Luận văn Thạc sĩ Thiết bị, mạng và nhà máy điện: Nghiên cứu bài toán tối ưu hóa công suất của hệ thống chuyển đổi năng lượng gió

Nghiên Cứu Bài Toán Tối Ưu Hóa Công Suất Của Hệ Thống Chuyển Đổi Năng Lượng Gió

Tác giả: Hà Chí Kiên

Lĩnh vực: Thiết bị mạng và nhà máy điện

Nội dung tài liệu:

Luận văn này tập trung vào việc nghiên cứu bài toán tối ưu hóa công suất phát của hệ thống chuyển đổi năng lượng gió. Năng lượng gió đang ngày càng phát triển nhanh chóng và có tiềm năng cung cấp một phần đáng kể nhu cầu điện của thế giới. Do đặc tính nguồn cung cấp vô tận và miễn phí, việc khai thác tối đa công suất là yêu cầu thiết yếu để nâng cao hiệu quả khí động học của hệ thống phát điện gió.

Nghiên cứu trình bày một thuật toán điện khai thác tối ưu thông qua việc lựa chọn hệ số công suất tối ưu cho tuabin gió. Hệ thống được xem xét bao gồm tuabin gió và máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSG) kết nối với lưới điện. Các mô phỏng sử dụng Matlab/Simulink cho thấy rằng công suất khai thác của hệ thống luôn được duy trì ở mức tối ưu dưới các tốc độ gió khác nhau, khẳng định tính hiệu quả của thuật toán được đề xuất.

Mục lục chi tiết:

• Lời cam đoan
• Lời cảm ơn
• Tóm tắt
• Abstract
• Mục lục
• Danh từ viết tắt
• Danh mục các bảng
• Danh mục các biểu đồ, đồ thị, sơ đồ, hình ảnh
• Chương 1: Giới thiệu
• 1.1. Giới thiệu
• 1.2. Cấu trúc của luận văn
• 1.3. Kết luận
• Chương 2: Tổng quan các nghiên cứu điều khiển tối ưu công suất phát của hệ thống điện gió
• 2.1. Giới thiệu
• 2.2. Tổng quan các nghiên cứu điều khiển tối ưu công suất phát của hệ thống điện gió
• 2.3. Kết luận
• Chương 3: Hệ thống điện năng lượng gió
• 3.1. Giới thiệu
• 3.2. Năng lượng gió
• 3.3. Phân bố gió
• 3.4. Hệ thống điện năng lượng gió
• 3.4.1. Tháp gió
• 3.4.2. Tuabin gió
• 3.4.2.1. Kiểu tuabin gió
• 3.4.2.2. Số cánh của turbine gió
• 3.4.2.3. Công suất tuabin
• 3.4.3. Máy phát điện
• 3.4.4. Bộ phận cơ khí điều chỉnh sự di chuyển sang trái hoặc phải của tuabin gió
• 3.4.5. Hộp số
• 3.4.6. Bộ biến đổi điện tử công suất
• 3.5. Phân loại hệ thống chuyển đổi năng lượng gió
• 3.5.1. Tuabin gió tốc độ không đổi với máy phát điện không đồng bộ
• 3.5.2. Tuabin gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng bộ rotor lồng sóc hoặc máy phát điện đồng bộ
• 3.5.3. Tuabin gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng bộ nguồn kép
• 3.6. Điều khiển sức mạnh khí động học của gió
• 3.7. Khí động học ảnh hưởng đến việc nhận năng lượng gió của tuabin
• 3.8. Hiệu suất của rotor và hệ thống tuabin gió
• 3.9. Chuyển đổi khí động học
• 3.10. Đường cong năng lượng lý tưởng của tuabin gió
• 3.11. Kỹ thuật điều khiển các bộ biến đổi công suất sử dụng trong hệ thống điện gió
• 3.11.1. Vai trò của các bộ biến đổi công suất
• 3.11.2. Các bộ biến đổi công suất sử dụng trong hệ thống năng lượng gió
• 3.11.2.1. Bộ biến đổi AC/DC
• 3.11.2.2. Bộ biến đổi DC/DC
• 3.11.2.3. Bộ biến đổi tần số
• 3.11.2.4. Bộ khởi động mềm
• 3.11.2.5. Hệ thống tụ điện
• 3.12. Kết nối và vận hành hệ thống tuabin gió với lưới điện
• 3.12.1. Kết nối tuabin gió với lưới
• 3.12.2. Vận hành hệ thống tuabin gió kết nối lưới
• 3.13. Kết luận
• Chương 4: Điều khiển tối ưu công suất phát của hệ thống điện gió
• 4.1. Giới thiệu
• 4.2. Sự chuyển đổi năng lượng gió và hiệu suất rotor
• 4.3. Điều khiển hiệu suất rotor (Tip Speed Ratio – TSR)
• 4.4. Điều khiển moment tối ưu
• 4.5. Điều khiển hồi tiếp tín hiệu công suất
• 4.6. Điều khiển nhiễu loạn và giám sát
• 4.7. Mô hình toán của máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu
• 4.8. Kết luận
• Chương 5: Mô phỏng và các kết quả
• 5.1. Giới thiệu
• 5.2. Mô phỏng điều khiển tối ưu công suất phát
• 5.3. Kết quả mô phỏng
• 5.3.2. Trường hợp 2
• 5.4. Kết luận
• Chương 6: Kết luận và hướng phát triển cho tương lai
• 6.1. Kết luận
• 6.2. Hướng phát triển tương lai
• Tài liệu tham khảo