Luận Án – Điều Khiển Bộ Nghịch Lưu Nối Lưới Trong Mạng Điện Phân Phối
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 62520202
Họ tên nghiên cứu sinh: Trần Quang Thọ
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Trương Việt Anh
GS. TS. Lê Minh Phương
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh
Tóm tắt nội dung luận án
Luận án đề xuất bốn giải pháp để giảm sóng hài cho nghịch lưu nối lưới như sau:
Kỹ thuật điều chế với chu kỳ chuyển mạch thay đổi trong mỗi nửa chu kỳ cơ bản sử dụng giải thuật di truyền có xem xét đến tổn hao chuyển mạch một cách định lượng.
Phương pháp ước lượng nhanh và chính xác các tham số điện áp lưới ở tần số cơ bản.
Giải thuật dò điểm công suất cực đại với số gia biến đổi để giảm độ nhấp nhô của điện áp một chiều trong nghịch lưu.
Phương pháp cải tiến để xác định các hệ số của bộ điều khiển cộng hưởng dòng điện.
Cấu trúc của luận án bao gồm 5 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Kỹ thuật điều chế sử dụng chu kỳ chuyển mạch thay đổi
Chương 3: Phương pháp ước lượng nhanh và chính xác tham số điện áp lưới
Chương 4: Giảm độ nhấp nhô điện áp DC và cải tiến tham số bộ điều khiển
Chương 5: Kết luận
Những đóng góp mới của luận án:
Về mặt khoa học
+ Kỹ thuật điều chế đề xuất ở chương 2 chỉ cần thay đổi chu kỳ chuyển mạch trong mỗi nửa chu kỳ cơ bản để giảm sóng hài đáng kể cho nghịch lưu nối lưới, mà không làm tăng tổn hao chuyển mạch, không phải thêm bất kỳ phần cứng nào. Ngoài ra, kỹ thuật còn có khả năng khử hài lựa chọn và trải phổ trong phạm vi rộng để làm giảm biên độ hài riêng lẻ.
+ Kỹ thuật hồi tiếp ngõ ra để cập nhật cho tham số ban đầu của phép giải phương trình vi phân bằng phương pháp số ở chương 3. Kỹ thuật này cho phép ước lượng nhanh và chính xác các tham số điện áp lưới ở tần số cơ bản nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu điều chế để giảm sóng hài của nghịch lưu nối lưới. Phương pháp này khác biệt so với các vòng khóa pha thông thường là không còn khâu dò pha, không bộ lọc vòng, không bộ dao động điều khiển điện áp.
+ Ở chương 4 của luận án đã trình bày sự ảnh hưởng của kỹ thuật dò điểm công suất cực đại đến độ nhấp nhô điện áp nguồn DC, từ đó ảnh hưởng đến sóng hài của nghịch lưu điện mặt trời nối lưới một giai đoạn. Sự thay đổi của số gia trong giải thuật dò điểm công suất cực đại đề nghị cho phép giảm độ nhấp nhô điện áp DC nhưng vẫn cho đáp ứng động cao so với các phương pháp có số gia cố định.
+ Do hàm truyền của nghịch lưu nối lưới có dạng vô định nên việc xác định các hệ số của bộ điều khiển dòng bằng các phương pháp thông thường có thể rơi vào cực trị địa phương. Phương pháp đề xuất sử dụng giải thuật tối ưu bầy đàn có thể xác định được nghiệm toàn cục giúp cho các hệ số của bộ điều khiển cộng hưởng dòng điện sẽ tốt hơn nên cải thiện sóng hài tốt hơn.
Ý nghĩa thực tiễn
Việc nghiên cứu các giải pháp điều khiển giảm sóng hài nghịch lưu nối lưới trong luận án sẽ góp phần nâng cao chất lượng điện năng hệ thống điện.
+ Kỹ thuật điều chế giảm sóng hài đề xuất sẽ giúp giảm kích thước bộ lọc thụ động trong nghịch lưu nối lưới, nên giảm kích thước và chi phí thiết bị. Việc chuyển mạch với tần số thấp tại đỉnh của dòng điện cũng giúp tăng tuổi thọ linh kiện chuyển mạch. Thêm vào đó, khả năng trải phổ làm giảm nhiễu âm nên phù hợp cho các thiết bị ứng dụng trong viễn thông và quân sự.
+ Phương pháp ước lượng tham số điện áp lưới ở tần số cơ bản có độ chính xác cao và đáp ứng nhanh cũng như độ vọt lố thấp cho phép sử dụng cảm biến điện áp có độ nhạy thấp và không đòi hỏi phần cứng mạnh mẽ, đắt tiền.
+ Với giải thuật dò điểm công suất cực đại với số gia biến đổi cho phép nghịch lưu nối lưới một giai đoạn không cần mạch boost và giảm bộ lọc DC nhằm nâng cao hiệu suất chuyển đổi mà vẫn đảm bảo chất lượng điện năng.
+ Giải thuật tối ưu bầy đàn để xác định các hệ số bộ điều khiển giúp giảm thời gian và công sức, cũng như không đòi hỏi kinh nghiệm của người thiết kế.
