ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
---------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG Ƣ́NG DỤNG
PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỰA THEO THỤ ĐỘNG (Passivity
- Based) ĐỂ ĐIỀU KHIỂN MÁY PHÁT ĐIỆN
KHÔNG ĐỒNG BỘ 3 PHA NGUỒN KÉP

Ngành : TƢ̣ ĐỘNG HÓA
Học Viên: TRƢƠNG VĂN BIỂN
Ngƣời HD Khoa học : PGS.TS. NGUYỄN NHƢ HIỂN

THÁI NGUYÊN - 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

1




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc


liệu tham khảo.
Tác giả luận văn

Trương Văn Biển

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3




MỤC LỤC

Trang

Mở đầu

5

Chƣơng 1. Tổng quan về các phƣơng pháp điều khiển phi tuyến

7

và áp dụng cho máy phát điện sức gió.
1.1. Tổng quan về hệ thống điều khiển phi tuyến.

7

1.1.1. Phƣơng pháp điều khiển phân tích mặt phẳng pha.

20

2.1. Mô hình toán học, cấu trúc điều khiển phía máy phát và

20

phía lƣới của hệ thống phát điện chạy sức gió
2.1.1. Khái quát về hệ thống máy phát điện chạy sức gió sử

20

dụng máy điện dị bộ nguồn kép.
2.2.1. Mô hình toán học phía máy phát và phía lƣới

22

2.2.1.1. Mô hình và các biến điều khiển phía máy phát

22

2.2.1.2. Mô hình và các biến điều khiển phía lƣới

25

Chƣơng 3. Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống bằng phƣơng

28

pháp điều khiển phi tuyến Passivity – Based.
3.1. Cơ sở lý luận phƣơng pháp điều khiển Passivity – Based

3.2. Áp dụng phƣơng pháp Passivity – Bases để thiết kế hệ

43

thống điều khiển phía máy phát.
3.2.1. Áp dụng phƣơng pháp Passivity – Based thiết kế bộ điều

44

chỉnh dòng
3.2.2. Tổng hợp bộ điều chỉnh thành phần ird trên miền liên tục

53

3.2.3. Tổng hợp bộ điều chỉnh thành phần irq trên miền liên tục

55

3.2.4. Chuyển bộ điều khiển dòng PBC phía máy phát sang dạng

56

số.
3.3. Thiết kế hệ thống điều khiển phía lƣới.

57

3.3.1. Mô hình trạng thái liên tục phía lƣới.

57

Tài liệu tham khảo

73

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5




MỞ ĐẦU
Cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 nguồn năng lƣợng cung cấp cho loài ngƣời
cần phải xem xét: nguồn năng lƣợng hóa thạch nhƣ than đá , dầu mỏ đang cạn
dần, đồng thời ô nhiễm môi trƣờng do đốt nhiên liệu hóa thạch càng trở nên trầm
trọng. Năng lƣợng sạch đang đƣợc quan tâm nhiều và là sự lựa chọn cho ngành
năng lƣợng thay thế trong tƣơng lai. Nguồn năng lƣợng sạch đang đƣợc quan
tâm là năng lƣợng mặt trời, năng lƣợng địa nhiệt, năng lƣợng gió, năng lƣợng
sóng biển, năng lƣợng thủy triều…Năng lƣợng sạch góp phần rất lớn vào việc
cải tạo cuộc sống nhân loại và cải thiện môi trƣờng. Với nhiều ƣu việt nhƣ sạch,
không gây ô nhiễm môi trƣờng , có tiềm năng lớn , vô tận ở quy mô toàn cầu ,
năng lƣợng sạch đã khẳng định vị trí của mình trên thị trƣờng năng lƣợng thế
giới. Trong nhƣ̃ng năm qua, trên thế giới, đặc biệt là những quốc gia có tiềm lực
khoa học công nghệ, có nền công nghiệp phát triển , có tài nguyên năng lƣợng
thiên nhiên phong phú, có tầm nhìn chiến lƣợc đã đầu tƣ mạnh mẽ cho việc khai
thác sử dụng các nguồn sạch nhằm bổ sung , thay thế dần các nguồn năng lƣợng
hoá thạch và phục vụ thiết thực cho phát triển kinh tế - xã hội từng nƣớc. Là một
nƣớc nông nghiệp, có khí hậu nhiệt đới gió mùa , có bờ biển dài trên 3260km và
hàng trăm đảo lớn nhỏ ven bờ , đón gió trực tiếp từ biển Đông thổi vào đây là
nhƣ̃ng điều kiện thuận lợi để khai thác tốt các nguồn năng lƣợng

dụng cho máy phát điện sức gió.
- Chƣơng 2: Xây dƣ̣ng cấu trúc điều khiển.
- Chƣơng 3: Thiết kế bộ điều khiển cho hệ thống bằng phƣơng pháp điều
khiển phi tuyến Passivity – Based.
- Chƣơng 4: Mô phỏng và đánh giá khả năng ứng dụng hệ thống điều
khiển
Trong quá trình tiến hành làm luận văn, mặc dù đƣợc sự hƣớng dẫn tận
tình của thầy hƣớng đẫn PGS.TS Nguyễn Như Hiển và bản thân tác giả cũng cố
gắng tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu và các công trình đã nghiên cứu, công bố trên
các tạp chí và ấn phẩm khoa học, xong luận văn không thể tránh khỏi đƣợc các
thiếu sót. Tác giả rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp và nhận xét đánh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7




giá quí báu của các thầy cô giáo, những nhà nghiên cứu khoa học quan tâm và
đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới sự sự hƣớng dẫn tận tình và chu đáo
của thầy hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Như Hiển cùng các thầy, cô giáo khác đã
giúp đỡ về chuyên môn cũng nhƣ tài liệu của các thầy, các cô đã làm cho em có
đƣợc một luận văn hoàn chỉnh và sâu sắc.
Em xin chân thành cảm ơn Khoa Sau đại học, Ban giám hiệu trƣờng Đại
học kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất về
mọi mặt để em hoàn thành khóa học.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 7 năm 2010
Ngƣời thực hiện


ĐCVTKG

Điều chế vector không gian

ĐLĐK

Đại lƣợng điều khiển

ĐKPHTT

Điều khiển phản hồi trạng thái

DSP

Digital signal processor – Vi xử lý tín hiệu

HSCS

Hệ số công suất

NLPL

Nghịch lƣu phía lƣới

NLMP

Nghịch lƣu phía máy phát

MDBNK


TTHCX

Tuyến tính hóa chính xác

VĐK

Vi điều khiển

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9




DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình số

Nội dung

1.1

Kỹ thuật Gain scheduling

1.2

Turbine gió với tốc độ ổn định

1.3

hệ thống PĐSG sử dụng MDKBNK
Phân tích hệ EL thành hai hệ thụ động con

3.2

Nối theo kiểu phản hồi của hai hệ EL

3.3
3.4

Hệ thống điều khiển máy phát (MDKBNK) trong hệ thống PĐSG sử
dụng bộ điều chỉnh Passivity – Based
Phân tích MDBNK thành động học phần điện và phần cơ

3.5

Hình 3.5. Sơ đồ tổng quát mạch điện phía lƣới

3.6

Hình 3.6. Biểu diễn véc tơ dòng điện phía lƣới

3.7

Hình 3.7 Sơ đồ hệ thống điều khiển phía lƣới

3.8

Hình 3.8. Sơ đồ cấu trúc điều khiển gián đoạn phía lƣới


read....


data error !!! can't not
read....



data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....