Nối tiếp phần 1, phần 2 của tài liệu Điều khiển hệ thống điện tiếp tục trình bày các nội dung chính sau: Phân tích ổn định tĩnh hệ thống điện theo mô hình đơn giản; Phân tích ổn định tĩnh hệ thống điện xét đến cấu trúc các bộ tự động điều chỉnh điện áp và tần số; Nâng cao ổn định hệ thống điện; Điều khiển tối ưu quá trình quá độ. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
Chương PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TĨNH HỆ THỐNG ĐIỆN THEO MƠ HÌNH ĐƠN GIẢN 5.1 Các mơ hình phương pháp phân tích ổn định tĩnh hệ thống điện Trong chương tổng quan phương pháp toán nghiên cứu ổn định hệ thống nói chung, khả áp dụng phương pháp để phân tích ổn định tĩnh, ổn định động HTĐ nói riêng Để nghiên cứu ổn định tĩnh áp dụng lý thuyết ổn định cổ điển với tiêu chuẩn lượng áp dụng lý thuyết ổn định Lyapunov Chương thiết lập hệ phương trình CĐXL HTĐ (nói hơn, phương trình trạng thái điểm cân bằng), từ xác định đặc tính cơng suất dùng cho mục đích phân tích ổn định theo tiêu chuẩn nàng lượng Để phân tích ổn định theo phương pháp dao động bé lý thuyết ổn định Lyapunov cần thiết lập hệ phương trình vi phân chuyển động độ hệ thống Chương cách thiết lập hộ phương trình vi phân chuyển động độ HTĐ viết toạ độ quay, ứng với mức xác (chi tiết) khác Mơ hình đơn giản bỏ qua QTQĐ điên từ hệ phương trình vi phân QTQĐ thiết bị tự động điều chỉnh Mơ hình chi tiết xét đẩy đủ đến yếu tố Thực ta nghiên cứu ổn định tĩnh theo tiêu chuẩn lượng, dựa đặc tính cơng suất, QTQĐ điện từ chuyển động độ thiết bị điều chỉnh bị bỏ qua (nghĩa sử dụng mô hình đơn giản hố hệ thống) Việc lựa chọn mơ hình (đơn giản hố hay chi tiết), áp dụng phương pháp phân tích phụ thuộc chủ yếu vào khả đáp ứng mục đích nghiên cứu Khơng phải lúc việc áp dụng mơ hình đầy đủ, sử dụng phương pháp phức tạp đem lại hiệu cao Bảng 5.1 thể khả khác áp dụng mơ hình phương pháp nghiên cứu ổn định HTÉ) 79 Bảng 4.1 Mơ hình Đơn giản hoá Đầy đủ Đơn giản (1) (2) Phức tạp (3) (4) Cấu trúc Thông thường, nghiên cứu sơ (khảo sát thiết kế) nên cô' gắng đưa trường hợp (1) (3), nghĩa áp dụng mơ hình thống đơn giản hố (chưa xét ảnh hưởng QTQĐ điên từ diễn biến bên thiết bị điều chỉnh) Trong vận hành nghiên cứu riêng biệt (ví dụ, nghiên cứu hiệu phương tiện điều chỉnh) cần đưa trường hợp (2) (4) 5.2 Các cấu trúc điển hình hệ thống điện Trên quan điểm phân tích ổn định người ta chia hai loại chính: hệ thống điên có cấu trúc đơn giản thống điện có cấu trúc phức tạp Mỗi loại cấu trúc mơ tả tương ứng với số sơ đồ điển hình (hình 5.1) Hệ thống điện coi có cấu trúc đơn giản sau phép biến đổi đẳng trị đưa dạng điển hình gổm đến máy phát Hê thống điên coi có cấu trúc phức tạp phải mơ tả sơ đồ có từ máy phát trở lên Đối với hệ thông điện đơn giản thường có nhiều phương pháp phân tích đánh giá ổn định, đưa kết lụân theo nhiều khía cạnh khác nhau, áp dụng thuận tiên thiết kế, vận hành Trong đó, ổn định HTĐ phức tạp nhiều tồn phương pháp luận tính tốn ứng dụng thực tiễn Cũng việc nghiên cứu ổn định HTĐ có cấu trúc đơn giản cộ ý nghĩa quan trọng Không phải đơn qua các, HTD đơn giản trình bầy thuận lợi, đầy đủ ý tưởng phương phẩp, mà cịn có nhiểu ứng dụng trực tiếp hiệu đưa từ phân tích HTĐ có cấu trúc đơn giản Hơn nữa, đa sô' trường hợp phân tích ổn định HTĐ thực tế đưa vế dạng đơn giản điển hình, sau phép biên đổi đẳng trị Khi tính tốn phân tích trở nên dê dàng, định lượng có thê’ áp dụng cơng thức, đường cong chuẩn để xảc định, cịn vể mặt định tính đưa hàng loạt đặc đểm quan trọng cần lưu ý Có cấu trúc điển hình cho HTĐ đơn giản: Cấu trúc I, máy phát điên (có phụ tải đầu cực) phát công suất qua đường dây lên thống cơng suất vơ lớn (thanh góp điện áp không đổi) Thực tế, trường hợp nghiên cứu ổn định HTĐ nhỏ (hoặc nhà máy điện) có cơng suất 80 thừa phát vào thống khác có cơng suất lớn qua đường dây tải điện tương đối dài Cấu trúc II, mặy phát điện nối với thống công suất vô lớn qua đường dây Máy phát không đủ công suất cung cấp cho phụ tải đầu cực, phải nhận thêm công suất từ hệ thống Thực tế, trường hợp nghiên cứu ổn định hệ thống nhỏ thiếu cơng suất có liên kết với hệ thống khác ■ Cấu trúc III, hai máy phát có phụ tải đầu cực, nối với qua đường dây Công suất hai máy phát tương đương, tương quan phụ tải địa phương không cân lượng công suất lớn truyền theo đường dây hướng Sơ đổ đặc trưng cho phân tích ổn định hệ thống hợp (2 hệ thống) có liên kết mạnh Cấu trúc IV, hai máy phát có cơng suất tương đương nối với qua đường dây, truyền tải công suất nhỏ Sơ đồ trường hợp tương ứng với hệ thống điện hợp có liên hệ yếu p Pm=O,l(P,1+P,2) Hình 5.1 Các hệ thống điện cấu trúc phức tạp (từ máy trở lêri) phân loại thành: sơ đồ xâu chuỗi, sơ đồ hình tia, sơ đồ mạch vịng, sơ đồ hỗn hợp hình vẽ (cấu trúc V đến VIII) Chương trình bày phương pháp phân tích ổn định tĩnh HTĐ có cấu trúc đơn giản phức tạp, nhiên, chưa xét đến ảnh hưởng thiết bị điều chỉnh (mơ hình QTQĐ đơn giản hố) 81 5.3 Ơn định tĩnh,hệ thống điện đơn giản (cấu trúc I) Sơ đồ đơn giản đối vứi tốn ổn định coi sơ đồ hình 5.2a Hê thống bao gổm máy phát điện bộ, phát cơng suất lên góp hệ thống có điên áp khơng đổi u (qua máy biến áp, đường đây) Hình 5.2 Tương ứng với mơ hình đơn giản biểu diễn gần máy phát sđđ cố định EF sau điên kháng XF (chẳng hạn E'd sau X'q) Bỏ qua điện trở, đẳng trị sơ đồ điên kháng tổrig X hình 5.2c Đổng thời để đơn giản viết, ký hiệu sđđ chữ E Trước phân tích ổn định cần xác định điểm cân phương trình chuyển động độ hệ thống Trong trường hợp này, xét chương 4, phương trình chuyển động q độ HTĐ có dạng sau: J-^|+kD-^ = PT-P(ô) (5-2) Phương trình thể điều kiện cân công suất tác dụng nút máy phát Biết PT , từ (5-2) dễ dàng tính góc lệch ỗ điểm cân bằng: so= arcsin(PT/Pm) ỗ'o=18O° - arcsin(PT/Pm) Các đặc tính cơng suất viết cho nút phát: EU P(S) - —T~sinô = Pm sinỗ X Qf(ô) = — - —-cosỏ X X (5-3) 1- Phán tích ổn định theo tiêu chuẩn lượng Hệ thống bao gồm nút: nút góp u có thơng số khơng đổi, nút máy phát cịn lại có góc lệch thay đổi theo tương quan cân công suất tác dụng Tương ứng với biểu thức đặc tính cơng suất ta có đồ thị hình 5.3 P.Q /Qf Hình 5.3 Tính ổn định tĩnh có thê xét cho điểm cân a b Cách phân tích trực định nghĩa ổn định trình bày chương Ớ đây, thử trình bầy lại theo tiêu chuẩn chung lý thuyết ổn định cổ điển - tiêu chuẩn lượng Điều kiện ổn định hệ thống viết cho nút nguồn: 83 đó: AW = AWp - AWt - hiệu số số gia lượng nguồn phát phụ tải; An - sô' gia thông số trạng thái nút, só gia góc lệch Trường hợp xét, ta có sơ' gia công suất: AP = APp - APt = APt - AP (8) Coi cồng suất tua-bin không đổi (APT = 0) viết theo vi phân ta có tiêu chuẩn ổn định điểm cân bằng: dP(8)>n ; > d8 EU X - cos80> X hay Suy điều kiện ổn định tương đương (trong phạm vi phát công suất): - 7t/2 < 80 < 7t/2 dp/ d8 > ỏ hệ thống ổn định (điểm a) •t/2 < 80 < n dP/ d8 < hệ thống không ổn định (điểm b) 80 = 7t/2 dP/ d8 = hệ thống giới hạn ổn định Các kết nhận theo tiêu chuẩn lượng nêu dễ dàng nhận thấy qua hình vẽ Khi táng cơng suất PT điểm cân ổn định (nằm phía trái điểm cực đại đường cong P(8)) dịch dần lên phía trên, tương ứng với góc 80 tăng dần Đến giới hạn, điểm cực đại 80 = 90° Đối với máy phát điện cực lồi, cách phân tích hồn tồn tương tự Tuy nhiên, không xét ảnh hưởng TDK (Eq = const) có khác biểu thức đặc tính cơng suất P(8) Theo cách thực hiên chương 3, dễ dàng nhận biểu thức P(8) qua đồ thị véc tơ sơ đồ thay thê' (hình 5.4) Cần ý trương hợp này, sử dụng sơ đồ thay mô tả theo sđđ giả tưởng Eq sau điện kháng Xq, cần bổ sung thêm quan hệ: EQ = Eq-Id(Xd-Xq) Từ đồ thị véc tơ nhân được: Xqy Id=EQ-Ucos8 Id=l/XflS(EQ-Ucosơ) Từ nhân biểu thức Xav Eo =^-Ea X 84 Y AdL q Eq viết theo Eq (xem 3-6 a): Xd-XQ_ „ q-Ucos8 Y AdE ! Thay vào đặc tính cơng suất, nhận Hình 5-4 Dễ thấy, so với máy phát cực ẩn, đặc tính cơng suất máy phát điện cực lồi có thêm phẩn cơng suất phụ, biến thiên theo góc 2S (hình 5.5) Khi cơng suất cực đại Pm tằng thêm, đồng thời góc lệch giói hạn ỗm < 90° Để xác định Pm Sm cần dựa vào phương trình dP/d8 = Trong phạm vi công suất phát (P > 0) điều kiện ổn định hệ thống < < Sm Hãy xét trường hợp tổng quát theo cấu trúc I, sơ đồ có thêm phụ tải đầu cực máy phát xét đến điện trở đường dây Khi sơ đổ biểu thị hinh 5,6 85 p Hình 5.6 Đặc tính cơng suất tác dụng phản kháng xác định theo (3-3): P = Eq2yl|SĨnall + Eq u y12sin(8 - a)2) = P), + Pl2(8) (5-5) Q = Eq2 yIỊ cosct, I + Eq u y,2cos(8 - a12) = Q, + Ql2(8) Đặc tính coi gồm thành phần: thành phần khơng phụ thuộc góc lệch (PH Qh) thành phần phụ thuộc góc lệch (P|2 Q|2) Do có thành phần cơng suất tác dụng (tổn hao phụ tải) xuất thêm góc lệch ơy tổng dẫn, đặc tính nâng cao lên (theo trị số P||) đồng thời dịch đỉnh cực đại phía phải ứng với 8m = 90° + a12 Điều kiện ổn định hệ thông: < < 90° + a12 < PT< P|2m + P|| Phán tích ổn định theo phương pháp dao động bé Khi phân tích ổn định theo phương pháp dao động bé cần phải dựa vào phương trình vi phân mơ tả QTQĐ, nghĩa xét đến chuyển động có qn tính thống Theo (5-1) ta có: j2e 1C TJTT + Kd3T = Pt-P(S) dr dt (5-6) với P(8) cơng suất điên từ máy phát, nhân biểu thức (5-1 a), (5-4) hay (5-5) sau để tiện cho cách viết, ta sử dụng số qn tính Tj có đơn vị radian thay cho Tj/(Oo có đơn vị sec Trước hết, cần phải tuyến tính hố hệ phương trình (5-6) xung quanh điểm cân Có cách thực hiên: lấy vi phân vế phương trình theo góc lệch khai triển chuỗi Taylo hàm phi tuyến xung quanh điểm cân bỏ qua 86 thành phần bậc cao Theo cách thứ cần lấy đạo hàm sô' hạng theo nhân với Kết nhận phương trình vi phân tuyến tính độ lệch A8: d2 , v dt2 d D dt ỔPAS ỡơ Ký hiệu ỠP/ Ỡ8 = c viết dạng tốn tử ta có: T,p2AÔ + KDpA8 + cAS = (5-8) Theo cách thứ cần khai triển hàm P(Ô) thành chuỗi Tay lo: P(8) = P(80) + -^AÔ + 4^-ịA82 + ° dỗ ổ28 • Bỏ qua thành phần bậc trở lên thay vào (5-6), có: Tj d2(50+A8) dt ■ + Kd d dt (Ỗq+Aỗ) — PT Fr>/s: \ , dp s P(80) + L ỡơ Để ý -yv(S0+ A8) = -Ậ—;Ậ(ƠO+ Aô) - PT - P(80) = 0, rút gọn dt2 dt dt dt biểu thức ta có phương trình (5-7) Phương trình đặc trưng (5-8) viết sau: Tj p2 + KDp + c = Phương trình có nghiêm: = a ± jy Ở ký hiệu: a K - hệ sô' tắt dần; 2Tj - tần sô' dao động riêng 87 Có thể khảo sát ổn định thống trực dạng lời giải: A3(t) = A| eP|t + A2 eP2' theo phương pháp nêu chương Dạng lòi giải phụ thuộc p, p2, xác định sô' KD, Tj c Như biết, Kd Tj thông số cố định phụ thuộc cấu trúc tua-bin máy phát, hè số c có trị số phụ thuộc trạng thái điểm cân (phụ thuộc 50) Hãy xét ttường hợp thống có đặc tính cơng suất đơn giản (5-1 a), tương ứng với P(8) = Pm sin8 Khi c - Pmcos80 Tuỳ theo vị trí điểm cân 80, ta có trường hợp khác vể tính ổn định thông - Khi c> 0, hệ thống ổn định nghiệm phương trình đặc trưng đểu có phần thực âm Nếu phân tích biểu thức c dễ thấy trường hợp điểm cân nằm bên trái giầ trị 80 = 90ỡ Tuy hhiêii iạì có trường hợp xảy phụ thuộc tương quan trị số c, Tj KD: Với c/Tj < a2, nghiệm thực âm, qùá trình có dạng tắt dần không dao động: A8 = A|e’k“ + A, e'k2' Với c/Tj > a2, nghiệm phức có phần thực âm, trình dao động tắt dần với số tắt a tần số dao động y: A8(t) = Ae’|a|t sin(Ỵt + ọ) A cp số phụ thuộc vào điều kiện đẩu Cũng nhận thấy xu hướng có dao động xảy KD nhỏ, điểm 80 vị trí thấp, bên trái đường cong đặc tính (để c có trị số lớn) Đó c = ỠP/ổ8|â0 độ dốc tiếp tuyến với đường cong P(8) điểm 80 88 Tnróc hết xét cách tính số gia AJ hẳm mục tiêu cho biến phân tham số n xung quanh giá trị Theo cơng thức vi phân tồn phần ta có: Việc xác định trị số AJ mấu chốt nhiều thuật tốn tối ưu hố (ví dụ phép lặp theo hướng giảm hàm, thuật toán Newton ) Vì vây xét kỹ cách tính trị số đạo hàm dJ/dn biểu thức Ta có: dn J ỔG ổx, ỠG L _ + _ dt ổx i ổn an? (9-8) Do xác định hệ phương trình vi phân QTQĐ nên nói chung khơng có khả nhận biểu thức giải tích hàm dấu tích phân Chỉ xác định giá trị rời rạc ơủa hàm theo biến thời gian, sau tính dJ/dn theo cơng thức tích phân số Biểu diễn theo biến thịi gian hàm ƠG/ỠX, ỔG/Ỡn có dạng biểu thức giải tích phụ thuộc x,(t) n Với n cho trước (giá trị cụ thể ký hiệu ) giải hệ phương trình vi phân QTQĐ nhân giá trị x,(t) (nói chung phương pháp số) Như trị số hàm ỔG/ỔX1 ỠG/ỡn dễ dàng tính Vần đề cịn lại xác định, trị số hàm ổx/ỡn (phụ thuộc thời gian t tham số n) Phương pháp tính phụ thuộc vào dạng tham số xác định hàm điều khiển a Tham số nằm hàm điều khiển dạng tường Khi thạm sô' nằm hàm vế phải phương trình vi phân, theo lý thuyết tốn phương trình vi phân nghiệm hệ hàm phụ thuộc tham số Hơn hàm Xị(t, n) liên tục khả vi n Dựa vào tính chất ta thực đạo hàm vế phương trình QTQĐ ban đầu theo n Hê nhận có dạng sau: đặt Lj(t) = ỡx/ỡt, cịn gọi hệ số biến phân cấp Xj Các biểu thức giải tích đạo hàm af/SXj ỡf/ỡn thiết lập được, xác định theo Xj n Với giá trị x,(t) nhân giải hệ (9-la) chúng tính thành số Như (9-9) phương trình vi phân tuyến tính hệ số hằrig biến hàm Lj(t) Giải hệ phương trình (cũng phương pháp sổ) 197 nhận giá trị L,(t) Cuối xác định trị số đạo hàm ỠJ/ổn theo (9-8) Cũng viết lai biểu thúv thvọ ỸỈÍí s fifi 1&1 nhân í ri y rìG dJ ỠG ' T L + -— dt ổn (9-10) Để rút ngắn thời gian tính tốn, thường tiến hành tích phân số thịi phương trình QTQĐ (9.1,a) hệ phương trình sai phân (9-9), kể tích phân số (9-10) Tham số n cho giá trị cụ thể nên hệ (9-la) (9-9) hoàn toàn xác định Tích phân số (9-10) thực cách cộng dần bước (theo cơng thức hình chữ nhật chẳng hạn) kết thúc thời với tích phân số hệ phương trình vi phân Thời gian tính phụ thuộc khoảng tính tốn T Nếu tiếp tục thực phép lấy đạo hàm biểu thức (9-8) theo n ta cịn nhận biểu thức tính d J Tuy nhiên xuất hàm thời gian: dn- M,(t) = ỡ2Xj ổn2 hệ số biến phân cấp X, Để xác định số M, cán đạo hàm vế hệ (9-9) theo n Hê phương trình vi phân nhân cho phép xác định giá trị M,(t) đồng thời với L,(t) Xj(t) Khi có thời nhiều tham số n cách thiết lập phương trình sai phân thực tính tốn trị số dJ/dn d2J/dn2 hoàn toàn tương tự b) Tham số thời điểm gián đoạn hàm vếphải phương trình vi phân Nôi dung phương pháp thiết lập cho trường hợp a) dựa sở tính liên tục khả vi tham số n hàm thời điểm Trong ứng dụng thực tế điều khiển tối ưu QTQĐ lại thường gặp tham số cẩn tối ưu hố khơng nằm biểu thức giải tích tác động điều khiển Chẳng hạn chiều dài xung, thời điểm đóng cắt phần tử Trong trường hợp biến trạng thái x,(t) phụ thuộc tham số từ sau thờĩ điểm t = ứng với giá trị xét tham số Có vài thay đổi cách thiết lập hệ phương trình sai phân xác định hệ số biến phân cấp cấp Trước hết hệ phương trình xác định từ thời điểm cho, coi thời điểm đầu hệ Trước thời điểm trị số số biến phân triệt tiâu Bằng lý thuyết chứng minh sau thời điểm nghiệm hệ phương trình vi phân QTQĐ lại phụ thuộc liên tục vào tham số n, nghĩa có hàm x,(t, n) liên tục khả vi n Bằng cách đạo hàm vế hệ phương trình QTQĐ ban đầu theo n ta nhận hộ phương trình sai phân trường hợp a) Tại thời điểm "ban đầu" giá trị hàm biến phân cần tính sau: 198 Li() = fi’0(X,u)-fi+0(X,u); i=Ị,2, ,n (9-11) Trong (9-11) ký hiộu giá trị giới hạn phía trái phía phải hàm f, phương trình vi phân QTQĐ thời điểm thời điểm Các hàm gián đoạn thời điểm có giá trị khác nhau, ứng với điều kiện đầu khác phương trình sai phân Trong trường hợp ngược lại L,() = Đạo hàm theo thời gian biểu thức (9-11) nhân trị số M,() Hãy lấy ví dụ với phương trình vi phân QTQĐ HTĐ đơn giản QTQĐ đựợc điều khiển từ sau thời điểm ngắn mạch xung kích thích cường hành biên độ không đổi, chiều dài T Thông số cần biến phân để tối ưu họá khoảng thời gian T Hệ phương trình QTQĐ: dơ_ — =s dt ' rEìƯ^R Tjds — -7- = PT - [ dt xd u2 X T Các điều kiên đầu: 5(0) = ô0; s(0) = 0; E'q(0) = E'qj) Phương trình sai phân cấp 1: dLK dt , s Tj dLs Eqkl Xq ~ xd T — - = V-(cosS.Lg +sin8.LE)-U —-—;—cos(25).Lg ®0 dt (9-13) xqxd L xd Tdũ —- = -ộ LE + ^77^ u sin Ô-Ls) dt, xd xd Các điều kiên đầu r: Lg (t) = 0; Ls(t) = 0; En(t) pqemax" EqeO* 199 Ở dùng ký hiệu Ls = Ổ8/Ỡr; Ls = ôs/ôr; LE = ổEựỡt Giải đồng thời hệẹ (9-12) p-13) ta to 1« giii 50 lậ hìffl 1M p jjJJJ m Lfi(t), Ls(t) Lj,(t) Giả sử chọn tiêu chuẩn tối ưu QTQĐ là: J ta có: >T (8-80)2dt => ũ dJ - rT— = (8-80).Lsdt dĩ Jo Như vây đạo hàm dJ/dx phụ thuộc vào trị số L8 khoảng từ ĩ đến T Trong thời gian đầu phép tính cho kết dJ/dr < việc kéo dài thêm thời gian kích thích cường hành cịn có lợi (làm giảm trị số hàm mục tiêu) Từ thời điểm Tc trị số dJ/dr > cần kết thúc q trình kích thích cường hành Chiều dài xung tối ưu nhân Tc Kết với trường hợp thực hiên xung điều khiển Khi sử dụng xung nối tiếp (kích thích cưịng hành lặp lại) hiệu đỉều khiển tăng lên đáng kể Tuy nhiên, xét hiệu mở rộng miền ổn định kết nhận trường hợp Đó xung có tác dụng làm giảm nhanh QTQĐ CĐXL 9.5 Vấn để tổng hợp tác động điều khiển xấp xỉ tối ưu QTQĐ HTĐ phức tạp Như nêu mục 9.2, toán điều khiển QTQĐ HTĐ mơ tả theo lý thuyết tốn điều khiển tơì ưu thực có hiệu lý tưởng Tuy nhiên, nói chung khơng thể tìm lời giải giải tích tính phi tuyốn phức tạp Điều hạn chế khả tổng hợp cấu trúc thiết bị tự động điều khiển tớĩ ưu QTQĐ để nâng cao ổn định hệ thống Các cách giải gần khác có nhiều hạn chế, tính thích ứng tác động điều khiển Mặc dù vây việc nghiên cứu phương pháp tổng hợp gần lôi hấp dẫn, đặc biệt phương pháp đảm bảo tính thích ứng cao Cần đặc biệt nhấn mạnh yêu cầu lý sau; - Trong trình vân hành cấu trúc HTĐ bị biến đổi: th đổi sơ đồ, điểu chỉnh cơng suất, đóng cắt trang thiết bị làm việc song song Trong điêu kiên yêu cầu tác động điều khiển QTQĐ khôrig đảm bảo hiệu tổĩ ưu chí khơng có lúc làm xấu tính ổn định chất lượng QTQD - Nếu có phương pháp tổng hợp cấu trúc tối ưu tổng quát, không phụ thuộc cấu trúc cụ thể hệ thống (ngồi thơng số điểm đo) chế tạo thiết bị điển hình trang bị cho tổ máy, đặt nhiều vị trí nhằm nâng cao tính ổn định HTĐ Các TDK tác động mạnh, PSS ví dụ thiệt bị 200 loại này, luôn cải thiện ổn định tĩnh hệ thống Để nâng cao ổn định động người ta mong muốn có thiết bị tương tự ■ Việc áp dụng "xung chuẩn" điều khiển cửa làm thay đổi cơng suất tua bin, dùng mơ hình tuyến tính hố tổng hợp quy luật đỉều khiển kích từ nêu chủ yếu thích hợp cho sơ đồ HTĐ đơn giản Đối với HTĐ phức tạp tác động theo xung chuẩn thể tính thích ứng kém, cịn mơ hình tuyến tính hố thường cho hiệu khơng cao lại địi hỏi số tín hiệu đo q lớn (về nguyên tắc cần có mặt tất biến trạng thái hàm điều khiển) Người ta xem xét hướng nghiên cứu khác: - Sử dụng phương pháp số tính tìm tác động điều khiển tối ưu thời gian thực ( thực đảm bảo tính thích ứng cao tình huống) Hạn chế chủ yếu hướng thời gian tính khơng đủ ngắn để đảm bảo hiệu điều khiển - Tính trước tác động điều khiển tối ưu theo hàng loạt tình Khi cố xảy cần thực trình tìm chọn tác động tương ứng Hạn chế hướng xử lý thông tin phức tạp, với hệ thống lớn phải liên tục đo nhiều thông tin định dạng trạng thái Nhiều thông số thay đổi liện tục phạm vi rộng (công suất, điện áp ) phải phân chia theo số lớn bậc rèd rạc làm số trạng thái tăng lên lớn - Kết hợp giải tích tối ưu với phân chia tình (theo thuật tốn khác nhau) Tình phân chia theo hiệu lời giải Ví dụ khoảng thơng số xùng quanh điểm tuyến tính hố mơ hình, lời giải xấp xỉ cịn có hiệu Ra phạm vi cần tự động chuyển đổi đến biểu thức lời giải khác, làm cho tác động điều khiển lại có hiệu cao Đây hướng có nhiều triển vọng Trong phần trình bày hướng tổng hợp xấp xỉ tối ưu cho HTĐ phức tạp - sử dung phương pháp biến phân tham số [ 11, 12] Xét hàm mục tiêu điều khiển QTQĐ dạng sau: t+AT J = J G(X)dt => ' t t thời điểm tại, QTQĐ diễn cần điều khiển; AT khoảng thời gian cần xét để đánh giá chất lượng QTQĐ Thường AT chọn khơng lớn (0,3 T 1,5 see) phần sau tích phân ứng với QTQĐ ổn định có trị số tương đơĩ nhỏ (ví dụ dần tới CĐXL) Tác động điều khiển xét mục có dạng hàm đổi lái, nghĩa hàm thay đổi nhảy bậc số hữu hạn điểm tính theo thời gian Cần lựa chọn 201 tốiỉ ưu thời điểm đổi lái để tác động có hiệu tối đa.‘Hệ (9-12) ví dụ có tác động dạng đổi lái với thòi điểm đổi lái T Hàm điểu khiển có dạng: u(t)á< EqeO t > T Tổng quát xét hàm điều khiển dạngsau: