THIỆU PHẦN MỀM PLECS
Tổng quan về phần mềm PLECS
Matlab/Simulink là công cụ phổ biến trong nghiên cứu và phát triển hệ thống, nhưng khi mô phỏng hệ thống điện tử công suất, nó có một số hạn chế, đặc biệt là yêu cầu mô tả hệ thống qua các mô hình vi tích phân, gây tốn thời gian và gặp nhiều lỗi Để giải quyết vấn đề này, phần mềm PLECS (Piecewise Linear Electrical Circuit Simulation) ra đời, cung cấp các khối mô phỏng trực quan, đơn giản và chính xác, giúp giảm thiểu lỗi và tiết kiệm thời gian, từ đó nâng cao hiệu suất công việc PLECS cũng hỗ trợ các lập trình viên mới, giúp họ dễ dàng tiếp cận và làm việc với các hệ thống điện tử công suất.
PLECS là phần mềm được phát triển bởi công ty Plecxim tại Thụy Sỹ Trong luận văn tốt nghiệp, sinh viên sử dụng phiên bản PLECS 4.5.3 Standalone trên hệ điều hành Windows 10 để mô phỏng và nghiên cứu các hệ thống.
2.1.1 Cài đặt và xin bản quyền phần mềm PLECS
Phần mềm PLECS có quy trình cài đặt đơn giản, người dùng chỉ cần truy cập trang chủ của Plexim tại https://www.plexim.com/, sau đó vào mục Download để chọn và tải về phiên bản PLECS Standalone.
Hình 2.1 Nhấn vào “Download PLECS Standalone” để tải về phiên bản PLECS mới nhất
Người dùng chỉ cần đợi tải xong tập tin cài đặt, sau đó mở và thực hiện cài đặt một cách đơn giản như các phần mềm thông thường Sau khi cài đặt hoàn tất, người dùng cần nhận bản quyền từ Plexim để có thể sử dụng phần mềm.
PLECS được Plexim cấp bản quyền miễn phí cho người dùng trong thời gian 3 tháng (90 ngày) hoặc 12 tháng cho sinh viên một số trường đại học Sau khi hết thời gian sử dụng, người dùng có thể yêu cầu cấp lại bản quyền mới Để yêu cầu bản quyền cho người dùng mới, hãy khởi động phần mềm PLECS 4.5.3, sau đó truy cập vào mục Request License, chọn PLECS Combo, PLECS Coder và PLECS PIL, và cuối cùng là chọn Open Web Form.
Hình 2.2 Xin cấp bản quyền phần mềm PLECS
Để đăng ký bản quyền phần mềm PLECS, bạn cần truy cập vào trang web và điền đầy đủ thông tin, đặc biệt là địa chỉ email Sau khi kiểm tra thông tin, hãy nhấn nút Submit Plexim sẽ gửi file bản quyền đến email của bạn trong vòng 3-7 ngày Sau khi nhận file, tải về máy tính và khởi động lại phần mềm Tiếp theo, truy cập vào phần Manage license files… và dẫn link đến file bản quyền đã tải Quá trình cài đặt và xin cấp bản quyền phần mềm PLECS sẽ hoàn tất và sẵn sàng sử dụng.
2.1.2 Các khả năng của phần mềm PLECS
Phần mềm PLECS bao gồm hai phiên bản chính: phiên bản độc lập (Standalone version) và phiên bản tích hợp với Matlab/Simulink Mỗi phiên bản mang những đặc điểm riêng biệt, phục vụ cho các nhu cầu khác nhau của người dùng.
Phiên bản Standalone cho phép người dùng mô phỏng các mạch điện cơ bản và hệ thống điều khiển trực tiếp trên giao diện phần mềm mà không cần sử dụng công cụ hỗ trợ khác như Matlab hay Simulink Đặc biệt, Plexim sử dụng công cụ số GNU Octave thay vì MATLAB trong phiên bản này.
Phiên bản Matlab/Simulink này nâng cao khả năng mô phỏng mạch điện trực tiếp trong phần mềm Simulink Người dùng có thể tùy biến và nhập các mạch điện thiết kế từ PLECS vào Simulink, nơi chúng được biểu diễn dưới dạng hệ thống con Điều này cho phép người dùng kết hợp các khối không điện để xây dựng hệ thống hoàn chỉnh và thực hiện mô phỏng hiệu quả.
Mô phỏng bằng phần mềm PLECS Standalone Version
Khi khởi động phần mềm PLECS, người dùng sẽ thấy hai cửa sổ chính: cửa sổ PLECS và cửa sổ Library Browser Tại cửa sổ chính, người dùng có thể mở các mô hình mạch đã thiết kế trước đó hoặc tạo mô hình mới bằng cách nhấn vào "New Model" Ngoài ra, người dùng cũng có thể tham khảo các mô hình mẫu qua phần "Demo Models" Trong cửa sổ Library Browser, người dùng có thể lựa chọn các phần tử và khối chức năng để xây dựng mô hình theo thiết kế của mình.
Hình 2.3 Các cửa sổ mặc định khi khởi động PLECS
Để bắt đầu thiết kế mạch điện mới, người dùng chỉ cần nhấn vào "New Model" để mở cửa sổ thiết kế Tại mục "Sources" trong cửa sổ "Library Browser", người dùng có thể tìm kiếm và chọn các linh kiện điện tử phù hợp Sau khi lựa chọn xong, chỉ cần kéo và thả các linh kiện vào cửa sổ thiết kế để hoàn tất quá trình.
Hình 2.4 Thực hiện thao tác kéo-thả chuột để lựa chọn linh kiện phù hợp
Sau khi đã chuẩn bị đầy đủ các linh kiện điện tử cần thiết, người dùng tiếp tục bước quan trọng là kết nối các linh kiện này Để thực hiện, người dùng chỉ cần click chuột chọn linh kiện đầu tiên, sau đó di chuột và chọn linh kiện cần kết nối.
Để quan sát các thông số của mạch điện, người dùng có thể sử dụng công cụ đo lường như Volt kế (Voltmeter) và Ampe kế (Ammeter) kết hợp với phần tử Scope Người sử dụng có thể thiết lập để Scope nhận nhiều tín hiệu ngõ vào bằng cách nhấp đúp vào Scope, chọn File, sau đó vào Scope parameters… và thay đổi số lượng ngõ vào trong mục Number of slots.
Hình 2.5 Thay đổi số lượng tín hiệu ngõ vào với phần tử Scope
Sau khi kết nối các linh kiện, người dùng cần thiết lập các thông số bằng cách click đúp vào linh kiện Phần mềm PLECS đã cung cấp sẵn các thông số cơ bản có thể tùy chỉnh, và nếu có thắc mắc, người dùng có thể tham khảo phần Help để tìm hiểu thêm Cuối cùng, hãy kiểm tra lại mạch trước khi chuyển sang bước mô phỏng.
Hình 2.6 Click đúp vào linh kiện để thay đổi thông số cơ bản của nó
2.2.2 Mô phỏng Để bắt đầu mô phỏng, ta cần có các thiết lập cơ bản cho chúc năng mô phỏng Cụ thể, người dùng chọn vào phần Simulation trên thanh công cụ, sau đó chọn Simulation Parameters Tại cửa sổ vừa hiện lên, người dùng thiết lập Start time và Stop time trong mục Simulation time (Các thông số còn lại liên quan đến các yêu cầu cao hơn về độ chính xác, vì điều kiện thời gian không cho phép sinh viên không tiến hành tìm hiểu chuyên sâu về các mục này) Sau khi đã thiết lập xong, người dùng nhấn OK để đóng cửa sổ và áp dụng các thuộc tính đã được thay đổi
Hình 2.7 Thiết lập cơ bản trước khi tiến hành mô phỏng
Người dùng có thể bắt đầu mô phỏng mạch thiết kế bằng cách truy cập vào mục Simulation -> Start trong PLECS Sau khi mô phỏng hoàn tất, hãy nhấp vào Scope để theo dõi hoạt động của từng linh kiện cũng như toàn bộ hệ thống Dưới đây là mô phỏng của một hệ thống Boost Converter với các thông số cụ thể.
Hình 2 8 Mô phỏng Boost Converter bằng phần mềm PLECS với V in = 10V, D=0.3
Hình 2.9 Kết quả mô phỏng bộ Boost Converter bằng phần mềm PLECS
Quá trình thiết kế và mô phỏng hệ thống điện tử công suất bằng phần mềm PLECS rất dễ dàng, phù hợp cho sinh viên trong việc nghiên cứu và kiểm chứng các mạch cơ bản.
Lập trình điều khiển DSP bằng phần mềm PLECS
Phần mềm PLECS không chỉ hỗ trợ mô phỏng hệ thống mà còn cho phép lập trình các mạch DSP, đặc biệt là các mạch C2000 của Texas Instruments thông qua công cụ PLECS Coder.
2.3.1 Chức năng của PLECS Coder
PLECS Coder có khả năng tạo mã ANSI-C, cho phép thực hiện mô phỏng và điều khiển các mục tiêu riêng thông qua đoạn mã đã biên dịch Một ứng dụng nổi bật của PLECS Coder là mô phỏng phần cứng trong vòng lặp (HIL - Hardware In the Loop), trong đó PLECS biên dịch mã cho phần cứng như card DSP Card DSP sau đó điều khiển các đối tượng ảo, chẳng hạn như động cơ hoặc các bộ biến đổi công suất, pin quang điện, được mô phỏng Phương pháp này giúp lập trình viên thực hiện thí nghiệm và nghiên cứu mà không lo gây hỏng hóc cho các đối tượng điều khiển, thường có giá trị cao và khó thao tác thực tế.
2.3.2 Lập trình DSP bằng PLECS Coder Để có thể lập trình, điều khiển DSP bằng PLECS Coder, người dùng cần sử dụng các khối trong mục TI C2000 Target (thư viện này cần được thêm vào sau khi đã cài đặt PLECS)
Hình 2.10 Thư viện TI C2000 Target sau khi được thêm vào
Quá trình thiết lập các khối DSP tương tự như các khối cơ bản khác, nhưng người dùng cần chú ý hơn đến việc cấu hình ngõ vào và ngõ ra tín hiệu Để đảm bảo chính xác, cần tham khảo tài liệu từ nhà sản xuất về cấu hình từng DSP Để nạp chương trình cho kit, người dùng truy cập vào mục Coder -> Coder options, sau đó chọn Target là DSP đang sử dụng Tại phần Build type, người dùng có thể chọn Build and Program để chạy chương trình trực tiếp trên kit hoặc chọn Generate code into CCS project để chuyển đổi hệ thống sang dạng code và biên soạn trên phần mềm CCS.
Hình 2.11 Lựa chọn đối tượng cần nạp code
Người dùng nhấn nút Build để chương trình thực hiện kiểm tra, biên dịch và tải xuống kit Nếu có lỗi xuất hiện, PLECS sẽ thông báo lỗi và dừng quá trình Người dùng cần kiểm tra và sửa lỗi cho đến khi không còn lỗi nào.
Nếu bạn gặp phải lỗi không rõ hoặc cần thêm hướng dẫn, hãy tham khảo mục Help hoặc gửi email đến đội ngũ hỗ trợ của PLECS qua địa chỉ support@plexim.com.
THIỆU HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI
Giới thiệu chung về các hệ thống năng lượng mặt trời hiện nay
Hệ thống điện năng lượng mặt trời chuyển đổi năng lượng bức xạ mặt trời thành điện năng phục vụ đời sống con người Trên toàn cầu, các hệ thống này được phân loại thành ba loại chính.
Hệ thống pin mặt trời nối lưới (on-grid) chuyển đổi năng lượng bức xạ mặt trời thành điện năng, sử dụng các bộ biến đổi DC/DC và DC/AC để cung cấp năng lượng cho các thiết bị trong gia đình Phần điện dư thừa sẽ được đẩy lên lưới điện Tuy nhiên, khi mất điện lưới, hệ thống sẽ tự động ngừng hoạt động để đảm bảo an toàn.
Hệ thống pin mặt trời độc lập, hay còn gọi là hệ thống off-grid, chuyển đổi năng lượng bức xạ mặt trời thành điện năng, cung cấp điện cho tải mà không cần phụ thuộc vào lưới điện Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này là chi phí đầu tư ban đầu tương đối cao so với hệ thống on-grid.
Hệ thống năng lượng mặt trời hybrid kết hợp hai hệ thống, cung cấp năng lượng cho các thiết bị gia đình và cho phép bán điện dư thừa lên lưới, tạo ra lợi nhuận Khi lưới điện bị mất, hệ thống tự động ngắt kết nối và vẫn cung cấp điện cho gia đình, đồng thời sử dụng năng lượng dự trữ từ pin nếu cần thiết.
Các thành phần hệ thống điện mặt trời nối lưới
Hệ thống điện mặt trời nối lưới (On-grid) hiện là lựa chọn phổ biến nhất tại Việt Nam, nhờ vào chi phí đầu tư thấp, khả năng sinh lợi cao và quy trình vận hành đơn giản Cấu trúc của một hệ thống On-grid điển hình bao gồm các thành phần thiết yếu cho việc chuyển đổi và sử dụng năng lượng mặt trời hiệu quả.
Hình 3.1.Sơ đồ khối hệ thống pin mặt trời nối lưới
Các tấm pin quang điện chuyển hóa bức xạ mặt trời thành năng lượng điện (DC), cung cấp năng lượng cho các phụ tải gia đình và phát điện ra lưới, tạo ra lợi nhuận Bộ biến đổi DC/DC đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường tính ổn định và nâng cao năng suất của hệ thống năng lượng mặt trời.
Hiệu suất tối đa của các tấm pin quang điện thương mại chỉ đạt 22.6%, dẫn đến sự quan tâm lớn đối với nghiên cứu các hệ thống biến đổi DC/DC hiệu suất cao Để cải thiện hiệu suất, việc sử dụng linh kiện điện tử tiết kiệm năng lượng là cần thiết, cùng với việc tích hợp các bộ điều khiển với thuật toán bắt điểm công suất cực đại (MPPT) Thuật toán này đang được nghiên cứu và cải tiến dần dần.
Pin quang điện
Pin quang điện chuyển hóa năng lượng bức xạ mặt trời thành năng lượng điện, mang lại ưu điểm nhỏ gọn và linh hoạt trong việc lắp đặt ở nhiều vị trí với đủ ánh sáng mặt trời Hệ thống điện năng lượng mặt trời có thể dễ dàng điều chỉnh dung lượng bằng cách thêm hoặc bớt các tấm pin quang điện Hiện nay, pin quang điện đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
PV DC/DC DC/AC Lưới điện
MPPT Điều khiển phát công suất
Năng lượng bức xạ mặt trời đang được chuyển hóa thành điện năng trong nhiều lĩnh vực như sinh hoạt, sản xuất, giao thông vận tải và hàng không vũ trụ, từng bước thay thế các nguồn năng lượng truyền thống Các tấm pin quang điện hoạt động dựa trên hai thông số chính là điện áp và dòng điện Công suất đầu ra của tấm pin được tính toán theo một công thức cụ thể.
P = U.I (3-1) Đặc tính làm việc của tấm pin quang điện được thể hiện qua đường cong I-V như sau:
Hình 3.2 Đặc tính làm việc tổng quát của Pin quang điện
Khi tấm pin PV được kết nối trực tiếp với tải, công suất đầu ra phụ thuộc vào giao điểm giữa đường đặc tính I-V của tấm PV và đường đặc tính I-V của tải Nếu tải là thuần trở, đường đặc tính sẽ là một đường thẳng với độ dốc 1/R Tuy nhiên, điểm làm việc thường không đạt được công suất tối đa (Điểm A), dẫn đến hiệu suất hệ thống không cao Sự không tương thích giữa tải và hệ thống PV gây ra lãng phí năng lượng đáng kể Để khắc phục vấn đề này, bộ điều khiển MPPT được phát triển nhằm duy trì điểm làm việc tại điểm có công suất lớn nhất (A – MPP) Hiệu suất của thuật toán MPPT có thể đạt tới 99% trong điều kiện lý thuyết.
Bộ biến đổi DC/DC
Bộ biến đổi DC/DC chuyển đổi nguồn điện 1 chiều không ổn định thành nguồn 1 chiều ổn định và có thể điều khiển Quá trình điều khiển này được thực hiện bằng bộ điều khiển MPPT, giúp cung cấp điện áp tối ưu cho hoạt động của tải Các bộ biến đổi DC/DC thường được sử dụng trong hệ thống năng lượng mặt trời (PV).
- Bộ tăng áp ( Boost Converter)
- Bộ giảm áp ( Buck Converter)
- Bộ đảo dấu điện áp ( Buck-Boost Converter)
Việc lựa chọn bộ biến đổi DC/DC nào phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng hệ thống pin mặt trời
3.4.1 Bộ tăng áp Boost Converter:
Hình 3 3 Sơ đồ nguyên lý mạch Boost Converter
Mạch Boost có nhiệm vụ nâng cao điện áp đầu vào V1 thành V0, sử dụng khóa K là BJT, Mosfet hoặc IGBT, các linh kiện điện tử lý tưởng cho việc đóng cắt với tần số cao Khóa K hoạt động theo chu kỳ, khi mở sẽ tích trữ năng lượng trong cuộn kháng L, và khi đóng, cuộn kháng này sẽ giải phóng năng lượng qua Diode D tới tải Hệ số làm việc D của khóa được xác định bằng công thức cụ thể.
Trong thời gian khóa K mở, cuộn kháng L và tụ điện C2 đều tích năng lượng Đến khi khóa
Khi khóa K không đóng, cuộn kháng L sẽ giải phóng năng lượng qua diode đến tải Điện áp đầu ra phụ thuộc vào hệ số làm việc D của khóa và được tính theo công thức cụ thể.
Chúng ta có thể điều khiển hệ thống hoạt động tại MPP bằng cách điều chỉnh tần số đóng ngắt của khóa K, đây chính là mục đích của thuật toán MPPT Bộ tăng áp Boost Converter xác định điểm làm việc cực đại MPP ngay cả khi bức xạ mặt trời thấp, giúp tăng điện áp cho tải trước khi vào bộ biến đổi DC/AC.
3.4.2 Bộ giảm áp Buck Converter:
Hình 3 4 Sơ đồ nguyên lý mạch Buck Converter
Tương tự như mạch Boost Converter, khóa K thường là BJT, Mosfet hay IGBT Khi khóa
Khi khóa K đóng, dòng điện cung cấp năng lượng cho cuộn cảm L và nạp cho tụ C2 Khi khóa K mở, tải vẫn nhận được năng lượng từ năng lượng tích trữ trong cuộn cảm và tụ điện Tần số đóng/ngắt D của khóa K được tính theo công thức.
𝑇 = 𝑇 𝑜𝑛 *fđóng ngắt (3-4) Điện áp ngõ ra V2 được tính như sau
Bộ Buck Converter hoạt động bằng cách khi khóa K đóng, dòng điện sẽ đi qua cuộn dây L và nạp cho tụ C2 Quá trình này diễn ra từ từ, không tăng đột ngột nhờ vào tác dụng của cuộn dây L, trong khi diode cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.
D trong giai đoạn này không dẫn vì bị phân cực ngược Khi khóa K mở, dòng qua tải là dòng được
26 cấp từ cuộn cảm L và tụ C2 Lúc này Diode D dẫn và có tác dụng bảo vệ khóa K khỏi ảnh hưởng của điện áp ngược đặt trên nó
3.4.3 Bộ đảo dấu điện áp Buck-Boost Converter:
Hình 3 5 Sơ đồ nguyên lý mạch Buck-Boost
Mạch Buck-Boost có khả năng điều chỉnh điện áp bằng cách tăng, giảm hoặc duy trì điện áp đầu vào Đặc biệt, điện áp đầu ra luôn có dấu hiệu ngược so với điện áp đầu vào, theo công thức đã được xác định.
Từ công thức trên, ta có thể điều chỉnh linh hoạt các giá trị điện áp ngõ ra Vout bằng cách thay đổi D:
Thuật toán MPPT
Khi một tấm pin quang điện được kết nối với tải, điểm làm việc của nó sẽ là giao điểm giữa đặc tính làm việc của pin và đặc tính I-V của tải Tuy nhiên, tải thực tế không phải lúc nào cũng tối ưu cho hoạt động của pin và thường xuyên thay đổi, dẫn đến công suất hoạt động của pin không đạt hiệu quả tối ưu và gây lãng phí.
Thuật toán MPPT (Maximum Power Point Tracking) được phát triển để tối ưu hóa việc thu năng lượng, điều khiển thời gian đóng mở của các linh kiện bán dẫn nhằm điều chỉnh điện áp đầu ra phù hợp với tải Trong số nhiều phương pháp điều khiển MPPT, thuật toán P&O (Perturb and Observe) đã chứng minh hiệu quả vượt trội và được áp dụng rộng rãi Đề cương luận văn này sẽ tập trung vào việc phân tích và mô phỏng thuật toán MPPT theo phương pháp P&O.
3.5.1 Thuật toán MPPT theo phương pháp P&O
Thuật toán MPPT theo phương pháp P&O nổi bật với thiết kế đơn giản và dễ thực hiện, đồng thời vẫn đảm bảo hiệu suất cao và ứng dụng thực tế Thuật toán này hoạt động dựa trên việc phân tích sự biến đổi của đồ thị điện áp - công suất, từ đó đưa ra quyết định hợp lý để điều chỉnh D Khi điện áp tăng và công suất theo đó cũng tăng, thuật toán sẽ duy trì hướng biến thiên của điện áp Ngược lại, nếu công suất giảm, thuật toán sẽ thay đổi chiều biến thiên của điện áp để tối ưu hóa hiệu suất Trong trạng thái tối ưu, hệ thống sẽ hoạt động quanh điểm công suất lớn nhất (MPP).
Hình 3 6 Lưu đồ giải thuật thuật toán MPPT theo phương pháp P&O
Đường đặc tính P-V đối với thuật toán MPPT theo phương pháp P&O:
Hình 3 7 Đặc tuyến P-V theo thuật toán P&O
Tóm tắt thuật toán MPPT theo phương pháp P&O:
Trường hợp Độ thay đổi điện áp
(dV) Độ thay đổi công suất
Bảng 3.1.Tóm tắt thuật toán MPPT theo phương pháp P&O
Thuật toán P&O có khuyết điểm là trong trạng thái làm việc ổn định, điểm hoạt động dao động quanh điểm MPP, dẫn đến hao hụt năng lượng Mặc dù có thể giảm tần số lấy mẫu để hạn chế hiện tượng này, nhưng khi thời tiết thay đổi, hệ thống sẽ chậm chạp trong việc tìm kiếm điểm MPP mới.
Bộ biến đổi DC/AC
Bộ biến đổi DC/AC có chức năng chuyển đổi năng lượng đầu ra thành dạng sóng sin, đồng thời đồng bộ với điện áp và tần số của lưới điện Đầu vào của bộ biến đổi này là đầu ra từ bộ biến đổi DC/DC, và hệ thống được điều khiển bởi thuật toán MPPT, hoạt động tại điểm MPP trên đường đặc tính I-V Các bộ biến đổi DC/AC thường sử dụng phương pháp PWM để điều chỉnh độ rộng xung, hoạt động trong tần số từ 2KHz đến 20KHz.
Bộ biến đổi DC/AC làm việc với lưới được phân loại thành:
Bộ biến đổi nguồn áp (VSI)
Bộ biến đổi nguồn dòng (CSI)
Kết hợp với bộ biến đổi DC/AC, các bộ điều khiển được chia thành các loại:
Bộ biến đổi điều khiển áp (VCI)
Bộ biến đổi điều khiển dòng (CCI)
KẾT QUẢ SƠ KHỞI
Mô phỏng hệ thống Pin Quang điện – bộ tăng áp kết hợp với thuật toán MPPT
Hệ thống pin Quang điện – bộ tăng áp kết hợp với thuật toán MPPT được mô phỏng trên PLECS như sau:
Mạch điện mô phỏng trên PLECS (Hình 4.1) sử dụng hệ thống pin quang điện với nhiệt độ và bức xạ mặt trời thay đổi để đảm bảo tính chính xác của kết quả mô phỏng Hệ thống bao gồm 10 tấm PV 65W nối tiếp, với các thông số mạch tăng áp như Mosfet, L = 1mH, C1 = 100 μF, và C2 = 20 μF Mosfet được điều khiển bằng xung PWM với tần số 20 kHz, trong khi hệ số D được xác định qua thuật toán MPPT theo phương pháp P&O, với tần số lấy mẫu là 1/50.
Lưu ý rằng cấu hình hiện tại có thể thay đổi trong tương lai và không nhất thiết phải là cấu hình cho các thử nghiệm Tuy nhiên, cấu trúc cơ bản của hệ thống và nguyên tắc điều khiển MPPT vẫn sẽ giữ nguyên.
Nhiệt độ môi trường và bức xạ mặt trời được thực hiện theo các kịch bản:
Nhiệt độ môi trường (25 o C) và bức xạ mặt trời không đổi
Nhiệt độ môi trường không đổi (25 o C) và bức xạ mặt trời tăng
Nhiệt độ môi trường không đổi (25 o C) và bức xạ mặt trời giảm
Kịch bản 1: Nhiệt độ môi trường (25 o C) và bức xạ mặt trời không đổi
Hình 4.2.Bức xạ mặt trời không đổi (100W/m 2 )
Hình 4.3 Thông số của hệ thống Pin Quang điện theo kịch bản 1
Kịch bản 2: Nhiệt độ môi trường không đổi (25 o C) và bức xạ mặt trời tăng
Hình 4.4.Bức xạ mặt trời tăng (100W/m 2 )
Hình 4.5 Thông số của hệ thống Pin Quang điện theo kịch bản 2
33 Kịch bản 3: Nhiệt độ môi trường không đổi (25 o C) và bức xạ mặt trời giảm
Hình 4.6 Bức xạ mặt trời giảm (100W/m 2 )
Hình 4.7 Thông số của hệ thống Pin Quang điện theo kịch bản 3
Kết quả sơ khởi đã đạt được
Sau thời gian làm việc nghiêm túc, sinh viên đã hoàn thành khóa đề cương luận văn tốt nghiệp và đạt được mục tiêu đề ra Sinh viên đã nắm vững cách sử dụng phần mềm PLECS để mô phỏng các hệ thống điện tử công suất, đồng thời nghiên cứu đặc điểm, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một số hệ thống năng lượng mặt trời tiêu biểu Cuối cùng, sinh viên đã ứng dụng phần mềm PLECS để mô phỏng hệ thống pin quang điện với bộ tăng áp, điều khiển bằng thuật toán MPPT.
Trong quá trình mô phỏng, sinh viên nhận thấy rằng hiệu suất của hệ thống pin quang điện phụ thuộc vào điều kiện bức xạ và nhiệt độ môi trường Thuật toán MPPT theo phương pháp P&O cho thấy khả năng thích ứng tốt với những thay đổi đột ngột của môi trường, đảm bảo hiệu suất cao Ngoài ra, phần mềm PLECS hỗ trợ sinh viên hiệu quả trong việc lập trình các hệ thống điện tử công suất.
CHƯƠNG 5: ĐỀ XUẤT NỘI DUNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trong luận văn tốt nghiệp, sinh viên sẽ nghiên cứu cấu trúc và hoạt động của hệ thống pin mặt trời nối lưới thực tế Họ sẽ sử dụng phần mềm PLECS để mô phỏng, từ đó thiết kế và thực hiện một phần hoặc toàn bộ hệ thống trong thực tế.
Cụ thể, một số vấn đề sinh viên sẽ tập trung làm rõ trong đề tài luận văn tốt nghiệp sắp tới như sau:
- Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các bộ biến đổi DC/AC được ứng dụng trong hệ thống pin mặt trời nối lưới
- Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý của các bộ điều khiển bộ biến đổi DC/AC
- Mô phỏng một hệ thống pin mặt trời nối lưới, công suất 1.2kWp hoàn chỉnh bằng phần PLECS
- Nghiên cứu DSP TI LAUNCHXL-F28069M nhằm phục vụ công việc lập trình
- Thực nghiệm một phần (hoặc toàn bộ) hệ thống trên với DSP F28069M và phần cứng
[1] http://nangluongvietnam.vn/news/vn/nhan-dinh-phan-bien-kien-nghi/hien-trang-xu- huong-phat-trien-cac-phan-nganh-nang-luong-tren-the-gioi.html
Điện mặt trời tại Việt Nam đã có những bước tiến ngoạn mục, thể hiện sự phát triển mạnh mẽ trong lĩnh vực năng lượng tái tạo Sự gia tăng đầu tư và áp dụng công nghệ mới đã giúp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng mặt trời Việt Nam đang trở thành một trong những quốc gia tiên phong trong việc phát triển năng lượng xanh, góp phần vào mục tiêu bền vững và bảo vệ môi trường.
[3] Atik, Lotfi, et al "Comparison of four MPPT techniques for PV systems."TECHNOLOGIES AND MATERIALS FOR RENEWABLE ENERGY, ENVIRONMENT AND SUSTAINABILITY: TMREES Vol 1758 No 1 AIP
[4] Nguyễn Văn Nhờ (2017) Điện tử công suất 1 Nhà xuất bản: Đại học Quốc gia TP Hồ
[5] Trang web: https://www.plexim.com/
Phần Code nạp vào C-Script khi lập trình mô phỏng thuật toán MPPT với phần mềm PLECS:
P = V*I; dP = P – P_old; dV = V – V_old; if (dP > 0)
