các phòng ban liên quan của trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Chủ nhiệm Đềtài xin chân thành cảm ơn các cơquan nói trên. Xin cảm ơn Viện Công nghệ– BộCông nghiệp – đã tham gia Đềtài một cách rất có hiệu quả, góp phần sáng tạo nên hệthống cột tháp không chỉbền vững về kết cấu, đáp ứng tốt vềcông năng, mà còn hợp lý cảvềkiểu dáng thẩm mỹ. Trong quá trình thực hiện Đềtài KC.06.20CN đã nhận được sựhỗtrợrất lớn vềvật chất từCông ty cổphần Cung ứng Đầu tưvà Xây lắp (tên viết tắt: SIC) nhưdiện tích lắp đặt (≈4000m 2 ), chi phí xây dựng (hệthống móng cột, móng tời, móng giằng, nhà điều khiển), điều kiện ăn ởmiễn phí cho đội ngũKỹsưthi công, cùng với không khí cởi mởhợp tác giữa cán bộnhân viên của hai đơn vị. Xin chân thành cảm ơn Công ty SIC.

pdf320 trang | Chia sẻ: ttlbattu | Ngày: 22/12/2012 | Lượt xem: 372 | Lượt tải: 4download
Tóm tắt tài liệu Đề tài Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ phát điện bằng sức gió có công suất 10-30kW phù hợp với điều kiện Việt Nam, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BGDĐT PTNTĐH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Phòng thí nghiệm Tự động hóa Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Số1 - Đại Cồ Việt – Hà Nội Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ phát điện bằng sức gió có công suất 10-30kW phù hợp với điều kiện Việt Nam PGS. TSKH. Nguyễn Phùng Quang Hà Nội, tháng 3/2007 Bản quyền thuộc PTNTĐH Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Giám đốc PTNTĐH trừ trường hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi khoa häc cÊp nhµ n−íc Nghiªn cøu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o bé ph¸t ®iÖn b»ng søc giã cã c«ng suÊt 10- 30KW phï hîp víi ®iÒu kiÖn viÖt nam M∙ sè KC 06.20CN Chñ nhiÖm ®Ò tµi: gs, tskh. nguyÔn phïng quang 6700 24/12/2007 hµ néi - 2007 PTNTĐH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Phòng thí nghiệm Tự động hóa Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Số1 - Đại Cồ Việt – Hà Nội Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ phát điện bằng sức gió có công suất 10-30kW phù hợp với điều kiện Việt Nam PGS. TSKH. Nguyễn Phùng Quang Hà Nội, tháng 3/2007 Bản thảo viết xong tháng 3/2007 Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp Nhà nước, mã số KC.06.20CN Danh sách những người thực hiện Số TT Họ tên Cơ quan công tác Nội dung tham gia 1 PGS. TSKH. Nguyễn Phùng Quang PTN Tự động hóa, ĐHBK Hà Nội Chủ nhiệm Đề tài 2 ThS. Lê Anh Tuấn PTN Tự động hóa, ĐHBK Hà Nội Thành viên nhóm Đề tài KC.06.20CN 3 KS. Phí Kim Phúc PTN Tự động hóa, ĐHBK Hà Nội Thành viên nhóm Đề tài KC.06.20CN 4 ThS. Trương Xuân Hùng PTN Tự động hóa, ĐHBK Hà Nội Thành viên nhóm Đề tài KC.06.20CN 5 KS. Chu Đình Đức PTN Tự động hóa, ĐHBK Hà Nội Thành viên nhóm Đề tài KC.06.20CN 6 KS. Phạm Vũ Dương PTN Tự động hóa, ĐHBK Hà Nội Thành viên nhóm Đề tài KC.06.20CN 7 ThS. Triệu Đức Long PTN Tự động hóa, ĐHBK Hà Nội Thành viên nhóm Đề tài KC.06.20CN 8 ThS. Phạm Trung Kiên Bộ môn Điều khiển tự động, ĐHBK Hà Nội Thành viên nhóm Đề tài KC.06.20CN 9 TS. Đỗ Quốc Quang Viện Công nghệ, Bộ CN Hệ thống cột tháp (chương 2) 10 TS. Nguyễn Đình Kiên Viện Cơ học Việt Nam Thành viên nhóm TS. Đỗ Quốc Quang 11 ThS. Đỗ Xuân Ngôi Học viện Kỹ thuật quân sự Thành viên nhóm TS. Đỗ Quốc Quang 12 KS. Trần Xuân Thành Viện Công nghệ, Bộ CN Thành viên nhóm TS. Đỗ Quốc Quang 13 TS. Bùi Đức Hùng Bộ môn Thiết bị điện, ĐHBK Hà Nội Mục 1.2.2 và 1.2.3 14 TS. Phạm Anh Tuấn Viện Cơ học Việt Nam Mục 1.3.2 Ngoài danh sách những người thực hiện phần chuyên môn kể trên, Đề tài còn có sự đóng góp công sức của nhiều thành viên PTN Tự động hóa như PGS. TS. Bùi Quốc Khánh (Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu - Triển khai công nghệ cao, ĐHBK Hà Nội), ThS. Nguyễn Thúy Hồng (Thư ký Đề tài) và một số người khác. Danh sách các ký hiệu và chữ viết tắt Các ký hiệu Ký hiệu Ý nghĩa A Ma trận hệ thống Br, Bs Ma trận vào phía Rotor, Stator CAh, CPh Dung lượng dòng, dung lượng công suất của ắc-quy EB Điện áp ắc-quy FWt, FWc Sức cản của gió do Turbine, do cột gây nên Hs, Hr Ma trận đầu vào phía Stator, phía Rotor ir, ird, irq Vector dòng Rotor, hai thành phần trục d, q is, isd, isq Vector dòng Stator, hai thành phần trục d, q J Mômen quán tính K, V Ma trận phản hồi trạng thái, ma trận lọc đầu vào (ma trận tiền xử lý) Ls, Lr, Lm, Lσr, Lσs Điện cảm Stator, Rotor, hỗ cảm giữa 2 cuộn dây, điện cảm tản phía Rotor và Stator Lsd, Lsq Điện cảm dọc trục, ngang trục mG, mM Mômen của máy phát, của động cơ n Tốc độ quay, hay hệ số bằng phẳng của địa hình P, Q Công suất hữu công, vô công RI Ma trận điều chỉnh dòng T+, T-, Tpulse Thời gian thực hiện u+, u-, chu kỳ băm xung Tr, Ts Hằng số thời gian phía Rotor, Stator Tsd, Tsq Hằng số thời gian phía Stator đo dọc, ngang trục u+, u-, uT, uTα Hai vector điện áp chuẩn, vector quay tròn, vector điện áp đặt lên đầu vào biến thế l, , ,su sv swu u u U Ba điện áp pha, module điện áp máy phát UDC Điện áp mạch một chiều (DC) trung gian ur, urd, urq Vector điện áp Rotor, hai thành phần trục d, q us, usd, usq Vector điện áp Stator, hai thành phần trục d, q v, vz Vận tốc gió, vận tốc gió ở độ cao z x Vector biến trạng thái y Vector biến ra của khâu điều chỉnh dòng zp Số đôi cực của máy điện λ Hệ số điều chế ψs, ψr Vector từ thông Stator, vector từ thông Rotor ψsq, ψsq Hai thành phần của vector từ thông Stator ψs ψp Vector từ thông cực ϕ Góc pha ωr, ωs, ω Vận tốc góc mạch điện phía Rotor, Stator, vận tốc góc cơ học của Rotor σ Hệ số tản Φ Ma trận quá độ trạng thái Ψ Độ nghiêng của quỹ đạo vector dòng điện Các chữ viết tắt Chữ viết tắt Ý nghĩa ALASKA Phần mềm Alaska ASVS AC Current Space Vector Trajectory Slope Method BĐKHT, BĐKCT Bộ điều khiển cấp hiện trường, cấp hệ thống BK-Wind Nhãn mác đã đăng ký của thiết bị phát điện sức gió CL Chỉnh lưu DFIG Doubly-Fed Induction Generator DSP Digital Signal Processor, vi xử lý tín hiệu ĐB-KTVC Đồng bộ kích thích vĩnh cửu ĐC, ĐK Điều chỉnh, điều khiển ĐCD Điều chỉnh dòng HSCS Hệ số công suất IGBT Insulated Gate Bipolartransistor, van bán dẫn KĐB-RDQ, KĐB-RLS, KĐB-NK Không đồng bộ Rotor dây quấn, không đồng bộ Rotor lồng sóc, không đồng bộ nguồn kép MASVS Modified AC Current Space Vector Trajectory Slope Method MĐN Máy đóng ngắt MP Máy phát NDCCM Normalized DC Current Method NL, NLMP, NLPL Nghịch lưu, nghịch lưu phía máy phát, nghịch lưu phía lưới NSOTD Normalized direct current method for Short of Open Transitor Detection PĐCSG, PĐCSG-ĐL Phát điện chạy sức gió, phát điện chạy sức gió độc lập PLECS Chương trình mô phỏng mạch điện tử công suất PWM Pulse Width Modulation, điều chế bề rộng xung S7-200 PLC loại Simatic S7-200 của Siemens SAP2000 Phần mềm SAP2000 SCIG Squirel-Cage Induction Generator SG Synchronous Generator, máy phát đồng bộ SSOTD Simple direct current method for Short of Open Transitor Detection T4R Tựa theo từ thông Rotor TĐĐ Truyền động điện THĐAL Tựa hướng điện áp lưới TKTT Tách kênh trực tiếp TMS320F2812 Vi xử lý tín hiệu TMS320F2812 TTHCX Tuyến tính hóa chính xác, Exact Linearization VAC, VDC Volt xoay chiều, volt một chiều I Mục lục Trang Lời nói đầu Danh sách các ký hiệu và chữ viết tắt 1 Sản phẩm 1: Hệ thống máy phát điện và Turbine gió có công suất 10-30kW 1 1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.2.1 1.2.2.2 1.2.2.3 1.2.2.4 1.2.2.5 1.2.2.6 1.2.2.7 1.2.3 1.2.3.1 1.2.3.2 1.2.3.3 1.2.3.4 1.2.3.5 1.2.3.6 1.2.3.7 1.2.3.8 1.3 1.3.1 1.3.1.1 1.3.1.2 1.3.2 1.3.2.1 1.3.2.2 1.4 Đặt vấn đề Máy phát điện Máy phát điện đang sử dụng trong đề tài KC.06.20CN Thiết kế máy phát đồng bộ kích thích vĩnh cửu phục vụ tự chế tạo sau này tại Việt Nam Xác định các kích thước cơ bản Tính toán mạch từ Tổn hao ở chế độ làm việc định mức Các đặc tính làm việc của máy phát điện Tính toán độ tăng nhiệt Chỉ tiêu tiêu hao vật tư Tổng kết các số liệu thiết kế Thiết kế máy phát không đồng bộ Rotor lồng sóc phục vụ tự chế tạo sau này tại Việt Nam Xác định các kích thước chủ yếu Tính toán mạch từ Các tham số của máy ở tần số 50Hz Tổn hao và hiệu suất của máy ở chế độ động cơ điện Động cơ điện làm việc ở chế độ máy phát Tính toán độ tăng nhiệt Chỉ tiêu tiêu hao vật tư Tổng kết các số liệu thiết kế Turbine gió (Wind Turbine) Turbine gió đang sử dụng trong đề tài KC.06.20CN Mô tả Turbine Vận hành Turbine Nghiên cứu thiết kế Turbine chuẩn bị cho việc chế tạo tại Việt Nam Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống Turbine gió Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống điều khiển góc cánh gió Tài liệu tham khảo của chương 1 1 1 2 3 3 6 10 12 17 18 19 20 20 26 27 30 34 40 42 43 44 44 46 47 49 50 62 67 II 2 Sản phẩm 2: Hệ thống cột theo kiểu module 69 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.2.1 2.1.2.2 2.1.2.3 2.1.2.4 2.1.3 2.1.4 2.1.4.1 2.1.4.2 2.1.5 2.1.6 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 2.4 Phân tích, tính toán kết cấu cột dây văng Mô tả kết cấu Hệ tải trọng tác dụng lên kết cấu Tải trọng gió Tải trọng gió do sức cản của cánh quạt Turbine Fwt Tải trọng gió do cản của cột chính Fwc Tải trọng của Turbine Phân tích, tính toán kết cấu theo lý thuyết của Timoshenco Phân tích, tính toán kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm SAP2000 Lựa chọn phần tử Phân tích 3D Kiểm tra ổn định của cột phụ khi lắp dựng Độ bền kết cấu cụm quay tại chân cột Thiết kế kết cấu cột tháp Mô tả thiết kế Mô tả hoạt động của hệ thống Các bản vẽ thiết kế chi tiết Kết luận Tài liệu tham khảo của chương 2 69 69 70 70 71 72 72 73 76 76 78 78 80 82 82 87 91 92 92 3 Sản phẩm 3: Trạm điều khiển mặt đất 93 3.1 3.1.1 3.1.1.1 3.1.1.2 3.1.1.3 3.1.2 3.1.2.1 3.1.2.2 3.1.3 3.1.3.1 3.1.3.2 3.1.3.3 3.1.4 3.1.4.1 Các thiết bị điều khiển Tổng quan về hệ thống các thiết bị điều khiển (gồm cả sản phẩm số 10) Tổng quan về hệ thống Cấp điều khiển hiện trường Cấp điều khiển hệ thống Hardware điều khiển hiện trường sử dụng TMS 320F2812 (sản phẩm số 8) Khái quát về vi xử lý tín hiệu TMS 320F2812 Thiết kế Hardware của đề tài KC.06.20CN Điều khiển hệ thống sử dụng PLC loại Simatic S7-200 Khái quát về bài toán điều khiển và truyền thông trong hệ thống Thiết kế cấu trúc điều khiển sử dụng S7-200 Truyền thông giữa PC (ở xa), PLC S7-200 và DSP F2812 Module nghịch lưu sử dụng van điện tử công suất (sản phẩm số 9) Khái quát về thiết bị nghịch lưu 94 94 94 96 100 101 101 114 129 129 131 147 148 148 III 3.1.4.2 3.2 3.3 Thiết kế - chế tạo nghịch lưu cho thiết bị phát điện chạy sức gió Trạm (nhà) che an toàn khí hậu cho các thiết bị Tài liệu tham khảo của chương 3 159 162 166 4 Sản phẩm 4: Hệ thống lưu điện 169 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3 4.4 Khái quát về hệ thống lưu điện Thiết kế hệ thống lưu điện Tính toán dàn ắc-quy lưu điện Tính toán thiết kế mạch lực Thiết kế cấu trúc điều khiển nạp Tài liệu tham khảo của chương 4 169 175 175 176 180 186 5 Phương pháp điều khiển máy phát không đồng bộ 187 5.1 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.2.1 5.2.2.2 5.2.2.3 5.2.3 5.2.3.1 5.2.3.2 5.2.4 5.2.4.1 5.2.4.2 5.2.4.3 5.2.4.4 5.2.5 5.2.5.1 5.2.5.2 5.2.5.3 5.3 5.3.1 Khái quát về máy phát không đồng bộ Phương pháp điều khiển máy phát không đồng bộ Rotor dây quấn Cấu trúc của hệ thống PĐCSG dùng máy phát KĐB-RDQ Mô hình toán và các biến điều khiển máy phát KĐB-RDQ Mô hình toán của máy phát KĐB-RDQ Mô hình trạng thái gián đoạn của máy phát KĐB-RDQ Các biến điều khiển cách ly công suất hữu công P và vô công Q Cấu trúc điều khiển tuyến tính phía máy phát Mô hình dòng Rotor Điều khiển cách ly P và Q bằng bộ điều chỉnh dòng 2 chiều Cấu trúc điều khiển phi tuyến phía máy phát Khái quát về phương pháp tuyến tính hóa chính xác (TTHCX, Exact Linearization) Đặc điểm phi tuyến của mô hình máy phát KĐB-RDQ Điều khiển cách ly P và Q bằng cấu trúc thiết kế theo phương pháp TTHCX Điều khiển cách ly P và Q bằng cấu trúc thiết kế theo phương pháp cuốn chiếu (Backstepping) Cấu trúc điều khiển phía lưới Mô hình toán mạch điện phía lưới Cấu trúc điều khiển Kết luận về cấu trúc ĐK phía lưới Phương pháp điều khiển máy phát không đồng bộ Rotor lồng sóc Cấu trúc của hệ thống PĐCSG dùng máy phát KĐB-RLS 187 189 189 190 190 193 194 197 197 197 198 199 200 200 202 203 203 204 206 206 206 IV 5.3.2 5.3.2.1 5.3.2.2 5.3.3 5.3.3.1 5.3.3.2 5.4 Cấu trúc điều khiển tuyến tính phía máy phát Mô hình trạng thái gián đoạn Điều khiển cách ly P và Q bằng bộ điều khiển dòng 2 chiều Cấu trúc điều khiển phi tuyến phía máy phát Đặc điểm phi tuyến của mô hình Điều khiển cách ly P và Q bằng cấu trúc thiết kế theo phương pháp tuyến tính hóa chính xác (Exact Linearization) Tài liệu tham khảo của chương 5 208 208 210 212 213 213 214 6 Phương pháp điều khiển máy phát đồng bộ kích thích vĩnh cửu 217 6.1 6.2 6.3 6.3.1 6.3.1.1 6.3.1.2 6.3.2 6.3.3 6.4 Khái quát về máy phát đồng bộ kích thích vĩnh cửu Điều khiển máy phát ĐB-KTVC công suất nhỏ, vận hành ở chế độ ốc đảo Điều khiển máy phát ĐB-KTVC công suất lớn, vận hành ở chế độ hòa lưới Mô hình toán của máy phát ĐB-KTVC Mô hình trạng thái liên tục Mô hình trạng thái gián đoạn Cấu trúc điều khiển tuyến tính Cấu trúc điều khiển phi tuyến Tài liệu tham khảo của chương 6 217 218 220 220 221 222 223 224 225 7 Chẩn đoán – giám sát từ xa thực trạng vận hành hệ thống thiết bị điều khiển 227 7.1 7.1.1 7.1.2 7.1.3 7.1.3.1 7.1.3.2 7.1.3.3 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.3 7.3.1 Chẩn đoán lỗi phía nghịch lưu Đáp ứng dòng điện khi hở mạch điều khiển một van IGBT Đáp ứng dòng điện khi ngắn mạch một van IGBT Xác định vị trí van IGBT bị lỗi Phương pháp ASVS Phương pháp NDCCM Phương pháp chẩn đoán lỗi hở mạch điều khiển, ngắn mạch van IGBT được đề xuất Chẩn đoán lỗi phía chỉnh lưu Lỗi ngắn mạch diode chỉnh lưu Lỗi hở mạch diode chỉnh lưu Lỗi mất một pha của máy phát hoặc hở mạch hai diode cùng pha Mô phỏng kiểm chứng thuật toán Mô phỏng lỗi phía nghịch lưu 228 228 231 233 233 234 235 237 237 240 241 242 242 V 7.3.1.1 7.3.1.2 7.3.2 7.3.2.1 7.3.2.2 7.3.2.3 7.4 7.4.1 7.4.2 7.4.2.1 7.4.2.2 7.4.3 7.4.3.1 7.4.3.2 7.5 Lỗi hở mạch điều khiển van IGBT Ngắn mạch IGBT Mô phỏng lỗi phía chỉnh lưu Xác định lỗi mất một pha máy phát Xác định lỗi ngắn mạch Diode Xác định lỗi hở mạch Diode Thực hiện hệ thống giám sát - chẩn đoán lỗi từ xa Module phần mềm thu thập dữ liệu trên DSP TMS320F2812 Module phần mềm trên PLC S7-200 Giao thức truyền thông giữa PLC và DSP Các lưu đồ thuật toán Module phần mềm trên máy tính Chế độ giám sát thực trạng vận hành Chế độ nạp firmware Tài liệu tham khảo của chương 7 242 246 249 249 250 251 251 253 254 254 255 262 262 265 267 8 Cấu trúc bù cosϕ cho tải ở chế độ ốc đảo 269 8.1 8.2 8.2.1 8.2.2 8.2.3 8.2.4 8.3 8.3.1 8.3.2 8.4 Mô hình phụ tải Phương pháp bù cosϕ Ý tưởng của phương pháp Sử dụng bộ điều khiển PI kinh điển Sử dụng bộ điều khiển PI mờ Cấu trúc hệ thống điều chỉnh hệ số công suất Mô phỏng kiểm chứng Cấu trúc Simulink và PLECS Kết quả mô phỏng Tài liệu tham khảo của chương 8 269 270 270 272 273 275 275 276 279 286 9 Sản phẩm đào tạo: Kỹ sư, Thạc sĩ, Tiến sĩ 287 9.1 9.1.1 9.1.2 9.1.3 9.2 9.2.1 9.2.2 Các sản phẩm đào tạo Danh sách các đồ án tốt nghiệp Kỹ sư Danh sách các luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Luận văn tốt nghiệp Tiến sĩ Các báo cáo hội nghị, hội thảo hay tạp chí trong và ngoài nước Trong nước Ngoài nước 287 287 288 288 288 288 289 10 Kết luận và kiến nghị 291 10.1 10.2 Kết luận Kiến nghị 291 291 Báo cáo tóm tắt Bản báo cáo này giới thiệu một cách chi tiết các nội dung nghiên cứu khoa học và thiết kế - chế tạo thuộc đề tài KC.06.20CN: „Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ phát điện bằng sức gió có công suất 10-30kW phù hợp với điều kiện Việt Nam“ Hoàn thành trên cơ sở Hợp đồng số 20CN/2004/HĐ-ĐTCT-KC.06, ký giữa Ban Chủ nhiệm chương trình KC.06 với bên chủ trì là Trường đại học Bách Khoa Hà Nội, PGS. TSKH. Nguyễn Phùng Quang chịu trách nhiệm thực hiện. Tiếp theo lời nói đầu và danh mục các ký hiệu được sử dụng, bản báo cáo bao gồm các phần sau: • Chương 1 „Sản phẩm 1: Hệ thống máy phát điện và Turbine gió có công suất 10-30kW“. Giới thiệu về sản phẩm có số thứ tự 1 trong mục 17 của thuyết minh đề tài. Chương này chiếm 67 trang, giới thiệu các vấn đề xung quanh hai mảng chính: + Giới thiệu thiết bị đang sử dụng: Máy phát và Turbine nhập ngoại vừa đáp ứng nhu cầu sử dụng trước mắt của Đề tài, vừa giữ vai trò mẫu để học tập trong quá trình thiết kế mới. + Giới thiệu các thiết kế, chuẩn bị cho việc tự chế tạo máy phát và Turbine trong nước. Nội dung thiết kế máy phát điện 20kW (không đồng bộ Rotor lồng sóc, đồng bộ kích thích vĩnh cửu) đã được thực hiện một cách rất nghiêm túc và chi tiết. Nội dung thiết kế lại và mô phỏng kiểm chứng Turbine đã được TS. Phạm Anh Tuấn thực hiện với nhiều khiếm khuyết. Chủ nhiệm đề tài KC.06.20CN đã phải hợp tác với Trung tâm Nghiên cứu vật liệu Polymer (Phó GĐ Trung tâm, PGS. TS. Bùi Chương) thực hiện bổ sung phần thiết kế - chế tạo khuôn mẫu cánh Turbine (bằng vật liệu Polymer) phục vụ chế tạo mới sau này. • Chương 2 „Sản phẩm 2: Hệ thống cột theo kiểu module“. Giới thiệu về sản phẩm có số thứ tự 2 trong mục 17 của thuyết minh đề tài. Chương này chiếm 24 trang. Sản phẩm này là một bộ phận quan trọng trong tổng thể hệ thống phát điện chạy sức gió 20kW của đề tài KC.06.20CN. Sản phẩm hoàn toàn được tự lực thiết kế, chế tạo và lắp đặt tại Việt Nam. Đề tài KC.06.20CN đã hợp tác với nhóm chuyên gia do TS. Đỗ Quốc Quang (Viện Công nghệ - Bộ Công nghiệp) đứng đầu để hoàn thành phần nhiệm vụ này. Kết quả thu được là một hệ thống cột tháp đáp ứng tốt công năng yêu cầu, đồng thời cho phép lắp ráp - nâng hạ một cách dễ dàng và không phụ thuộc vào nguồn điện lưới. Chương này giới thiệu các nội dung: + Phân tích, tính toán kết cấu cột dây văng. + Thiết kế cụ thể kết cấu cột tháp. • Chương 3 „Sản phẩm 3: Trạm điều khiển mặt đất“. Giới thiệu về sản phẩm có số thứ tự 3 trong mục 17 của thuyết minh đề tài. Chương này chiếm 75 trang và là chương phong phú nhất của toàn bộ báo cáo. Trạm điều khiển mặt đất bao gồm: + không chỉ hạng mục xây dựng như trạm (nhà) che an toàn khí hậu cho các thiết bị và là nơi làm việc của nhân viên vận hành. Trạm còn giới thiệu chi tiết về + các thiết bị điều khiển chứa trong tủ như: điều khiển hiện trường (dùng TMS320F2812), điều khiển hệ thống (dùng Simatic S7-200), nghịch lưu xoay chiều 3 pha. • Chương 4 „Sản phẩm 4: Hệ thống lưu điện“. Giới thiệu về sản phẩm có số thứ tự 4 trong mục 17 của thuyết minh đề tài. Trong chương này, sản phẩm về „Phương pháp điều khiển hệ thống lưu điện“ có số thứ tự 1.3 trong mục 16 của thuyết minh đề tài cũng được kết hợp giới thiệu. Chưong này gồm 18 trang chứa hai nội dung: + Thiết kế hệ thống lưu điện sử dụng ắc-quy. + Thiết kế cấu trúc điều khiển nạp ắc-quy. • Chương 5 „Phương pháp điều khiển máy phát không đồng bộ“. Giới thiệu về sản phẩm có số thứ tự 1.1 trong mục 16 của thuyết minh đề tài. Chương này chiếm 30 trang với các phương pháp điều khiển tuyến tính và phi tuyến cho: + Máy phát không đồng bộ rotor dây quấn (KĐB-RDQ), còn được gọi là không đồng bộ nguồn kép (Doubly-Fed Induction Generator: DFIG). Máy phát KĐB-RDQ có Stator ghép trực tiếp với lưới, còn phía Rotor được nối với lưới qua thiết bị điện tử công suất. + Máy phát không đồng bộ rotor lồng sóc (KĐB-RLS, Squirel-Cage Induction Generator: SCIG). Khác với máy phát KĐB-RDQ, máy phát KĐB-RLS có Stator nối với lưới qua thiết bị điện tử công suất. • Chương 6 „Phương pháp điều khiển máy phát đồng bộ kích thích vĩnh cửu“. Giới thiệu về sản phẩm có số thứ tự 1.2 trong mục 16 của thuyết minh đề tài. Chương này có 9 trang giới thiệu các phương pháp điều khiển tuyến tính và phi tuyến cho máy phát đồng bộ kích thích vĩnh cửu (ĐB- KTVC, Permanentmagnet Excited Synchronous Generator: PMSG). • Chương 7 „Chẩn đoán – giám sát từ xa thực trạng vận hành hệ thống thiết bị điều khiển“. Chương này chiếm 42 trang, giới thiệu về một nội dung mới xuất hiện trong quá trình thực hiện đề tài và là sản phẩm phương pháp không có trong thuyết minh đăng ký. Ngoài chức năng thực hiện các thuật toán điều khiển, để phục vụ mục đích chẩn đoán tình trạng vận hành của hệ thống, DSP TMS320F2812 liên tục thu thập và lưu trữ các dữ liệu đo đạc của toàn bộ hệ thống. Khi có nhu cầu phân tích và giám sát tì
Tài liệu liên quan