- 31 1.5 Các phương pháp điều khiển mạch vòng dòng điện cho bộ biến đổi đa bậc. - 56 2.3.3 Điều khiển chuyển mạch cho biến tần ma trận. - 68 3.1 Mô hình trạng thái và vấn đề điều khiển công suất của bộ biến đổi nối lưới. - 68 3.1.2 Điều khiển công suất trong bộ biến đổi nối lưới. - 70 3.2 Phân tích cấu trúc điều khiển. - 70 3.3 Thiết kế cấu trúc điều khiển PI cho bộ biến đổi. - 74 3.3.3 Thiết kế các vòng điều khiển công suất. - 75 3.4 Cấu trúc điều khiển cộng hưởng cho mạch vòng dòng điện. - 78 3.4.1 Cấu trúc của bộ điều khiển cộng hưởng. - 78 3.4.2 Thiết kế bộ điều khiển cộng hưởng cho mạch vòng dòng điện của hệ thống AC-DC-AC-AC đa bậc nối tầng. - 82 3.5 Cấu trúc điều khiển tựa thụ động cho mạch vòng dòng điện. - 82 3.5.1 Nguyên lý điều khiển tựa theo thụ động. - 82 3.5.2 Xây dựng bộ điều khiển tựa thụ động cho mạch dòng điện. - 83 3.6 Cấu trúc điều khiển tựa thụ động thích nghi tham số cho mạch vòng dòng điện 85 3.7 Mô phỏng kiểm chứng kết quả. - 90 3.7.2 Mô phỏng điều khiển bộ biến đổi với cấu trúc điều khiển cộng hưởng cho mạch vòng dòng điện. - 120 4.4.2 Cấu trúc điều khiển. - Một số cấu trúc điều khiển thực hiện trên Malab-Simulink. - 90 Bảng 3.2 Tham số bộ điều khiển. - 90 Bảng 3.3 Tham số bộ điều khiển cộng hưởng. - 94 Bảng 3.4 Tham số các bộ điều khiển. - 43 Hình 2.2 Cấu trúc bộ biến đổi của cổng 1. - 65 Hình 2.31 Giản đồ xung điều khiển các van dạng dịch pha phía sơ cấp máy biến áp. - 70 11 Hình 3.5 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển phía cổng 1. - 71 Hình 3.6 Sơ đồ khối cấu trúc hệ thống điều khiển ở cổng 2. - 71 Hình 3.7 Cấu trúc bộ điều khiển ở cổng 1,2 trên trục tọa độ dq. - 73 Hình 3.8 Sơ đồ khối bộ điều khiển dòng trong hệ tọa độ dq. - 74 Hình 3.10 Sơ đồ khối vòng kín bộ điều khiển điện áp một chiều trung gian. - 75 Hình 3.11 Mạch vòng điều khiển công suất ở 2 cổng. - 75 Hình 3.12 Cấu trúc điều khiển PI ở cổng 1. - 76 Hình 3.13 Cấu trúc điều khiển PI ở cổng 2. - 76 Hình 3.14 Cấu trúc bộ điều khiển công suất tác dụng và công suất phản kháng. - 76 Hình 3.15 Cấu trúc bộ điều khiển cộng hưởng [43. - 78 Hình 3.16 Biểu đồ Bode cho bộ điều khiển cộng hưởng. - 79 Hình 3.18 Cấu trúc điều khiển PR cho một pha của bộ nghịch lưu đa bậc phía lưới. - 84 Hình 3.22 Cấu trúc hệ thống điều khiển ở cổng 2. - 88 Hình 3.23 Cấu trúc điều khiển dòng điện thích nghi tựa thụ động ở cổng 2. - 88 Hình 3.24 Sơ đồ mô phỏng hệ thống điều khiển. - 101 Hình 3.48 Dạng điện áp đầu vào hai cổng bộ biến đổi. - 108 Hình 4.6 Giao diện điều khiển và kết quả thực nghiệm, Udref = 100VDC. - 109 Hình 4.7 Giao diện điều khiển và kết quả thực nghiệm, Ud,ref = 150VDC. - 113 Hình 4.18 Mẫu xung điều khiển phía sơ cấp máy biến áp. - 120 Hình 4.37 Cấu trúc điều khiển hệ AC-DC-AC-AC một pha 3 mức. - phương pháp điều khiển. - Các vòng điều khiển dòng điện, điện áp một chiều trung gian và điều khiển công suất P, Q đều được đưa ra phân tích và thiết kế. - điều khiển hệ số công suất. - Hình 1.5a mô tả cấu trúc bộ nghịch lưu 3 bậc điện áp bằng cách điều khiển các van như Bảng 1.3. - Ba bộ biến đổi có công suất giống nhau nên việc điều khiển trở lên dễ hơn. - Vì vậy trong chế độ nghịch lưu nói chung không cần thực hiện thuật điều khiển cân bằng điện áp trên các tụ một chiều. - 1.5 Các phương pháp điều khiển mạch vòng dòng điện cho bộ biến đổi đa bậc Trong rất nhiều nhiệm vụ của hệ thống kết nối các nguồn phân tán thì điều khiển dòng điện đóng vai trò quan trọng. - Các cấu trúc điều khiển dòng điện có thể ứng dụng cho các bộ biến đổi đa bậc có thể phân loại như cho trên Hình 1.18. - phương pháp điều khiển tựa thụ động [20], [61]. - cũng đã và đang được ứng dụng trong việc điều khiển mạch vòng dòng điện của bộ biến đổi đa bậc. - Hình 1.18 Phân loại các cấu trúc bộ điều khiển dòng điện cho nghịch lưu đa bậc nối lưới Bộ điều khiển Hysteresis là một phương pháp thông dụng có khả năng ứng dụng đơn giản trong thực tế. - Phương pháp điều khiển trượt ứng dụng điều khiển bộ biến đổi điện tử công suất được đề cập trong nhiều tài liệu chẳng hạn như [91], [97]. - hai là vấn đề điều khiển cân bằng điện áp một chiều đặt ra đối với cả hai cổng. - Chương 1 cũng đã trình bày tổng quan về một số phương pháp điều khiển chuyển mạch cho bộ biến đổi AC-AC theo kiểu biến tần ma trận. - Hệ thống điều khiển bộ biến đổi mà luận án định hướng nghiên cứu có nhiều mạch vòng điều khiển. - Bộ biến đổi ở cổng 2 điều khiển cả quá trình trao đổi công suất tác dụng P và thu phát công suất phản kháng Q mà không chịu ảnh hưởng của vòng điều khiển điện áp một chiều trung gian. - Dạng sóng điện áp ra và các dạng xung điều khiển được cho như Hình 2.7. - Phương pháp này có thể áp dụng khi điều khiển nghịch lưu bằng điều chế tại tần số cơ bản. - Bộ điều khiển góc pha điện áp giữa hai thanh cái xoay chiều. - Bộ điều khiển dòng công suất hợp nhất (UPFC). - Vấn đề điều khiển bộ biến đổi sẽ được trình bày ở chương 3. - Các mạch vòng bên ngoài là mạch vòng công suất và mạch vòng điện áp một chiều đều sử dụng luật điều khiển PI thông thường. - Dựa vào (3.3) ta thấy đại lượng điều khiển là điện áp ra của khâu biến đổi phía lưới ,dquu. - ua, ub là điện áp phía đầu vào của bộ biến đổi. - Đầu ra của bộ điều khiển điện áp một chiều tạo giá trị đặt của dòng điện theo trục d. - Đầu ra của bộ điều khiển công suất phản kháng tạo ra giá trị đặt dòng điện theo trục q. - Tại cổng 2, bộ biến đổi điều khiển cả quá trình trao đổi công suất tác dụng và thu phát công suất phản kháng Q mà không chịu ảnh hưởng của vòng điều khiển điện áp một chiều trung gian. - Đầu ra của bộ điều khiển công suất tác dụng P sẽ là giá trị đặt của dòng điện theo trục d. - Đầu ra của bộ điều khiển công suất phản kháng sẽ tạo ra giá trị đặt dòng điện theo trục q. - Đối với mạch vòng của bộ biến đổi ở cổng 1, ta chọn bộ điều khiển PI thông thường. - Cấu trúc của bộ điều khiển dòng ở cả cổng 1 và 2 được cho như Hình 3.7. - ta có (3.15), với giả thiết bỏ qua thời gian trích mẫu ta có sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển cho như Hình 3.10. - Bộ điều khiển công suất phản kháng Q sẽ tạo giá trị đặt cho dòng điện ở trục q và sơ đồ cấu trúc điều khiển cho như Hình 3.11a. - (3.19) Cấu trúc vòng điều khiển công suất tác dụng và công phản kháng cho như trên Hình 3.14. - (3.22) Mạch vòng điều khiển công suất như Hình 3.11 gọi là mạch điều khiển vòng kín. - 3.4.1 Cấu trúc của bộ điều khiển cộng hưởng Cấu trúc cơ bản của bộ điều khiển cộng hưởng (PR) được cho như Hình 3.15. - Cấu trúc hệ điều khiển dòng điện kiểu PR cho như Hình 3.18. - mKsT1.RsLTiK*fifi Hình 3.18 Cấu trúc điều khiển PR cho một pha của bộ nghịch lưu đa bậc phía lưới. - (3.34) Từ (3.34) ta xây dựng sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển trên hệ tọa độ αβ như Hình 3.19b. - Đối với cổng 1 luận án vẫn sử dụng cấu trúc điều khiển PI thông thường cho như Hình 3.12. - Luật điều khiển tựa thụ động (Passivity Based Control - PBC) là thuật toán điều khiển mà nguyên lý của nó dựa trên đặc điểm thụ động của đối tượng (hệ hở) với mục tiêu làm cho hệ kín cũng là một hệ thụ động với hàm lưu giữ năng lượng mong muốn [1]. - Luận án xây dựng bộ điều khiển tựa thụ động cho mạch vòng dòng điện cổng 2 ở mục 3.5.2. - 3.5.2 Xây dựng bộ điều khiển tựa thụ động cho mạch dòng điện Từ (3.2) ta biến đổi tương đương thành (3.38) như sau. - (3.46) Từ đó, cấu trúc bộ điều khiển ở cổng 2 khi áp dụng cho mạch vòng dòng điện cho như Hình 3.21. - Đối với cổng 1, luận án vẫn sử dụng cấu trúc điều khiển như Hình 3.12. - Sơ đồ mô phỏng của hệ thống điều khiển bộ biến đổi trên phần mềm Matlab/Simulink cho như Hình 3.24, trong đó khâu PWM controller là khâu thực hiện thuật toán điều chế ở phía cổng 1. - Các vòng điều khiển điện áp một chiều trung gian và vòng điều khiển công suất tác dụng, phản kháng được thực hiện bằng thuật toán PI. - Mô phỏng hệ thống với bộ điều khiển PI cho mạch vòng dòng điện ở cả hai cổng trình bày ở mục 3.7.1. - Cổng 2 Hình 3.36 Phân tích sóng hài của dòng điện qua cuộn cảm ỏ cổng 1 và Mô phỏng điều khiển trên hệ dq với bộ điều khiển tựa thụ động Cấu trúc mô phỏng hệ thống AC-DC-AC-AC xây dựng trên cơ sở bộ nghịch lưu cầu 1pha và bộ biến đổi DC-AC-AC nối tầng. - Tham số bộ điều khiển cho như Bảng 3.4. - Các vòng điều khiển dòng điện, điện áp một chiều trung gian, điều khiển công suất P,Q đều được đưa ra phân tích và thiết kế. - Các kết quả mô phỏng đã thể hiện tính đúng đắn của các thuật toán điều chế, phương pháp điều khiển và chứng minh khả năng trao đổi công suất hai chiều của bộ biến đổi. - Hình 4.5 Giao diện điều khiển và kết quả thực nghiệm, Udref = 50VDC. - 109 Hình 4.6 Giao diện điều khiển và kết quả thực nghiệm, Udref = 100VDC. - Hình 4.7 Giao diện điều khiển và kết quả thực nghiệm, Ud,ref = 150VDC. - 4.4.2 Cấu trúc điều khiển Cấu trúc điều khiển hệ AC-DC-AC-AC được cho như Hình 4.37. - Cấu trúc điều khiển điều khiển AC/DC: 121 § Điều chế PWM theo phương pháp đơn cực. - Cấu trúc điều khiển DC-AC-AC
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt