Mô phỏng máy phát điện tuabin gió PMSG sử dụng phần mềm PSIM

Do đó, nhóm nghiên cứu mô phỏng hoạt động của máy phát điện tuabin gió PMSG công suất 2 MW nhằm giúp cho các nhà nghiên cứu có thêm kiến thức về loại máy phát điện này.

Các tác giả trình bày về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy phát điện tuabin gió PMSG. Việc thiết kế các bộ điều khiển được thực hiện sau đó.

Kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM với các trường hợp vận hành khác nhau sẽ minh họa hoạt động của máy phát điện tuabin gió PMSG cũng như hiệu quả của bộ điều khiển vừa thiết kế.

Máy phát điện gió nam châm vĩnh cửu là một xu hướng mới trong công nghiệp điện gió do có nhiều ưu điểm vượt trội như có thể chế tạo với số cực từ lớn nên không cần hộp số, khoảng tốc độ quay rộng, hiệu suất và độ bền cao, không cần dòng kích từ và ít yêu cầu bảo trì thường xuyên.

Tương tự với các loại máy phát điện gió khác, việc thiết kế bộ điều khiển là không thể thiếu trong hệ thống máy phát điện tuabin gió PMSG không sử dụng hộp số. Bộ điều khiển và bộ chuyển đổi điện phải được tối ưu để nâng cao hiệu suất và độ bền của hệ thống.

Bên cạnh đó, bộ tìm điểm công suất cực đại cũng được kết hợp với bộ điều khiển để điều chỉnh công suất và giữ tốc độ quay tuabin ở giá trị tối ưu. Ngoài ra, bộ điều chỉnh góc lệch cánh cũng là một phần không thể thiếu để điều chỉnh tốc độ quay của tuabin.

Nhóm nghiên cứu đã trình bày cấu tạo cơ bản và nguyên lý hoạt động của hệ thống máy phát điện tuabin gió PMSG.

Để thu được công suất cực đại từ một tốc độ gió cố định, bộ điều khiển tìm điểm công suất cực đại đã được thiết kế.

Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng đã thiết kế được các bộ điều khiển dòng điện, bộ điều khiển công suất và bộ điều khiển điện áp liên kết DC cho bộ chuyển đổi AC-DC-AC.

Nhằm kiểm tra hoạt động của hệ thống máy phát điện tuabin gió PMSG, kết quả mô phỏng trên phần mềm PSIM được thực hiện trong trường hợp tốc độ gió thay đổi tương ứng với điều kiện vận hành trong thực tế.

Kết quả mô phỏng đã cho thấy hệ thống điều khiển của máy phát điện tuabin gió PMSG hoạt động tốt và ổn định trong điều kiện tốc độ gió thay đổi. Đáp ứng của dòng điện, điện áp liên kết DC và công suất luôn bám theo giá trị tham chiếu của chúng. Điều này chứng minh được hiệu quả của hệ thống điều khiển máy phát điện tuabin gió PMSG được thiết kế.