• Các thành viên của E4VN nên đọc ebook bằng máy đọc sách Kindle để tránh mỏi mắt, hại mắt. Tham khảo các dòng máy đọc sách nổi tiếng tại https://www.maydocsach.vn/may-doc-sach-kindle/ Tất cả tài liệu, ebook đều là miễn phí.
    LƯU Ý: SPAM SẼ BỊ KHÓA TÀI KHOẢN NGAY LẬP TỨC, ĐỒNG THỜI CHẶN LUÔN TÊN MIỀN!!!
  • may doc sach kindle

Thạc Sỹ Nghiên cứu điều khiển bộ khôi phục điện áp động (DVR) để bù lõm điện áp cho phụ tải quan trọng trong xí nghiệp công nghiệp

#1
LỜI CẢM ƠN














































Trong quá trình nghiên cứu đề tài, tác giả đã gặp nhiều khó khăn. Một mặt do
trình độ còn hạn chế, một mặt do thông tin tư liệu và tài liệu tham khảo không thật
đầy đủ, song tác giả đã rất cố gắng và được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng
dẫn, sự giúp đỡ của các GS, PGS, TS trong Bộ môn Tự động hóa Xí nghiệp Công
nghiệp, trường Đại học Bách khoa Hà Nội, sự giúp đỡ tận tình của bạn bè đồng
nghiệp, luận án đến nay đã hoàn thành.
Tác giả chân thành cảm ơn Bộ môn Tự động hóa Xí nghiệp Công nghiệp-Viện
Điện, Viện Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
đã dành thời gian và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong thời gian thực
hiện đề tài. Chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện làm việc của Nhà máy
Xi măng Hoàng Mai, Tỉnh Nghệ An đã dành cho nghiên cứu sinh trong suốt quá
trình khảo sát thực tế, thực hiện luận án. Chân thành cảm ơn Viện Đào tạo sau Đại
học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình giúp đỡ và động viên tác giả
trong thời gian nghiên cứu hoàn thành luận án.
Tác giả vô cùng biết ơn PGS.TS. Nguyễn Văn Liễn và TS. Trần Trọng Minh
những người đã định hướng, hướng dẫn, giúp tác giả hoàn thành các nhiệm vụ đặt
ra cho luận án. Chân thành cảm ơn các GS, PGS, TS, các thầy cô giáo đã dành thời
gian đọc và đóng góp những ý kiến quý báu làm luận án có tính khoa học hơn.
Cuối cùng xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, những người thân, những đồng
nghiệp đã dành những tình cảm, động viên giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn để
hoàn thành luận án.

Tác giả luận án


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa .
Lời cam đoan .
Lời cảm ơn .
Mục lục . .
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt .
Danh mục các bảng biểu
Danh mục các hình vẽ, đồ thị . .
Mở đầu 1
Chƣơng 1: GIẢM THIỂU ẢNH HƢỞNG CỦA LÕM BẰNG BỘ KHÔI PHỤC ĐIỆN
ÁP ĐỘNG (DVR) 5
1.1 Chất lượng điện năng và vấn đề lõm điện áp . 5
1.1.1 Chất lượng điện năng 5
1.1.2 Lõm điện áp 6
1.2 Bộ khôi phục điện áp động (DVR) . 13
1.2.1 Các thiết bị giảm thiểu lõm điện áp 13
1.2.2 Giảm thiểu lõm điện áp bằng bộ khôi phục điện áp động (DVR) 15
1.3 Điều khiển DVR 20
1.3.1 Điểu khiển trong hệ tọa độ tự nhiên . 20
1.3.2 Điều khiển vector 25
1.4 Tóm tắt và kết luận 27
Chƣơng 2: CẤU TRÚC BỘ KHÔI PHỤC ĐIỆN ÁP ĐỘNG 28
2.1 Các thành phần cơ bản của bộ khôi phục điện áp động 28
2.2 Bộ biến đổi 28
2.2.1 Cấu trúc bộ biến đổi nối lưới thông qua máy biến áp . 29
2.2.2 Cấu trúc bộ biến đổi nối lưới trực tiếp 31
2.2.3 Các phương pháp điều chế 32
2.3 Bộ lọc tần số chuyển mạch . 33
2.4 Máy biến áp nối tiếp 34
2.5 Năng lượng hệ thống DVR . 34
2.5.1 Các kiểu DVR cấp nguồn từ bộ lưu trữ năng lượng . 35
2.5.2 Các kiểu DVR không có bộ lưu trữ năng lượng . 36
2.5.3 Các phương pháp tích trữ năng lượng . 38
2.6 Bảo vệ DVR 39
2.6.1 Bảo vệ ngắn mạch . 39
2.6.2 Bảo vệ trước sự tăng điện áp phía DC-link . 41
2.6.3 Bảo vệ hở mạch lưới . 41
2.7 Lựa chọn sơ đồ cấu trúc cho DVR 42
2.8 Tóm tắt và kết luận . 43
Chƣơng 3: ĐIỀU KHIỂN BỘ KHÔI PHỤC ĐIỆN ÁP ĐỘNG 44
3.1 Các chế độ hoạt động và hạn chế của DVR . 44
3.2 Các phương pháp tạo điện áp chèn vào . 45
3.2.1 Phương pháp tạo điện áp chèn với lõm điện áp cân bằng 45
3.2.2 Phương pháp tạo điện áp chèn với lõm điện áp không cân bằng . 49
3.2.3 Những yếu tố ảnh hưởng và những đặc điểm của tải cần quan tâm khi lựa chọn
phương pháp 50
3.3 Mô hình toán học của VSC và bộ lọc LC nối lưới 52
3.4 Cấu trúc mạch vòng điều khiển điện áp tải đáp ứng điều kiện điện áp
mất cân bằng . 54 3.4.1 Cấu trúc điều khiển dùng một mạch vòng điện áp . 54
3.4.2 Cấu trúc điều khiển hai mạch vòng 55
3.4.3 Cấu trúc điều khiển DVR . 56
3.5 Xây dựng thuật toán điều khiển . 57
3.5.1 Mô hình DVR trên hệ tọa độ tĩnh αβ và tọa độ quay dq 58
3.5.2 Thuật toán điều khiển trên hệ tọa độ quay dq . 61
3.5.3 Thuật toán điều khiển trên hệ tọa độ tĩnh αβ 66
3.6 Thiết kế bộ điều khiển dòng điện 70
3.6.1 Dẫn xuất bộ điều khiển PR . 70
3.6.2 Cấu trúc bộ điều khiển PR 73
3.6.3 Tính toán tham số bộ điều khiển PR . 74
3.7 Thiết kế bộ điều khiển điện áp SDR 76
3.8 Nghiên cứu ổn định 80
3.9 Đồng bộ lưới 85
3.9.1 Phương pháp điểm qua không 86
3.9.2 Phương pháp Arctangent 86
3.9.3 Kỹ thuật PLL 87
3.10 Phát hiện lõm điện áp 89
3.11 Điều khiển DC-link . 90
3.12 Tóm tắt và kết luận 91
Chƣơng 4: GIẢI PHÁP ÁP DỤNG DVR CHO XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP 94
4.1 Ảnh hưởng của lõm điện áp đến các xí nghiệp công nghiệp 94
4.1.1 Ảnh hưởng của lõm điện áp đến các thiệt bị điện công nghiệp. . 94
4.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của lõm điện áp đối với một xí nghiệp
công nghiệp điển hình . 97
4.2 Ứng dụng DVR vào thực tế . 99
4.2.1 Kết quả khảo sát và các tham số ban đầu. 99
4.2.2 Thiết kế các thành phần của DVR 102
4.3 Mô phỏng . 107
4.3.1 Xây dựng mô hình mô phỏng . 103
4.3.2 Kết quả mô phỏng . 111
4.4 Tóm tắt và kết luận 124
Chƣơng 5: XÂY DỰNG THỰC NGHIỆM DVR 125
5.1 Xây dựng bàn thí nghiệm . 125
5.1.1 Phần động lực hệ thống. . 125
5.1.2 Phần điều khiển 129
5.2 Cài đặt thuật toán điều khiển . 130
5.3 Kết quả nghiên cứu thí nghiệm 131
5.3.1 Kiểm tra khả năng đồng bộ lưới. 131
5.3.2 Kiểm tra khả năng bù lõm của DVR ở chế độ tĩnh . 131
5.3.3 Kiểm tra khả năng của DVR ở chế độ động . 132
5.4 Tóm tắt kết luận . 134
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 135
TÀI LIỆU THAM KHẢO 131
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN . 141
PHỤ LỤC 142
Phụ lục 1: Chuyển đổi các hệ trục tọa độ 142
Phụ lục 2: Kết quả khảo sát thực trạng lưới điện 220/110kV Nghi Sơn và các
biến cố điện áp trên lưới điện 110kV Hoàng Mai 145
Phụ lục 3: Một số hình ảnh về mô hình thực nghiệm 152 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Bảng 1: Danh mục các ký hiệu
Ký hiệu Tên gọi

usa(t), usb(t), usc(t) Các điện áp pha nguồn
ug,a(t), ug,b(t), ug,c(t) Các điện áp pha lưới
ig,a(t), ig,b(t), ig,c(t) Các dòng điện pha lưới
uinja(t), uinjb(t), uinjc(t) Các điện áp pha chèn vào của DVR.
iinj,a(t), iinj,b(t),iinj,c(t) Các dòng điện pha chèn vào
uinj,ref Điện áp chèn vào đặt
uinv,a(t),uinv,b(t),uinv,c(t) Các điện áp pha của bộ biến đổi
uc,a(t), uc,b(t), uc,c(t) Các điện áp pha trên tụ điện Cf
của bộ lọc
uL,a(t), uL,b(t), uL,c(t) Các điện áp pha tải
u
*
L Điện áp tải đặt
us
abc
Điện áp nguồn trên hệ tọa độ tự nhiên abc.
ug
abc
Điện áp lưới trên hệ tọa độ tự nhiên abc.
iinj
abc
Dòng điện chèn vào trên hệ tọa độ tự nhiên abc.
if
abc
Dòng điện cuộn cảm bộ lọc LC trên hệ tọa độ tự nhiên
uL
abc*
Điện áp tải đặt trên hệ tọa độ tự nhiên abc.
uinj
abc*
Điện áp chèn vào đặt trên hệ tọa độ tự nhiên abc.
uinv
abc
Điện áp bộ biến đổi trên hệ tọa độ tự nhiên abc.
us
αβ
Vector điện áp nguồn trên hệ tọa độ tĩnh αβ.
ug
αβ
Vector điện áp lưới trên hệ tọa độ tĩnh αβ
iinj
αβ
Vector dòng điện chèn vào trên hệ tọa độ tĩnh αβ
if
αβ
Vector dòng điện cuộn kháng bộ lọc LC trên hệ tọa độ tĩnh
uL
αβ*
Vector điện áp tải đặt trên hệ tọa độ tĩnh αβ
uinj
αβ*
Vector điện áp chèn vào đặt trên hệ tọa độ tĩnh αβ
uinv
αβ
Vector điện áp bộ biến đổi trên hệ tọa độ tĩnh αβ
us
dq
Vector điện áp nguồn trên hệ tọa độ quay dq.
ug
dq
Vector điện áp lưới trên hệ tọa độ quay dq
iinj
dq
Vector dòng điện chèn vào trên hệ tọa độ quay dq
if
dq
Vector dòng điện cuộn kháng bộ lọc LC trên hệ tọa độ quay
uL
dq*
Vector điện áp tải đặt trên hệ tọa độ quay dq
uinj
dq*
Vector điện áp chèn vào đặt trên hệ tọa độ quay dq
uinv
dq
Vector điện áp bộ biến đổi trên hệ tọa độ quay dq
ig,a(t), ig,b(t), ig,c(t) Các dòng điện pha lưới
udc(t) Điện áp phía một chiều.
Cf
Tụ điện bộ lọc đầu ra
Lf
Điện cảm bộ lọc đầu ra
Rf
Điện trở bộ lọc đầu ra
ff
Tần số cộng hưởng của bộ lọc
CDC Tụ điện phía một chiều
E Năng lượng phát ra của DVR trong khi bù lõm
 Hệ số giảm điện áp của điện áp nguồn cung cấp
m Hệ số điều chế
U(1) Điện áp cơ bản
 Hệ số tắt dần D Độ sâu lõm điện áp
uL Vector điện áp tải
ug Vector điện áp lưới
uinj Vector điện áp chèn vào
Sinj Công suất toàn phần bơm vào lưới
Sload Công suất toàn phần của tải.
Pinj Công suất tác dụng bơm vào lưới
Qinj Công suất phản kháng bơm vào lưới
SDVR Công suất toàn phần của DVR
XDVR Điện kháng của DVR
RDVR Điện trở của DVR
ZDVR Tổng trở của DVR
SVSC Công suất bộ biến đổi VSC
n Hệ số máy biến áp
Rb Điện trở phóng điện
Zsupply,before Tổng trở nguồn trước khi lõm điện áp
Zsupply,affter Tổng trở nguồn sau khi lõm điện áp















Bảng 2: Danh mục các chữ viết tắt
Ký hiệu Viết tắt cho Nghĩa tiếng Việt

MBA - Máy biến áp
BANT - Biến áp nối tiếp
BBĐ - Bộ biến đổi
BĐK - Bộ điều khiển
LC - Bộ lọc LC
XNCN - Xí nghiệp công nghiệp
DVR Dynamic Voltage Restorer Bộ khôi phục điện áp động
VSC Voltage Source Conveter Bộ biến đổi nguồn áp
ES Energy storage Bộ lưu trữ năng lượng
PWM Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung
PLL Phase Locked Loop Vòng khóa pha
DVR Dynamic voltage restore Bộ phục hồi điện áp động
Controlled Reactance khiển bằng thyristor
tử nguồn cung cấp
UPS Uninterruptible power supply Bộ nguồn liên tục
SDR Sequence-decoupled resonant Bộ điều khiển cộng hưởng tách
Controller riêng thành phần thứ tự
HSTS Hybrid static transfer switch Bộ chuyển mạch lai
PR Resonant Controller Bộ điều khiển cộng hưởng
LV Low Voltage Điện áp thấp
MV High Voltage Điện áp cao
 
Top