HUTECH

B
B

G
G
I
I
Á
Á
O
OD
D


C
CV
V
À
À







I
IH
H


C
CK
K

T
T
H
H
U
U


.H
H
C
C
M
M NGUYN THANH HI
NGUYN THANH HI

IU KHIN MÁY IN GIÓ KHÔNG
IU KHIN MÁY IN GIÓ KHÔNG
NG B NGUN KÉP
NG B NGUN KÉP(

u
c
c
t
t
i
i
o
o
n
nG
G
e
e
n
n
e
e
r
r
a
a
t
t
o
o
r

NV
V


N
NT
T
H
H


C
CS
S

Chuyên ngành :THIT B, MNG
Chuyên ngành :THIT B, MNG


:6
6
0
05
5
2
25
5
0
0
T
T
S
S
.


HUTECH
TRUNG ÐH K THUT CÔNG NGH TP. HCM
PHÒNG QLKH - ÐTSÐH

CNG HÒA XÃ HI CH NGHIA VIT NAM
Ðc lp - T do - Hnh phúc TP. HCM, ngày14 tháng 03 nm 2012

NHIM V LUN VN THC S

H tên hc viên: NGUYN THANH HI Gii tính: NAM.
Ngày, tháng, nm sinh: 27.07.1978 Ni sinh: TP.HCM
Chuyên ngành: THIT B, MNG& NHÀ MÁY IN MSHV:
1081031005
I- TÊN Ð TÀI:
IU KHIN MÁY PHÁT IN GIÓ KHÔNG NG B NGUN KÉP.
(DOUBLY-FED INDUCTION GENERATOR WIND TURBINE - DFIG)
II- NHIM V VÀ NI DUNG:
- Xây dng mô hình ca turbine gió và máy phát đin không đng b ngun
kép.
- Mô phng điu khin SFOC đc lp P và Q ca máy DFIG 2.3MW khi
ngun đi xng
- Mô phng điu khin SFOC đc lp P và Q ca máy DFIG 2.3MW khi
ngun mt đi xng
- So Sánh các kt qu mô
phng gia các mô phng
III- NGÀY GIAO NHIM V: 15/09/2011
HUTECH
LI CÁM N

u tiên, Xin trân thành cám n Thy TS. PHM ÌNH TRC, Ngi đã tng
bc giúp đ em hòan thành lun vn này.
Xin Cám n các Thy Cô đã cho em nhng nn tn kin thc – tri thc qúi báo
Xin Cám n các anh ch đi trc : Võ Xuân Hi, Nguyn c Trí, Phm Trung
Hiu, Tôn Long i v.v… đã có nhng công trình hu ích. Xin Cám n bn Tôn
Long i đã cung cp t liu đ hoàn thành chng 7
Xin Cám n trng H K Thut Côn
g Ngh; Khoa in- in T; Phòng Qun
Lý Sau i Hc, Tp th anh chi em lp 10SM; đã to c hi cho em thc hin
Lun Vn này
Cui cùng, Xin đc cám n Ba M, Ngi đã nuôi con khôn ln, cho con đ
ngh lc và trí khôn

Hc viên thc hin

Nguyn Thanh Hi

dqr
-
-
: dòng rotor thành phn thun trc / sau b lc notch

SEQ : Sequence Compents b thành phn th t thun nghch
DFIG : Máy in Gió Không ng B Ngun Kép
DFIG_SFOC : DFIG điu khin bng phng pháp đnh hng t thông stator
DFIG_SFOC+ SEQ : DFIG_SFOC có thêm b SEQ
DFIG_DPC : DFIG điu khin bng phng pháp trc tip công sut

HUTECH
viii

DANH MC HÌNH

ay đi trang b
HUTECH
ix

máy phát đng b (không dùng hp s truyn đng). 34
Hình 2.15: H thng tuabin gió làm vic vi tc đ thay đi vi
máy phát đng b. 35
Hình 2.16: Cu trúc ca h thng làm vic vi tc đ thay đi s dng DFIG 35
Hình 3.1: Nguyên lý vector không gian 39
Hình 3.2: Mi liên h gia trc ta đ
,.abc

42
Hình 3.3: Mi liên h gia trc ta đ abc và dq 43
Hình 3.4: Mi liên h gia trc ta đ

và dq 44
Hình 3.5: Cu hình kt ni stator và rotor, Y-Y. 45
Hình 3.6: S đ tng đng RL ca Stator và Rotor. 45
Hình 3.7: Mch đin tng đng mô hình đng DFIG trong h trc


. 46
Hình 3.8: S đ tng đng đng c không đng b trong h trc quay dq. 48
Hình 4.1: Mô hình b converter cu 3 pha phía li 51
Hình 4.2: S đ khi điu khin RSC 53
Hình 4.8: Mô hình điu khin DFIG 55
Hình 4.9: Vector đnh hng t thông vi thành phn th t thun- nghch 55
Hình 4.10: S đ mô hình điu khin DFIG_ FOC có SEQ 56
Hình 5.1: S đ tng th ca h thng DFIG. 58

s_abc
khi t = 35s, đin áp pha A gim 10% 72
Hình 6.2: Dòng in rotor I
r_abc
khi t = 35s, đin áp pha A gim 10% 72
Hình 6.3: Công sut tác dng thc và lnh khi t = 35s, đin áp pha A gim 10% 73
Hình 6.4: Công sut phn kháng thc và lnh khi t = 35s, đin áp pha A gim 10%74
Hình 6.5: Monment Te khi t = 35s, đin áp pha A gim 10% 75
Hình 6.6: in áp V
s_abc
khi t = 35s, đin áp pha A gim 20% 76
Hình 6.7: Dòng đin rotor I
r_abc
khi t = 35s, đin áp pha A gim 20% 77
Hình 6.8: Công sut tác dng thc và lnh khi t = 35s, đin áp pha A gim 20% 77
HUTECH
xi

Hình 6.9:Công sut phn kháng thc và lnh khi t= 35s, đin áp pha A gim 20% 78
Hình 6.10: Moment Te khi t = 35s, đin áp pha A gim 20% 78
Hình 6.11: in áp V
s_abc
, khi t =35 giây đin áp pha A gim 30% 79
Hình 6.12: Dòng in rotor I
r_abc
, khi t =35 giây đin áp pha A gim 30% 79
Hình 6.13: Công sut tác dng thc P
s
và lnh P
sref

HUTECH
xii

Hình 7.16: in áp DC khi điu khin DFIG_DPC & FOC 92
Hình 7.17: in áp Stator 93
Hình 7.18:Dòng in Rotor DFIG _DPC; FOC 93
Hình 7.19: Công sut tác dng lnh & thc khi điu khin DFIG_DPC & FOC 94
Hình 7.20: Công sut phn kháng lnh & thc khi điu khin DFIG_DPC& FOC 94
Hình 7.21: in áp Stator (Mt đi xng 10% pha A) 95
Hình 7.22:Dòng đin Rotor khi điu khin DFIG_DPC & FOC
(Mt đi xng10% pha a) 96
Hình 7.23: Công sut tác dng lnh & thc khi điu khin DFIG_DPC & FOC 96
Hình 7.24: Công sut phn kháng lnh& thc k
hi điu khin DFIG_DPC& FOC 97
Hình 7.25: in áp DC; 97
Hình 7.26. in áp Stator (Mt đi xng 20% pha A) 98
Hình 7.27: Dòng đin rotor: điu khin DFIG_ DPC & FOC 98
Hình 7.28: Dòng đin rotor: điu khin DFIG_ DPC & FOC 98
(thi gian t 5 đn 10 giây)
Hình 7.29: Công sut Ps: điu khin DFIG_ DPC & FOC 99
Hình 7.30: Công sut Qs: điu khin DFIG_ DPC & FOC 99
Hình 7.31: in áp DC: điu khin DFIG_ DPC & FOC 100

HUTECH
xiii

DANH MUC BNG

Chng 2: H Thng Chuyn i Nng Lng Gió 20
2.1. Gii thiu 21
2.2. Cu To H Thng Phát in Gió 21
HUTECH
iv

2.2.1. Tháp  22
2.2.2 Cánh Qut Tuabin 23
2.2.3 B Phn iu Hng 23
2.2.4 B Phn iu Khin Tc  23
2.3 Các Lai Máy Phát Trong H Thng Nng Lng Gió 24
2.3.1 Máy Phát in ng B 24
2.3.2 Máy Phát in Cm ng 25
2.3.3 Máy Phát in Cm ng Rotor Lng Sóc 27
2.3.4 Máy Phát in Cm ng Rotor Dây Qun 28
2.3.5 Máy Phát in Không ng B Ngun Kép (DFIG) 28
2.4 Các Cu Hình H Thng Chuyn i Nng
Lng Gió 29
2.4.1 H Thng Tuabin Gió Làm Vic Vi Tc  Không i 31
2.4.2 H Thng Tuabin Gió Làm Vic Vi Tc  Thay i 33
2.4.3 H Thng Máy Phát in Gió – DFIG 35
Chng 3: Mô Hình Toán Hc iu Khin Máy in
Gió Không ng B Ngun Kép –DFIG 37
3.1 Gii thiu 38
3.2. Vector Không Gian Và Các Phép Bin i 39
3.3 Biu Din Công Sut Theo Vector Không Gian 40
3.4 Mi Liên H Gia Các H Trc abc, dq Và

5.3. Mô Hình H Thng DFIG _SFOC 61
5.4. Mô Hình iu Khin DFIG Có B Sequence Compents 67
5.5 Nhn xét chung 69
Chng 6: So Sánh DFIG_FOC & DFIG_FOC Có Seq 70
6.1. Khái Quát 71
6.2. So Sánh FOC-PI và FOC-PI có SEQ Khi… 71
6.2.1. Ngun 3 pha st áp đt ngt 10% pha A 71
6.2.2. Ngun 3 pha st áp đt ngt 20% pha A 76
HUTECH
vi

6.2.3. Ngun 3 pha st áp đt ngt 30% pha A 79
6.3. Nhn Xét Chung 81
Chng 7: So Sánh iu Khin DFIG_Foc & DFIG_DPC
Trên Mô Hình Máy Lý Tng 82
7.1. Mô Hình iu Khin DFIG Bng Phng Pháp DPC 83
7.1.1 Mô Hình iu Khin DFIG Bng Phng Pháp DPC 83
7.1.2. Mô Phng DFIG_DPC trên matlap/simulink 87
7.2. Mô Hình iu Khin DFIG Bng Phng Pháp FOC 89
7.3. So Sánh iu Khin DFIG_FOC & DPC 89
7.4. So Sánh iu Khin DFIG_Foc Có Seq & Dpc 92
7.4.1. Khi in Áp Stator i Xng 93
7.4.2. Khi in Áp U
as
Gim A 10% 97
7.4.3. Khi in Áp U
as

HUTECH
ii

ABSTRACT

Wind farm control Asynchronous dual source - DFIG, is and has been a
important issues in the wind farm control. The research projects in the country
and abroad have done so much. However, when the power loss of symmetry is a
difficult problem in the DFIG control. Construction algorithms and simulated
DFIG when the power loss symmetry is the focus of this thesis. On the basis of
the theory, filtration and disinfection components reverse order as the source.
From simulation results, comparison with other control methods have been
studied before to get an overview of DFIG_FOC + Seq method. .
Thesis made content includes 9 chapters, are summarized as follows
Contents Chapter 0, 1, 2 an overview of wind energy conversion systems and
wind energy .
Contents Chapter 3, 4 generalized basic DFIG control and from there to model
and control algorithm DFIG .
Contents of Chapter 5, 6, 7 Perform simulations matlap / simulink models
DFIG_SFOC control; DFIG_SFOC + SEQ; DFIG_DPC and compare results
Finally, Chapter 8: Conclusion and Recommendations

HUTECH


cao, trình đ sn xut ca nn kinh t ngày càng hin đi thì nhu cu v nng lng
cng ngày càng ln.Và vic tha mãn nhu cu này thc s là mt thách thc đi vi
hu ht mi q
uc gia.
Vi mc đích đáp ng nhu cu ngày càng tng v nng lng (xét đn yu t bo v
môi trng và tính kinh t), nhng ngun nng lng sch đã và đang đc th gii
quan tâm nhiu hn, và là mt trong nhng la chn cho ngành nng lng thay th
trong tng lai. Ngun nng lng sch đang đc quan tâm nh nng lng gió,
nng
lng mt tri, nng lng đa nhit, nng lng sóng bin, nng lng thy
triu…Tt c nhng loi nng lng sch này góp phn rt ln vào vic thay đi
cuc sng nhân loi, ci thin thiên nhiên, môi trng
Trong chin lc phát trin nng lng ca nhiu quc gia có tim nng v Phong
đin, nng lng gió đc xem nh là
ngun nng lng s cp vô hn. u đim ca
nng lng gió là d khai thác, công ngh đn gin, chi phí đu t và chi phí vn
hành tng đi thp. Tuy nhiên nu mun đy mnh vic khai thác ngun nng lng
này trong tng lai, công ngh phi ngày càng hoàn thin, nng sut chuyn đi gió
thành đin ngày càng cao.
0.2 Gii thiu đ tài
S bin đi nng lng gió đc thc hin bi t hp tuabin gió và máy phát. Trong
thc t, vn tc gió luôn bin đi nên h thng bin đi nng lng gió tc đ thay
đi đc s dng rng rãi. Phm vi thay đi tc đ rng cho phép điu khin ti u
công sut nhn đc t gió,gim lc tác đng lên kt cu c kh
í và tng kh nng
điu khin công sut tác dng vàcông sut phn kháng.
HUTECHi vi h thng bin đi nng lng gió làm vic  tc đ thay đi, vic s dng

vi khâu điu chnh PI-anti_Winup
 iu khin đnh hng t thông stator xem xét thêm thành th t thun nghch
(Sequence Compensation)
 So Sánh các mô hình điu khin HUTECHChng 1:
Tng Quan V Nng Lng Gió

1.1. TNG QUAN V NNG LNG GIÓ
1.1.1 Lch s phát trin nng lng gió
( Khái quát lch s phát trin nng lng gió t thi trung c đn ngày nay )

Nguyên [2]. Mt s khác li cho rng ni khai sinh ra ci xay gió là n . Trong
thi đi Arthasastra, mt tác phm c đin bng ting Phn vit bi Kautiliya sut
th k th IV trc Công Nguyên, ngun tham kho đc da trên vic nâng mt
nc bi h thng đc vn hành bi gió [4]. Tuy nhiên, không có ghi chép nào
chng minh rng nhng khái nim trên bin đi thành nhng thit b hin n
ay.
Bn thit k ca ngi Ba T s dng ci xay gió đ xây ht đc tìm thy khong
vào nm 200 trc Công Nguyên. ó là nhng máy trc dc có bn hng gió đc
làm t nhng bó lau sy hay nhng tm g. Nhng bn hng gió này đc gn vào
cn trung tâm s dng thanh chng ngang. Kích thc ca nhng bn hng gió
đc quyt đnh bi các vt liu s dng
, thng thì là dài 5m và cao 9m.[19]
Vào th k XIII, ci xay ht đc s dng hu ht  Âu Châu. Ngi Pháp thu nhp
k thut này vào nm 1105 sau Công Nguyên và  Anh vào nm 1191 trc
Công Nguyên. Ngc li vi mu thit k trc dc ca ngi Ba T, ci xay ca
Châu Âu li có trc ngang.[19]
Ngi Hà Lan, vi nhà thit k tr danh Jan Adriaenszoon, là nhng ngi đi tiên
HUTECHphong trong vic thit k ra nhng loi ci xay này. Chúng đã to nên s phát
trin trong lnh vc thit k và phát minh vài loi ci xay. Ngoài vic xay ht, ci
xay gió còn đc dùng đ tháo nc nhng vùng đm ly  Hà Lan. Nhng ci xay
gió này du nhp vào M vào khong gia nhng nm 1700, nh vào thc dân Hà
Lan. Loi này mô phng theo ci xay gió bm nc, đc cho rng là mt trong
nhng ng dng thành công ca nng
lng gió. Tuabin gió nhiu cánh (đc gi
theo ngi M) xut hin trong lch s nng lng gió vào khong gia nhng nm
1800. Roto tng đi nh, có đng kính khong t mt đn vài mét, đc s dng
trong thit k này. ng dng ch yu đ bm nc t vài mét di mt đt đ

nó có th chng minh tính kh thi v k thut ca máy phát đin sc gió công sut
ln.
Mt vài mu thit k ca t
uabin gió đc thc nghim trong giai đon này. Darrieus
G.J.M, mt k s ngi Pháp, đã dn sc vào mu thit k tuabin Darrieus nm
1920, và đc cp bng sáng ch  M nm 1931 [3]. Nghiên cu tp trung v
nguyên lý hot đng ca tuabin gió xut hin trong nhng nm 1950. Ví d nh roto
nh và có tc đ c đnh phát trin  c vào nm 1968. Chúng có cánh làm bng
si thy t
inh đc gn trên ct rng c đnh bi các dây cáp chng. Loi ln nht có
đng kính 15m và công sut là 100kW.
Trong nhng nm sau đó, ngun s cp đ sn xut ra đin khai thác t nhiên liu
hóa thch tr nên r và tin cy hn. Trong khi đó, ngun nng lng gió khai thác t
gió tn 12 đn 30 cent/kWh trong nm 1940, thì vi sn lng tng t thì khai thác
t nhng ngun nhiên liu khác ch tn 3 đn 6
cent/kWh vào nm 1970 [7]. Chi phí
cho đin nng khai thác t nhiên liu hóa thch gim xung thp hn 3 cent/kWh
nm 1970. Nhiên liu hóa thch có  nhiu ni vi giá khá r trong thi đim đó.
Mt vài d án nng lng ht nhân cng đc bt tay vào thc hin, và đc tin
tng rng nó s là ngun nng lng cui cùng cho nhu cu nng lng trong
tng lai. Do đó mi q
uan tâm v nng lng gió gim t t, đc bit trong nm
1970.
Tuy nhiên khng hong du nm 1973 đã buc các nhà khoa hc, k s và nhng
nhà hoch đnh chính sách phi suy ngh k li v vic da vào nhiên liu hóa
thch. H nhn ra rng s xáo trn v chính sách s hn ch và giá c leo thang.
Hn na, ngi ta còn nhn thy rng ngun d tr nhi
ên liu hóa thch sm hay

Trích đoạn 2H th ng tuabin gió làm vi cv it cđ thay đ

---