Khắc phục và chẩn đoán lỗi cho biến tần đa mức trong hệ PV công suất lớn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

25
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để nâng cao độ tin cậy cho biến tần, nhóm đề xuất phương pháp khắc phục và chẩn đoán lỗi hở mạch van bán dẫn. Phương pháp chẩn đoán đảm bảo chính xác vị trí lỗi, nhanh và đơn giản. Việc khắc phục lỗi sử dụng thuật toán điều chế vector không gian tổng quát áp dụng với biến tần có số mức bất kì.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khắc phục và chẩn đoán lỗi cho biến tần đa mức trong hệ PV công suất lớn

CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION TEN KHẮC PHỤC VÀ CHẨN ĐOÁN LỖI CHO BIẾN TẦN ĐA MỨC TRONG HỆ PV CÔNG SUẤT LỚN Trương Việt Hoàng (1), Nguyễn Văn Cao (1), TS. Vũ Hoàng Phương (1) Sinh viên bộ môn Tự động hóa Công nghiệp, Viện Điện, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tác giả liên hệ: Hoang.tv161726@sis.hust.edu.vn TÓM TẮT Thế kỷ 21, các bộ nghịch lưu đa mức được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống năng lượng tái tạo, đặc biệt là cấu trúc cầu H nối tầng. Để nâng cao độ tin cậy cho biến tần, nhóm đề xuất phương pháp khắc phục và chẩn đoán lỗi hở mạch van bán dẫn. Phương pháp chẩn đoán đảm bảo chính xác vị trí lỗi, nhanh và đơn giản. Việc khắc phục lỗi sử dụng thuật toán điều chế vector không gian tổng quát áp dụng với biến tần có số mức bất kì. Từ khóa: Nghịch lưu đa mức nối tầng cầu H, lỗi hở mạch, chẩn đoán lỗi, khắc phục lỗi, điều chế vector không gian 1. GIỚI THIỆU Nghịch lưu đa mức nối tầng cầu H được dẫn dòng khi được cấp tín hiệu điều khiển. sử dụng rộng rãi trong các hệ thống năng Trong bài báo này sẽ tập trung giải quyết lượng tái tạo, nhờ ưu điểm giảm điện áp các vấn dề do sự cố hở mạch gây ra cho đặt lên các linh kiện bán dẫn, có thể tạo ra biến tần. Bên cạnh đó, CMV gây ra những điện áp gần như sin từ các nguồn DC cách ảnh hưởng tiêu cực trong hệ thống. Để ly lấy từ các tấm PV. Với việc tăng số mức, giải quyết các vấn đề trên, bài báo đề xuất khả năng xảy ra lỗi trên một hoặc nhiều thuật toán khắc phục và chẩn đoán lỗi cho van bán dẫn hoàn toàn có thể xảy ra. Hai biến tần đa mức trong hệ PV công suất lớn, lỗi thường gặp là hở mạch và ngắn mạch làm suy giảm CMV, nâng cao độ tin cậy và van bán dẫn. Hở mạch van là van không chất lượng hệ thống. 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. ứng KHcellx của cầu H. Khi hoạt động thực 2.1. Chẩn đoán lỗi hở mạch van. tế, điện áp đầu vào của cầu H thành phần Thuật toán chẩn đoán sự cố hở mạch như bị dao động, do đó Vout cellx được chuẩn hóa Hình 1, dựa trên sai lệch giữa điện áp đầu với Vdc/2 trở thành tín hiệu logic Vccellx rồi so vào Vout cellx và tín hiệu điều khiển tương sánh với KHcellx. Bộ đếm T1 hoạt động khi 2 204 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION TEN tín hiệu khác nhau. Nếu T1 đếm vượt quá contactor được tác động, ngắn mạch đầu ngưỡng CT1, Fault signal được đặt bằng 1, ra ở cầu lỗi, cầu H được loại bỏ khỏi biến cầu H đó được coi bị lỗi. Trong thực tế, luôn tần, đồng thời không được cấp xung điều tồn tại khoảng thời gian sai lệch nhất định khiển. giữa Vccellx và KHcellx ngay cả khi không có lỗi do deadtime, trễ mạch đo,… gọi là Tdelay. Vì vậy cần chọn CT1 ≥ Tdelay nhằm tránh báo lỗi giả. Bộ đếm T2 được dùng để reset chương trình chẩn đoán lỗi. Khi lập trình, cần đảm bảo CT2 > CT1. Trong bài báo, CT1 và CT2 được chọn là 1ms và 2ms. Hình 2 là nguyên lý hoạt động của thuật toán. Hình 3. Cấu hình nghịch lưu đa mức khi xét đến tình huống lỗi hở mạch van bán dẫn. Hình 1. Thuật toán chẩn đoán lỗi. 2.2.2 Thuật toán điều chế vector không gian trong trường hợp lỗi hở mạch van bán dẫn. Dựa vào thuật toán điều chế vector không gian tổng quát cho biến tần đa mức [1], tận dụng khả năng tạo ra cùng một vector điện áp từ nhiều mức trạng thái khác nhau Hình 2. Sơ đồ thời gian tín hiệu. của thuật toán điều chế vector không gian, ta loại bỏ các mức trạng thái không sử 2.2. Khắc phục lỗi. dụng được do lỗi. Từ đó, khôi phục sự cân 2.2.1. Cấu hình biến tần trong trường bằng điện áp ba pha, tiếp tục vận hành hệ hợp lỗi. thống khi có sự cố hở mạch van. Đồng thời Nhằm loại bỏ cầu H bị lỗi ra khỏi hệ thống, các trạng thái được lựa chọn thỏa mãn cho ta sử dụng contactor ở từng cầu như Hình CMV nhỏ nhất. 3. Khi không có lỗi thì cầu H được kết nối a) Giới hạn điện áp đầu ra của biến tần. với hệ thống. Nếu sự cố xảy hở mạch xảy ra, b) DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 205
CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION TEN Từ đó, ta tìm được các mức trạng thái như (3): Mức trạng thái trên sector còn lại được tính Hình 4. Không gian vector của biến tần khi có lỗi. toán tương tự như trên sector I. Khi có sự cố hở mạch xảy ra, một số vector 2.3. Kết quả thực nghiệm. chuẩn bị mất hết các mức trạng thái dùng Tính đúng đắn của các thuật toán được để điều chế, mô tả bằng  trên Hình 4. Để chứng minh bằng kết quả thực nghiệm tiếp tục vận hành, cần xác định điện áp đầu trên Hình 5: ra cực đại v’max của biến tần, ta có (1): Với emax= max(eA+eB;eB+eC;eC+eA), m là số mức của biến tần, eA, eB, eC là số cầu H bị lỗi trên từng pha. c) Tìm mức trạng thái của vector chuẩn khi có sự cố. Sau khi tìm được điện áp cực đại của biến Hình 5. Kết quả thực nghiệm. tần, cần lựa chọn mức trạng thái không bị ảnh hưởng bởi lỗi. Xét trên sector I, ta có mức trạng thái cần thỏa mãn (2): 206 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO
CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION TEN 3. KẾT LUẬN TÁC GIẢ Ý TƯỞNG Bài báo đề xuất thuật toán chẩn đoán và Trương Việt Hoàng, MSSV: 20161726, khắc phục lỗi cho biến tần đa mức trong sinh năm 1998, là sinh viên K61 Viện Điện, hệ PV công suất lớn, đã đạt được các kết Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Hướng quả như sau: Thứ nhất, chẩn đoán lỗi chính nghiên cứu hiện tại là: Biến tần đa mức, xác, nhanh, đơn giản. Thứ hai, đảm bảo truyền động điện, năng lượng tái tạo tính tổng quát với biến tần có số mức bất Nguyễn Văn Cao, MSSV: 20160385, sinh kì. Thứ ba, suy giảm điện áp khi có lỗi là nhỏ năm 1997, là sinh viên K61 Viện Điện, nhất. Thứ tư, tối ưu điện áp common-mode Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Hướng trên biến tần. nghiên cứu hiện tại là: Biến tần đa mức, truyền động điện, năng lượng tái tạo THAM KHẢO GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 1] C. M. Van, T. N. Xuan, P. V. Hoang, M. T. Trong, S. P. Cong, TS. Vũ Hoàng Phương tốt nghiệp Đại and L. N. Van, “A Generalized space vector modulation học và nhận bằng Thạc sĩ khoa học, Tiến sĩ for cascaded h-bridge multi-level inverter,” Proceedings of 2019 International Conference on chuyên ngành Điều khiển và Tự động hóa System Science and Engineering, ICSSE 2019, pp. tại Trường ĐHBKHN vào các năm 2006, 18–24, 2019, doi: 10.1109/ICSSE.2019.8823465. 2008, 2014. Từ năm 2006, anh là giảng viên Trường ĐHBKHN. Lĩnh vực nghiên cứu gồm mô hình hóa và điều khiển các bộ chuyển đổi điện tử công suất cho các ứng dụng như PV, truyền động điện. DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 207