Ứng dụng thuật toán đồng thuận điều khiển bù mất đối xứng điện áp trong luới điện siêu nhỏ độc lập

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN NGHĨA ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN ĐỒNG THUẬN ĐIỀU KHIỂN BÙ MẤT ĐỐI XỨNG ĐIỆN ÁP TRONG LƯỚI ĐIỆN SIÊU NHỎ ĐỘC LẬP Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 8520216 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng – Năm 2018 Công trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Thị Minh Dung Phản biện 1: TS Nguyễn Hoàng Mai Phản biện 2: TS Hà Xuân Vinh Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điều khiển tự động hóa họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 16 tháng năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa  Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, với phát mạnh mẽ giới, nhu cầu sử dụng lượng điện người ngày tăng cao, nguồn lượng truyền thống than đá, dầu mỏ dần cạn kiệt, giá thành cao, nguồn cung khơng ổn định, vận chuyển khó khăn, tốn đặc biệt tới vùng sâu, vùng xa, hải đảo… nhiều nguồn lượng điện thay nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu để phát điện nguồn lượng tái tạo như: pin mặt trời, pin nhiên liệu, turbine gió, gọi chung nguồn điện phân tán (DG) nguồn lượng có tiềm lớn giới Việt Nam Khái niệm lưới điện siêu nhỏ MicroGrid (MG) đời với mục đích sử dụng hiệu linh hoạt nguồn phát điện phân tán (Distributed generation - DG) Một lưới điện siêu nhỏ nhóm nguồn điện phân tán kết nối với hoạt động độc lập hoàn toàn với lưới điện phân phối, kết nối ngắt kết nối với lưới phân phối, cho phép hoạt động chế độ kết nối lưới chế độ độc lập “island” Bằng phương pháp đó, cung cấp hệ thống lượng cho người tiêu dùng linh hoạt hiệu lưới điện truyền thống Để khai thác ưu lưới điện siêu nhỏ, cần giải nhiều vấn đề quan trọng hoạt động chế độ độc lập như: đối xứng, phối hợp nguồn phát phân tán (DG), phân chia công suất, ổn định hệ thống, v.v… Trong đó, đối xứng lưới điện quan tâm Mặc dù lần cố điện gây hậu nặng nề lần đối xứng, thực tế tần suất xảy tượng đối xứng lại lớn nhiều so với tượng điện xét cách tổng thể tượng đối xứng lưới điện siêu nhỏ lại gây hậu lớn tượng điện Vấn đề đặt làm để khắc phục tượng đối xứng lưới điện siêu nhỏ để đảm bảo chất lượng điện đầu phụ tải Như biết nguyên nhân đối xứng lưới điện siêu nhỏ phụ tải pha gây nên, thân phần tử pha hồn thành khơng đối xứng hồn tồn hay áp dụng số chế độ làm việc đặc biệt Việc đối xứng MG làm xuất dòng thứ tự nghịch (TTN) thứ tự khơng (TTK) gây ảnh hưởng xấu đến DG, đến tác động tin cậy thiết bị bảo vệ rơle nguyên nhât làm gia tăng tổn thất mạng, giảm độ tin cậy cung cấp điện giảm chất lượng điện cho phụ tải Vì vây, vấn đề đặt làm để nguồn phân tán hợp tác chia sẻ cơng việc với cách hiệu Để khắc phục tượng đối xứng lưới điện siêu nhỏ vận hành chế độ độc lập, ta đưa giải pháp “ứng dụng thuật tốn đồng thuận để điều khiển bù đối xứng điện áp lưới điện siêu nhỏ độ độc lập” Mục đích giải pháp đưa hệ thống MG quay trạng thái đối xứng nhằm nâng cao chất lượng điều khiển, để nâng cao chất lượng điện hệ thống điện, nội dung mà đề tài nguyên cứu hướng đến Mục đích nghiên cứu đề tài Mục tiêu nghiên cứu thuật toán đồng thuận thiết kế thuật tốn đồng thuận trung bình thời gian hữu hạn đưa quy luật chung cho nguồn phân tán MG chia sẻ hợp tác hiệu việc bù đối xứng điện áp lưới điện siêu nhỏ vận hành chế độ độc lập nhằm nâng cao chất lượng điện cho phụ tải Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu: - Nguồn điện phân tán (DG); - Hệ thống đa đối tượng; - Lý thuyết đồ thị; - Lý thuyết thuật toán đồng thuận; - Lưới điện siêu nhỏ (MG) tượng đối xứng lưới điện siêu nhỏ vận hành chế độ độc lập; Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu nguyên nhân đối xứng lưới điện siêu nhỏ độc lập; - Ứng dụng thuật tốn đồng thuận trung bình thời gian hữu hạn để điều khiển bù đối xứng lưới điện siêu nhỏ vận hành chế độ độc lập - Phương pháp lập trình cơng cụ mơ chương trình điều khiển Matlab Simulink Phương pháp nghiên cứu đề tài Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết mô phỏng; Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu tài liệu, giáo trình, báo khoa học viết vấn đề: - Lưới điện siêu nhỏ vận hành chế độ độc lập - Các nguồn điện phân tán; - Hệ thống điều khiển đa đối tượng; - Thuật tốn đồng thuận; Phương pháp nghiên cứu mơ thực nghiệm: nghiên cứu mô phân mềm Matlab Simulink; Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đề tài nghiên cứu tượng đối xứng lưới điện siêu nhỏ vận hành chế độ độc lập ứng dụng thuật tốn đồng thuận trung bình thời gian hữu hạn để điều khiển bù đối xứng điện áp lưới điện siêu nhỏ vận hành độc lập nhằm nâng cao chất lượng điện cho phụ tải Cấu trúc luận văn Cấu trúc luận văn gồm chương cụ thể sau: Chương I: Giới thiệu tổng quan - Giới thiệu tổng quan hệ thống đa đối tượng; - Tổng quan nguồn điện phân tán DG; - Giới thiệu tổng quan lưới điện siêu nhỏ (MG); - Lý thuyết thuật toán đồng thuận ứng dụng Chương II: Lý thuyết đồ thị - Giới thiệu tổng quan lý thuyết đồ thị: Chương III: Thiết kế thuật tốn đồng thuận trung bình thời gian hữu hạn; - Giới thiệu tổng quan thuất tốn đồng thuận; - Thiết kế cấu hình ma trận thuật toán đồng thuận; Chương IV: Ứng dụng thuật toán đồng thuận trung bình thời gian hữu hạn để điều khiển bù đối xứng điện áp lưới điện MG vận hành chế độ độc lập Chương V: Kết luận chung CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Bối cảnh 1.1.1 Hệ thống đa đối tượng 1.1.1.1 Khái niệm hệ thống đa đối tượng Hệ thống đa đối tượng MAS (MAS: Multi-agent systems) hệ thống ghép nối nhiều đối tượng riêng lẻ lại với nhau, chúng có đa xử lý ghép lỏng giải vấn đề (đối tượng) phức tạp Chúng làm việc để tìm câu trả lời cho vấn đề vượt khả đối tượng Họ giải vấn đề phức tạp kiểm soát hệ thống phức tạp 1.1.1.2 - Các ứng dụng hệ thống đa đối tượng Giám sát an ninh vật lý trực tuyến trạm biến áp điện; - Trong quân đội: - Môi trường: - Giao thơng: - Tự động hóa tòa nhà thơng minh 1.1.2 Nguồn điện phân tán 1.1.2.1 Định nghĩa nguồn điện phân tán Nguồn điện phân tán nguồn điện sử dụng lượng tái tạo lượng mặt trời, thủy điện nhỏ, tuabin gió…là nguồn lượng thân thiện với mơi trường 1.1.2.2 Những lợi ích tích cực nguồn phân tán 1.1.2.3 Các hạn chế nguồn phân tán 1.2 Lưới điện siêu nhỏ 1.2.1 Khái niệm lưới điện siêu nhỏ (Microgrid - MG) Lưới điện siêu nhỏ (MG) hệ thống lượng tích hợp bao gồm nguồn lượng phân tán (DER - Distributed energy resources), số phụ tải hệ thống đo đếm, hệ thống hoạt động lưới điện độc lập, tách khỏi lưới điện phân phối hành 1.2.2 Các chế dộ vận hành lưới điện siêu nhỏ - Chế độ vận hành kết nối lưới điện quốc gia; - Chế độ vận hành độc lập (islanding) 1.2.3 Ứng dụng lưới điện siêu nhỏ - Lưới điện siêu nhỏ cho đảo xa; - Các khu thương mại/Công nghiệp; - Cộng đồng dân cư/Các ngành phục vụ; - Quân đội; - Vùng sâu, vùng xa/Khu vực chưa có điện 1.3 Thuật tốn đồng thuận 1.3.1 1.3.1.1 Phân loại thuật toán đồng thuận Hệ thống thời gian rời rạc Phương trình cập nhật đồng thuận dựa vào bước lặp tuyến tính xi (k 1)  wii (k)xi (k)   wij (k)x j (k), i  1,2, , N (1.1) jNi Ở dạng ma trận: x(k  1)  W(k)x(k), wij (k)  0, neáu (i, j)  E,  jNi {i} wij (k)  (1.2) Hệ thống gọi đồng thuận phân tán tiệm cận lim x(k)  1 , nghĩa tất nút đồng giá trị µ k Khi µ trung bình giá trị ban đầu,   N  xi (0), hệ thống N i1 gọi đạt để đồng thuận trung bình, nghĩa là: lim Wk  k  1.3.1.2 T 11 N (1.3) Hệ thống thời gian tuyến tính xi (t)    aij (t)(xi (t)  x j (t)) (1.4) jji (t ) Phương trình dạng ma trận x  Lx Với L ma trận Laplacian, x = [x1 x2 xN]T 1.3.1.3 Vấn đề đồng thuận thời gian hữu hạn Thuật tốn đồng thuận trung bình thời hữu hạn cho phép tất nút đạt đến giá trị đồng thuận trung bình D bước cho giao thức tự cấu hình hóa x( D)  T 11 x(0) N (1.5) Nghĩa là, thiết kế ma trận đồng thuận W1, W2, ,WD cho 1 W  N 11 iD 1.3.2 1.3.2.1 T i Thiết kế ma trận đồng thuận Trọng số có bậc lớn  if j  Ni d 1; max   wij  1  ; if i  j  dmax  0; other   Trong đó: dmax = maxdi ≤ N 1.3.2.2 Trọng số Metropolis Ma trận ứng dụng đồ thị với cấu trúc truyền thông bất biến theo thời gian[1]:   max{d , d }  ; if j  Ni i j   wij  1   j i w ; if i  j ij  other 0;  1.3.2.3 Trọng số cạnh số if j  Ni ;  wij  1  Ni ; if i  j  other 0; Ma trận trọng số biểu diên dạng ma trận: W = IN – αL, với IN ma trận đơn vị 1.3.2.4 Tối ưu hóa w N T subject to W  SG ,1 W  1T , W1  (W  11T ) Trong đó, W  SG biểu diễn cho ràng buộc ma trận W với tập hộp SG, xác định sau:   SG  W NN | wij  neáu(i, j) Evaø i  j 1.4 Mục tiêu đề tài 10 Cho đồ thị G = (V, E), G gọi là: - Đơn đồ thị: mà cặp đỉnh nối với khơng q cạnh (hình 2.1a) - Đa đồ thị: đồ thị có cặp đỉnh nối với nhiều cạnh gọi đa đò thị (hình 2.1 b) 2.2 Tính kết nối đồ thị 2.3 Đặc tính đồ thị đại số - Đỉnh kết nối cho giá trị 1; - Đỉnh không kết nối cho giá trị 1, if (i, j )  E , j   0, other (2.1) 2.4 Đặc tính quang phổ đồ thị  N   aik , if i  j lij  k 1,k i a , if i  j  ij (2.4) Ma trận Laplacian L biểu diễn dạng ma trận sau: L=D–A (2.5) (1) Tốc độ hội tụ giao thức đồng thuận phụ thuộc vào giá trị riêng Laplacian nhỏ thứ hai λ2, [5] T x T Lx x x  0,1 x 0 =2 (L) (2.6) (2) Trong [6], đặc tính thú vị khác ra: N N   (L)   d i 1 i i 1 2.5 Các loại đồ thị tiêu chuẩn i 11 CHƯƠNG III THIẾT KẾ THUẬT TỐN ĐỒNG THUẬN TRUNG BÌNH VỚI THỜI GIAN HỮU HẠN 3.1 Giới thiệu thuật toán đồng thuận x1 (k  1)  wii ( k ) xi (k )   wij (k ) x j (k ), i  1,2,3, , N (3.1) jNi 0 if (i, j )  E Trong đó: wij   wij if (i, j )  E Hoặc tương đương dạng ma trận: x ( k  1)  W( k ) x ( k ) (3.2) Như trình bày Chương 2, đồng thuận trung bình đạt cách tiệm cận nếu: lim (k )  11T x (0) (3.3) kx  N Điều có nghĩa là: lim W k  kx  T 11  JN N (3.4) Giao thức mức trọng số tối đa   d  , if j  Ni  max  di wij  1  if i  j  dmax  0 other   Trong đó, dmax  max di  N iV (3.5) 12 Trong trường hợp Metropolis-Hasting dựa giao thức  if j  Ni 1  max{d , d } , i j   wij  1   , if i  j  jNi  max{di , d j } 0 other   (3.6) Đồ thị giao thức đồng thuận trung bình dựa Laplacian if j  Ni  ,  wij  1   | Ni | if i  j 0 other  (3.7) Thuật tốn đồng thuận trung bình thời gian hữu hạn cho phép tất nút đạt giá trị đồng thuận trung bình thời gian hữu hạn bước D cho giao thức tự cấu hình, tức là: x ( D)  T 11  J N x (0) N (3.8) Cuối cùng, mong muốn chuỗi ma trận hữu hạn {W1, W2,…, WD} cho: x ( D)  1t Wt x (0)  JN (0) cho tất x(0) ⸦ RN (3.9) Điều có nghĩa 1t Wt  JN (3.10) 3.2 Đánh giá 3.2.1 Phương pháp dựa khái niệm đa thức tối thiểu 13 Giả sử đa thức nhỏ W có bậc D + ≤ N Cho số số α0, α1, , αD, hệ số đa thức nhỏ q(W), q (W) = 0, nhận được: W D1   DW D   1W  0 IN  Bằng cách nhân hai bên phương trình với x(k), thu được: W D1 x (k )   DW D x (k )   1Wx (k )   x (k )  Hoặc tương đương: x(k  D  1)  D x(k  D)   1x(k 1) 0 x(k)  Do đó, ∀k ≥ ≤ i ≤ N, xi (k) thỏa mãn phương trình vi phân tuyến tính biểu mẫu: xi (k  D  1)   D xi (k  D)   1 xi (k  1)  0 xi (k )  (3.11) Nó rằng: xi   xi (D)xi (D 1) xi (0) s 11 1 s Từ phương trình (3.11), giá trị đo nút i xác định mức cực tiểu đa thức cặp quan sát ma trận tương ứng , [W, eiT ] đó: eiT  [0, ,0,1i ,0,0, ,0]  R1N Xét vectơ khác biệt giá trị thời gian rời rạc kế  x (1)  xi (0), xi (2)  xi (1), tiếp nút thứ i, X i (0,1,2, , 2k )   i , k   , , xi (2 k  1)  xi (2 k )  ma trận Hankel liên quan nó: 14 xi (1)  xi (0) xi (2)  xi (1)  xi (k  1)  xi (k)     x (2)  x (1) x (3)  x (2)  xi (k  2)  xi (k  1)  i i i i Xi (0,1,2, ,2k   (3.12)         xi (k  1)  xi (k ) xi (k  2)  xi (k  1)  xi (2k  1)  xi (2k)  Sau đó, giá trị chuẩn hóa β = [β0 βDi + 1] T ma trận Hankel sai khác ước tính Dựa phép lặp tuyến tính (3.11), phương trình hồi quy sau biểu thị quan sát đầu nút i thời gian tối thiểu định nghĩa là: xi (k  Di  1)  i Di xi (k  Di )  i,1 xi (k  1)  i,0 xi (k )  (3.13) Xem xét biến đổi Z xi(k): X (z)  Di 1 j 1 j 1 l 0  j  xi (l)z jl qi (z)  H(z) qi (z) Để ước tính giá trị đồng thuận cuối nút i, ta xác định đa thức sau: pi (z)  qi (z) Di   j z j z 1 j 0 Sau đó, giá trị đồng thuận cuối xác định: H(1) yiT ( Di ) ,   lim(z 1) X (z)   T z1 pi (1) 1 Trong đó, yiT (Di )  [xi (0) xi (1) xi (D)]   [0 Di 11]T vectơ hệ số đa thức pi (z) 3.2.2 Phương pháp dựa hệ số ma trận Cách tiếp cận dựa tích lũy ma trận trung bình JN Chính xác hơn, chúng tơi mong muốn tìm chuỗi ma trận hữu hạn {W (1), W (2), , W (D)}, W (k) ∈ SG cho: 15 x(D)   W(k) x(0)  JN x(0) cho tất x(0)R (3.14) k D  W(k )  J kD N (3.15) 3.2.2.1 Sự tồn 3.2.2.2 Bài giải cho biểu đồ cụ thể Định lý [16] Xem xét đồ thị G với N đỉnh ma trận liền kề A Có tồn đa thức H(ν) cho H(A) = JN G biểu đồ thông thường kết nối Đối với đồ thị thông thường kết nối với giá trị K, đa thức nhất độ thỏa mãn H(A) = JN H (v )  N g ( v ) đó, (v - K)g(v) đa thức tối thiểu A g (K) Đa thức H(A) gọi đa thức Hoffman G Chúng ta lưu ý bậc đa thức chưa biết, ngoại trừ đồ thị khoảng cách thông thường 3.2.2.3 Giải pháp chung Bổ đề [18] ˆ k  1, , D có đường chéo Các ma trận W (k )  k I N   A, phù hợp với cấu trúc liên kết mạng, nhận dạng vector riêng Trong đó, Aˆ định nghĩa Aˆ  dmax I N  L có thuộc tính là: Định lý [18] 16 Cho đồ thị vô hướng kết nối với ma trận Laplacian L, tập hợp ma trận W (k) = (αk + dmaxβ)IN - βL, k = 1, , D, β ≠ 0, cho phép tiếp cận đồng thuận trung bình bước D nếu: (a) D + số giá trị riêng biệt ma trận Laplacian; (b) Tham số β αk định nghĩa là:   D 1  D i2 k  i ( L )  k 1 ( L )  d max D 1  i2 D , k  1, , D i ( L ) Với i ( L) , i  2, , D  giá trị riêng Laplacian khác khơng Chính xác hơn, [19], giải pháp đưa αk = k = giá trị riêng Laplacian khác không k 1(L) 3.2.3 So sánh phương pháp đa thức tối thiểu cách tiếp cận hệ số ma trận hóa 3.2.3.1 Thời gian thiết kế: a) Đối với phương pháp đa thức tối thiểu, nút chọn trọng số để tạo ma trận độ đồng W thỏa mãn điều kiện hội tụ: x(k) = Wkx(0) b) Phương pháp tìm hệ số ma trận đòi hỏi tài ngun lưu trữ tính tốn cho thông tin tổng thể (cấu trúc liên kết mạng chuỗi rộng Laplacian) để thiết kế ma trận đồng thuận trọng số W 3.2.3.2 a) Thời gian thực hiện: Cách tiếp cận đa thức tối thiểu chủ yếu cần lưu trữ liệu tài ngun tính tốn: (Dr + 1) bước kế tiếp, [26] 17 b) Ở giai đoạn này, tích lũy ma trận trung bình khơng u cầu lưu trữ liệu trước Do đó, thời gian thực đơn giản tiêu chuẩn giao thức đồng thuận 3.3 Giải pháp phân tán tìm tham số cho ma trậncho hệ số ma trận hóa Hình 3.1 Lược đồ lặp tuyến tính không gian thời gian Gọi { xi (0),yi }, i=1, ,N tín hiệu đầu vào - đầu hệ thống cho, biểu thị đồ thị G = (V, E) Như biết, sau yi =y= N  N i 1 sử dụng giao thức đồng thuận, đầu xi (0) Mục tiêu chúng tơi ước tính ma trận tham số Wt, t = 1, 2,…, D, cách giảm thiểu lỗi bậc hai: E(W1 ,W2 , ,WD )= N ( xi (D)-y)  i 1 Các đạo hàm hàm giá trị E p (W )= (3.18) tr( p (W ) Tp ( W ) xác định (3.22) tính sau: 18 E p (W ) WD E p (W ) Wk = D , p x Tp (D-1) = k , p x Tp (k-1), k=1, ,D-1 (3.23) (3.24) 3.4 Các kết tính tốn số Huấn luyện cấu hình vectơ sở theo quy tác chuẩn RN Hiệu suất giao thức thiết kế đánh giá giá trị trung bình (Mean Square Error (MSE)): MSE  N P ( xi , p ( D )  y p )  NP i 1 p 1 (3.28) 3.5 Kết luận Trong chương này, đề xuất cách để phân phối thiết kế giao thức đồng thuận trung bình hữu hạn theo thời gian Bằng cách sử dụng trình huấn luyện, chúng tơi cách giải vấn đề hệ số ma trận (3.15) theo cách phân phối đầy đủ Phương pháp dựa phương pháp truyền ngược lại gradient CHƯỢNG IV ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN ĐỒNG THUẬN ĐỂ ĐIỀU KHIỂN BÙ MẤT ĐỐI XỨNG TRONG MG ĐỘC LẬP 4.1 Chế độ không đối xứng lưới điện siêu nhỏ độc lập 4.1.1 Định nghĩa không đối xứng hệ thống điện Lưới điện không đối xứng (KĐX) tượng điện áp dòng điện pha có module khác góc hai vectơ cạnh khác 10 19 4.2 Nguyên nhân gây đối xứng lưới điện MG độc lập Sự xuất không đối xứng MG độc lập nhiều nguyên nhân khác như: 4.1.1.1 Không đối xứng lâu dài Chế độ không đối xứng gây nguyên nhân: - Do phụ tải; Phụ tải pha phụ tải khơng đối xứng điển hình nhất, - Do thân phần tử ba pha không đối xứng hoàn toàn như: - Do áp dụng số chế độ làm việc đặc biệt như: đường dây “2 pha - đất”, “pha - đường ray” chế độ không toàn pha, tức chế độ đường dây pha truyền tải điện pha 4.1.1.2 Chế độ không đối xứng ngắn hạn Do cố ngắn mạch không đối xứng gọi chế độ không đối xứng ngắn hạn Chế độ không đối xứng ngắn hạn tồn khoảng thời gian ngắn 4.1.2 Ảnh hưởng chế độ không đối xứng MG độc lập 4.1.2.1 Ảnh hưởng chế độ không đối xứng chất lượng điện 4.1.2.2 Ảnh hưởng chế độ không đối xứng thiết bị dùng điện 4.3 Phân tích chế độ khơng đối xứng điện áp lưới điện siêu nhỏ độc lập Hệ số đối xứng điện áp (VUF) [30]; 20 %VUF  V2 x100 V1 (4.6) Dựa giới hạn cho phép hệ số VUF SLB (VUFref = 0.5% theo tiêu chuẩn ANSI C84.1-1995 [29]) đưa lượng bù điện áp tham chiếu từ hệ tọa độ chuẩn d-q (UCRdq) gửi giá trị đến nguồn phát DG thống qua đường kết nối kết nối băng thơng thấp thấp (LBCLs), 4.2.1 Phân tích mơ hình hệ thống MG độc lập đối xứng 4.2.2 Phương pháp bù đối xứng điện áp cách phân chia dòng thứ tự nghịch 4.4 Thiết lập sơ đồ điều khiển bù đối xứng cho SLB MG 4.3.1 Phương pháp VUC tập trung %VUF  V2 x100 V1 (4.14) Các thành phần thứ tự thuận nghịch SLB trích xuất, sử dụng để tính tốn VUF Sau đó, sai lệch VUF tính tốn VUF tham chiếu cấp cho điều khiển PI Sau đó, tham chiếu bù đối xứng (UCR) UCRdq tạo cách nhân đầu điều khiển PI với thành phần thứ tự nghịch UCR dqi  ( VUF*  VUF ).PI.v (4.15) Cuối cùng, UCR chia sẻ DG (DG thứ N) MG nhau, tức [36], ta có giá trị trung bình lượng bù cần thiết UCRdqi = 4.3.2 UCRdq,i = 1, ,N Cách tiếp cận phân phối VUC (4.16) 21 4.3.2.1 Thiết lập sơ 4.3.2.2 Phân phối VUC Thông tin liên lạc đối tượng N + lớp giao tiếp thứ cấp bao gồm lượng bù đối xứng (UCRdq) tham chiếu cho SLB mức đóng góp (CLi; i = 1; · · ·; N) Tức là, ban đầu UCRdq CLi biết đối tượng N + i; i = 1; · · ·; N tương ứng Hình Minh họa bù thứ cấp miền thời gian Theo [33], sau bước K hữu hạn, thông tin truyền đạt đối tượng I,j =1,…,N đạt đồng thuận như: x itKm  x Kjt m   a U CR dq t m   N 1 N 1    CL k ( t m )   k 1  N 1   N 1 T (4.18) Theo biểu thức (4.16), bù thứ cấp phân tán để bù điện áp thiết kế sau [36]: UCR dqi  4.3.2.3 CLi  UCR dqi CL (4.19) Thiết kế sơ đồ điều khiển thứ cấp (secondary control) phối hợp điều phối phân tán (DCSCS) Sơ đồ thể hình 4.7, với bước tương ứng mô tả sau: Bước 1: Chia sẻ thông tin Bù: Ở bước này, đối tượng sử dụng giá trị riêng thu để tính tốn mức tăng cập 22 nhật theo (3.5) sau áp dụng giao thức FACA để chia sẻ khám phá thơng tin Sau đó, đối tượng tính tốn tham chiếu bù theo (4.19) gửi đến lớp điều khiển (primary control) Bước 2: Giám sát CF: Tại bước này, đối tượng j; j = 1, · · ·, N + cần kiểm tra xem có CF xảy thân hàng xóm láng giềng i; j Ni lớp giao tiếp khơng Nếu có, đối tượng j xóa i khỏi hàng xóm chuyển sang Bước Bước 3: Cấu hình lại chức cắm chạy (Plug-in & Plug-out) 4.3.2.4 Phân tích ổn định phân bổ VUC Trong thực tế, truyền thơng phân tán áp dụng cho mạng không dây, chẳng hạn ZigBee, WiFi mạng truyền thông di động Trong thời gian [tm; tm + ∆t], UCRdqi giữ giá trị cập nhật trước theo (4.19) 4.5 Kết mơ Matlab Simulink 23 Hình 4.9: Đồ thị điện áp SLB co tải không cân ZUB chưa bù ( Đơn vị tính: p.u) Hình 4.12 Đồ thị điện áp SLB sau bù ( Đơn vị tính: p.u) 4.6 Kết luận CHƯƠNG V: KẾT LUẬN CHUNG Nội dung luận văn tốt nghiệp tập trung nghiên cứu đánh giá hiệu thuật toán đồng thuận trung bình thời gian hữu hạn (FACA: Finite-time average consensus algorithm) Trong luận văn đề xuất phương pháp tối ưu hóa dựa phương pháp truyền ngược (Back-Propagation) phương thức gốc gradient liên quan để giải vấn đề đồng thuận số bước hữu hạn 24 Bằng cách sử dụng phương pháp học huấn luyện, cách giải vấn đề hệ số ma trận theo cách phân phối đầy đủ Phân tích yếu tố tạo ma trận mà không thiết phải đối xứng ngẫu nhiên Với đường kính d (G) đồ thị, tìm giá trị tối ưu số bước cần thiết để đạt đồng thuận trung bình (UCR trung bình) cách thay đổi giá trị D d (G) ≤ D ≤ N-1 Vì thuật tốn FACA đề xuất dựa phương pháp gốc gradient nên bị chậm tốc độ hội tụ Do đó, cải tiến đề xuất cách thêm thuật ngữ tác động hàm chi phí, điều dẫn đến tăng cường tỷ lệ hội tụ nhanh Điều cho thấy nguồn phân tán nhanh chóng đạt giá trị trung bình chung để làm tham số tham khảo, từ đưa mức đóng góp (CL) theo tỷ lệ thích hợp mà khơng phụ thuộc vào giá trị đầu vào ... nhân đối xứng lưới điện siêu nhỏ độc lập; - Ứng dụng thuật tốn đồng thuận trung bình thời gian hữu hạn để điều khiển bù đối xứng lưới điện siêu nhỏ vận hành chế độ độc lập - Phương pháp lập trình... cứu tượng đối xứng lưới điện siêu nhỏ vận hành chế độ độc lập ứng dụng thuật tốn đồng thuận trung bình thời gian hữu hạn để điều khiển bù đối xứng điện áp lưới điện siêu nhỏ vận hành độc lập nhằm... Phương pháp dựa phương pháp truyền ngược lại gradient CHƯỢNG IV ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN ĐỒNG THUẬN ĐỂ ĐIỀU KHIỂN BÙ MẤT ĐỐI XỨNG TRONG MG ĐỘC LẬP 4.1 Chế độ không đối xứng lưới điện siêu nhỏ độc lập 4.1.1