Luận án tiến sĩ: Giải pháp điều khiển để nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống Microgrid - Nguyễn Văn Tấn
"Nghiên cứu đề xuất giải pháp điều khiển tối ưu nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống microgrid. Phân tích hiệu quả các phương pháp điều khiển hiện tại."
Năm xuất bản
Số trang
202
Thời gian đọc
31 phút
Lượt xem
1
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Tổng quan cấu trúc và giải pháp điều khiển Microgrid
- Số trang:
- 202 trang
- Trường:
- Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
- Chuyên ngành:
- Kỹ thuật điện
- Tác giả:
- Nguyễn Văn Tấn
- Năm:
- 2021
Tóm tắt nội dung luận án
I. Tổng quan cấu trúc và giải pháp điều khiển Microgrid
Hệ thống lưới điện siêu nhỏ Microgrid đóng vai trò nền tảng trong quá trình chuyển dịch năng lượng hiện đại. Cấu trúc mạng tích hợp các nguồn phát phân tán, phụ tải tiêu thụ và thiết bị lưu trữ năng lượng. Microgrid hoạt động linh hoạt với độ tin cậy cung cấp điện vượt trội. Hệ thống giảm thiểu tổn thất truyền tải và nâng cao chất lượng điện áp. Việc áp dụng các giải pháp điều khiển tiên tiến giúp cân bằng cung cầu năng lượng cục bộ. Hạ tầng này đáp ứng nhu cầu cấp điện liên tục cho các khu vực vùng sâu, hải đảo hoặc cơ sở hạ tầng trọng yếu. Các cấu trúc mạng phổ biến bao gồm lưới xoay chiều AC, lưới một chiều DC và mô hình lai kết hợp AC-DC. Mỗi cấu trúc sở hữu ưu điểm riêng về hiệu suất truyền dẫn và khả năng kết nối thiết bị. Nghiên cứu tập trung giải quyết các bài toán kỹ thuật phức tạp về độ ổn định động học. Mục tiêu chính là thiết lập hệ thống vận hành an toàn, kinh tế và bền vững.
1.1. Cấu trúc mạng điện và phân loại hệ thống Microgrid
Lưới điện Microgrid được phân loại dựa trên đặc tính dòng điện và cấu trúc liên kết nội bộ. Lưới AC truyền thống kết nối trực tiếp với các máy phát điện diesel và phụ tải xoay chiều. Lưới DC tối ưu hóa cho các tấm pin mặt trời và hệ thống pin lưu trữ, giảm thiểu các khâu biến đổi trung gian. Lưới lai AC-DC kết hợp linh hoạt ưu điểm của cả hai cấu hình, đảm bảo tính kinh tế cao. Các bộ biến đổi điện tử công suất đóng vai trò giao tiếp then chốt giữa các thành phần. Thiết bị này điều biến điện áp, tần số và kiểm soát dòng công suất hai chiều. Cấu trúc liên kết xác định phương thức điều khiển và độ phức tạp của thuật toán vận hành. Thiết kế mạng cần tính toán kỹ lưỡng dung lượng nguồn phát và quy mô phụ tải. Điều này giúp ngăn ngừa quá tải cục bộ và giảm thiểu tổn hao năng lượng trong toàn hệ thống.
1.2. Thách thức trong chế độ vận hành hòa lưới và độc lập
Hệ thống Microgrid vận hành ở hai trạng thái cơ bản gồm chế độ vận hành hòa lưới và độc lập. Khi nối lưới, hệ thống trao đổi công suất với lưới điện chính và nhận hỗ trợ điều chỉnh điện áp, tần số. Khi ngắt kết nối sang chế độ độc lập, toàn bộ gánh nặng duy trì cân bằng năng lượng phụ thuộc vào nguồn nội bộ. Quá trình chuyển mạch giữa hai chế độ tiềm ẩn nguy cơ gây sụt áp hoặc dao động tần số nghiêm trọng. Quán tính hệ thống thấp do tỷ trọng lớn của thiết bị điện tử công suất làm tăng độ nhạy cảm trước nhiễu loạn. Sự biến động ngẫu nhiên của phụ tải và thời tiết đặt ra thách thức lớn cho bài toán điều khiển. Thuật toán điều khiển cần phản ứng nhanh trong mili-giây để ngăn ngừa hiện tượng mất ổn định hoặc rã lưới cục bộ.
II. Chiến lược điều khiển phân cấp tối ưu hóa Microgrid
Hệ thống điều khiển phân cấp là khung kiến trúc chuẩn mực để vận hành mạng Microgrid hiện đại. Cấu trúc này chia nhỏ nhiệm vụ điều khiển thành nhiều cấp độ với quy mô thời gian khác nhau. Cách tiếp cận này loại bỏ điểm nghẽn truyền thông và nâng cao khả năng mở rộng hệ thống. Cấp điều khiển sơ cấp phản ứng tức thời ở mức mili-giây để giữ cân bằng công suất. Cấp điều khiển thứ cấp can thiệp ở mức giây nhằm triệt tiêu độ lệch tần số và điện áp. Cấp điều khiển tam cấp thực hiện tối ưu hóa kinh tế ở thang phút hoặc giờ. Sự phối hợp nhịp nhàng giữa các cấp đảm bảo độ tin cậy tuyệt đối cho toàn mạng. Khung điều khiển phân cấp giúp hệ thống linh hoạt thích ứng với các biến động công suất đột ngột từ nguồn tái tạo.
2.1. Cấu trúc điều khiển phân cấp microgrid đa tầng
Kiến trúc điều khiển phân cấp microgrid phân chia thành ba tầng chức năng rõ ràng. Tầng sơ cấp sử dụng các bộ điều khiển cục bộ gắn liền với từng bộ nghịch lưu. Tầng này không yêu cầu đường truyền thông tốc độ cao, giúp tăng tính độc lập và độ bền vững. Tầng thứ cấp giám sát thông số toàn mạng qua kênh truyền thông băng thông thấp. Tầng này tính toán tín hiệu bù để đưa điện áp và tần số về giá trị định mức. Tầng tam cấp đóng vai trò quản lý thượng tầng, kết nối với thị trường điện và dự báo phụ tải. Tầng này thiết lập điểm làm việc tối ưu cho từng nguồn phát dựa trên giá điện và chi phí vận hành. Phân tầng điều khiển giúp cô lập sự cố hiệu quả, ngăn chặn hiện tượng mất ổn định lan truyền trong hệ thống.
2.2. Phương pháp điều khiển droop ở cấp điều khiển sơ cấp
Kỹ thuật điều khiển droop là giải pháp kinh điển tại cấp điều khiển sơ cấp trong mạng Microgrid. Phương pháp này mô phỏng đặc tính cơ học của máy phát đồng bộ truyền thống. Mối quan hệ giữa tần số - công suất tác dụng (f-P) và điện áp - công suất phản kháng (V-Q) được thiết lập tự động. Các bộ nghịch lưu tự điều chỉnh công suất phát mà không cần tín hiệu trao đổi thông tin giữa các trạm. Điều này giúp chia sẻ tải chính xác giữa các nguồn phân tán song song. Tuy nhiên, phương pháp droop truyền thống tạo ra độ lệch tĩnh về tần số và điện áp sau biến động tải. Cần áp dụng các thuật toán droop cải tiến hoặc bổ sung khâu điều khiển thứ cấp để khôi phục hoàn toàn các thông số về định mức.
2.3. Điều khiển thứ cấp và tam cấp kết hợp thuật toán MPC
Cấp điều khiển thứ cấp và tam cấp chịu trách nhiệm khôi phục chất lượng điện năng và tối ưu hóa chi phí. Việc ứng dụng thuật toán điều khiển dự báo mô hình MPC mang lại hiệu quả vượt trội. Thuật toán MPC xử lý đồng thời nhiều biến đầu vào, ràng buộc trạng thái và độ trễ truyền thông. MPC dự báo hành vi hệ thống trong khoảng thời gian xác định và giải bài toán tối ưu trực tuyến. Giải pháp này giúp điều tiết công suất phát linh hoạt, giảm thiểu độ biến thiên tần số khi phụ tải thay đổi đột ngột. Cấp tam cấp sử dụng MPC để lập lịch huy động nguồn, giảm chi phí phát điện từ máy phát diesel và tăng tỷ lệ tiêu thụ năng lượng sạch. Kết quả mô phỏng khẳng định tính ổn định cao và khả năng kháng nhiễu tốt của hệ thống.
III. Thuật toán MPPT cải tiến cho hệ thống quang điện PV
Hệ thống năng lượng mặt trời là thành phần nguồn phát chủ đạo trong cấu trúc Microgrid hiện đại. Nguồn quang điện có đặc tính phi tuyến mạnh mẽ, phụ thuộc trực tiếp vào bức xạ mặt trời và nhiệt độ môi trường. Điểm công suất cực đại (MPP) thay đổi liên tục theo điều kiện thời tiết thực tế. Việc thu hoạch tối đa năng lượng mặt trời đòi hỏi các thuật toán dò điểm cực đại MPPT có tốc độ đáp ứng cao. Các thuật toán truyền thống thường gặp hiện tượng dao động quanh điểm cực đại hoặc bám sai hướng khi bức xạ thay đổi nhanh. Nghiên cứu đề xuất thuật toán cải tiến nhằm triệt tiêu dao động công suất và nâng cao hiệu suất biến đổi điện năng. Giải pháp này đóng góp trực tiếp vào việc ổn định nguồn cấp và gia tăng hiệu quả vận hành toàn hệ thống.
3.1. Đặc tính công suất của nguồn quang điện mặt trời
Mô hình toán học của tấm pin quang điện mô tả mối quan hệ phi tuyến giữa dòng điện và điện áp. Đường đặc tính công suất - điện áp (P-V) sở hữu một điểm cực đại duy nhất dưới điều kiện chiếu sáng đồng đều. Khi cường độ bức xạ giảm hoặc nhiệt độ tăng, điểm cực đại dịch chuyển đáng kể. Các bộ biến đổi DC-DC kiểu tăng áp đóng vai trò chấp hành lệnh điều khiển từ thuật toán MPPT. Hệ số điều chế chu kỳ xung D được điều chỉnh liên tục để đưa điểm làm việc về giá trị tối ưu. Khả năng thâm nhập của nguồn PV vào Microgrid tăng cao khi hệ thống quang điện duy trì sản lượng điện ổn định. Thiết kế mạch điều khiển cần xét đến độ trễ phần cứng và suy hao trên linh kiện bán dẫn.
3.2. Thuật toán MPPT cải tiến theo biến đổi bức xạ P V D
Nghiên cứu phát triển thuật toán MPPT cải tiến dựa trên quan hệ vi phân giữa công suất, điện áp và chu kỳ xung P-V-D. Thuật toán phân tích đồng thời đạo hàm dP/dV và tốc độ biến thiên chu kỳ xung dD. Khi điểm làm việc ở xa điểm MPP, bước thay đổi chu kỳ xung Dstep được thiết lập lớn để tăng tốc độ hội tụ. Khi tiếp cận vùng cực đại, bước thay đổi tự động thu hẹp để loại bỏ hoàn toàn hiện tượng dao động công suất dư thừa. Thuật toán có khả năng nhận diện chính xác sự thay đổi đột ngột của bức xạ thời tiết trong từng chu kỳ lấy mẫu. Kết quả thử nghiệm chứng minh hiệu suất bám điểm cực đại đạt trên 99.5%, giảm thiểu tổn thất năng lượng quang điện đáng kể so với phương pháp P&O truyền thống.
IV. Điều khiển bền vững H infinity cho hệ thống lưu trữ
Hệ thống lưu trữ năng lượng đóng vai trò bù đắp công suất thiếu hụt và làm mịn dao động trong Microgrid. Sự kết hợp giữa pin ắc quy dung lượng lớn và siêu tụ điện công suất cao tạo nên hệ thống lưu trữ lai HESS ưu việt. Bộ nghịch lưu kết nối HESS với lưới điện cần một cấu trúc điều khiển đủ mạnh mẽ để chống lại nhiễu loạn tham số. Phương pháp điều khiển bền vững H-infinity được ứng dụng để thiết kế bộ điều khiển có độ dự trữ ổn định cao. Giải pháp này xử lý triệt để các sai số mô hình hóa, sự thay đổi trở kháng lưới và độ phi tuyến của tải. Việc ứng dụng điều khiển H-infinity giúp triệt tiêu nhanh chóng các dao động quá độ, bảo vệ an toàn cho các thiết bị nhạy cảm trong hệ thống.
4.1. Ổn định tần số và điện áp bằng hệ thống BESS lai
Nhiệm vụ ổn định tần số và điện áp đòi hỏi phản ứng phối hợp nhịp nhàng giữa các phần tử lưu trữ. Hệ thống lưu trữ năng lượng BESS dạng lai phân chia nhiệm vụ theo đặc tính tần số của tín hiệu công suất. Siêu tụ điện đảm nhận việc hấp thụ hoặc phát công suất đỉnh tức thời với tần số biến thiên cao. Pin ắc quy đảm nhận việc cung cấp dòng năng lượng liên tục ở dải tần số thấp. Bộ nghịch lưu giao tiếp được điều khiển chính xác nhằm duy trì biên độ điện áp và tần số chuẩn 50Hz. Khi xảy ra sự cố đột ngột như cắt tải lớn hoặc mất nguồn phát, hệ thống BESS phản ứng trong vài chu kỳ sóng để tái lập trạng thái cân bằng. Giải pháp này hạn chế tối đa nguy cơ rã lưới trong chế độ cô lập.
4.2. Thuật toán hạ bậc bộ điều khiển bền vững H infinity
Bộ điều khiển H-infinity đầy đủ bậc thường có số bậc trạng thái rất cao, gây khó khăn cho việc nhúng vào vi điều khiển phần cứng. Đề tài đề xuất thuật toán hạ bậc bộ điều khiển dựa trên phương pháp cắt tỉa cân bằng và xấp xỉ Hankel. Thuật toán loại bỏ các trạng thái năng lượng thấp nhưng vẫn bảo toàn đầy đủ tính bền vững và đáp ứng tần số của hệ thống gốc. Kết quả tổng hợp tạo ra bộ điều khiển bậc thấp với cấu trúc gọn nhẹ, giảm thời gian tính toán của bộ xử lý số DSP. Mô phỏng so sánh giữa bộ điều khiển nguyên bản và bộ điều khiển hạ bậc cho thấy sai số động học không đáng kể. Giải pháp hạ bậc mở ra khả năng triển khai thực tế trên các vi điều khiển công nghiệp giá thành thấp.
V. Đánh giá hiệu quả vận hành lưới điện Microgrid thực
Đánh giá toàn diện hiệu quả vận hành Microgrid là cơ sở để ứng dụng các giải pháp điều khiển vào thực tiễn. Quá trình mô phỏng kiểm chứng được thực hiện trên nhiều kịch bản phức tạp với các điều kiện khắc nghiệt. Các kịch bản bao gồm thay đổi bức xạ mặt trời đột ngột, đóng cắt phụ tải công suất lớn và chuyển đổi chế độ vận hành. Kết quả nghiên cứu chứng minh tính đúng đắn và sự vượt trội của hệ thống điều khiển đề xuất. Tần số và điện áp lưới luôn được giữ vững trong giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn quốc tế ENTSO-E. Hiệu suất khai thác năng lượng tái tạo tăng cao rõ rệt, đồng thời lượng nhiên liệu diesel tiêu thụ giảm đáng kể. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật đều đạt mức tối ưu, khẳng định tính khả thi cao của công trình.
5.1. Tích hợp nguồn phân tán DERs nâng cao độ ổn định
Quá trình tích hợp nguồn phân tán DERs đòi hỏi sự đồng bộ chặt chẽ giữa máy phát diesel, hệ thống PV và lưu trữ năng lượng. Thuật toán điều khiển phối hợp phân bổ công suất phát linh hoạt theo thời gian thực. Nguồn quang điện mặt trời hoạt động tối đa công suất nhờ thuật toán MPPT cải tiến. Máy phát diesel được điều chế giảm tải xuống mức tối thiểu nhằm tiết kiệm chi phí nhiên liệu và cắt giảm phát thải khí nhà kính. Hệ thống lưu trữ năng lượng chủ động hấp thụ phần công suất dư thừa để nạp lại khi bức xạ cao. Khi phụ tải tăng cao vượt ngưỡng phát quang điện, năng lượng tích lũy được xả tức thời để hỗ trợ lưới. Khả năng thâm nhập của năng lượng sạch đạt trên 60% mà vẫn giữ vững độ ổn định của toàn hệ thống.
5.2. Hệ thống quản lý năng lượng EMS và tối ưu vận hành
Hệ thống quản lý năng lượng EMS đóng vai trò bộ não điều phối tối ưu toàn bộ mạng lưới. EMS thu thập dữ liệu thời gian thực từ cảm biến, dự báo phụ tải và cập nhật biểu giá điện năng. Thuật toán tối ưu hóa chi phí vận hành microgrid tính toán phân bổ công suất phát kinh tế nhất cho từng nguồn DER. EMS tự động lập lịch sạc xả cho hệ thống pin lưu trữ vào khung giờ giá điện thấp và phát điện vào khung giờ cao điểm. Việc ứng dụng giải pháp điều khiển đề xuất giúp giảm hơn 15% chi phí vận hành hàng ngày so với phương thức truyền thống. Đồng thời, tuổi thọ của pin ắc quy và máy phát diesel được kéo dài nhờ giảm số lần chuyển mạch quá tải. Hệ thống quản lý năng lượng EMS hoàn thiện chu trình điều khiển thông minh, an toàn và hiệu quả cao.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (202 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN TẤN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG MICROGRID LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - 2021 luan an ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN TẤN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG MICROGRID CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ: 9.02 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. Lê Kim Hùng 2. TS Nguyễn Hữu Hiếu Đà Nẵng - 2021 luan an LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận án Nguyễn Văn Tấn luan an MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU.
CÁCH TIẾP CẬN, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. BỐ CỤC ĐỀ TÀI. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN. TỔNG QUAN VỀ MICROGRID VÀ CÁC CHIẾN LƢỢC, PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRONG MICROGRID.
Tổng quan về Microgrid. Khái niệm về Microgrid. Các cấu trúc Microgrid. Vai trò Microgrid.
Các chế độ vận hành. Thách thức trong vận hành Microgrid. Các tiêu chuẩn sử dụng trong Microgrid. Các chiến lƣợc quản lý và điều khiển trong Microgrid.
Chiến lƣợc điều khiển tập trung. Chiến lƣợc điều khiển phân tán. Chiến lƣợc điều khiển phân cấp. Các chiến lƣợc điều khiển ở cấp điều khiển sơ cấp.
Vận hành ở chế độ nối lƣới. Vận hành ở chế độ độc lập. Các phƣơng pháp điều khiển. Phƣơng pháp điều khiển truyền thống PID.
Phƣơng pháp điều khiển PID nâng cao (Advanced PID). Các phƣơng pháp điều khiển hiện đại. Sơ đồ cấu trúc Microgrid nghiên cứu. Nhận xét và kết luận chƣơng 1.
MÔ HÌNH VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG MICROGRID. Mô hình và cấu trúc điều khiển hệ thống năng lƣợng mặt trời (PVs). Mô hình tế bào quang điện. Mô hình tấm pin quang điện (PV).
Điều khiển bám điểm công suất cực đại (MPP). So sánh đánh giá các thuật toán MPPT. Mô hình và điều khiển máy phát Diesel. Mô hình và điều khiển hệ thống lƣu trữ.
Tổng quan về hệ thống lƣu trữ. Mô hình các bộ biến đổi kết nối giữa HESS với Microgrid. Các phƣơng pháp điều khiển HESS trong Microgrid. Mô hình và điều khiển tần số của Microgrid.
Mô phỏng và phân tích kết quả. Mô hình mô phỏng. Thông số và kịch bản mô phỏng. Phân tích ảnh hƣởng của hệ thống PV đến Microgrid.
Phân tích ảnh hƣởng thay đổi của phụ tải đến Microgrid. Kết luận các kết quả mô phỏng. Nhận xét và kết luận chƣơng 2. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI TRONG MICROGRID.
Đề xuất thuật toán MPPT cải tiến dựa trên các thông số P, V và D. Thuật toán MPPT đề xuất. Mô phỏng đánh giá thuật toán MPPT đề xuất. Đánh giá ảnh hƣởng của thuật toán MPPT đề xuất đến khả năng thâm nhập của hệ thống PV vào Microgrid.
Nhận xét và kết luận chƣơng 3. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN BỀN VỮNG HINF ÁP DỤNG CHO HESS ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH CỦA MICROGRID ĐỘC LẬP. Bài toán điều khiển bền vững Hinf. Vấn đề điều khiển độ nhạy hỗn hợp.
Cấu trúc điều khiển P-K. Hàm trọng số trong bài toán điều khiển Hinf. Các bƣớc thiết kế và tổng hợp bộ điều khiển Hinf. Phân tích tính bền vững của hệ thống sử dụng cấu trúc M-Δ.
Đề xuất phƣơng pháp hạ bậc cho bộ điều khiển Hinf. Tổng quan về nguyên lý hạ bậc bộ điều khiển. Đề xuất thuật toán hạ bậc bộ điều khiển. Đề xuất sử dụng phƣơng pháp điều khiển bền vững Hinf cho bộ nghịch lƣu của HESS trong Microgrid.
Cấu trúc điều khiển ổn định tần số Microgrid. Xây dựng mô toán của Microgrid. Thiết kế bộ điều khiển bền vững Hinf cho bộ nghịch lƣu. Tổng hợp bộ điều khiển sử dụng hạ bậc và so sánh với bộ điều khiển đầy đủ bậc.
Mô phỏng đánh giá ảnh hƣởng của các giải pháp điều khiển đề xuất đến hiệu quả vận hành của Microgrid. Bộ điều khiển bền vững Hinf đủ bậc. So sánh đánh giá các giải pháp điều khiển. Nhận xét và kết luận chƣơng 4 .137 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.139 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC luan an DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.
Một số tiêu chuẩn tần số theo ENTSO-E. So sánh các phƣơng pháp điều khiển áp dụng cho Microgrid. So sánh các thuật toán MPPT. Thông số của hệ thống PV ở điều kiện tiêu chuẩn.
Thông số của máy phát điện Diesel. Thông số của HESS. Các trƣờng hợp xảy ra khác của thuật toán đề xuất. Công suất đầu ra và công suất quanh điểm MPP tại bức xạ 1000W/m2.
So sánh hiệu suất bám điểm MPP của các thuật toán dƣới các điều kiện bức xạ thay đổi và Dstep khác nhau.90 luan an DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc Microgrid điển hình. Cấu trúc Microgrid DC. Cấu trúc Microgrid AC. Cấu trúc Microgrid lai DC-AC.
Các tiêu chuẩn vận hành của Microgrid. Chiến lƣợc điều khiển tập trung MGCC. Chiến lƣợc điều khiển phân tán LC. Cấu trúc điều khiển phân cấp trong Microgrid.
Thời gian điều khiển các cấp trong Microgrid. Sơ đồ khối điều khiển sơ cấp trong Microgrid. Sơ đồ khối điều khiển thứ cấp trong hệ thống MG. Sơ đồ khối điều khiển toàn cục trong hệ thống MG.
Chiến lƣợc điều khiển chia sẻ công suất của DERs trong Microgrid. Các đặc tính độ dốc truyền thống P/f. Cấu trúc Microgrid nghiên cứu. Sơ đồ điều khiển hệ thống PV kết nối Microgrid.
Mô hình tƣơng đƣơng của một tế bào quang điện. Đƣờng đặc tính ( I PV 1 VPV 1 ) và ( PPV 1 VPV 1 ) của tế bào quang điện. Sơ đồ mạch tƣơng đƣơng của tấm pin mặt trời. Đƣờng đặc tính ( I PV VPV ) của tổ hợp tế bào PV ghép nối tiếp hoặc song song.
Đặc tuyến dòng điện-điện áp điển hình cho tấm pin PV. Quan hệ công suất – điện áp của tấm pin PV .37 luan an Hình 2. Quan hệ công suất – độ rộng xung (D). Lƣu đồ thuật toán Hill Climbing.
Cấu trúc lƣu đồ MPPT dựa trên FL. Cấu trúc máy phát Diesel. Mô hình thay thế hệ thống điều tốc máy phát Diesel. Mô hình điều khiển tần số của máy phát Diesel.
Phân loại theo mật độ năng lƣợng và công suất các lƣu trữ. Sơ đồ cấu trúc của HESS kết nối Microgrid. Mô hình Pin Lithium. Mô hình siêu tụ điện cổ điển.
Kiểm soát năng lƣợng siêu tụ điện .20 Sơ đồ nguyên lý bộ biến đổi DC/DC hai chiều. Mô hình trung bình của bộ DC/DC hai chiều ở chế độ tăng áp. Mô hình trung bình của bộ DC/DC hai chiều ở chế độ giảm áp. Sơ đồ của bộ nghịch nối với lƣới.
Mạch điện thay thế trung bình trong hệ tọa độ dq của bộ nghịch lƣu. Cấu trúc điều khiển HESS theo phƣơng pháp điều khiển thứ hai. Sơ đồ cấu trúc điều khiển HESS. Sơ đồ vòng lặp kín điều khiển dòng điện.
Sơ đồ cấu trúc điều khiển Microgrid. Cấu trúc điều khiển tín hiệu nhỏ của Microgrid. Mô hình mô phỏng Microgrid xây dựng trong Simulink. Kịch bản bức xạ mặt trời.
Công suất đầu ra hệ thống PV sử dụng MPPT P&O. Công suất đầu ra hệ thống PV sử dụng MPPT FL. Kịch bản phụ tải khi thay đổi 15% .67 luan an Hình 2. Đáp ứng tần số của Microgrid ứng với MPPT P&O.
Đáp ứng tần số của Microgrid ứng với MPTT FL. Đáp ứng công suất của máy phát Diesel. Đáp ứng công suất đầu ra của SC. Đáp ứng công suất đầu ra của Pin.
Độ lệch tần số khi phụ tải thay đổi. Đáp ứng máy phát Diesel khi phụ tải thay đổi. Đáp ứng hệ thống lƣu trữ HESS khi phụ tải thay đổi. Đặc tính P_V của tấm PV khi bức xạ thay đổi.
Lƣu đồ thuật toán MPPT đề xuất. Đáp ứng của thuật toán theo các nhánh 1, 2. Đáp ứng của thuật toán theo các nhánh 3, 4 và 5. Kịch bản bức xạ mặt trời.
So sánh công suất đầu ra hệ thống PV khi Dstep = 3. So sánh công suất đầu ra hệ thống PV khi Dstep = 3. So sánh công suất đầu ra của hệ thống PV khi bức xạ thay đổi nhanh với Dstep = 3. So sánh công suất đầu ra của hệ thống PV khi bức xạ thay đổi nhanh với Dstep = 3.
So sánh công suất ngõ ra PV trong trƣờng hợp bức xạ thay đổi chậm từ 200 (W/m2) đến 1000 (W/m2). So sánh công suất đầu ra PV khi bức xạ không thay đổi tại 1000 W/m2 89 Hình 3. Đáp ứng tần số của Microgrid. Đáp ứng công suất của máy phát Diesel.
Đáp ứng công suất SC. Đáp ứng công suất của Pin.94 luan an Hình 4. Sơ đồ hệ thống hồi tiếp âm .2 Cấu trúc điều khiển P-K tối giản .3 Cấu trúc điều khiển P-K. Cấu trúc điều khiển P-K chi tiết.
Yêu cầu chất lƣợng hàm độ nhạy S. Yêu cầu chất lƣợng hàm bù nhạy KS. Lƣu đồ thuật toán thiết kế và tổng hợp bộ điều khiển bền vững Hinf. Mô hình không chắc chắn không cấu trúc M-Δ.
Lƣu đồ thuật toán hạ bậc bộ điều khiển. Mô hình cấu trúc điều khiển ổn định tần số Microgrid sử dụng điều khiển bền vững cho HESS. Cấu trúc điều khiển P-K áp dụng cho Microgrid nghiên cứu. Chất lƣợng tần số của Microgrid khi có dao động nhỏ.
Hàm độ nhạy S đối với sai lệch tần số fMG. Hàm độ nhạy KS đối với các sai lệch tín hiệu điều khiển md và mq. Cấu trúc điều khiển M-. Hàm độ nhạy S khi xét đến các yếu tố không chắc chắn.
Hàm độ nhạy KS khi xét đến các yếu tố không chắc chắn. Biểu đồ Bode của bộ điều khiển K1. Biểu đồ Bode của bộ điều khiển K2. So sánh hàm độ nhạy S khi bộ điều khiển đầy đủ và hạ bậc .
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Nguyễn Văn Tấn (2021). Giải pháp điều khiển nâng cao hiệu quả Microgrid [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng]. LuanAn.net. https://luanan.net/ky-thuat-dien-dien-tu/giai-phap-dieu-khien-nang-cao-hieu-qua-microgrid
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Giải pháp điều khiển nâng cao hiệu quả Microgrid" nghiên cứu về vấn đề gì?
"Nghiên cứu đề xuất giải pháp điều khiển tối ưu nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống microgrid. Phân tích hiệu quả các phương pháp điều khiển hiện tại."
Luận án "Giải pháp điều khiển nâng cao hiệu quả Microgrid" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng. Năm bảo vệ: 2021.
Luận án "Giải pháp điều khiển nâng cao hiệu quả Microgrid" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Giải pháp điều khiển nâng cao hiệu quả Microgrid" thuộc chuyên ngành Kỹ thuật điện. Danh mục: Kỹ Thuật Điện - Điện Tử.
Luận án "Giải pháp điều khiển nâng cao hiệu quả Microgrid" có bao nhiêu trang?
Luận án "Giải pháp điều khiển nâng cao hiệu quả Microgrid" có 202 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Giải pháp điều khiển nâng cao hiệu quả Microgrid" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.