Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát

Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát.

BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒN DIỄM VƯƠNG ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ THÔNG MINH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ĐA NGUỒN PHÁT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội - 2023 BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC ĐỒN DIỄM VƯƠNG ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ THÔNG MINH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ĐA NGUỒN PHÁT Ngành : Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 9520216 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN NGỌC KHOÁT PGS TS THÁI QUANG VINH Hà Nội - 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các thơng tin trích dẫn luận án liệt kê đầy đủ rõ nguồn gốc Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố công trình khoa học khác Tập thể người hướng dẫn Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2023 Nghiên cứu sinh TS Nguyễn Ngọc Khoát PGS TS Thái Quang Vinh Đồn Diễm Vương LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn lịng kính trọng người thầy hướng dẫn dẫn quý báu định hướng nghiên cứu để tơi hiểu rõ đối tượng nghiên cứu để đưa giải thuật điều khiển tốt nhằm ổn định tần số hệ thống điện đa máy phát kết nối Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2023 Nghiên cứu sinh Đoàn Diễm Vương MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .v DANH MỤC BẢNG .vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích luận án phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Bố cục luận án CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ 1.1 Điều khiển tần số hệ thống điện đa kết nối .5 1.2 tích, đánh giá cơng trình nghiên cứu cơng bố ngồi nước9 1.3 Kết luận chương 21 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 22 2.1 Mơ hình hóa hệ thống điện đa kết nối .22 2.1.1 Bộ điều tốc 22 2.1.2 Tua bin 23 2.1.3 Tua bin gió 25 2.1.4 Năng lượng mặt trời 26 2.1.5 Máy phát tải 26 2.1.6 Cấu trúc hệ thống điện đơn vùng 29 2.1.7 Cấu trúc hệ thống nhiều vùng 32 2.2 Cơ sở lý thuyết điều khiển 43 2.2.1 Bộ điều khiển PID .43 2.2.2 Bộ điều khiển thích nghi 43 2.2.3 Bộ điều khiển mờ 45 2.2.4 Các phương pháp tối ưu .52 2.3 Kết luận chương 57 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI HÀM GAUSS CHO BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ .59 3.1 Thiết kế điều khiển thích nghi hàm Gauss sử dụng Lyapunov 59 3.2 Đáp ứng hệ thống điện sử dụng điều khiển thích nghi hàm Gauss .64 3.3 Kết luận chương 67 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐA NGUỒN PHÁT 68 4.1 Thiết kế điều khiển mờ - PID ổn định tần số hệ thống điện đa kết nối .68 4.1.1 Thiết kế điều khiển 68 4.1.2 Mô kết 72 4.2 Thiết kế điều khiển mờ - PSO - PID 86 4.2.1 Thiết kế điều khiển 86 4.2.2 Mô kết 90 4.3 Kết luận chương 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .96 Đánh giá kết nghiên cứu .96 2.Hướng phát triển nghiên cứu 97 DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Tiếng Anh Proportional Integral Derivative Fuzzy Proportional Integral Derivative Fuzzy Observer Proportional Integral Derivative hybrid Particle Swarm Optimization - Pattern Search Bacterial Foraging Optimization Algorithm Genetic Algorithm Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System High-Voltage Direct Current PID FPID FOPID hPSO-PS BFOA GA ANFIS HVDC 10 11 VSS FGS ZN Fuzzy Gain-Scheduling 12 GWO Grey Wolf Optimization 13 QOGWO 14 COA 15 T-SMC 16 17 LFC GDB 18 GRC 19 PSO 20 RESs 21 22 23 BIA LQ MPC Quasi-Oppositional Grey Wolf Optimization Cuckoo Optimization Algorithm Terminal Sliding Mode Control Load Frequency Control Governor Deadband Generation Rate Constraint Particle Swarm Optimization Renewable Energy Sources Bat inspired algorithm Linear Quadratic Model Predictive Tiếng Việt Thuật tốn tỉ lệ- tích phân – vi phân Thuật toán mờ-PID Thuật toán mờ-PID quan sát Thuật toán lai tối ưu hóa bầy đàn tìm kiếm mẫu Thuật tốn tìm kiếm tối ưu hóa vi khuẩn Thuật tốn di truyền Thuật tốn lai mờ nơ ron thích nghi Truyền tải cao áp chiều Hệ thống cấu trúc biến đổi Điều chỉnh thơng số mờ Ziegler–Nichols Thuật tốn tối ưu bầy sói xám Thuật tốn tối ưu bầy sói xám tựa đối lập Thuật tốn tối ưu chim cucco Điều khiển trượt đầu cuối Điều khiển tần số tải Dải chết máy điều tốc Giới hạn công suất phát Tối ưu bày đàn Các nguồn lượng tái tạo Thuật tốn lồi dơi Tồn phương tuyến tính Bộ điều khiển dự báo mô 24 BBO 25 MO 26 DEPSO 27 FOC 28 BSA 29 GSA 30 BOA 31 PHEVS 32 MBA 33 ICA Controller Biogeography-Based Optimization Many-Objective Differential Evolution and Particle Swarm Optimisation Algorithm Fractional Order Control Backtracking Search Algorithm Gravitational search algorithm Butterfly Optimization Algorithm Plug-in Hybrid Electric Vehicles Mine Blast Algorithm Imperialist Competitive Algorithm 34 SMES Superconducting Magnetic Energy Storage 35 HHO Harris Hawks Optimizer 36 DE-PSO 37 MUGA 38 IGWO 39 FPA hình Tối ưu hóa dựa địa lý sinh học Đa mục tiêu Thuật tốn lai bầy đàn tiến hóa vi phân Điều khiển đa tầng theo thứ tự Thuật toán tìm kiếm quay lùi Thuật tốn tìm kiếm hấp dẫn Thuật tốn tối ưu hóa theo đàn bướm Xe điện lai Thuật tốn nổ mìn Thuật tốn cạnh tranh Bộ lưu trữ lượng từ trường siêu dẫn Phương pháp tối ưu hóa Harris Hawks Differential Evolution and Thuật tốn lai tiến hóa dị biệt Particle Swarm Tối ưu hóa bầy đàn Optimization Multi-objective Uniform Giải thuật di truyền đa mục diversity Genetic tiêu Algorithm Improved Grey Wolf Thuật tốn tối ưu bày sói Optimizer xám phát triển Flower Pollination Thuật toán thụ phấn hoa Algorithm DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thông số hệ thống điện hai vùng [71] 35 Bảng 2: Thông số hệ thống điện ba vùng [71] 40 Bảng 1: Luật mờ cho Kp’ 71 Bảng 2: Luật mờ cho Kd ‘ 71 Bảng 3: Luật mờ cho α 71 Bảng 4: Thông số điều khiển nhiễu tải hàm bước 72 Bảng 5: Thông số điều khiển nhiễu tải hàm xung 74 Bảng 6: Thông số điều khiển nhiễu tải hàm ngẫu nhiên 75 Bảng 7: Thông số điều khiển nhiễu tải hàm sin 77 Bảng 8: Các thông số hệ thống thay đổi hoạt động 77 Bảng 9: Thông số điều khiển hệ thống có tồn thời gian trễ 79 Bảng 10: Thông số điều khiển nhiễu tải hàm bước 81 Bảng 11: Thông số điều khiển nhiễu tải hàm xung 82 Bảng 12: Thông số điều khiển nhiễu tải hàm ngẫu nhiên .83 Bảng 13: Thông số điều khiển nhiễu tải hàm sin 84 Bảng 14: Bảng luật mờ 87 Bảng 15: Các trường hợp mô 89 Bảng 16: Thông số PSO 89 Bảng 17: Các hệ số điều khiển .89 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Cấu trúc hệ thống điện đơn vùng Hình 2: Hệ thống điện đa liên kết nhiều vùng .8 Hình 3: Cấu trúc điều khiển tần số - phụ tải chống lại GRC [76] 11 Hình 4: Bộ SMLFC cho hệ thống điện có hai vùng liên kết [81] .12 Hình 5: Cấu trúc điều khiển PID – Mờ cho hệ thống [59] 13 Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển công suất [62] .22 Hình 2: Mơ hình hóa điều tốc .23 Hình 3: Mơ hình hóa tuabin khơng hồi nhiệt 24 Hình 4: Mơ hình hóa tuabin hồi nhiệt .24 Hình 5: Mơ hình máy phát tải [62] .26 Hình 6: Sơ đồ khối máy phát theo mô-men [62] .27 Hình 7: Sơ đồ khối máy phát theo công suất [62] .28 Hình 8: Sơ đồ khối máy phát tải [62] .29 Hình 9: Cấu trúc tổ máy nhiệt điện tua bin không hồi nhiệt .29 Hình 10: Cấu trúc tổ máy nhiệt điện tua bin hồi nhiệt 29 Hình 11: Cấu trúc tổ máy thủy điện 30 Hình 12: Sơ đồ cấu trúc GRC 30 Hình 13: Cấu trúc hệ thống điện đơn vùng tua bin không hồi nhiệt có GDB GRC 31 Hình 14: Cấu trúc hệ thống điện đơn vùng tua bin hồi nhiệt có GDB GRC .31 Hình 15: Cấu trúc hệ thống điện đơn vùng tua bin thủy lực có GDB .31 Hình 16: Hệ thống điện hai vùng [62] .32 Hình 17: Mơ hình tương đương hệ thống điện kết nối hai vùng [62] .32 Hình 18: Cấu trúc hệ thống điện hai vùng phi tuyến [71] 34