(Luận văn thạc sĩ) ứng dụng giải thuật PSO để xác định thông số tối ưu cho bộ PSS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HOÀNG LINH ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT PSO ĐỂ XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TỐI ƯU CHO BỘ PSS NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 605250 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2014 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -LUẬN VĂN THẠC SỸ NGUYỄN HOÀNG LINH ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT PSO ĐỂ XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TỐI ƯU CHO BỘ PSS NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số: 60 52 50 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2014 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -LUẬN VĂN THẠC SỸ NGUYỄN HOÀNG LINH ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT PSO ĐỂ XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TỐI ƯU CHO BỘ PSS NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số: 60 52 50 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN MINH TÂM TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2014 MỤC LỤC TRANG Trang tựa Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan .ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Tóm tắt luận văn .vii Danh sách hình viii Chƣơng TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Hệ thống điện ổn định 1.2 Kỹ thuật điều khiển để hạn chế dao động hệ thống điện 1.2.1Điều khiển hạn chế dao động đường dây truyền tải 1.2.2Bộ điều khiển giảm dao động đặt máy phát 1.3 Các loại ổn định hệ thống điện 1.3.1Bộ ổn định hệ thống thông thường (CPSS) 1.3.2Bộ ổn định hệ thống thích nghi (APSS) 1.4 Mục tiêu nghiên cứu 1.5 Phạm vi nghiên cứu .6 1.6 Kết cấu luận văn 1.7 Phƣơng pháp nghiên cứu Chƣơng GIẢI THUẬT TỐI ƢU HÓA BẦY ĐÀN 2.1 Lịch sử phát triển…… .… .9 2.2 Các khái niệm giải thuật bầy đàn 12 2.3 Mô tả thuật toán 12 2.4 Những vấn đề cần quan tâm xây dựng giải thuật PSO 15 2.4.1 Mã hóa cá thể 15 iv 2.4.1.1 Mã hóa nhị phân 16 2.4.1.2 Mã hóa hốn vị 16 2.4.1.3 Mã hóa theo giá trị 17 2.4.2 Khởi tạo quần thể ban đầu 17 2.4.3 Hàm thích nghi (hàm mục tiêu) 18 2.4.4 Hàm vận tốc v 18 2.4.5 Cập nhật vị trí tốt cho quần thể 20 2.5 Đặc điểm ứng dụng giải thuật PSO 22 2.5.1 Đặc điểm 22 2.5.2 Ứng dụng 22 2.6 Hiệu chỉnh PSS thuật giải bầy đàn 22 Chƣơng LÝ THUYẾT VỀ BỘ ỔN ĐỊNH PSS (POWER SYSTEM STABILIZER - PSS) 25 3.1 Nâng cao độ ổn định hệ thống điện 25 3.2 Bộ ổn định hệ thống điện (PSS) đƣa tín hiệu vào hệ thống kích từ 26 3.3 Cơng suất giảm chấn máy phát đƣợc sinh để giảm dao động 27 Chƣơng XÂY DỰNG MƠ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN 30 4.1 Phƣơng trình góc cơng suất máy phát điện 30 4.2 Phƣơng trình độ lệch tốc độ 31 4.3 Phƣơng trình sức điện động độ trục q máy phát điện 31 4.4 Phƣơng trình tính sức điện động q độ trục d (E’d) 32 4.5 Phƣơng trình công suất đầu cực máy phát 32 4.6 Phƣơng trình tính điện áp trục q máy phát 33 4.7 Phƣơng trình tính điện áp trục d máy phát 33 4.8 Phƣơng trình tính dịng điện trục d máy phát 33 4.9 Phƣơng trình tính dịng điện trục q máy phát 33 4.10 Bộ ổn định PSS thông thƣờng theo IEEE chuẩn PSS1A 35 Chƣơng KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 37 5.1Thông số Hệ thống máy phát, đƣờng dây chạy Matlab v Simulink 37 5.2 Sơ đồ tổng quan khối mô Matlab 38 5.3 Mơ hình nghiên cứu 39 5.4 Trƣờng hợp mang tải 0.6 p.u xảy ngắn mạch đầu cực máy phát 40 5.5 Trƣờng hợp thay đổi công suất phụ tải bất ngờ 44 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 48 6.1 Kết luận 48 6.1.1 Các kết đạt đề tài 48 6.1.2 Hạn chế 49 6.2 Hƣớng phát triển đề tài 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 52 A Hệ thống máy phát- đƣờng dây 52 B Code Matlab nhận dạng hệ thống 53 vi HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Hệ thống điện ổn định Ngày hệ thống điện khơng cịn hệ thống đơn lẻ mà hệ thống liên kết Nó bao gồm hàng ngàn thiết bị điện trải rộng khu vực rộng lớn, lợi ích việc liên kết hệ thống điện [1]:  Cung cấp lượng lớn công suất tăng độ tin cậy hệ thống  Giảm số lượng máy phát theo yêu cầu vận hành đỉnh tải yêu cầu dự trữ quay hệ thống tải thay đổi đột ngột  Cung cấp nguồn công suất kinh tế cho khách hàng Mặt khác liên kết hệ thống mang đến nhiều vấn đề Đường dây liên kết hệ thống điện lân cận tương đối yếu so với hệ thống khơng có liên kết, dễ dẫn đến dao động tần số thấp nội vùng, dao động không ổn định thường xảy tần số thấp liên kết hệ thống Nghiên cứu ổn định hệ thống điện chủ đề quan tâm nghiên cứu kỹ thuật điện, ổn định hệ thống điện định nghĩa sau: Khả máy phát điện đồng hệ thống phản ứng lại nhiễu loạn điều kiện vận hành bình thường để đưa hệ thống vận hành trở lại trạng thái bình thường Nghiên cứu ổn định phụ thuộc chất đặc tính biên độ nhiễu, phân làm loại: Trạng thái ổn định lâu dài: để tính chất hoạt động hệ thống quanh điểm vận hành cố định Hệ thống thay đổi nhỏ từ từ theo điều kiện vận hành Luận văn tốt nghiệp Trang HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm Ổn định động là: đáp ứng thời gian dài hệ thống nhiễu loạn tương đối nhỏ Nó khác với trạng thái ổn định tĩnh hệ thống ổn định trạng thái tĩnh hệ thống phải có nhiễu loạn nhỏ Ổn định độ là: hệ thống giữ đồng sau có nhiễu lớn chẳng hạn như: cố hệ thống truyền tải, thay đổi tải đột ngột, nguồn phát hay đóng cắt đường dây Vấn đề ổn định độ chia thành phần nhỏ dao động lúc giây ban đầu sau nhiễu loạn, nhiều dao động ổn định có thời gian nghiên cứu 10 giây Đối với trạng thái ổn định động ổn định thường xuyên, hệ thống mơ hình phương trình vi phân tuyến tính Đối với tốn ổn định độ, hệ thống phải biểu diễn phương trình vi phân phi tuyến Nghiên cứu tất trạng thái ổn định với mục đích Rotor máy phát dao động đưa trở tốc độ vận hành ổn định 1.2 Kỹ thuật điều khiển để hạn chế dao động hệ thống điện Một vấn đề thông thường hệ thống điện lớn nhỏ chất vốn có dao động khơng ổn định Trong thập kỹ qua nhiều cơng trình nghiên cứu để cải thiện ổn định hệ thống, thường nói nhiều phương pháp điều khiển hạn chế dao động chia thành hai nhóm [3]:  Tăng cường điều khiển để hạn chế dao động đường dây truyền tải  Tăng cường điều khiển để hạn chế dao động ví trí nhà máy phát điện 1.2.1 Điều khiển hạn chế dao động đường dây truyền tải Truyền tải điện chiều cao (HVDC): có vai trị quan trọng việc nâng cao ổn định hệ thống [3], HVDC khơng cần trì đồng Mặc khác, HVDC có khả hạn chế dao động đường dây liên kết HVDC thay đổi dịng cơng suất truyền tải phối hợp với hệ thống AC nhanh nhà máy nhiệt điện Tác hại HVDC giá thành phức tạp chỉnh lưu, mặc khác cịn phát sóng hài vào hệ thống AC Luận văn tốt nghiệp Trang HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm Hệ thống truyền tải điện xoay chiều AC linh hoạt (FACTS): có khả điều khiển truyền tải công suất với hệ thống điện có thơng số ràng buộc tổng trở nối tiếp, tổng trở rẻ nhánh, góc pha vv Các điều khiển FACTS gồm có:  Bù cơng suất phản kháng tĩnh SVC dùng van Thyristor để nhanh chóng thêm cắt bớt điện cảm, điện dung mắc rẻ nhánh  Thyristor điều khiển tụ nối tiếp (TCSC) thay đổi tổng trở từ mức thấp đến mức tổng trở tự nhiên đường dây truyền tải  Tụ tĩnh (Statcon) phát cơng suất phản kháng công suất tụ, hay công suất cuộn dây để điều khiển điện áp lưới  Bộ điều chỉnh góc pha thay đổi điện áp pha cách thêm bớt thành phần điện áp, thành phần vng góc với điện áp pha đường dây Bộ HVDC ưa chuộng hơn, trở ngại điều khiển FACTS giá thành cao 1.2.2 Bộ điều khiển giảm dao động đặt máy phát: Điều khiển kích từ kiểu điều khiển hạn chế dao động đặt máy phát lý sau:  Hệ thống điện có số thời gian nhỏ hệ thống khí máy phát  Hệ thống điều khiển điện dễ ứng dụng kinh tế hệ thống điều khiển khí  Hằng số thời gian hồi tiếp nhỏ hệ thống điều khiển điện hệ thống tác động liên tục, làm cho hệ thống có đáp ứng phẳng Điều khiển kích từ cung cấp cho máy phát xem Bộ ổn định hệ thống điện (PSS) [3], chọn để nâng cao việc giảm dao động hệ thống kích từ Chức PSS mở rộng giới hạn ổn định cách điều chỉnh hệ thống kích từ để hạn chế dao động Rotor máy phát đồng với máy phát khác Đó dao động có tần số từ 0.2 đến Hz dao động làm giảm khả truyền công suất Luận văn tốt nghiệp Trang HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm Để ngăn ngừa dao động, Bộ ổn định phải tạo mômen điện Rotor pha với thay đổi tốc độ Tín hiệu đầu vào PSS thành phần bên tổ hợp chúng:  Độ lệch tốc độ  Gia tốc  Độ lệch tần số  Độ chênh lệch công suất 1.3 Các loại ổn định hệ thống điện Bộ ổn định hệ thống điện (PSS) nghiên cứu mở rộng thập kỷ qua, nhiều kỹ thuật ứng dụng để thiết kế PSS 1.3.1 Bộ ổn định hệ thống thông thường - conventional power system stabilizer (CPSS) Bộ PSS gọi PSS thông thường [2] thiết kế dựa hàm truyền sử dụng lý thuyết điều khiển cổ điển Nó sử dụng hệ thống bù sớm trể pha để bù dịch chuyển pha dao động tần số thấp gây nhiễu loạn hệ thống cách điều chỉnh thích hợp thơng số hệ thống bù sớm trể pha Nó làm cho hệ thống giảm bớt dao động Tuy nhiện hệ thống điện hệ thống phi tuyến Mơ hình hệ thống tuyến tính hóa sử dụng để thiết kế Bộ ổn định hệ thống thông thường đánh giá thời điểm vận hành hệ thống tuyến tính hóa Bộ điều khiển thống số cố định CPSS hoạt động tối ưu điều kiện vận hành rộng lớn Vì có số vấn đề tồn CPSS là:  Cách chọn hàm truyền xác PSS đáp ứng cho việc cung cấp tín hiệu điều khiển  Cách điều chỉnh hiệu thông số PSS Luận văn tốt nghiệp Trang HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm 5.5 Trường hợp thay đổi công suất phụ tải bất ngờ 5.5.1 Công suất điện đầu cực máy phát thay đổi cơng suất Hình 5.5 Cơng suất điện đầu cực máy phát thay đổi cơng suất Hình 5.5 Trình bày công suất điện đầu cực máy phát, máy phát vận hành tải 0.6 p.u giây phụ tải bất ngờ giảm tải xuống 0.3 p.u đến vị trí 10 giây hệ thống ổn định Tại 10 giây tải bất ngờ tăng đến 0.5 p.u hệ thống ổn định giây thứ 20 Điều đảm bảo cho máy phát ổn định tình vận hành Luận văn tốt nghiệp Trang 44 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm Nhận xét: Các kết mô cho thấy Bộ ổn định PSO PSS làm cho cơng suất điện dao động có biên độ nhỏ hơn, thời gian ổn định ngắn hơn, cải thiện trạng thái ổn định máy phát, nâng cao đặc tính ổn định động hệ thống Giới hạn ổn định động: max Pe (p.u) Thời gian trở lại bình NO PSS C PSS PSO PSS 0.45 0.42 0.37 10 4.5 thường (s) 5.5.2 Góc cơng suất delta máy phát cơng suất phụ tải thay đổi Hình 5.6 Góc cơng suất delta máy phát công suất phụ tải thay đổi Hình 5.6 trình bày góc cơng suất máy phát, máy phát vận hành tải 0.6 p.u ứng với góc delta 1.6 p.u Tại giây phụ tải bất ngờ giảm tải xuống 0.3 p.u đến vị trí 10 giây hệ thống ổn định ứng với góc delta 0.8 p.u Tại 10 giây tải bất ngờ tăng đến 0.5 p.u hệ thống ổn định giây thứ 20 ứng với góc delta 1.3 p.u Luận văn tốt nghiệp Trang 45 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm Nhận xét: Các kết mô cho thấy Bộ ổn định PSO PSS làm cho Góc cơng suất dao động có biên độ nhỏ hơn, thời gian ổn định ngắn hơn, cải thiện trạng thái ổn định máy phát, nâng cao đặc tính ổn định động hệ thống Giới hạn ổn định động: NO PSS C PSS PSO PSS max δ (Rad) 1.2 1.19 Thời gian trở lại bình 10 thường (s) 5.5.3 Độ lệch tốc độ máy phát công suất phụ tải thay đổi Hình 5.7 Độ lệch tốc độ máy phát cơng suất phụ tải thay đổi Hình 5.7 trình bày độ lệch tốc độ máy phát, máy phát vận hành tải 0.6 p.u Tại giây phụ tải bất ngờ giảm tải xuống 0.3 p.u đến vị trí 10 giây hệ Luận văn tốt nghiệp Trang 46 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm thống ổn định độ lệch tốc độ Tại 10 giây tải bất ngờ tăng đến 0.5 p.u hệ thống ổn định giây thứ 20 độ lệch tốc độ không Nhận xét: Các kết mô cho thấy Bộ ổn định PSO PSS làm cho Độ lệch tốc độ Rotor dao động có biên độ nhỏ hơn, thời gian ổn định ngắn hơn, cải thiện trạng thái ổn định máy phát, nâng cao đặc tính ổn định động hệ thống Giới hạn ổn định động: NO PSS C PSS PSO PSS max Δω (Rad/s) 5.2 Thời gian trở lại bình 10 4.7 thường (s) Luận văn tốt nghiệp Trang 47 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận 6.1.1 Các kết đạt đề tài Với việc phát triển hệ thống điện rộng lớn việc gia tăng phụ tải, để nâng cao khả ổn định hệ thống điện thu hút nhiều nhà nghiên cứu, việc nổ lực tìm phương pháp phù hợp để cải thiện ổn định hệ thống điện Bộ ổn định hệ thống điện PSS cho thấy thiết bị hiệu kinh tế để nâng cao ổn định hệ thống điện có dao động nhỏ Bộ PSS thiết kế theo lý thuyết cổ điển áp dụng thành công hệ thống điện, nhiên thông số cố định chọn theo mơ hình tuyến tính Nó khơng có khả thích nghi với điều kiện vận hành hệ thống điện khác nhau, PSS thông thường không đáp ứng tất điều kiện vận hành, hệ thống điện hệ thống động phi tuyến nên Bộ ổn định phải tự thích nghi với hệ thống thay đổi giảm dao động tình Luận văn trình bày vịêc ứng dụng giải thuật PSO để xác định thông số tối ưu cho PSS nhằm cải thiện trạng thái ổn định máy phát, nâng cao đặc tính ổn định động hệ thống, nghiên cứu kết mô Sự hoạt động PSO PSS nghiên cứu hệ thống máy mơ máy tính theo điều kiện vận hành khác chẳng hạn tải nhẹ, tải nặng, nhiễu loạn khác thay đổi công suất đầu vào, ngắn mạch pha kiểm tra, thời gian tất trường hợp mô nghiên cứu với PSS thông thường kết mô cho thấy PSO PSS đáp ứng tất các dao động hệ thống điện theo điều kiện vận hành khác cải thiện đáng kể ổn định hệ thống Các kết nghiên cứu luận văn cho thấy PSO PSS có nhiều đặc tính tốt mà PSS thơng thường thiếu Từ quan điểm thực tiễn, Luận văn tốt nghiệp Trang 48 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm PSO PSS có đặc tính đặc biệt ổn định tốt, áp dụng phần cứng thơng thường máy tính 6.1.2 Hạn chế Đề tài nghiên cứu lý thuyết mô máy tính, để so sánh kết nghiên cứu lý thuyết, chưa thực mơ hình thực tế để kiểm tra kết nghiên cứu kết mô hình thực tế 6.2 Hướng phát triển đề tài Ứng dụng giải thuật PSO để xác định thông số tối ưu cho PSS nhằm cải thiện trạng thái ổn định máy phát, nâng cao đặc tính ổn định động hệ thống dựa theo kết nghiên cứu luận văn đề nghị tiếp tục nghiên cứu tương lai triển khai thực nghiệm Luận văn tốt nghiệp Trang 49 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Jian He, “Adaptive power system stabilizer based on recurrent neural network”, [2] the University of Calgary october 1998 Sidhartha Panda and Narayana Prasad Padhy “Power System with PSS and FACTS Controller:Modelling, Simulation and SimultaneousTuning Employing Genetic Algorithm”, International Journal of Electrical and Electronics Engineering 1:1 2007 [3] Jan Machowski, Janusz W Bialek and James R Bumby “POWER SYSTEM DYNAMICS Stability and Control” john wiley & sons, Ltd [4] J He and O.P hfalik, Fellow, IEEE “Design of an Adaptive Power System Stabilizer Using Recurrent Neural Networks” IEEE WESCANEX '95 PROCEEDINGS [5] Y Zhang G P Chen P Malik G S Hope “AN ARTIFICIAL NEURAL NETWORK BASED ADAPTIVE POWER SYSTEM STABILIZER” IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol 8, No 1, March 1993 [6] M.L.Kothari, Shekhar Madriani and Ravi Segal “ORTHOGONAL LEAST SQUARES FUNCTION LEARNING (RBF) ALGORITHM NETWORK BASED ADAPTIVE RADIAL POWER BASIS SYSTEM STABILIZER”, 0-7803-4053 - 1/97/$10.00 @ 1997 IEEE [7] M Z Youssef, P K Jain E A Mohamed “A ROBUST POWER SYSTEM STABILIZER CONFIGURATION USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORK BASED ON LINEAR OPTIMALCONTROL (STUDENT PAPER COMPETITION)”, CCECE 2003-CCGEI 2003, Montreal, Mayhai 2003 0-7803-7781-8/03/$17.020060 IEEE Luận văn tốt nghiệp Trang 50 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm [8] Wenxin Liu, Ganesh K Venayagamoorthy, Donald C Wunsch I1 “Adaptive Neural Network Based Power System Stabilizer Design”,0-7803-78989/03/$17.00 02003 IEEE [9] Pinak Tulpule, Ali Feliachi “Online Learning Neural Network based PSS with Adaptive Training Parameters”, 1-4244-1298-6/07/$25.00 ©2007 IEEE [10] Wenxin Liu1, Ganesh K V “Comparisons Of An Adaptive Neural Network Based Controller And An Optimized Conventional Power System Stabilizer”, 16th IEEE International Conference on Control Applications Part of IEEE Multi-conference on Systems and Control Singapore, 1-3 October 2007 [11] Chun-Jung Chen and Tien-Chi Chen “Power System Stabilizer for MultiMachine Using Genetic Algorithms Based on Recurrent Neural Network” 0-7695-2882-1/07 $25.00 ©2007 IEEE [12] Peng Zhao and O P Malik “Design of an Adaptive PSS Based on Recurrent Adaptive Control CONVERSION, [13] Theory”, IEEE TRANSACTIONS ON ENERGY VOL 24, NO 4, DECEMBER 2009 Gerald Swann, Sukumar Kamalasadan “A Novel Radial Basis Function Neural Network Based Intelligent Adaptive Architecture for Power System Stabilizer” [14] Dr Jagdish kumar1, P.Pavan kumar, Aeidap.u Mahesh and Ankit Shrivastava“Power System Stabilizer Based On Artificial Neural Network”,978-1-4577-1510 - 5/11/$26.00 ©2011 IEEE [15] Boumediene Allaoua Brahim GASBAOUI and Brahim MEBARKI, Setting Up PID DC Motor Speed Control Alteration Parameters Using Particle Swarm Optimization Strategy, Bechar University, Departement of Electrical Engineering B.P 417 BECHAR (08000) Algeria, pp 19-32 [16] Chao Ou, Weixing Lin, Comparison between PSO and GA for Parameters Optimization of PID Controller, The Faculty of Information Science and Technology University of NingBo University of NingBo, pp 2471-2475 Luận văn tốt nghiệp Trang 51 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm [17] N Pillay, A Particle swarm optimization approach for tuning of SISO PID control loops, 2008 Luận văn tốt nghiệp Trang 52 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm PHỤ LỤC A Hệ thống máy phát _ đường dây Máy phát Generaator: H=3.542, X’d=0.4245, Ra=0, D = 0, X’q=1.04, Xd=1.7572, Xq=1.5845, T’do=6.66, T’qo=0.44, δ0=44.370 Pe=0.6, Lưới truyền tải R=0, Xe=0.68, G=0, B=0 Cấu trúc CPSS IEEE theo chuẩn 421.5 KPSS = 0.0403, T1 = T3 = 0.7827, T2 = T4 = 0.0651, T5 = 5.7049, T6= 0.0069 Các thông số sử dụng để mô Tất các thông số điện trở, điện cảm, đơn vị p.u Thời gian tính giây Luận văn tốt nghiệp Trang 53 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm PHỤ LỤC B Code Matlab clc, clear all Kp =0; Ki =0; Kd =0; Kdd = 0; Ka = 0; n = 10; % Kích thước quần thể bird_setp = 10; %Kích thước tìm kiếm dim = 5; %Số biến Kp , Ki, Kd Kdd alpha =0.1; beta =0.1; w =0.2 ; % Trọng số PSO %initialize the parameter % R1 = rand(dim, n); R2 = rand(dim, n); %Thiết lập trọng số ban đầu current_fitness =zeros(n,1); current_position(1,:) = 2.5*rand(1, n) ; %Kp 1.6*rand(1, n) ; current_position(2,:) = 0.5*rand(1, n); %Ki taêng current_position(3,:) = rand(1, n); % Kd current_position(4,:) = rand(1, n); % Kdd current_position(5,:) = rand(1, n); % Ka velocity = randn(dim, n) ; rand('state',100); randn('state',100); local_best_position = current_position ; %Chạy hệ %FitnessFunction = @mo_hinh; for i = 1:n pid = abs(current_position(:,i)); Kp =pid(1); Ki =pid(2); Kd =pid(3); Kdd =pid(4); Ka =pid(5); current_fitness(i) = mo_hinh(Kp, Ki, Kd, Kdd, Ka); end local_best_fitness = current_fitness; [global_best_fitness,g] = min(local_best_fitness); for i=1:n globl_best_position(:,i) = local_best_position(:,g) ; end %Caäp nhaät velocity Luận văn tốt nghiệp Trang 54 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm velocity = w *velocity + beta*(R1.*(local_best_position-current_position)) + alpha*(R2.*(globl_best_position-current_position)); % Main Loop iter = ; while ( iter < bird_setp ) iter = iter + 1; for i = 1:n pid = abs(current_position(:,i)); Kp =pid(1); Ki =pid(2); Kd =pid(3); Kdd =pid(4); Ka =pid(5); current_fitness(i) = mo_hinh(Kp,Ki, Kd, Kdd, Ka); end err(iter) = sum(current_fitness.^2); %err(iter) = 0.5*sum(current_fitness); for i = : n % Đánh dấu quần thể if current_fitness(i) < local_best_fitness(i) local_best_fitness(i) = current_fitness(i); %Giá trị fitness local_best_position(:,i) = current_position(:,i) ;% Giá trị Kp,Ki end end [current_global_best_fitness,g] = min(local_best_fitness); if current_global_best_fitness < global_best_fitness global_best_fitness = current_global_best_fitness; for i=1:n globl_best_position(:,i) = local_best_position(:,g); end end velocity = w *velocity + beta*(R1.*(local_best_position-current_position)) + alpha*(R2.*(globl_best_position-current_position)); current_position = current_position + velocity; disp(['iter = ', num2str(iter) , ', Sai soá = ', num2str(err(iter))]) end %kết thúc hành trình di chuyển % plot(err,'linewidth',5), grid %title('Cực tiểu hàm sai số', 'fontname','vni-times', 'fontsize',20,'color','r') %Thử lại mô hình pid = abs(globl_best_position(:,1)) Kp = pid(1) Ki = pid(2) Luận văn tốt nghiệp Trang 55 HVTH: Nguyễn Hoàng Linh GVHD: TS Nguyễn Minh Tâm Kd = pid(3) Kdd =pid(4) Ka =pid(5) nfitness = mo_hinh( Kp, Ki,Kd, Kdd,Ka) function F = mo_hinh(Kp, Ki, Kd, Kdd, Ka) sim('cocpss'); F= fitness; %Hàm mục tiêu Luận văn tốt nghiệp Trang 56 Bảng lựa chọn thông số tối ưu cho PSS điều chỉnh giải thuật STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Số lượng bầy đàn 10 10 10 10 10 20 20 20 20 20 70 70 70 70 70 70 100 100 Giá trị Ka 0.5426 0.7471 0.2351 0.9747 0.2536 0.1344 0.8546 0.3578 0.3567 0.9405 0.5862 0.8120 0.4426 0.4798 0.3223 0.2532 0.4366 0.4546 Giá trị KP 2.8001 1.7041 2.5432 1.8674 1.5457 2.8341 1.2361 1.5681 2.1241 2.4884 2.1434 2.0224 1.8001 2.4401 1.2357 2.8354 1.3436 1.8345 Giá trị KI 7110 0.1250 0.6089 0.4332 0.6856 0.0534 0.4566 0.6754 0.5353 0.1517 0.2106 0.2311 0.0710 0.1656 0.4574 0.3643 0.7076 0.6373 PSO Giá trị Kdd 0.6359 0.7358 0.6759 0.5637 0.7544 0.2329 0.4649 0.4765 0.2845 0.4365 0.3926 0.4581 0.7359 0.7415 0.7965 0.3644 0.7674 0.7544 Giá trị Kd max Δω (Rad/s) Thời gian trở lại bình thường (s) 0.7346 0.6347 0.4676 0.4673 0.7876 0.2346 0.4678 0.8675 0.5685 0.6380 0.3820 0.3845 0.5346 0.4467 0.6564 0.3765 0.4636 0.7976 3.85 3.82 3.87 3.77 3.88 3.67 3.61 3.63 3.61 3.53 3.51 3.00 3.28 3.25 3.36 3.33 3.31 3.34 5.2 5.2 5.1 5.0 5.0 4.9 4.9 4.8 4.9 4.8 4.9 4.7 4.9 4.8 4.9 4.8 4.9 4.9 S K L 0 ...BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -LUẬN VĂN THẠC SỸ NGUYỄN HOÀNG LINH ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT PSO ĐỂ XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TỐI ƯU CHO BỘ PSS NGÀNH:... THUẬT PSO ĐỂ XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ TỐI ƯU CHO BỘ PSS NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số: 60 52 50 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN MINH TÂM TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2014 MỤC LỤC TRANG Trang tựa Quyết định giao... nhiều kỹ thuật ứng dụng để thiết kế PSS 1.3.1 Bộ ổn định hệ thống thông thường - conventional power system stabilizer (CPSS) Bộ PSS gọi PSS thông thường [2] thiết kế dựa hàm truyền sử dụng lý