Đề xuất cải tiến thuật toán điều khiển hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Srêpốk 3 ứng dụng logic mờ

Trong bài viết này, các tác giả thực hiện nghiên cứu xây dựng mô hình toán học của hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Srêpốk 3 trên cơ sở giữ nguyên các bản chất phi tuyến của hệ thống để mô hình mô tả sát với thực tiễn. Dựa trên cơ sở mô hình toán học và sự hiểu biết về bản chất hệ thống, kinh nghiệm vận hành, quản lý nhà máy, các tác giả đề xuất một phương án cải tiến thuật toán điều khiển hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Srêpốk 3 sử dụng logic mờ. Hiệu quả của thuật toán đề xuất được thử nghiệm bằng mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink.

NM NM ZE PM PM NM ZE PM PM PB ZE NM PM PB PB Với tập mờ biến đầu vào, ta xây dựng 5x5 = 25 luật điều khiển 4.4 Chọn luật hợp thành Từ luật điều khiển ta chọn luật hợp thành MAX-MIN, luật mờ điều khiển dạng Ruler (Hình 11) Hình 11 Luật mờ điều khiển dạng Ruler 4.5 Giải mờ Giải mờ theo phương pháp trọng tâm Kết hợp thành giải mờ thể Hình 12 Trần Đức Sỹ, Mai Đình Thành, Lê Tiến Dũng 118 - Đặc tính khởi động, hòa lưới mang tải thực tế Nhà máy Thủy điện Srêpốk (Hình 16) Hình 12 Giải mờ Kết mô 5.1 Mô hệ thống điều tốc với thực trạng Nhà máy Thủy điện Srêpốk - Mô điều PID khiển (Hình 13) Hình 16 Đặc tính thực tế Nhà máy Thủy điện Srêpốk 5.2 Mô với thuật tốn điều kiển đề xuất - Mơ điều khiển đề xuất (Hình 17) Hình 13 Mơ điều khiển ▪ Kết mô chế độ khởi động Kết đặc tính khởi động tổ máy sát với mơ hình thực tế Nhà máy Srêpốk 3, với thời gian khởi động khoảng 60 s Hình 14 Hình 17 Mơ điều khiển Matlab-Simullink ▪ Kết mô chế độ khởi động Kết mơ (Hình 18) so sánh với kết sử dụng điều khiển PID (Hình 19) Kết Hình 19 cho thấy điều khiển PID + FUZZY mang lại đáp ứng tốt hơn, giúp cho tốc độ nhanh chóng đạt đến giá trị đặt Hình 14 Kết mơ đặc tính khởi động ▪ Kết mơ chế độ khởi động, hòa lưới mang tải (Hình 15) Hình 15 Kết mơ chế độ khởi động, hòa lưới Hình 18 Kết mơ đặc tính tốc độ sử dụng điều khiển PID+FUZZY ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(126).2018, Quyển 119 sử dụng điều khiển PID kết hợp FUZZY cho ta kết tốt so với sử dụng điều khiển PID Cụ thể thời gian khởi động tổ máy nhanh khoảng 38 s so với 60 s sử dụng điều khiển PID Như vậy, điều khiển cho kết tốt so với điều khiển cũ, đáp ứng nhanh chóng cơng suất có u cầu nhằm góp phần tham gia vào việc ổn định cho hệ thống điện quốc gia Với kết trên, nghiên cứu có khả ứng dụng đưa vào thực tiễn Nhà máy Thủy điện Srêpốk TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình 19 So sánh kết đặc tính tốc độ khởi động tổ máy sử dụng PID PID+FUZZY ▪ So sánh kết đặc tính tốc độ khởi động, hòa lưới mang tải sử dụng PID PID+FUZZY (Hình 20) Kết cho thấy trường hợp sử dụng thuật toán điều khiển PID + FUZZY báo đề xuất mang lại kết tốt hơn, hệ thống đáp ứng nhanh chóng cơng suất mong muốn, khơng có độ q điều chỉnh Hình 20 Kết đặc tính tốc độ khởi động, hòa lưới mang tải sử dụng PID PID+FUZZY Kết luận Bài báo xây dựng mô hình tốn học phần tử Nhà máy Thủy điện Srêpốk 3, sở mơ hình xây dựng mô chế độ khởi động thực tế Nhà máy đề xuất cải thiện thuật toán điều khiển ứng dụng logic mờ để cải thiện chế độ khởi động tổ máy Từ kết mô chế độ khởi động tổ máy, [1] Paish, Oliver., “Small Hydro Power: Technology and Current Status”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 6.6, 2002, pp 537-556 [2] Nguyễn Sơn, Định vị vai trò thủy điện, PetroTimes, 07/04/2017 [3] Demello, F P., et al., “Hydraulic-turbine and Turbine ControlModels for System Dynamic Studies”, IEEE Transactions on Power Systems, 7.1, 1992, pp 167-179 [4] Fang, Hongqing, et al., “Basic Modeling and Simulation Tool for Analysis of Hydraulic Transients in Hydroelectric Power Plants”, IEEE Transactions on Energy Conversion, 23.3, 2008 pp 834-841 [5] Çam, Ertuğrul., “Application of Fuzzy Logic for Load Frequency Control of Hydroelectrical Power Plants”, Energy Conversion and Management, 48.4, 2007, pp 1281-1288 [6] Lansberry, John E., and L Wozniak., “Adaptive Hydrogenerator Governor Tuning with A Genetic Algorithm”, IEEE Transactions on Energy Conversion, 9.1, 1994, pp 179-185 [7] Sarasúa, José Ignacio, et al., “Dynamic Response and Governor Tuning of A Long Penstock Pumped-Storage Hydropower Plant Equipped with A Pump-Turbine and A Doubly Fed Induction Generator”, Energy Conversion and Management, 106, 2015, pp 151-164 [8] Qian, D., and L Yu., “Governor Design for Hydropower Plants by Intelligent Sliding Mode Variable Structure Control”, Journal of AI and Data Mining, 4.1, 2016, pp 85-92 [9] Choo, Yin Chin, Kashem M Muttaqi, and Michael Negnevitsky., “Modelling of Hydraulic Governor-Turbine for Control Stabilisation”, ANZIAM Journal, 49, 2008, pp 681-698 [10] Nguyễn Văn Dũng, Điều khiển ổn định tốc độ turbine thật điều khiển bền vững H∞, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, 2016 [11] Đoàn Quang Vinh, Lê Đức Dũng, “Điều khiển LQ cho tốc độ tuabin nhà máy thủy điện”, Tạp chí khoa học Công nghệ Đại học Đà Nẵng, Số 6(35), 2009, trang 22-29 [12] Prabha Kundur, Power System Stability and Control, McGraw-Hill, New York, 1993 [13] F P de Mello (Chairman) and R J Koesslerwith contributions from J Agee.P M Anderson, J H Doudna, J H Fish 111, P A L Hamm, P Kundur D C Lee, G J Rogers and C Taylor, “Hydraulic Turbine and Turbine Control Models for System Dynamic Studies”, Transactions on Power Systems, Vol 7, No 1, February 1992, pp 167-179 [14] Lê Đình Tâm, Nâng cao chất lượng hệ thống điều tốc Nhà máy Thủy điện Bn Kuốp ứng dụng điều khiển thích nghi, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, 2016 (BBT nhận bài: 26/4/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 18/5/2018) ... Srêpốk - Mơ điều PID khiển (Hình 13) Hình 16 Đặc tính thực tế Nhà máy Thủy điện Srêpốk 5.2 Mơ với thuật tốn điều kiển đề xuất - Mô điều khiển đề xuất (Hình 17) Hình 13 Mơ điều khiển ▪ Kết mô chế... Tiến Dũng 118 - Đặc tính khởi động, hòa lưới mang tải thực tế Nhà máy Thủy điện Srêpốk (Hình 16) Hình 12 Giải mờ Kết mơ 5.1 Mô hệ thống điều tốc với thực trạng Nhà máy Thủy điện Srêpốk - Mơ điều. .. dựng mơ chế độ khởi động thực tế Nhà máy đề xuất cải thiện thuật toán điều khiển ứng dụng logic mờ để cải thiện chế độ khởi động tổ máy Từ kết mô chế độ khởi động tổ máy, [1] Paish, Oliver., “Small