Luận án Nghiên cứu hệ thống phát điện gió – diesel nhằm nâng cao mức thâm nhập điện gió với lưới cô lập

phía roto của DFIG. 
2.6. Đề xuất sử dụng tuabin giĩ cĩ tích hợp khớp ly hợp điện từ nhằm 
đạt mức thâm nhập điện giĩ tối đa 
 Qua kết quả nghiên cứu các chế độ vận hành của hệ thống phát điện giĩ (sử dụng 
DFIG) kết hợp với diesel trong trường hợp khơng cĩ thiết bị phụ trợ thì khơng thể 
khơng vận hành máy phát điện diesel. Do đĩ nhiều nghiên cứu (điển hình [19,60]) đã 
đề xuất nên sử dụng thêm thiết bị phụ trợ. 
  9  
  10  
 Như vậy cần cĩ giải pháp mới nhằm 
 Jwt 
 Hộp số Khớp ly hợp 
hướng đến việc thiết kế một kiểu tuabin giĩ ωls điện từ 
 ωhs1 ωhs2 SCIG/ 
 1:N Lưới 
 g SG/PMSG/ 
 ωg cơ lập 
chuyên dụng cho lưới cơ lập trong tương lai. Twt ω DFIG 
 hs Tg 
2.6.1. Đề xuất giải pháp i u 
 Pt, cosφ, 
 Đề xuất giải pháp dùng chính quán tính β P Điều U, f. 
 Điều khiển gĩc khiển 
 nghiêng cánh 
quay của phần tuabin đĩng vài trị như bánh P, Q. 
đà, khơng cắt giảm cơng suất cơ trên cánh Hình 2.25 Đề xuất cấu trúc của tuabin giĩ tích hợp 
nếu chưa quá tốc, sử dụng khớp ly hợp điện khớp ly hợp điện từ. 
từ (EMC) nối với trục roto của máy phát để 
 Bwt 
điều khiển quá trình nhận tải của tuabin giĩ. Hộp số ω T 
 ωwt 
Cấu trúc của tuabin giĩ tích hợp EMC được 1:Ng 
 Tls EMC Bg 
mơ tả trên Hình 2.25. Jwt ωhs2 Tg 
 ωhs1 
 Jg 
 Khi trạm điện giĩ phát cơng suất phản ωls 
 Twt Ths1 T 
kháng (Q ) chưa đủ cho phụ tải thì các máy hs2 ωg 
 1 Kg 
 Tuabin 
phát đồng bộ trong trạm điện diesel sẽ phát Kwt Máy phát 
bù. Việc phát Q2 trong trạm điện diesel thực Hình 2.26 Mơ hình động học hệ cơ cĩ tích hợp EMC. 
hiện như sau: nếu trạm điện giĩ phát cơng 
suất tác dụng (P1) đủ cho phụ tải thì các máy điện đồng bộ ở trạm diesel hoạt động ở 
chế độ động cơ bù đồng bộ (nhận Pdsdc để quay roto và phần quay của máy diesel với 
các xupap mở, đồng thời điều chỉnh bộ kích từ để phát Qdsdc); Nếu trạm điện giĩ phát 
P1 khơng đủ cho phụ tải thì các máy điện đồng bộ ở trạm diesel hoạt động ở chế độ 
máy phát (phát Pdsmf và Qdsmf). 
2.6.2. Phân tích và xây dựng mơ hình tốn 
♦ Quá trình động học trong tuabin giĩ được đề xuất 
 Phương trình động học trong tuabin (2.112) và trong roto máy phát (2.113). 
 d
 Jwt T K  B  dt T (2.112) 
 wtdt wt wt wt wt wt ls
 d
 Jg T K  B  dt T (2.113) 
 gdt hs2 g g g g g
 Trong đĩ: Jwt, Jg – momen quán tính tuabin, máy phát; ωwt, ωg – tốc độ quay tuabin, 
máy phát; Twt, Tg, Tls, Ths2 – momen trên trục tuabin, trục máy phát, trục tốc độ thấp, 
trục tốc độ cao phía đầu ra của EMC; Kwt, Kg – hệ số cản nhớt trên trục tuabin, máy 
phát; Bwt, Bg – hệ số cản khơ của mơi trường ảnh hưởng lên phần quay của tuabin, 
máy phát; Các chỉ số dưới wt, g, ls, hs để chỉ thơng số của tuabin, máy phát, trục tốc 
độ thấp, trục tốc độ cao. 
 Phương trình truyền năng lượng trong một đơn vị thời gian qua EMC. 
 PPTThs1 hs2  hs1 hs1  hs2 hs2 (2.114) 
 Trong đĩ: Phs1, ωhs1, Ths1 – cơng suất, tốc độ, momen phía đầu vào EMC; Phs2, ωhs2 
– cơng suất, tốc độ phía đầu ra EMC. 
 Từ phương trình động học của tuabin (2.112) viết lại được phương trình (2.115). 
Phương trình này mơ tả khối Gwt. 
 dwt1 K wt B wt
 Twt T ls  wt  wt dt (2.115) 
 dt Jwt J wt J wt
  10  
  11  
 Sau khi quy đổi các phương trình trên về 
 +∞ 
 Twt (pu) ωhs1 (pu) 
hệ đơn vị tương đối luận án đã xây dựng Gwt 
 + Ng 
được mơ hình truyền động cho tuabin giĩ cĩ – 0 
 Tls Ths1 
tích hợp EMC như Hình 2.27. Trong đĩ: hệ 1/Ng Ng ÷ 
 Kemc 
số Kemc thể hiện sự trượt trong khớp điện từ + Phs2=Phs1 
 Pwt 
 u1 
 u1 
khi cĩ biến động thơng số đầu vào; Phs2đặt (pu) + Ths2 
 ÷ 
 + Tg 
 2 2 0 d
H  J / (2S ) và x'  x. / S với ω0 và Kemc 2H 
 0 cb 0 cb dt g
 + – 
 u1 + 
 u1 K’g 
S là tốc độ và cơng suất cơ bản. ωhs1 (pu) + 
 cb + ωhs2 + 
 d B’ 
 ωg (pu) C g
♦ Đáp ứng động học khi tốc độ giĩ biến 0 dt
thiên và cĩ nhiễu động Hình 2.27 Mơ hình truyền động trong tuabin giĩ tích 
 hợp khớp ly hợp điện từ. 
 Khi năng lượng thu được của tuabin (Ewt) 
lớn hơn năng lượng chuyển thành điện năng 
(Eg) thì phần dư (∆Ewt = Ewt-Eg) làm cho tốc độ quay của tuabin tăng từ ωg lên ωhs1 – 
tính theo (2.117). Năng lượng dự trữ trong tuabin được tính theo cơng thức (2.116). 
 1
 E (P P ) t J ( 22  ) (2.116) 
 wt wt max g2 wt hs1 g
 với Pwtmax là cơng suất tuabin thu nhận được tối ưu theo Cp(λ,β). 
 2E E
  wt 2 t wt
 hs1 g (2.117) | P P | (2.118) 
 Jwt wt max3 g
 Giả sử tốc độ giĩ giảm xuống giá trị V3, khi đĩ Pwtmax3 bé hơn cơng suất cần phát 
Pg do phụ tải yêu cầu thì năng lượng thừa trong tuabin sẽ giải phĩng trong thời gian 
∆t – tính theo (2.118). Đây chính là thời gian đảm bảo cơng suất đầu ra ổn định khi 
cĩ sự giảm tốc độ giĩ trong khoảng thời gian trên. 
2.6.3. Điều kiện để cĩ mức thâm nhập điện giĩ tối đa 
 Với cơng suất phụ tải Pt và Qt=Pt.tanφt, để đảm bảo trạm điện giĩ làm việc thường 
xuyên ở mức thâm nhập 100 %Pt thì cần thỏa mãn điều kiện: 
 3
 V
 N
 Pwlapdat N wlapdat P wN P t 1 K Q tan t P dpmin P t .max ,1 (2.122) 
 V
 tb
 Trong đĩ, VN, Vtb – tốc độ giĩ danh định của tuabin và tốc độ giĩ trung bình của 
khu vực lắp đặt; KQ – hệ số biến đổi cơng suất tác dụng thành cơng suất phản kháng 
của máy bù đồng bộ; ∆Pt – tổng tổn thất cơng suất. 
2.7. Tổng kết chương 
 Trong chương này luận án đã tổng hợp và kế thừa các nghiên cứu trước để lập nên 
mơ hình tốn cho hệ thống phát điện hỗn hợp giĩ – diesel với lưới cơ lập. 
 Các kết quả đạt được trong chương: 
1. Luận án đã đề xuất cấu trúc điều khiển chung và thuật tốn vận hành hệ thống phát 
 điện hỗn hợp giĩ – diesel trong lưới cơ lập một cách cụ thể. Cấu trúc điều khiển và 
 thuật tốn này điều chỉnh hệ thống theo hướng khai thác tối đa khả năng của trạm 
 điện giĩ mà vẫn thỏa mãn các điều kiện ràng buộc trong vận hành. 
2. Xuất phát từ thực tế hầu hết các hệ thống phát điện hỗn hợp giĩ diesel trong lưới 
 cơ lập đều cần thiết bị phụ trợ để nâng cao mức thâm nhập điện giĩ, đồng thời kết 
  11  
  12  
 hợp với ý tưởng của các nghiên cứu [70,71,72], luận án đã đề xuất cấu trúc tuabin 
 giĩ chuyên dụng cho lưới cơ lập trong tương lai. Từ đĩ, luận án đề xuất phương 
 thức vận hành hiệu quả hệ thống phát điện hỗn hợp giĩ – diesel trong lưới cơ lập 
 với tuabin giĩ cĩ tích hợp EMC. Giải pháp vận hành này cho phép tận dụng tối đa 
 khả năng của trạm điện giĩ. 
Chương 3. NGHIÊN CỨU TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG PHÁT 
 ĐIỆN HỖN HỢP GIĨ – DIESEL VỚI LƯỚI CƠ LẬP 
3.1. Đặt vấn đề 
 Giĩ là một nguồn năng lượng tự nhiên cĩ sự thay đổi bất định nên dẫn đến những 
biến động về cơng suất phát của trạm điện giĩ. Trong các lưới cơ lập, thì những dao 
động năng lượng này ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng điện năng, thậm chí làm mất 
ổn định hệ thống. 
 Xuất phát từ thực tế ở đảo Phú Quý, các nhà quản lý khơng tin tưởng vào khả năng 
vận hành ổn định của hệ thống phát điện hỗn hợp giĩ – diesel, nên chỉ cho phép vận 
hành hệ thống này với tỷ lệ phát điện giĩ – diesel là 50% – 50% [5,19,60]. Do vậy, 
chương này tập trung khảo sát, xác định các yếu tố ảnh hưởng mạnh đến tính ổn định 
của hệ thống phát điện hỗn hợp giĩ – diesel khơng cĩ thiết bị phụ trợ trong lưới cơ 
lập. Từ đĩ đề xuất các giải pháp phù hợp nhằm vận hành ổn định hệ thống và cĩ thể 
nâng cao được mức thâm nhập điện giĩ. 
 Với chương này cũng như trong tồn bộ luận án, hệ thống phát điện hỗn hợp giĩ – 
diesel ở đảo Phú Quý được chọn làm đối tượng để khảo sát và kiểm tra. 
3.2. Phương pháp tính tốn khảo sát về ổn định 
 Từ các thơng số về lưới và hệ thống phát điện luận án xây dựng mơ hình tốn ứng 
với các chế vận hành. Sau đĩ kết hợp với các số liệu về phụ tải và tốc độ giĩ để tính 
tốn kiểm tra tính ổn định của hệ. 
3.3. Kết quả khảo sát ở chế độ xác lập 
3.3.1. Các đặc tính vận hành ở chế độ xác lập 
3.3.2. Xác định thơng số ảnh hưởng mạnh đến ổn định tĩnh 
 Trong mục 3.3.2 giả sử số lượng máy phát tham gia vận hành là khơng thay đổi. 
Mục đích của việc giả sử này là để dễ xác định các yếu tố ảnh hưởng mạnh tới sự mất 
ổn định của hệ thống. 
 Theo kết quả trong luận án thấy rằng 22
 x 10
 3 Phát Q1 
hệ hồn tồn ổn định với mọi khả năng cĩ S1=P1+jQ1 
 2 cosφS1 = 0.90 
thể phát của trạm điện giĩ. Như đã biết, cosφS1 = 0.80 
 cosφ = 0.95 
 1 S1
 an
 cosφS1 = 0.98 
việc tăng điện kháng trên đường truyền Ổn định
 0 cosφS1 = 0.995 
tải điện sẽ làm giảm tính ổn định của hệ. Không ổn định cosφS1 = 1.00 
 -1 cosφS1 = 0.98 
Như vậy để cĩ thể đánh giá ảnh hưởng cosφS1 = 0.90 
 cosφS1 =0.80 
 -2
của các thơng số cịn lại đến tính ổn định 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 Nhận Q1 
 P1(W) 6 S =P –jQ 
 x 10 1 1 1
của hệ ta giả sử lắp đặt thêm cuộn kháng 
vào đầu đường dây cĩ giá trị lớn đến mức Hình 3.8 Khảo sát an với tải từ Pt = 6,0 MW, cosφt=0,87 
 và P1 = 0,0 ÷ 6,0 MW. 
cĩ hiện tượng khơng ổn định. 
  12  
  13  
 Từ kết quả trên Hình 3.8 ta thấy nếu trạm điện giĩ phát thêm cơng suất phản kháng 
S1=P1+j.Q1 với cosφS1 = 0,995 trở đi (theo chiều mũi tên) thì hệ thống làm việc hồn 
tồn ổn định. Dù rằng khi xem xét ở giá trị cosφS1 rất thấp theo hướng phát cơng suất 
phản kháng thì cĩ xảy ra mất ổn định, nhưng lúc này Q1 rất lớn, đây là điều khơng thể 
cĩ trong hệ thống phát điện giĩ sử dụng DFIG. 
 Nghiên cứu [63] đã khẳng định rằng điều khiển thành phần điện áp theo trục d trên 
roto của DFIG cĩ thể phát được cơng suất phản kháng vào lưới. 
3.3.3. Xác định giới hạn của các thơng số ảnh hưởng mạnh đến ổn định 
tĩnh 
 4 S1 0.8
 Miền ổn định
 (pu) 3 0.6
 3
 cosφ
 1
 1
 S
 X Miền không ổn định
 2  0.4
 Miền không ổn định
 1 cos 0.2
 Miền ổn định
 0 0
 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
 P (pu) P (pu)
 t t 
 Hình 3.12b Đường cong giới hạn ổn định theo thơng số Hình 3.13 Đường giới hạn ổn định theo thơng số cosφS1 
 (b) điện kháng truyền tải của trạm điện giĩ. ứng với trạm điện giĩ nhận cơng suất phản kháng. Đơn 
 Đơn vị pu theo cơng suất cơ bản 6 MVA. vị pu theo cơng suất cơ bản 6 MVA. 
3.4. Kết quả khảo sát ổn định ứng với các trường hợp vận hành đặc 
trưng3 
 0,25
♦ Vận hành hệ thống khi khơng cĩ giĩ tcc (s)
 0,2
 0,184 s
 Trở kháng tương đương của nguồn phát 0,15 0,179 s 0,175 s 0,173 s
giảm khi kết nối thêm máy diesel. Nên làm 0,1
 Diesel, t2ccmin=0,173 s
cho thời gian cắt tới hạn tăng theo kiểu nhảy 0,05
 0
cấp như Hình 3.14c. Pt (kW)
 500
 600
 700
 800
 900
 1000
 1100
 1200
 1300
 1400
 1500
 1600
 1700
 1800
 1900
 2000
 2100
 2200 
♦ Vận hành hệ thống khi giĩ cĩ tốc độ Hình 3.14c Khảo sát xác định thời gian cắt tới 
trung bình 9m/s hạn tcc khi khơng cĩ giĩ. 
 1,2 t (s)
 Qua so sánh các trường hợp khảo sát cho 1 cc Điện giĩ
thấy khả năng ổn định quá độ của trạm diesel 0,8 Diesel
 0,6 0,657 s
 t1ccmin=0,646 s
 0,4
trong trường hợp vận hành độc lập là kém t2ccmin=0,177 s
 0,2 0,198 s
nhất. 0
 P (kW)
3.5. Phân tích và đề xuất giải pháp t
 500
 3000
 1500 2000 2500 3500 4000 4500 5000
 1000 
nâng cao ổn định Hình 3.16e Khảo sát xác định thời gian cắt tới 
 Qua phân tích và so sánh cho thấy nên chọn hạn tcc với tốc độ giĩ 9m/s. 
phương pháp cắt nhanh trước thời gian 
173ms, đồng thời lắp đặt thêm tụ bù để nâng cao ổn định và giảm tổn thất điện năng 
cũng như giảm sụt áp trong truyền tải. 
3.6. Tổng kết chương 
 Các kết quả mới đạt được trong chương: 
1. Qua các phân tích trong chương xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến tính ổn 
 định của hệ thống, bao gồm: điện kháng truyền tải cĩ vai trị quyết định; khả năng 
 phát cơng suất phản kháng của các máy phát cĩ ảnh hưởng mạnh đến ổn định tĩnh; 
 khả năng cắt nhanh của các máy cắt mang tính quyết định đến ổn định quá độ. 
 3 Từ mục này trở đi việc khảo sát ổn định được thực hiện với số lượng máy phát cĩ sự thay đổi phụ thuộc vào quá 
trình vận hành. 
  13  
  14  
2. Khuyến nghị đối với hệ thống phát điện hỗn hợp giĩ – diesel ở đảo Phú Quý: 
 * Lắp đặt các thiết bị truyền tải sao cho tổng điện kháng từ nguồn đến tải nhỏ hơn 
 0,518 pu nhằm đảm bảo tính ổn định của hệ thống. 
 * Khơng nên thiết lập trạm điện giĩ vận hành ở chế độ nhận cơng suất phản kháng 
 nhiều hơn mức tương ứng với cosφS1 = 0,8. Ngược lại, nên vận hành trạm điện 
 giĩ ở chế độ phát cơng suất phản kháng phù hợp với khả năng của loại tuabin giĩ 
 (V80–2MW cho phép phát cơng suất phản kháng với cosφS1=0,98). 
 * Lắp đặt máy cắt cĩ khả năng cắt ngắn mạch nhanh và cài đặt thời gian cắt nhỏ 
 hơn 173 ms đối với phía trạm điện diesel, nhỏ hơn 500 ms đối với phía trạm điện 
 giĩ nhằm đảm bảo ổn định quá độ của hệ thống. 
 * Ngồi ra, nên lắp đặt thêm tụ bù trên lưới để giảm cơng suất phản kháng mà trạm 
 diesel phải phát và giảm tổn thất cơng suất cũng như giảm sụt áp trong truyền tải, 
 đồng thời nâng cao tính ổn định của hệ thống. 
3. Luận án cũng khuyến nghị sử dụng chương trình tính tốn trong chương này để 
 xác định thời gian cắt tới hạn của các hệ thống điện cơ lập tương tự nhằm đảm bảo 
 vận hành các hệ thống đĩ luơn ổn định. 
 Chương 4. NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH 
 HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN HỖN HỢP GIĨ – DIESEL TRONG 
 LƯỚI CƠ LẬP 
4.1. Đặt vấn đề 
 Mục tiêu của chương này là nghiên cứu áp dụng các giải pháp nhằm khai thác tối 
đa năng lượng giĩ mà vẫn đảm bảo các điều kiện ràng buộc trong vận hành hệ thống 
hỗn hợp giĩ – diesel với lưới cơ lập. 
4.2. Áp dụng thuật tốn điều khiển chung cho hệ thống phát điện hỗn 
hợp giĩ – diesel trên đảo Phú Quý 
♦ Mơ phỏng quá trình điều khiển chung cho cả hệ thống 
 N N
 V (m/s) N (máy) w ds
 10 4 
9.5 3
 2
 9 1
8.5 0 
 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12
 Thời gian (s) Thời gian (s) 
 Hình 4.2 Biểu đồ tốc độ giĩ trong mơ phỏng. Hình 4.3 Số lượng máy phát tham gia vận hành. 
 P P P
 1 2 t Q Q Q
 P (MW) Q (MVAr) 1 2 t
 2 1 
1.5
 0.5
 1
0.5 0
 0 -0.5 
 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12
 (a) Thời gian (s) (b) Thời gian (s)
 Hình 4.4 Biểu đồ phát cơng suất tác dụng (a) và cơng suất phản kháng (b) của hai trạm điện. 
 F (Hz) U (pu)
50.1 f 1abc
 1
 50 0
 -1
49.9
 0 2 4 6 8 10 12 4 4.05 4.1 4.15 4.2 4.25 4.3
 Thời gian (s) Thời gian (s) 
 Hình 4.6 Biểu đồ tần số trên lưới. Hình 4.7 Biểu đồ dạng sĩng của điện áp phía trạm điện giĩ. 
  14  
  15  
 Trên Hình 4.4 xuất hiện một số điểm nhấp nháy về cơng suất do hiện tượng huy 
 động thêm hoặc cắt giảm máy phát trong hai trạm điện. Các dao động về tần số cũng 
 xảy ra vào thời điểm này (Hình 4.6). Khi đĩ hệ thống điều khiển chung sẽ điều chỉnh 
 để cơng suất các máy tham gia vận hành trong vùng giới hạn của mỗi máy. Sau đĩ, 
 thuật tốn điều khiển sẽ điều chỉnh để các máy phát diesel bám lấy mức cơng suất 
 thấp nhất, các tuabin giĩ bám theo mức cơng suất cao nhất cĩ thể. 
 Trong quá trình vận hành các tuabin giĩ được huy động với số lượng nhiều nhất cĩ 
 thể. Ngược lại, huy động số máy phát trong trạm điện diesel ít nhất cĩ thể để vừa đủ 
 đảm bảo dự trữ quay và cung cấp cơng suất phản kháng. Với mức thâm nhập cao các 
 chỉ tiêu về chất lượng tần số và điện áp hồn tồn tốt so với tiêu chuẩn vận hành hiện 
 nay (Hình 4.6 và Hình 4.7). 
 ♦ Trường hợp vận hành 24 giờ trong ngày 
 Việc áp dụng cấu trúc điều khiển đã đề xuất cho hệ thống phát điện hỗn hợp trên 
 đảo Phú Quý được thực hiện với ngày 13/7/2014, biểu đồ phụ tải như Hình 4.16, biểu 
 đồ giĩ như Hình 4.11b. 
 Kết quả khảo sát cho thấy, vào thời điểm giĩ cĩ tốc độ cao trạm điện giĩ cung cấp 
 phần lớn cơng suất cho phụ tải, chỉ phải huy động cơng suất từ trạm diesel nhiều vào 
 thời điểm giĩ thấp (Hình 4.16). Vào thời điểm giĩ thấp lượng cơng suất dự trữ quay 
 trên hệ thống chủ yếu do trạm điện diesel đảm nhiệm. 
 Vào thời điểm sau 23 giờ, mặc dù giĩ cĩ tốc độ cao nhưng phải cắt giảm số tuabin 
 giĩ xuống cịn một tuabin vận hành chung với một máy phát trong trạm điện diesel 
 (Hình 4.12) vì phụ tải giảm thấp. Trong trường hợp này khơng thể tạm ngừng vận 
 hành trạm điện diesel vì một số lý do sau: các máy phát diesel được trang bị ở đây cĩ 
 chức năng thích ứng với sự thay đổi của phụ tải tốt, trong khi các tuabin giĩ thì ngược 
 lại vì cĩ quán tính lớn; trạm điện diesel V (m/s)
 14
 được vận hành để đảm bảo dự trữ quay 12
 10
 mức tối thiểu cho hệ thống và đảm nhiệm V (m/s) 8
 6
 vai trị chính trong việc cung cấp cơng 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
 Thời gian (giờ) 
 suất phản kháng cho phụ tải vì khơng cĩ Hình 4.11b Biểu đồ tốc độ giĩ trên đảo Phú Quý ngày 
 thiết bị bù trên lưới. Vào thời điểm trước 13/7/2014. 
 3 giờ cũng vận hành tương tự. 
 Q Q Q
 N N 1 2 t
 N (máy) w ds Q (kVAr)
 4 1200 
 1000
 3 800
 2 600
 400
 1 Q (kVAr)
 200
 0 0 
 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
 Thời gian (giờ) Thời gian (giờ) 
 Hình 4.12 Số lượng máy phát tham gia vận hành. Hình 4.14 Biểu đồ phát cơng suất phản kháng của hai 
 trạm điện. 
 P P P P /P , P /P (%) P /P P /P
 P (kW) 1 2 t 1 t 2 t 2 t 1 t
 2000 100 
 1500 80
 (%) 60
 1000 t
 /P 40
 1
P (kW) 500
 P 20
 0 0 
 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
 Thời gian (giờ) Thời gian (giờ) 
 Hình 4.16 Biểu đồ phát cơng suất tác dụng của hai trạm Hình 4.17 Biểu đồ biểu diễn tỷ lệ phát cơng suất tác 
 điện. dụng của hai trạm điện. 
  15  
  16  
 Nhìn chung, kết quả khảo sát cho thấy mức thâm nhập điện giĩ trung bình khoảng 
 80%Pt (Hình 4.17). Theo kết khảo sát với ngày 13/7/2014 trạm điện giĩ cung cấp 
 79,88% điện năng tiêu thụ cả đảo. Trong khi đĩ theo số liệu thực tế cùng ngày trạm 
 điện diesel đã phát 82,3% tổng điện năng tiêu thụ trên đảo. Đây là một lợi ích đáng kể 
 nếu áp dụng giải pháp đã đề xuất vào thực tế. 
 4.3. Khảo sát với tuabin giĩ cĩ tích hợp khớp ly hợp điện từ 
 4.3.1. So sánh mơ hình đề xuất với mơ hình mẫu 
 Sau khi tích hợp EMC vào tuabin giĩ và giữ nguyên lưới điện đã cĩ như trong mơ 
 hình mẫu (trong [68]) thì được mơ hình trình bày ở Hình 4.18. Biểu đồ giĩ dùng cho 
 khảo sát trong các mơ hình ở mục này như Hình 4.19. 
 Trên Hình 4.22 cho thấy cĩ lúc cơng suất nhận vào của tuabin Pwt bé hơn cơng suất 
 phát ra Pg. Hiện tượng này chính là hiệu quả của việc lưu trữ năng lượng thừa nhờ 
 EMC. Từ kết quả khảo sát trên Hình 4.23 cho thấy khi tích hợp EMC vào hệ thống 
 thì chất lượng tần số, điện áp và dao động cơng suất cấp cho phụ tải được cải thiện 
 đáng kể. 
 Mo hinh tich hop khop dien tu vao tuabin gio tren co so mo hinh mau Tốc độ gió (m/s)
 "Wind-Turbine Asynchronous Generator in an Isolated Network" cua phan mem Matlab 16
 14
 m [Tg] Tm 
 12
 0 Pm wr
 A aA aA A 10
 0 kW m
 B bB bB B 8
 Te
 Vf _ 6
 C c C c C C Thời gian (s)
 4
 Synchronous Condenser SC WTAsynchronous Generator 0 2 4 6 8 10
 A
 B
 480V 300kVA C 480V 275kVA 
 PF Correction
 Excitation Capacitor Hình 4.19 Biểu đồ tốc độ giĩ dùng trong 
 75 kvar [Twt] Twt (pu)
 Vf m
 Beta (deg) [Beta]
 [w_hs1] w_hs1 (pu) các mơ hình mơ phỏng. 
 P
 Bo dieu khien goc nghieng canh P (pu) g
 Continuous 1.5 
 a
 b
 Load c P
 A
 B [Twt] T_wt (pu)
 C w t
 Tg (pu) [Tg]
 pow ergui wr wg (pu) 1
 a A
 Pwref Pwref (pu)
 b B w_hs1 (pu) [w_hs1]
 f f (Hz)
 c C 0.5
 Khau truyen dong co tich hop EMC
 3-Phase Breaker
 A
 B
 C
 A
 B
 C Thời gian (s)
 [w_hs1] Generator speed (pu) 0 
 Load Main Load 0 2 4 6 8 10
 [Beta] Pitch angle (deg) Tm (pu) -1 [Twt] 
 25 kW 50 kW
 Wind speed (m/s) Hình 4.22 Biến động cơng suất vào tuabin 
 Consumer Load
 Toc do gio (m/s) Tuabin gio và cơng suất ra của máy phát trong mơ 
 Hình 4.18 Mơ hình tích hợp khớp ly hợp điện từ vào tuabin giĩ. hình tích hợp EMC vào tuabin giĩ. 
 Pt (kW) Pt (kW)
 90 80
 80Vabc_SC
 Vabc (pu) P_WT 70
 [Iabc_SL] P Wind Turb. (kW) [Pe]
 Iabc Sec. Load (pu/275 kVA) P_SL
 70 P Sec. Load (kW) [Pt]
 f P_Load
 Frequency (Hz) P Main Load (kW) [Tg] 60
 Q_SC
 60 wr Q Sy nch. Condenser (kv ar)
 ASM speed (pu) [Twt]
 Scope1 Power Thời gian Scope2(s) Thời gian (s)
 50 Computation 50 Scope
 0 2 4 6 8 10
 0 2 Freq 4 Te 6 |u| 8 10 
 F (Hz)
 Vabc_WTf [Pe] [Pitch_deg] Ff (Hz)
 62 Vabc(pu) wt wr Abs 50