Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

1

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

2

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

3

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Mở windpro

​

Chọn project 🡪 new �Sau đó chọn thư mục lưu file, nhớ đặt tên file

�Màn hình hiện ra bảng này để xác định tọa độ vị trí dự án (nên chọn trung tâm dự án, hoạc vị trí đặt trụ đo gió) điền vào 2 ô khoanh đỏ �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

4

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Trong mục site, chọn vietnam �

Vào GGE lấy tọa độ vị trí dự án ( chú ý hệ tọa độ đang lấy trong windpro là hệ gì)

​

Để xem hệ tọa độ đang dùng trong windpro ta qua tab coordinate system (thông thường chọn wgs84 lấy như bên GGE) �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

5

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

6

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

7

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Lấy bản đồ địa hình online �

Ta chọn tiếp nút insert line data để thêm vị trí vùng dự án khảo sát( chọn luôn chỗ vị trí dấu cộng) �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

8

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Một bảng mới hiện ra ta chọn như hình, để lấy dữ liệu đường đồng mức, độ cao khu vực dự án �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

9

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Sau đó nhấn vào online data để lấy dữ liện online từ nhà cung cấp �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

10

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

11

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Ta nhập diện tích vùng lấy dữ liệu theo bán kính vuông tính từ vị trí đã pick ban đầu, diện tích này thường lấy lớn, tuy nhiên không quá lớn. Chọn 25000

Ở ô contour separation chọn 5 ( số này là khoảng cách đường đồng mức, kiểu như độ chính xác) �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

12

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Xong ta nhấn vào convert, sau đó nhấn yes �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

13

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

convert file sang Wasp nên bạn trỏ chuột như hình và chọn mục thứ 2 ( wasp map file) �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

14

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

file bản đồ địa hình nên lưu file và đặt tên để phân biệt �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

15

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Lấy bản đồ độ nhám �

chọn nút insert line data để thêm vị trí vùng dự án khảo sát �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

16

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Lấy bản đồ độ nhám: chọn online data � �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

17

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Lấy bản đồ độ nhám �

diện tích vùng lấy độ nhám tính từ tâm đã pick ban đầu, độ nhám này là sự gồ ghề của địa hình, vật cản có trên địa hình có thể làm thày đôi tốc độ gió, hướng gió( rừng cây bụi, rừng rậm, đất trống đồi trọc, dân cư, cánh đồng….) �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

18

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Lấy bản đồ độ nhám �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

19

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Lấy bản đồ độ nhám �

convert file sang Wasp nên bạn trỏ chuột như hình và chọn mục thứ 2 ( wasp map file) �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

20

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Lấy bản đồ độ nhám �

Sau đó màn hình phần mềm sẽ hiện ra 2 file địa hình và độ nhám đã làm �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

21

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Thêm ranh giới dự án

Ta chọn vào ký hiệu như hình �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

22

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

23

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HTĐ GIÓ WINDPRO

chọn vào value to present và chọn mean wind speed để lấy tốc độ gió �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

24

ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KỲ

CÂU HỎI LÝ THUYẾT (3đ):

​

1. Các khó khăn, thách thức vận hành lưới điện hiện tại và cơ hội, tiềm năng phát triển năng lượng gió.

2. Ứng dụng điện tử công suất trong điện gió, khó khăn và các bài toán cần giải quyết.

3. Các vấn đề vận hành hệ thống điện gió và các phương án vận hành hệ thống điện gió trong lưới điện

4. Các bộ điều khiển trong bộ hòa lưới năng lượng gió và các đối tượng cần điều khiển?

5. Trình bày phương pháp điều khiển tối ưu công suất phát và các yếu tố ảnh hưởng đến công suất phát turbine gió.

​

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

25

ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KỲ

BÀI TẬP 1 (3đ):

​

Cho 1 turbine gió loại 3 cánh quạt hoạt động với góc mở cánh quạt α và lực động học gió trên mỗi cánh quạt là 2000N. Khi hệ số nâng cánh quạt là 0.95 với khoảng cách từ trọng tâm cánh quạt đến điểm kết nối là 30m.

​

1. Tính toán momen tạo ra bởi 3 cánh quạt?
2. Nếu tốc độ cánh quạt là 30 vòng/phút tính công suất cơ cánh quạt nhận được?

Điện mặt trời�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94  �

26

CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH HT ĐIỆN GIÓ

Điện mặt trời�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94  �

27

CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH HT ĐIỆN GIÓ

Điện mặt trời�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94  �

28

CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH HT ĐIỆN GIÓ

Điện mặt trời�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94  �

29

CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH HT ĐIỆN GIÓ

Điện mặt trời�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94  �

30

CHƯƠNG 4: VẬN HÀNH HT ĐIỆN GIÓ

31

Cho lưới điện 5 bus [1-5]:

1. Tính độ sụt áp tại các nút
2. Tính tổng tổn hao hê thống
3. Giả sử lắp đặt turbine gió tại nút 5 có công suất định mức 3MW, tính độ sụt áp các nút và tổn hao
4. Vẽ đồ thị sụt áp tại các nút trước và sau khi lắp máy phát

%ploss=r*|I|^2

%qloss=x*|I|^2

​

32

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

33

ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KỲ

BÀI TẬP 2 (4đ):

​

Cho hệ thống điện gồm 4 nút như hình vẽ giả sử nút 1 là nút có công suất phát vô cùng lớn, thông số đường dây và tải như bảng bên dưới, điện áp cơ bản 12.6kV:

​

1. Tính độ sụt áp tại các nút
2. Tính tổng tổn hao hê thống
3. Giả sử lắp đặt turbine gió tại nút 5 có công suất định mức 3MW, tính độ sụt áp các nút và tổn hao
4. Vẽ đồ thị sụt áp tại các nút trước và sau khi lắp máy phát

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

34

ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KỲ

BÀI TẬP 2 (4đ):

​

Cho hệ thống điện gồm 4 nút như hình vẽ giả sử nút 1 là nút có công suất phát vô cùng lớn, thông số đường dây và tải như bảng bên dưới, điện áp cơ bản 12.6kV:

​

1. Tính độ sụt áp tại các nút
2. Tính tổng tổn hao hê thống
3. Giả sử lắp đặt turbine gió tại nút 4 có công suất định mức 3MW, tính độ sụt áp các nút và tổn hao
4. Vẽ đồ thị sụt áp tại các nút trước và sau khi lắp máy phát

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

35

BÀI TẬP WIND TURBINE

Máy phát không đồng bộ rotor lồng sóc

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

36

BÀI TẬP WIND TURBINE

37

BÀI TẬP WIND TURBINE

BT1:

A type 1 wind turbine with a six-pole, 60 Hz three-phase, Y-connected induction generator is spinning the generator at 1250r/min. The terminal voltage of the generator is 690 V. The parameters of the machine are: r1=r2’=10 mΩ; x1=x2’=100 mΩ; and xm = 2 Ω. Ignore the core losses and the rotational losses of the generator. Compute the following:

1. Current in the rotor circuit referred to stator

2. Developed power

3. Airgap power

4. Power delivered to the grid

5. WT has wind blades of 50 m long, wind speed is 11 m/s. Compute the efficiency Cp with p=1.225kg/m3

​

BT2:

A type 1 wind turbine has a six-pole, 60 Hz three-phase, Y-connected induction generator. The terminal voltage of the generator is 690 V. The rotor parameters of the machine are r2′ = 10 mΩ and m x′2 = 100 Ω.

Assume the impedance of the stator circuit is much smaller than the impedance of the magnetizing branch. Compute the pullout power, the maximum torque and the speed at maximum torque.

1225/1305(A)

1.18/1.28(MW)

1.085/1.19(MW)

1.132/1.23(MW)

(s’ độ trượt tới hạn)

(Pd-max=2.53MW, Tmax=18.95kNm, 1320rpm)

Cp=0.2

38

BÀI TẬP WIND TURBINE

BT1(continues):

A type 1 wind turbine with a six-pole, 60 Hz three-phase, Y-connected induction generator is spinning the generator at 1250 r/min. The terminal voltage of the generator is 690 V. The parameters of the machine are r1=r2’=10 mΩ; x1=x2’=100 mΩ; and xm = 2 Ω . Ignore the core losses and the rotational losses of the generator. Compute the following: (1.678 MVAr , 0707 leading)

6. Reactive power of the generator and the power factor at the terminals of the generator

�

7. Compute the rotor inrush current at starting. Assume the turbine is spinning the generator at 1350 r/min when the connecting switch is closed. �(3.447kA)

8. Terminal voltage of the generator that reduces the inrush current to 1 kA

(200.15V )

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

39

BÀI TẬP WIND TURBINE

Máy phát không đồng bộ rotor dây quấn

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

40

BÀI TẬP WIND TURBINE

BT:

A type 2 wind turbine has a six-pole, 60 Hz three-phase, Y-connected induction generator. The terminal voltage of the generator is 690 V. The parameters of the machine are r2′ = 10 mΩ ; x′2 = 100 mΩ; and xm = 5Ω.

a. Assume the impedance of the stator circuit is much smaller than the impedance of the magnetizing branch. Compute the pullout power. Repeat the solution after inserting a 0.02Ω resistance in the rotor circuit as referred to the stator. The duty ratio of its solid-state switching circuit is 50%. �

Without r_add : Pd-max=2.63(MW)

With r_add : Pd-max=2.904(MW)

​

b. Assume the generator is operating at a speed of 1230 rpm. If wind speed increases the generator speed to 1260 rpm, compute the added resistance that maintains the developed power constant. Also, compute the power consumed by the added resistance. �

Without r_add : Pd-max=1.148(MW)

r_add =0.0105 (Ω); Pr_add=25.04(kW)

​

​

c. The turbine is connected to the grid while spinning at 1230 rpm. Compute the inrush current in the stator windings. Repeat the solution when 0.03Ω resistance (refered to stator) is inserted in the rotor circuit. �

I=988.5(A)

Ir_add =265(A)

​

​

ns=120*f/p(pole);=60*f/pp(pair-pole)

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

41

BÀI TẬP WIND TURBINE

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

42

BÀI TẬP WIND TURBINE

whereby the winding impedance of the stator is ignored, the rotor starting current is then �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

43

BÀI TẬP WIND TURBINE

(Máy phát không đồng bộ điều khiển qua rotor)

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

44

BÀI TẬP WIND TURBINE

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

45

BÀI TẬP WIND TURBINE

Pd= 1.028 MW �Td=7.98 kNm �Ps=989.63kW �Pr=-11.68 kW �Tính Qs

Assume the inductive reactance of the transformer is 2Ω. Compute the magnitude and angle of Vout’ that would deliver 200.7 kW and 60 kVAr to the FCB. �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

46

BÀI TẬP WIND TURBINE

Qs=-133.59kVAr �

Ps=3.722MW �

(Vout’ tính theo pha, Vfcb dây=690V)

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

47

BÀI TẬP WIND TURBINE

Va2=2.57 (V)

1500rpm �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

48

BÀI TẬP WIND TURBINE

(Máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cữu)

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

49

BÀI TẬP WIND TURBINE

Pg= 2.96 MW; Qg=774kVAr; Qout=1.359 MVAr

Calculate Pmax, Q(@Pmax)

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

50

BÀI TẬP WIND TURBINE

Positive reactive power means it flows from turbine to grid. Negative reactive power means the flow is from the grid toward the turbine.

If the system operates at small δ, cos δ ≈ 1. �

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

51

BÀI TẬP WIND TURBINE

BT1

BT2

BT3

Pmax=23.3MW

Vout2’=26.12kV, delta=3.16deg, deltaV=30.6%

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

52

BÀI TẬP WIND TURBINE

BT4

BT5

Năng lượng gió�Nguyễn Hoài Phong @0963.95.91.94 �

53

BÀI TẬP WIND TURBINE

BÀI TẬP (4đ):

​

Cho hệ thống điện gồm 5 nút như hình vẽ giả sử nút 1 là nút có công suất phát vô cùng lớn, thông số đường dây và tải như bảng bên dưới, điện áp cơ bản 12.6kV:

1. Tính độ sụt áp tại các nút
2. Tính tổng tổn hao hê thống
3. Giả sử lắp đặt turbine gió tại nút 4 có công suất định mức 2.4MW, tính độ sụt áp các nút và tổn hao
4. Vẽ đồ thị sụt áp tại các nút trước và sau khi lắp máy phát
5. Nếu lắp thêm máy phát tại nút 5 cần điều chỉnh công suất phát như thế nào.

5