Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều tốc ổn định tần số máy phát thủy điện bình điền

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGHIÊN CỨU, NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC ỔN ĐỊNH TẦN SỐ MÁY PHÁT THỦY ĐIỆN BÌNH ĐIỀN Chuyên ngành : TỰ ĐỘNG HÓA Mã số : 605260 Ngƣời thực : NGUYỄN TÂM PHƢƠNG Cán HD khoa học : PGS.TS VÕ QUANG LẠP THÁI NGUYÊN-NĂM 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP Độc lập – Tự – Hạnh phúc ***** LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU, NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC ỔN ĐỊNH TẦN SỐ MÁY PHÁT THỦY ĐIỆN BÌNH ĐIỀN Học viên : Nguyễn Tâm Phƣơng Lớp : Cao học K11-TĐH Cán HDKH : PGS.TS Võ Quang Lạp CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Võ Quang Lạp BAN GIÁM HIỆU Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên HỌC VIÊN Nguyễn Tâm Phƣơng KHOA SAU ĐẠI HỌC http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi , Nguyễn Tâm Phƣơng học viên lớp cao học Tự Động Hoá niên khoá 2008-2010 sau hai năm học tập nghiên cứu, đƣợc giúp đỡ thầy cô giáo đặc biệt thầy PGS.TS Võ Quang Lạp, thầy giáo hƣớng dẫn tốt nghiệp tôi, đến cuối chặng đƣờng để kết thúc khoá học thạc sĩ Tôi định chọn đề tài tốt nghiệp là: "Nghiên cứu nâng cao chất lượng hệ thống điều tốc ổn định tần số máy phát thủy điện Bình Điền" Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Võ Quang Lạp tham khảo tài liệu đƣợc liệt kê Tôi không chép cơng trình cá nhân khác dƣới hình thức Nếu có tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Ngƣời cam đoan Nguyễn Tâm Phƣơng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU TỐC MÁY PHÁT ĐIỆN - ĐIỀU TỐC MÁY PHÁT THỦY ĐIỆN BÌNH ĐIỀN - THỪA THIÊN HUẾ I.1 Tổng quan điều tốc I.1.1 Tần số chất lƣợng điện I.1.2 Điều tốc ổn định tần số I.1.3 Phân loại loại điều tốc I.1.3.1 Trên sở truyền động từ nhóm thiết bị điều chỉnh đến cấu điều chỉnh phân loại I.1.3.2 Trên sở hoạt động điều chỉnh phân loại I.1.3.3 Dựa sở tín hiệu cơng tác phần tử điều chỉnh I.1.3.4 Trên sở nguyên lý xây dựng điều chỉnh vòng quay phân loại I.1.3.5 Dựa sở sử dụng loại phản hồi khác phân loại 9 I.1.4 Các thông số điều tốc 10 I.1.5 Giới thiệu số điều tốc 12 I.1.5.1 Điều tốc khí 12 I.1.5.2 Điều tốc điện 14 I.2 Hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Bình Điền Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 I.2.1 Phần điều khiển 15 I.2.2 Phần động lực 22 I.2.2.1 Hệ thống dầu áp lực 22 I.2.2.2 Cấu trúc phần thủy lực 24 I.2.2.3 Cấu tạo loại van 25 CHƢƠNG II PHÂN TÍCH CÁC PHƢƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG HỆ THỐNG ĐIỀU 31 TỐC ỔN ĐỊNH TẦN SỐ MÁY PHÁT ĐIỆN II.1 Sơ đồ khối hệ truyền động điều tốc thủy điện 31 II.2 Hệ điều khiển vector biến tần động không đồng bộ ba pha 32 II.2.1 Mô tả động không đồng bộ ba pha dƣới dạng các đại lƣợng vec tơ không gian 32 II.2.2 Quy đổi các đại lƣợng điện của động không đồng bộ tƣ̀ hệ véc 34 tơ (a,b,c) về hệ tọa độ cố đị nh Stato (,) II.2.3 Quy đổi các đại lƣợng điện của động không đồng bộ ba pha tƣ̀ hệ tọa độ cố đị nh Rotor (x,y) về hệ tọa độ cố đị nh Stator (,) 37 II.2.4 Quy đổi các đại lƣợng điện của động không đồng bộ ba pha tƣ̀ hệ tọa độ cố định Stator (,) về hệ tọa độ cố đị nh Rotor (d,q) II.2.5 Xây dƣ̣ng mô hì nh toán học cho động không đồng bộ II.2.6 Cơ sở để đị nh hƣớng tƣ̀ thông hệ tọa độ tƣ̣a theo tƣ̀ thông Rotor (d,q) II.3 Hệ thống Thyristor – động 39 43 45 48 II.3.1 Sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn đị nh và đƣờng đặc tí nh tĩ nh 50 II.3.2 Chất lƣợng động của hệ thống điều chỉ nh tốc độ hai mạch vòng kí n 52 II.3.3 Hạn chế điều khiển tốc độ quay bằng 56 II.3.4 Hệ thống điều chỉ nh tốc độ nhiều mạch vòng kí n có mạch vòng cài đặt śt biến đởi dòng điện CHƢƠNG III Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61 66 http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 TỔNG HỢP HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỀU TỐC ỔN ĐỊNH TẦN SỐ MÁY PHÁT ĐIỆN III.1 Xây dựng hàm truyền khâu hệ thống điều khiển 67 III.1.1 Hàm truyền động điện 67 III.1.2 Bộ chỉnh lƣu bán dẫn THYRISTOR 72 III.1.3 Hàm truyền máy phát tốc 74 III.1.4 Hàm truyền thiết bị đo điện 74 III.1.5 Tổng hợp hệ điều khiển RI, R, R 75 III.2 Mô hệ truyền động điều tốc sử dụng điều khiển PID III.2.1 Tính tốn thơng số hệ điều chỉnh vị trí động điện chiều kích từ độc lập III.2.2 Xây dựng sơ đồ mô hệ điều khiển điều tốc sử dụng điều khiển PID 82 82 85 CHƢƠNG IV ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MỜ ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG HỆ 90 TRUYỀN ĐỘNG ĐIỀU TỐC MÁY PHÁT THỦY ĐIỆN IV.1 Tính phi tuyến điều khiển vị trí 90 IV.2 Các điều khiển mờ 92 IV.2.1 Phƣơng pháp tổng hợp kinh điển 92 IV.2.2 Bộ điều khiển mờ tĩnh 93 IV.2.3 Bộ điều khiển mờ động 93 IV.3 Bộ điều khiển mờ lai PID 97 IV.3.1 Giới thiệu chung 97 IV.3.2 Bộ điều khiển mờ lai chỉnh định mờ tham số điều khiển PID 99 IV.3.3 Tổng hợp điều chỉnh vị trí dùng điều khiển mờ lai PD 101 IV.3.4 Kết mô điều khiển mờ lai song song PD 109 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 113 http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 DANH MỤC CÁC HÌ NH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình vẽ Tên hì nh vẽ Trang Hình I.1 Sơ đồ khối máy phát nối lƣới độc lập Hình I.2 Đặc tính tần số lƣới máy phát Hình I.3 Sơ đồ khối điều tốc Hình I.4 Sơ đồ điều tốc có phản hồi cơng suất hay phản hồi vị trí cánh hƣớng Hình I.5 Đƣờng đặc tính điều chỉnh tần số Turbine - máy phát Hình I.6 Hệ thống điều khiển có máy điều tốc 13 Hình I.7 Nguyên lý làm việc máy điều tốc khí 14 Hình I.8 Sơ đồ khối hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Bình Điền 16 Hình I.9 Sơ đồ khối trình tự khởi động điều tốc 17 Hình I.10 Sơ đồ trình tự khởi động khơng tải điều tốc 19 Hình I.11 Sơ đồ thuật tốn điều tốc Bình Điền 20 Hình I.12 Sơ đồ nguyên lý đo lƣờng tần số 22 Hình I.13 Sơ đồ nguyên lý nguồn dầu thủy lực điều tốc 23 Hình I.14 Sơ đồ nguyên lý điều khiển thủy lực 24 Hình I.15 Sơ đồ Secvo điều chỉnh cánh hƣớng 25 Hình I.16 Sơ đồ cấu tạo van điện từ khiểu bypass 25 Hình II.1 Sơ đồ khối hệ truyền động điều tốc thủy điện 31 Hình II.2 Sơ đồ nguyên lý dây quấn động khơng đồng 32 Hình II.3 Hình II.4 Hệ trục vector không gian(a,b,c) hệ tọa độ cố định 35 stator (,) Hệ tọa độ cố định stator (,) hệ toạ độ cố định 36 rotor(x,y) Hình II.5 Biểu diễn vét tơ dịng điện rotor hệ trục tọa độ cố định stator (,) hệ tọa độ cố định rotor (x,y) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 Hình II.6 Biểu diễn vector dịng điện stator hệ tọa độ cố định stator (,) hệ toạ độ tựa theo từ thơng rotor (d,q) 39 Hình II.7 Sơ đồ cấu trúc chi tiết động không đồng 44 Hình II.8 Sơ đồ cấu trúc tổng hợp động khơng đồng 45 Hình II.9 Hình II.10 Hình II.11 Hình II.12 Hình II.13 Hình II.14 Định hƣớng từ thông hệ toạ độ tựa theo từ thông rotor (d,q) Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển động KĐB thiết bị biến tần Hệ thống điều chỉnh tốc độ có đảo chiều Thyristor – động Sơ đồ cấu trúc trạng thái ổn định hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vòng kín Đƣờng đặc tĩnh tĩnh hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vịng kín Sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống điều chỉnh tốc độ shai mạch vịng kín 45 48 49 50 51 53 Đồ thị dòng điện tốc độ quay trình khởi động hệ Hình II.15 thống điều chỉnh tốc độ 53 a) Quá trình khởi động tăng tốc lý tƣởng b) Hệ thống điều chỉnh tốc độ hai mạch vịng kín Hình II.16 Bộ điều tiết tốc độ quay cài đặt phản hồi âm vi phân 58 Ảnh hƣởng phản hồi âm vi phân tốc độ quay Hình II.17 trình khởi động 59 – Hệ thống hai mạch vịng kín thơng dụng – Hệ thống cài đặt phản hồi âm vi phân Sơ đồ cấu trúc trạng thái động mạch vòng tốc độ quay có Hình II.18 cài đặt phản hồi âm vi phân tốc độ quay: 59 a Sơ đồ cấu trúc hệ thống ban đầu b Sơ đồ cấu trúc sau đơn giản hố Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 Hệ thống điều khiển tốc độ ba mạch vịng có mạch vịng có Hình II.19 cài đặt suất biến đổi dịng điện ADR – điều chỉnh sức biến đổi dòng điện 63 CD – khâu vi phân dịng điện Hình II.20 Hình II.21 Bộ điều chỉnh sức biến đổi dịng điện 63 Sơ đồ cấu trúc trạng thái động mạch vịng suất biến đổi dịng điện 64 Hình III.1 Hệ thống truyền động Thyristor - Động 66 Hình III.2 Mạch điện thay động chiều 67 Hình III.3 Sơ đồ cấu trúc động chiều 69 Hình III.4 Tuyến tính hố đoạn đặc tính từ hố đặc tính tải 69 Hình III.5 Sơ đồ cấu trúc tuyến tính hố 70 Hình III.6 Sơ đồ cấu trúc từ thơng khơng đổi 71 Hình III.7 Hình III.8 Hình III.9 Sơ đồ cấu trúc thu gọn: 71 a Theo tốc độ, b Theo dòng điện Thời gian phát xung thời gian điều khiển chỉnh lƣu Sơ đồ cấu trúc chỉnh lƣu bán dẫn thyristor a chuẩn xác, b gần 72 74 Hình III.10 Sơ đồ cấu trúc mạch vịng dịng điện 75 Hình III.11 Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vịng dịng điện 76 Hình III.12 Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vòng tốc độ 77 Hình III.13 Sơ đồ cấu trúc thu gọn mạch vịng vị trí 79 Hình III.14 Sơ đồ cấu trúc hệ điều chỉnh vị trí 81 Hình III.15 Sơ đồ mô hệ điều khiển điều khiển PID 85 Hình III.16 Hình III.17 Các tín hịệu vị trí đầu tƣơng ứng với giá trị khác 87 vị trí đặt đầu vàođặt = 10 V, I = A Các tín hịệu vị trí đầu tƣơng ứng với giá trị khác Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 89 http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 vị trí đặt đầu vàođặt = 10 V, I = 4,3 A Hình IV.1 Quan hệ giƣ̃a   91 Hình IV.2 Hệ điều khiển mờ theo luật I 94 Hình IV.3 Hệ điều khiển mờ theo luật PD 94 Hình IV.4 Hệ điều khiển mờ theo luật PI 95 Hình IV.5 Hệ điều khiển mờ PID 96 Hình IV.6 Mơ hình điều khiển mờ lai kinh điển 98 Hình IV.7 Mơ hình điều khiển mờ bù 98 Hình IV.8 Hình IV.9 Mơ hình điều khiển mờ lai chỉnh định mờ tham số điều khiển PID Cấu trúc bên chỉnh định mờ 101 Hình IV.10 Định nghĩa biến vào điều khiển mờ lai PD Hình IV.11 Hình IV.12 Hình IV.13 Định nghĩa tập mờ cho biến ET điều khiển mờ lai PD Định nghĩa tập mờ cho biến DET điều khiển mờ lai PD Định nghĩa tập mờ cho biến U điều khiển mờ lai PD Hình IV.14 Xây dựng luật điều khiển cho điều khiển mờ lai PD Hình IV.15 Bề mặt đặc trƣng cho quan hệ vào điều khiển mờ lai PD Hình IV.16 Quan hệ tín hiệu vào mờ lai PD Hình IV.17 Hình IV.18 Hình IV.19 100 103 104 104 105 105 106 107 Sơ đồ mô so sánh chất lƣợng điều khiển PID điều khiển mờ lai PD 108 Các tín hịệu vị trí đầu tƣơng ứng với giá trị khác 110 vị trí đặt đầu vàođặt = 10 V, I = A Các tín hịệu vị trí đầu tƣơng ứng với giá trị khác vị trí đặt đầu vàođặt = 10 V, I = 4.3 A Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 112 http://www.lrc-tnu.edu.vn 113 k P  k k P  max Pmin kP  kP k D  k k D  max Dmin kD  kD α TI TD Bộ chỉnh định mờ kP mê e Bộ chỉnh định mờ e kD mê Bộ chỉnh định mờ  chỉnh định mờ Hình IV.9: Cấu trúc bênmê mêđầu vào e(t), đạo hàm e(t) ba Nhƣ chỉnh định mờ sẽ có hai đầu kP, kD , xem nhƣ gồm ba chỉnh định mờ, gồm có hai đầu vào đầu Trong nội dung luận văn này, tác giả chọn phƣơng án thiết kế điều khiển mờ lai Phƣơng án thiết kế điều khiển mờ lai chỉnh định mờ tham số điều khiển PID có mức độ phức tạp cao hứa hẹn nhiều kết bất ngờ nên sẽ hƣớng nghiên cứu luận văn IV.3.3 Tổng hợp điều chỉnh vị trí dùng điều khiển mờ lai PD Lý sử dụng điều khiển mờ lai PD mà không sử dụng điều khiển mờ lai PID vì: + Vì hàm truyền đối tƣợng có khâu tích phân nên điều chỉnh vị trí cần có dạng khâu PD đủ + Nếu sử dụng điều khiển mờ lai PID, nhiệm vụ thiết kế sẽ phức tạp so với việc thiết kế điều khiển mờ lai PD + Khi sử dụng điều khiển mờ lai, điều khiển mờ đóng vai trị chủ yếu định chất lƣợng điều chỉnh hệ thống Bộ điều khiển kinh điển PD hay PID đóng vai trị khâu tiền xử lý với chức giám sát tính ổn định hệ thống Vì vậy, việc sử dụng điều khiển PD hay PID điều khiển mờ lai không ảnh hƣởng nhiều đến chất lƣợng hệ thống điều chỉnh vị trí Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 114 Bộ điều khiển mờ lai PD đƣợc thiết kế theo mơ hình mờ Sugeno bậc "0", có nghĩa hàm liên thuộc đầu có dạng số Các bƣớc tiến hành tổng hợp điều chỉnh vị trí dùng điều khiển mờ lai PD nhƣ sau: Định nghĩa biến vào ra: Bộ điều khiển mờ lai PD gồm có hai đầu vào đầu  Đầu vào thứ sai lệch vị trí đặt vị trí thực hệ thống, đại lƣợng đƣợc ký hiệu ET  Đầu vào thứ tốc độ biến thiên theo thời gian sai lệch vị trí đặt vị trí thực hệ thống, đại lƣợng đƣợc ký hiệu DET  Đầu điều khiển mờ lai giá trị điện áp chiều, đại lƣợng đƣợc ký hiệu U Định nghĩa tập mờ (giá trị ngôn ngữ) cho biến vào ra:  Xác định miền giá trị vật lý cho biến vào ra: Sai lệch ET đƣợc chọn miền giá trị [-10,+10] rad; tốc độ biến đổi DET sai lệch có miền giá trị nằm khoảng [-10,+10] rad/s điện áp chiều U nằm khoảng [-10,+10] V  Xác định số lƣợng tập mờ cần thiết: nguyên tắc, số lƣợng tập mờ cho biến ngôn ngữ nên nằm khoảng từ đến 10 Nếu số lƣợng có ý nghĩa khơng thực đƣợc việc lấy vi phân; Nếu lớn 10 ngƣời khó có khả bao quát hết trƣờng hợp xảy Vì vậy, chọn số lƣợng tập mờ cho biến ngôn ngữ Ta ký hiệu biến ngôn ngữ nhƣ sau: Âm nhiều - BN (Big Negative) Âm - SN (Small Negative) Không – Z0 (Zero) Dƣơng - SP (Small Positive) Dƣơng nhiều - BP (Big Positive) Với ký hiệu nhƣ miền xác định ngôn ngữ biến vào là: ET  {BN, SN, Z0, SP, BP} Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 115 DET  {BN, SN, Z0, SP, BP} Vì điều khiển mờ lai đƣợc thiết kế theo mơ hình mờ Sugeno bậc "0" nên biến có dạng số nhƣ sau: U  {-10, -7.5, -5, -2.5, 0, 2.5, 5, 7.5, 10}  Xác định kiểu hàm liên thuộc: Tất hàm liên thuộc hai biến vào có dạng hình tam giác  Rời rạc hoá tập mờ Xây dựng luật điều khiển: Theo kinh nghiệm thiết kế, luật điều khiển đƣợc xây dựng theo bảng sau, tổng cộng có 25 luật điều khiển: DET E T BP (5) SP (2.5) Z0 (0) SN (-2.5) BN (-5) BN (-5) -2.5 -5 -7.5 -10 SN (-2.5) 2.5 -2.5 -5 -7.5 Z0 (0) 2.5 -2.5 -5 SP (2.5) 7.5 2.5 -2.5 BP (5) 10 7.5 2.5 Sử dụng công cụ Toolbox Fuzzy Logic Simulink phần mềm Matlab để xây dựng điều khiển mờ lai theo thiết kế Công cụ Toolbox Fuzzy Logic cho phép ngƣời sử dụng thiết kế điều khiển mờ nhanh chóng, xác cho phép kết xuất kết vùng Workspace để tiến hành mơ cơng cụ Simulink Matlab Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 116 Hình IV.10: Định nghĩa biến vào điều khiển mờ lai PD Hình IV.11: Định nghĩa tập mờ cho biến ET điều khiển mờ lai PD Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 117 Hình IV.12: Định nghĩa tập mờ cho biến DET điều khiển mờ lai PD Hình IV.13: Định nghĩa tập mờ cho biến U điều khiển mờ lai PD Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 118 Hình IV.14: Xây dựng luật điều khiển cho điều khiển mờ lai PD Hình IV.15: Bề mặt đặc trưng cho quan hệ vào điều khiển mờ lai PD Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 119 Hình IV.16: Quan hệ tín hiệu vào mờ lai PD Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 120 Mơ hình mơ hệ thống điều chỉnh vị trí sử dụng điều khiển mờ lai song song PD cho hệ thống truyền động điện hệ T-Đ động chiều Matlab có dạng nhƣ hình IV.17: Hình IV.17: Sơ đồ mơ so sánh chất lượng điều khiển PID điều khiển mờ lai PD Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 121 IV.3.4 Kết mô chất lƣợng điều khiển PID điều khiển mờ lai PD Vị trí cánh hƣớng Tốc độ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 122 Dịng điện Hình IV.18: Các tín hịệu vị trí đầu tương ứng với giá trị khác vị trí đặt đầu vàođặt = 10V, I = A Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 123 Vị trí cánh hƣớng Tốc độ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 124 Dòng điện Hình IV.19: Các tín hịệu vị trí đầu tương ứng với giá trị khác vị trí đặt đầu vàođặt = 10V, I = 4.3 A Nhận xét: Hệ điều chỉnh vị trí sử dụng điều khiển mờ lai PD rõ ràng cho kết tốt hẳn so với điều khiển PID kinh điển chế độ có tải vào khơng tải, thể Hình IV.18 hình IV.19 Bộ điều Các tiêu chất lượng khiển mờ lai PD nối song song Bộ điều khiển PID kinh điển Độ điều chỉnh 1.3% Thời gian độ 12.25 giây 13 giây lần lần 1.13% 4.7% Khơng có Có Số lần điều chỉnh Sai lệch vị trí lớn áp tải Dao động áp tải Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 125 Nhƣ hệ điều chỉnh vị trí sử dụng điều khiển mờ lai PD có hai ƣu điểm bật so với hệ điều chỉnh vị trí sử dụng điều khiển PID kinh điển là: Vị trí cần điều khiển đạt độ xác nhanh Sai lệch vị trí có tải (khi hịa lƣới điện) nhỏ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ : Trên sở nghiên cƣ́u tài liệ u nguyên lý điều tốc thủy điện Bình Điền nhƣ tìm hiểu thực tế tác giả rút đƣợc ƣu điểm nhƣợc điểm hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Bình Điền từ đề xuất phƣơng án để khắc phục nhƣợc điểm nâng cao chất lƣợng hệ truyền động điều tốc cụ thể nhƣ sau: Hồn thành việc thiết kế mơ hệ thống điều chỉnh vị trí cho hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Bình Điền sử dụng điều khiển PID điều khiển mờ lai PD với hệ truyền động điện T-Đ Từ kết mô phần mềm Matlab, rút kết luận: “Hệ điều chỉnh vị trí sử dụng điều khiển mờ lai PD cho kết tốt so với điều khiển PID” Điều đƣợc thể qua điểm sau: - Vị trí điều khiển đạt độ xác nhanh - Sai lệch vị trí có tải nhỏ - Tớc đợ dịng điện có chất lƣợng tốt Dƣ̣a vào kết quả ban đầu của đề tài , tác giả hy vọng đề tài sẽ đƣợc nhƣ̃ng học viên khóa sau tiếp nghiên cƣ́u và phát triển để tiến tới việc t hiết kế chế tạo đƣợc điều tốc góp phần đẩy mạnh nghiệp cơng nghiệp hóa đại hố đất nƣớc Sau là một số đề x uất về hƣớng nghiên cƣ́u tiếp theo sở thƣ̀a kế nhƣ̃ng kết quả nghiên cƣ́u của luận văn: Hoàn thiện hệ thống điều chỉnh vị trí sử dụng điều khiển mờ lai tiến hành áp dụng mơ hình thực nghiệm để kiểm chứng lý thuyết So sánh kết quả đạt đƣợc với hệ thống điều khiển vị trí sƣ̉ dụng bộ điều khiể n PID Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 126 Thiết kế và ƣ́ng dụng bộ điều khiển mờ lai chỉ nh đị nh tham số bộ điều khiển PID cho hệ thống điều chỉ nh vị trí Tích hợp điều khiển PID , bộ điều khiển mờ lai, bộ điều khiển mờ lai chỉ nh đị nh tham số bộ điều khiển PID vào hệ thớng điều chỉnh vị trí cánh hƣớng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tài liệu tiếng Việt [1] TS.Trần Thọ, PGS.TS.Võ Quang Lạp (2004), Cơ sở điều khiển tự động truyền động điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [2] Bài giảng kỹ thuật biến đổi – PGS.TS Võ Quang Lạp [3] Nguyễn Bính (1996), Điện tử cơng suất, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] Các chế độ vận hành hệ thống điện – GS.TS Lã Văn Út [5] Nguyễn Phùng Quang (2006), Matlab Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [6] Nguyễn Công Hiền (2006), Mơ hình hố hệ thống mơ phỏng, Đại học Bách khoa, Hà nội [7] TS.Lại Khắc Lãi , Bài giảng lý thuyết điều khiển mờ, Đại học kỹ thuật Công nghiệp, Thái nguyên [8] TS.Nguyễn Nhƣ Hiển & TS.Lại Khắc Lãi (2007), Hệ mờ Nơron kỹ thuật điều khiển, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ, Hà Nội  Tài liệu tiếng Anh [1] SAFR-2000H Governor of Hydraulic Turbine – NARI [2] Manual for Turbine Model No: HLA-883-LJ-212, Manualfacture: Fujian Nanping Nandian Hydropower Equipment Manufacturing  Các Website http://www.br_automation.com./index.htm; www.sciencedirect.com/ www.ebook.edu.vn/; www.tnut.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... ĐỘNG HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC ỔN ĐỊNH TẦN SỐ MÁY PHÁT ĐIỆN CHƢƠNG III: TỔNG HỢP HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐIỀU TỐC ỔN ĐỊNH TẦN SỐ MÁY PHÁT ĐIỆN CHƢƠNG VI: ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN MỜ ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG HỆ TRUYỀN... đẩy phát triển khả ổn định tần số hệ thống điện đóng góp to lớn vào việc tạo cải xã hội Sự đời hệ thống điều ổn định tần số máy phát điện đảm bảo cho chất lƣợng điện ngày tốt Hệ thống điều tốc. .. ĐỘNG HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC ỔN ĐỊNH TẦN SỐ MÁY PHÁT ĐIỆN II.1 Sơ đồ khối hệ truyền động điều tốc thủy điện Hình II.1: Sơ đồ khối hệ truyền động điều tốc thủy điện Ri, R : Các điều chỉnh dịng điện tốc