Khóa luận Pin mặt trời, tìm hiểu phương pháp đảm bảo công suất tối đa của dàn pin điện mặt trời bằng thay đổi cấu trúc

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 ------------------------------- 
 ISO 9001:2015 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 
 NGÀNH : ĐIỆN TỰ DỘNG CÔNG NGHIỆP 
 Sinh viên : Nguyễn Văn Ngọc Tú 
 Giảng viên hướng dẫn : GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn 
 HẢI PHÒNG – 2020 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 ----------------------------------- 
PIN MẶT TRỜI, TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP ĐẢM BẢO 
 CÔNG SUẤT TỐI ĐA CỦA DÀN PIN ĐIỆN MẶT TRỜI 
 BẰNG THAY ĐỔI CẤU TRÚC 
 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
 NGÀNH: ĐIỆN TỰ DỘNG CÔNG NGHIỆP 
 Sinh viên :Nguyễn Văn Ngọc Tú 
 Giảng viên hướng dẫn : GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn 
 HẢI PHÒNG – 2020 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 -------------------------------------- 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngọc Tú - Mã SV: 1512102004 
 Lớp : DC1901 
 Ngành : Điện tự dộng công nghiệp 
 Tên đề tài: Pin mặt trời, tìm hiểu phương pháp đảm bảo công suất 
 tối đa của dàn pin điện mặt trời bằng thay đổi cấu trúc 
 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). 
 Tìm hiểu phương pháp đổi cấu trúc các tấm pin dể đàm bảo bám điểm 
 công suất cực đại của dàn pin 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. 
 Tự tìm hiểu và tham khảo. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 .. 
 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp. 
 .. 
 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Họ và tên : Thân Ngọc Hoàn 
Học hàm, học vị : GS.TSKH 
Cơ quan công tác : Trường Đại Học Quản Lý và Công Nghệ Hải Phòng 
Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài 
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày ..tháng .năm 
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày .tháng .năm 
Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN 
 Sinh viên Giảng viên hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày ...... tháng........năm 2020 
 HIỆU TRƯỞNG 
 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP 
 Họ và tên giảng viên: Thân Ngọc Hoàn 
 Đơn vị công tác: Klhoa Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng 
 Họ và tên sinh viên: ...................................... Chuyên ngành: .............................. 
 Đề tài tốt nghiệp: ......................................................................... .......... .......... 
1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp 
 Có tinh thần học tập trong qúa trình làm đồ án tốt nghiệp 
2. Đánh giá chất lượng của đồ án/khóa luận (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 số liệu ) 
Nội dung đồ án là tìm hiểu phương pháp bám điểm cực đại phát công suát của tấm 
pin mặt trời bằng thay đổi cấu trúc. Sinh viên đã tiến hành tìm hiểu dựa trên 
những tài liệu đã công bố. Nội dung đồ án dáp ứng một đồ án tốt nghiệp đại học. 
Đây có thể là tìa liệu cho những ai muốn tham khảo về phương pháp điều khiển 
bám điểm công suất cực đại bằng thay đổi cấu rúc , ghép nối các tấm pin. 
3. Ý kiến của giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp 
Được bảo vệ x Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày20 tháng 6 năm 2020. 
 Giảng viên hướng dẫn 
 GS.TSKH Thân Ngọc Hoàn 
 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN 
Họ và tên giảng viên: ............................................................................................... 
Đơn vị công tác: ....................................................................................................... 
Họ và tên sinh viên: ...................................... Chuyên ngành: ................................. 
Đề tài tốt nghiệp: ...................................................................................................... 
1. Phần nhận xét của giáo viên chấm phản biện 
....................................................................................................................................... 
....................................................................................................................................... 
....................................................................................................................................... 
....................................................................................................................................... 
2. Những mặt còn hạn chế 
.......................................................................................................................................
....................................................................................................................................... 
....................................................................................................................................... 
....................................................................................................................................... 
 ................................................................................................................................. 
3. Ý kiến của giảng viên chấm phản biện 
Được bảo vệ Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày tháng năm ...... 
 Giảng viên chấm phản biện 
 (Ký và ghi rõ họ tên) 
 MỤC LỤC 
CHƯƠNG 1: CẤU TRÚC HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ 
 CHIẾN LƯỢC TĂNG HIÊU XUẤT LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG 
TRONG ĐIỀU KIỆN BỊ CHE PHỦ MỘT PHẦN ...................................... 2 
 1.1: Tổng Quan Về Hệ Thống Năng Lượng Mặt Trời ............................ 2 
 1.1.1: Năng lượng mặt trời ..................................................................... 2 
 1.1.2: Bức xạ mặt trời ............................................................................... 3 
 1.1.3: Điện mặt trời ................................................................................... 4 
 1.1.4 : Các cấu trúc kết nối TPQĐ ....................................................... 12 
 1.1.5: Mô hình cơ bản của hệ thống NLMT hòa lưới có kho điện ..... 17 
 1.1.6: Các cấu trúc kết nối TPQĐ và bộ chuyển đổi............................ 21 
 1.2: TỔNG QUAN CHIẾN LƯỢC TĂNG HIỆU SUẤT LÀM VIỆC 
 CỦA HỆ THỐNG NLMT TRONG ĐIỀU KIỆN BỊ CHE PHỦ MỘT 
 PHẦN .......................................................................................................... 25 
 1.2.1: Ảnh hưởng của che phủ một phần .............................................. 25 
 1.2.3: Phương pháp tái cấu trúc cho mạch kết nối TCT ..................... 30 
 1.2.4: Phương pháp tái cấu trúc cho mạch kết nối SP ........................ 49 
 1.2.5: So sánh các phương pháp đã trình bày ...................................... 54 
 1.3: KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ................................................................... 55 
CHƯƠNG 2 : KHÁI QUÁT VỀ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU .... 56 
 2.1: KHÁI QUÁT VỀ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU ................... 56 
 2.1.1: Điều khiển tối ưu tĩnh ................................................................... 58 
 2.1.2: Điều khiển tối ưu động ................................................................. 59 
 2.2: THIẾT LẬP BÀI TOÁN DIỀU KHIỂN TỐI ƯU ........................... 60 
 2.2.1: Những khái niệm cơ bản .............................................................. 60 
 2.2.2: Cấu trúc mạch điều khiển trong hệ thống NLMT .................... 62 
 2.2.3: Bộ tái cấu trúc ............................................................................... 65 
 2.2.4 : Đề xuất hệ thống điều khiển ....................................................... 68 
 2.2.5 : Đề xuất phương pháp điều khiển tối ưu .................................... 69 
 2.3 : MỘT SỐ BÀI TOÁN TỐI ƯU SỬ DỤNG TRONG DỒ ÁN ........ 70 
 2.3.1: Bài toán Subset sum problem ...................................................... 70 
 2.3.2: Bài toán Munkres ' Assignment Algorithm ............................... 72 
 2.4: KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ................................................................... 83 
 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG SÁCH LƯỢC TÁI CẤU TRÚC HỆ DỰA 
TRÊN BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU ................................................ 84 
 3.1: CHIẾN LƯỢC CÂN BẰNG BỨC XẠ VỚI MẠCH KẾT NỐI TCT
 ...................................................................................................................... 84 
 3.2: ĐO DÒNG ĐIỆN , ĐIỆN ÁP CÁC TPQĐ ....................................... 88 
 3.3: ƯỚC TÍNH BỨC XẠ MẶT TRỜI .................................................... 89 
 3.4: ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH TOÁN VÀ 02 THUẬT TOÁN CHO BÀI 
 TOÁN TÌM KIẾM CẤU HÌNH CÂN BẰNG BỨC XẠ ......................... 90 
 3.4.1: Xây dựng mô hình toán ................................................................ 90 
 3.4.2 : Thuật toán quy hoạch động ( Dynamic programming ) .......... 93 
 3.4.3 : Thuật toán SmartChoice ........................................................... 102 
 3.5 : ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH TOÁN VÀ 02 THUẬT TOÁN BÀI TOÁN 
 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN MẠCH TỐI ƯU ............... 108 
 3.5.1 : Giới thiệu ma trận chuyển mạch Dynamic Electrical Scheme
 ................................................................................................................. 109 
 3.5.2 : Đề xuất mô hình toán ................................................................ 115 
 3.5.3 : Phương pháp tìm kiếm cấu hình với số lần chuyển mạch là ít 
 nhất sử dụng MAA................................................................................ 119 
 3.5.4 : Phương pháp cân bằng số lần đóng mở khóa của ma trận 
 chuyển mạch sử dụng MAA cải tiến ................................................... 126 
 3.6 : KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ................................................................ 136 
 LỜI MỞ ĐẦU 
 Năng lượng mặt trời cũng như nhiều nguồn năng lượng mới khác 
như năng lượng gió, năng lượng thủy triều , là nguồn tài nguyên năng 
lượng vô hạn và là nguồn năng lượng xanh. Tuy không còn là đề tài mới 
đối với thế giới nhưng đối với Việt Nam vấn đề này gần đây mới được 
quan tâm nghiên cứu sâu. 
 Đề tài “PIN MẶT TRỜI, TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP ĐẢM BẢO 
CÔNG SUẤT TỐI ĐA CỦA DÀN PIN ĐIỆN MẶT TRỜI BẰNG THAY 
ĐỔI CẤU TRÚC” là một đề tài chỉ nghiên cứu xây dựng một phần nhỏ 
trong hệ thống thu năng lượng mặt trời , xong nó góp phần quan trọng trong 
việc nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời thành các dạng năng 
lượng khác. 
 Trong quá trình làm đề tài nghiên cứu, em đã nhận được sự đóng góp, 
chỉ bảo chân thành của các thầy cô giáo b ộ môn Điện Tự Động Công 
Nghiệp - Trường Đại Học Quản Lý và Công Nghệ Hải Phòng. Đặc biệt, em 
xin g ửi lời cảm ơn sâu s ắc nhất đến thầy GS – TSKH THÂN NGỌC 
HOÀN, người đã tận tình chỉ bảo em trong suốt thời gian làm đề tài . 
 Em xin chân thành cảm ơn ! 
 1