Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
1
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
2
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
3
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
4
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
HAWT
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
5
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
VAWT
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
6
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
7
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
abc/dq Reference Frame Transformation �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
8
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
abc/aß Reference Frame Transformation �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
9
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
abc/dq Reference Frame Transformation �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
10
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
abc/dq Reference Frame Transformation �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
11
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
abc/dq Reference Frame Transformation �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
12
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
abc/dq Reference Frame Transformation �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
13
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
DFIG Back to Back Converter�
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
14
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
PMSG Back to Back Converter�
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
15
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Two-Level Inverter�
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
16
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
SVPWM - Space Vector Pulse Width Modulation
Approximate the reference voltage by a combination of 8 switching patterns
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
17
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Two-Level Inverter�
V4: 100
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
18
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Two-Level Inverter�
V5: 101
Voltage Vectors
000 - V0 (zero vector)
001 - V1 (Phase +U)
010 - V2 (Phase +V)
011 - V3 (Phase -W)
100 - V4 (Phase +W)
101 - V5 (Phase -V)
110 - V6 (Phase -U)
111 - V7 (zero vector)
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
19
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Voltage Synthesizing�
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
20
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Voltage
Synthesizing�
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
21
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
PWM Generation�
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
22
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
PWM Generation�
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
23
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
There are two main types of induction generators in the wind energy industry: doubly fed induction generators (DFIGs) and squirrel-cage induction generators (SCIGs). These generators have the same stator structure and differ only in the rotor structure. �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
24
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Squirrel-cage induction generator �
Wound rotor induction generator �
25
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
26
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
27
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
MÁY PHÁT KHÔNG ĐỒNG BỘ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
28
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
MÁY PHÁT KHÔNG ĐỒNG BỘ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
29
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
MÁY PHÁT KHÔNG ĐỒNG BỘ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
30
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
MÁY PHÁT KHÔNG ĐỒNG BỘ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
31
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
MÁY PHÁT KHÔNG ĐỒNG BỘ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
32
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
ns = 1800rpm (60Hz)
MÁY PHÁT KHÔNG ĐỒNG BỘ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
33
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Phasor diagram of a salient pole synchronous generator. �
MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC TỪ LỒI
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
34
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Phasor diagram of a salient pole synchronous generator. �
MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC TỪ LỒI
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
35
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Ef=1.78 pu
BÀI TẬP 1B
(Bỏ qua Ra)
MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC TỪ LỒI
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
36
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
ẟ=21.5; Ef=1.78 pu
salient pole synchronous generator �
salient pole generator ignoring armature losses �
(Bỏ qua Ra)
MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC TỪ LỒI
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
37
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC TỪ LỒI
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
38
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Q=0.0492pu
cylindrical and salient components of the power �
MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC TỪ LỒI
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
39
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Q=0.0492pu
cylindrical and salient components of the power �
Pc and P s are known as the cylindrical and salient components of the power �
MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC TỪ LỒI
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
40
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Q=0.0492pu
δ =33.87
MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC TỪ LỒI
If: P=1.2pu; Q=-0.5pu
Find
- δ=47.1, Ef=1.35 ?
- δ=52.3, Ef=1.26
BÀI TOÁN NGƯỢC
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
41
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Ef?
P, Q?
Pc, Ps?
Delta at Pmax=1?
MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC TỪ LỒI
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
42
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC TỪ LÕM
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
43
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
MÁY PHÁT ĐỒNG BỘ CỰC TỪ LÕM
(Ef=1.414pu) �
δ = 62.13° �Q=-0.471pu
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
44
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
45
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
46
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Permanent magnet synchronous machine
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
47
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
48
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
squirrel-cage induction machine
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
49
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
50
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
51
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
PWM sinusoidal modulator using sine-triangle with third harmonic �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
52
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Space Vector Modulation �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
53
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
54
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
55
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Stator-flux oriented control
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
56
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
57
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
58
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
59
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Model-Based Loss Minimization Technique �
book: Control and Operation of Grid-Connected Wind Energy Systems
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
60
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Loss Minimization Using PSO-SVR �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
61
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
SVR is a regression method that considers the ε-insensitive loss function to predict random real values in the SVM (Support Vector Machine) used to predict the classification problem of training data �
Using the Lagrangian multiplier �
The equation of the PSO algorithm �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
62
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
63
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
64
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
65
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
66
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
67
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Fuzzy Logic Controller for MPPT �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
68
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
69
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
k = 0.4899 �
T_on (buck_boost)= 136us �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
70
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Vout’
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
71
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
72
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Pg=2.96 MW; Qg=774kVar; Qout=Qline+Qg=1359KVar
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
73
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
“pullout power” is the capacity of the system. It occurs at δ = 90°. �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
74
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
“pullout power” is the capacity of the system. It occurs at δ = 90°. �
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
75
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
76
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Vout′ = 1.212 pu �
Vout′ =1.05 pu �
δ = 30° �Pmax = 2.0 pu
δ = 21.8° �Vout′ =1.346 pu
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
77
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
78
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
79
CHƯƠNG 3: ĐIỀU KHIỂN HT ĐIỆN GIÓ
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
80
ĐÊ THAM KHẢO THI GIỮA KỲ
a. Tính tốc độ gió trung bình và độ lệch chuẩn tốc độ gió theo bảng trên.
b. Tính năng lượng điên thu được hàng năm với tổng hiệu suất hệ thống
bao gồm Cp là 30%, phân bố gió theo ham Rayleigh và cánh quạt dài 26m.
c. Giả sử phân bố gió theo hàm Weibull với k=1, c=5 tính số giờ gió tương
ứng với tốc độ gió lớn hơn 4m/s.
Câu 1: (4đ)
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
81
ĐÊ THAM KHẢO THI GIỮA KỲ
Câu 2: (4đ)
Một turbine gió có dòng không khí chạy qua với tốc độ 20.000kg/s. Tốc độ gió
wu 20m/s và wd là 18m/s
a. Tính công suất cơ cánh quạt nhận được
b. Tính hiệu suất rotor Cp.
c. Giả sử TSR =5, góc mở cánh quạt 10 độ, chiều dài cánh quạt 50m với hệ số
khả năng k1, k2, k3, k4, k5, k6, k7. Tính hiệu suất rotor tại điều kien làm việc
trên
Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �
82
ĐÊ THAM KHẢO THI GIỮA KỲ
Câu 3: (2đ)
Máy phát gió đồng bô kết nối lưới điện với thông số điên kháng đường dây
là 0.2pu, điện kháng bộ lọc và máy biến áp ngõ ra bộ điều khiển AC/AC turbine
gió là 0.15pu. Turbine sản sinh ra công suất cơ là 1pu với điện áp lưới điên là
1pu. Máy phát điều khiển hoạt động ở chế độ hòa lưới với công suất tác dụng
là 0.8pu, công suất kháng là 0.5pu
a. Tính điện áp bộ AC/AC
b. Tính góc điều chỉnh công suất