Đồ án Tìm hiểu các hệ thống điều khiển động cơ cấp điện từ 2 phía dùng cho năng lượng gió

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
 ------------------------- 
TÌM HIỂU CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 
 CẤP ĐIỆN TỪ 2 PHÍA DÙNG CHO 
 NĂNG LƯỢNG GIÓ 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY 
 NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 HẢI PHÒNG - 2018 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
 ------------------------- 
TÌM HIỂU CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ 
 CẤP ĐIỆN TỪ 2 PHÍA DÙNG CHO 
 NĂNG LƯỢNG GIÓ 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY 
 NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 SINH VIÊN: BÙI HUY PHONG 
 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: GS.TSKH THÂN NGỌC HOÀN 
 HẢI PHÒNG – 2018 Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam 
 Độc lập – Tự do – Hạnh phúc 
 ----------------o0o----------------- 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Sinh viên: Bùi Huy Phong – MSV: 1412102038 
Lớp: ĐC1802 - Ngành Điện Tự Động Công Nghiệp 
Tên đề tài: Tìm hiểu các hệ thống điều khiển động cơ cấp điện từ 2 phía 
dùng cho năng lượng gió 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về 
lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ) 
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán 
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp: 
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Người hướng dẫn thứ nhất: 
Họ và tên : Thân Ngọc Hoàn 
Học hàm, học vị : Giáo sư, Tiến sĩ khoa học 
Cơ quan công tác : Trường Đại học dân lập Hải Phòng 
Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài 
Người hướng dẫn thứ hai: 
Họ và tên : 
Học hàm, học vị : 
Cơ quan công tác : 
Nội dung hướng dẫn : 
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày tháng năm 2018 
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 03 tháng 11 năm 2018 
Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Đã giao nhiệm vụĐ.T.T.N 
 Sinh viên Cán bộ hướng dẫnĐ.T.T.N 
 Bùi Huy Phong GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn 
 Hải Phòng, ngày........tháng........năm2018 
 HIỆU TRƯỞNG 
 GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 
1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp. 
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
2. Đánh giá chất lượng của Đ.T.T.N (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong 
nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, 
chất lượng các bản vẽ...) 
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn 
 (Điểm ghi bằng số và chữ) 
 Ngày tháng .năm 2018 
 Cán bộ hướng dẫn chính 
 (Ký và ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN 
 ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
1.Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số 
liệu banđầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng 
thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài. 
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
............................................................................................................................ 
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện 
 ( Điểm ghi bằng số và chữ) 
 Ngày tháng .năm 2018 
 Người chấm phản biện 
 (Ký và ghi rõ họ tên) MỤC LỤC 
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1 
CHƯƠNG 1. NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ NĂNG LƯỢNG GIÓ ......... 2 
 1.1. KHÁI QUÁT CHUNG ....................................................................... 2 
 1.2. NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ................................................................. 2 
 1.2.1. Tầm quan trọng của năng lượng tái tạo và hiệu quảđem lại .......... 3 
 1.3. NĂNG LƯỢNG GIÓ .......................................................................... 4 
 1.3.1. Khái niệm ..................................................................................... 4 
 1.3.2. Sự hình thành ................................................................................ 5 
 1.3.3. Đặc trưng của năng lượng ............................................................. 8 
 1.3.3.1. Đặc điểm phân bố của năng lượng gió trên lãnh thổ .................. 8 
 1.3.3.2. Đặc điểm phân bố của năng lượng gió theo mùa ở nước ta ....... 8 
 1.3.3.3. Ưu nhược điểm của năng lượng gió........................................... 9 
 1.3.4. Lý do sử dụng năng lượng gió ..... Error! Bookmark not defined. 
 1.4. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN GIÓ .............................................10 
 1.4.1. Về mặt công nghệ ........................................................................13 
 1.4.2. Về mặt kỹ thuật ............................................................................13 
 1.5. TUABIN GIÓ ....................................................................................15 
 1.6. NHỮNG THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN, VẤN ĐỀ CẦN QUAN 
 TÂM VÀ LỢI ÍCH VỀ MÔI TRƯỜNG & XÃ HỘI CỦA 
 NĂNGLƯỢNGGIÓ 
 ...18 
 1.6.1. Những thuận lợi và khó khăn .......................................................18 
 1.6.2. Những vấn đề cần quan tâm khi sử dụng năng lượng gió ............19 
 1.6.3. Lợi ích về môi trường và xã hội của năng lượng gió ...................20 
CHƯƠNG 2. MÁY ĐIỆN DỊ BỘ ROTO DÂY QUẤN .............................23 
 2.1. MÁY ĐIỆN DỊ BỘ ROTO DÂY QUẤN ..........................................23 
 2.1.1. Giới thiệu về máy điện dị bộ roto dây quấn .................................23 2.1.2. Cấu tạo của động cơ roto dây quấn ..............................................24 
 2.1.3. Cấu tạo cuộn dây roto máy điện dị bộ nạp từ 2 phía (roto dây 
 quấn) .28 
 2.1.3.1. Nguyên lý hoạt động của cuộn dây máy điện dị bộ roto dây 
 quấn 28 
 2.1.3.3. Phân loại cuộn dây ....................................................................33 
 2.1.3.4. Dựng cuộn dây 3 pha 1 lớp xếp có q chẵn ................................35 
 2.1.3.5. Dựng cuộn dây 3 pha 2 lớp xếp có q chẵn ................................35 
 2.1.3.6. Dựng cuộn dây 3 pha xếp bước ngắn ........................................36 
 2.1.3.7. Dựng cuộn dây 3 pha sóng .......................................................36 
 2.1.4. Sự hình thành sđđ trong cuộn dây roto máy điện bị bộ roto dây 
 quấn ...37 
 2.1.5. Nguyên lý hoạt động của máy điện dị bộ roto dây quấn ..............39 
CHƯƠNG 3. HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN SỬ DỤNG MÁY ĐIỆN DỊ BỘ 
NGUỒN KÉP TRONG ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG GIÓ.....................42 
 3.1. GIỚI THIỆU ......................................................................................42 
 3.2. ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ VÀ MÔ-MEN CỦA DFIM.........................45 
 3.2.1. Điều khiển độ trượt (OptiSlip of Vestas) .....................................45 
 3.2.2. Cấu trúc điều khiển tĩnh Scherbius ..............................................46 
 3.2.3. Điều khiển vector không gian ......................................................47 
 3.2.4. Điều khiển trực tiếp momen ........................................................49 
 3.2.5. Điều khiển trực tiếp công suất .....................................................49 
 3.2.6. Điều khiển GSC ...........................................................................49 
 3.2.7. Điều khiển bám điểm công suất cực đại (MPPT) ........................50 
 3.3. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI CÁC HỆ THỐNG DFIGS 
 CHO CÁC HỆ THỐNG KHÔNG CÂN BẰNG .........................................53 
 3.3.1 Điều khiển DFIG cho phép phụ tải độc lập không cân bằng ........53 
 3.3.2 Điều khiển DFIG trong điều kiện lưới mất cân bằng ...................58 3.4. CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN DFIG KHÔNG CẢM BIẾN ..................60 
 3.4.1. Phương pháp điều khiển DFIG không cảm biến vòng hở ............60 
 3.4.2. Phương pháp điều khiển DFIG không cảm biến trên cơ sở quan 
 sát thích nghi theo mô hình mẫu ..............................................................60 
 3.4.3. Các phương pháp điều khiển DFIG không cảm biến khác ...........61 
 3.5. HỖ TRỢ TẦN SỐ SỬ DỤNG MÁY ĐIỆN DỊ BỘ NGUỒN KÉP ...61 
 3.6. BỎ QUA ĐIỆN ÁP THẤP ĐỐI VỚI MÁY ĐIỆN DỊ BỘ NGUỒN 
 KÉP ..65 
 3.6.1. GCRs ...........................................................................................65 
 3.6.2. Thay đổi tập tính của máy điện dị bộ nguồn kép theo lỗi lưới .....67 
 3.6.3. Hệ thống và điều khiển việc tuân thủ LVRT với DFIG ...............72 
 3.6.4. Các phương pháp điều khiển LVRT với DFIG ............................76 
KẾT LUẬN ...................................................................................................79 
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................80