Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Phương pháp Clark và Park

2 Phương pháp Clark và Park

Tải bản đầy đủ - 0trang



1

uα  2 

u  = 

 β  3 0





−1

−1  u

 A

2

2  

 uB

3

3 

u 



2

2   C 



(2.10)



Hình 2.2 Phép biến đổi Clark [6]



Trong hệ toạ độ αβ điện áp vẫn là hình sin biến đổi theo thời gian,việc tính

tốn và điều khiển vẫn còn phức tạp. Sử dụng phép biến đổi Park để chuyển tín hiệu

điện áp sang hệ toạ độ quay dq. Hệ toạ độ dq là hệ toạ độ đề-các vng góc gốc toạ

độ trùng với gốc toạ độ hệ trục toạ độ tĩnh αβ; các trục hoành d trục tung q cùng



θ = ωt



quay với vận tốc góc

. Vì các trục d, q cùng quay với vận tốc góc bằng tốc

độ quay của vector điện áp trong hệ toạ độ αβ nên điện áp trong hệ toạ độ dq là điện

áp một chiều. Điều này giúp đơn giản trong tính tốn. Phép biến đổi Park [6]:



cosθ

u

 d 2

u  = 

 q  3  − sin θ







)

3



− sin (θ − )

3

cos(θ −



2π  u 

)

A

3  

 uB

2π   

− sin (θ + ) uC 

3 

cos(θ +



11



(2.11)



Hình 2.3 Phép biến đổi Park [6]



Công thức biến đổi từ hệ toạ độ dq sang hệ toạ độ ABC:





cosθ

u A  

u  = cos(θ − 2π )

 B 

3

uC  



cos(θ + )

3





− sin θ



)

3



− sin (θ + )

3



− sin (θ −







 u 

 d

 uq 









Để rõ hơn về biến đổi Clark và Park ta xét 2 ví dụ:

• VD1: Xét trường hợp khi có sự cố ba pha phía nguồn cấp

- Từ 0s đến 0,1s hệ thống hoạt động bình thường,

- Từ 0,1s đến 0,2s xảy ra sụt áp cả ba pha xuống 0.8 pu.

- Từ 0.2s đến 0.3s xảy ra tăng áp cả ba pha lên 1,2 pu.

- Từ 0.3s sự cố được loại trừ hệ thống trở lại hoạt động bình thường.

Kết quả mơ phỏng được thể hiện trên hình 2.4.



Hình a



12



(2.12)



Hình b

Hình 2.4 Điện áp trên hệ toạ độ ba pha ABC (Hình a) và hệ tọa độ dq (Hình b) khi sự cố ba pha



Khi sự cố ba pha, điện áp ba vẫn đối xứng nên khi chuyển sang hệ tọa độ dq

thì giá trị điện áp Ud, Uq có dạng như điện áp một chiều khơng đổi với U d có giá trị

bằng biên độ điện áp còn Uq bằng 0.

Xét một ví dụ khác:

• VD2: Xét trường hợp sự cố 1 pha phía nguồn cấp (pha A)

- Từ 0s đến 0,1s hệ thống hoạt động bình thường,

- Từ 0,1s đến 0,2s xảy ra sụt áp pha A xuống 0.8 pu.

- Từ 0.2s đến 0.3s xảy ra tăng áp pha A lên 1,2 pu.

- Từ 0.3s sự cố được loại trừ hệ thống trở lại hoạt động bình thường.

Kết quả mơ phỏng được thể hiện trên hình 2.5.



Hình a



Hình b

Hình 2.5 Điện áp trên hệ toạ độ ba pha ABC (Hình a) và hệ tọa độ dq (Hình b) khi sự cố pha A



Khi sự cố pha A, điện áp ba pha mất đối xứng. Lúc này trên tọa độ dq cả hai

thành phần Ud, Uq có dạng dao động hình sin, Ud dao động quanh giá trị biên độ

điện áp và Uq dao động quanh giá trị 0.

• Nhận xét: Qua hai ví dụ trên ta thấy bất kì sự biến đổi nào của điện áp ba pha

sẽ kéo theo sự biến đổi ngay lập tức của hai thành phần Ud, Uq.



13



Trong một số trường hợp, người ta đưa thêm thành phần thứ tự không vào hệ

toạ độ dq. Công thức biến đổi từ hệ toạ độ ABC sang hệ toạ độ dq0:



)

3



− sin (θ −

)

3

1

2





 cosθ

 ud 



  2

uq  = 3  − sin θ

u 



 0

 1

 2



cos(θ −



2π 

)

3  u 

 A

2π   

− sin (θ +

) uB

3  

 uC 

1



2



cos(θ +



(2.13)



2.3 Vòng khố pha PLL

Để thực hiện được phép biến đổi Clark và Park cần xác định được góc pha θ.

Một trong những phương pháp xác định góc pha là sử dụng vòng khoá pha PLL

(Phase Lock Loop).

PLL là một hệ thống điều khiển phản hồi vòng khép kín tạo ra một tín hiệu

cùng tần số và góc pha của tín hiệu đầu vào, bao gồm 3 giai đoạn: tách pha, tạo dao

động và vòng phản hồi. Khi có sự thay đổi của tần số và góc pha của tín hiệu đầu

vào, bộ tạo dao động thay đổi tần số góc pha tạo ra bằng với tần số góc pha của tín

hiệu đầu vào. Mơ hình khối PLL:



Hình 2.6 Mơ hình vòng khóa pha PLL [6]



Góc pha



ϕ1



của tín hiệu đầu vào được so sánh với góc pha



ϕ2



của tín hiệu đầu



∆ϕ



ra. Sai lệch

của phép so sánh được biến đổi sang dạng điện áp V 1. Tín hiệu điện

áp V1 bao gồm nhiều thành phần sóng hài, do đó cần bộ lọc thơng thấp loại bỏ các

sóng hài bậc cao. Nhưng bộ lọc này gây ra trễ cho quá trình phát hiện sụt áp một

điều chúng ta khơng mong muốn. Tín hiệu điện áp V 2 sau bộ lọc được đưa vào bộ

tạo dao động. Kết quả sau bộ này là tín hiệu góc pha



ϕ2



mong muốn.



Để đơn giản trong tính tốn và giảm thời gian trễ cho khối PLL, người ta áp

dụng phương pháp tính tốn góc pha trên hệ tọa độ dq.



14



Hình 2.7 Cấu trúc vòng khóa pha thực hiện trên hệ tọa độ dq [6]



Cấu trúc này bao gồm khối biến đổi từ hệ toạ độ ABC sang hệ toạ độ dq, khối

điều khiển PLL. Nó làm việc theo nguyên tắc điều khiển vận tốc góc quay của hệ

trục toạ độ dq sao cho hình chiếu của vecto điện áp lưới lên trục q bằng 0. Nhờ vậy,

tốc độ quay của hệ toạ độ dq sẽ bám theo tốc độ quay của vecto điện áp lưới. Ta xác

định tốc độ quay và góc quay của hệ toạ độ dq sẽ xác định được tần số và góc quay

của điện áp lưới.



Hình 2.8 Giản đồ vecto điện áp trong tọa độ αβ và dq [6]



Trong đó:



Vsn



là vectơ điện áp được chọn làm tham chiếu.



Vsdn ,Vsqn



là vectơ hình chiếu của



Vsn



trên hệ tọa độ dq.



Theo giản đồ vecto điện áp ta có :

V 

σ = tan −1  sβ n ÷

 Vsα n 



(2.14)



( σ − θ ) ≈ sin ( σ − θ ) = sin(γ )



15



(2.15)



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Phương pháp Clark và Park

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×