Trong phần này, Luận án trình bày các kết quả tính toán về hàm mục tiêu, các đáp ứng tín hiệu điều khiển dòng điện, điện áp theo các phương pháp sẽ được so sánh và phân tích. Điều kiện tính toán cho máy phát điện DFIG ở các thời điểm khác nhau của tốc độ gió: 8 m/s, 9 m/s và 13 m/s. Thông số máy phát điện cho trong bảng 3.3 và đặc tính công suất tuabin gió cho trong hình 3.7 [79]. Kết quả tính toán các tham số Kp, Ki
Bảng 3.3 Thông số máy phát điện gió DFIG – 1.5MW
Thông số máy điện Giá trị
Điện áp đầu ra của bộ biến đổi (phía kết nối lưới điện), V 690 V
Điện trở stator, Rs 0.012 Ω Điện trở rotor, Rr 0.021 Ω Điện cảm stator, Ls 0.0137 H Điện cảm rotor, Lr 0.0136 H Điện cảm từ hóa, Lm 0.0135 H Số cực từ, p 4
Hình 3.7. Đặc tính công suất tuabin gió 1,5 MW
Bảng 3.4 Giá trị tham số KP, KI và hàm mục tiêu theo các phương pháp khác nhau
KP KI ITAE IAE ITSE ISE
PPC 0.04238 2.9991 91527 709533 7636441870 1151490892 CRO 0.0226 2.107 21005 527423 6711743188 910245905
PSO 0.01 3.54038815 22341 529811 6712882500 918273672 GA 9.784 4.616303 674355345 1525507 16450410362 4040214794
Hình 3.8 và hình 3.9 là kết quả mô phỏng đáp ứng sai số dòng iqr và idr với hàm mục tiêu được chọn, tích phân của thời gian nhân sai số tuyệt đối (ITAE). Từ kết quả thu được Kp, Ki cho thấy hiệu quả vượt trội của thuật toán CRO với các phương pháp khác. Phương pháp CRO có sai số nhỏ nhất là 21005, trong khi sai số sử dụng thuật toán PSO là 22341, với phương pháp Pole Placement (PPC) có giá trị sai số là 91527
và lớn nhất là thuật toán GA, với sai số là 674355345. Với các hàm mục tiêu IAE, ITSE, ISE cũng được biểu diễn tương tự như trong bảng 3.4.
Hình 3.10 và hình 3.11 là kết quả mô phỏng thành phần iqr và idr được điều khiển độc lập bám theo giá trị đặt iqr* và idr*. So sánh phương pháp điều khiển tối ưu bằng thuật toán CRO với các phương pháp khác nhận thấy: Với phương pháp CRO, sau khoảng thời gian khoảng 0,01s tín hiệu của hệ thống (process) iqr và idr bám sát được tín hiệu đặt (setpoint) iqr*và idr*, vượt trội về thời gian đáp ứng, biên độ dao động nhỏ hơn so với các phương pháp Pole Placement, PSO và GA (do đáp ứng dạng sóng quá xấu, vượt giới hạn các trục tọa độ trong khung đối chiếu nên tác giả không đưa kết quả của GA vào Luận án).
Hình 3.12 và hình 3.13 là các kết quả mô phỏng tín hiệu đầu ra vqr,vdr của bộ điều khiển. Hình 3.14 mô phỏng đáp ứng công suất tác dụng khi tốc độ gió thay đổi: tại thời điểm tốc độ gió 8m/s thì công suất phát cực đại của máy phát là 0,5MW, khi tốc độ gió tăng lên 9m/s: công suất phát cực đại của máy phát là 0,75MW; khi tốc độ gió tăng lên 13m/s (tốc độ định mức) công suất phát cực đại của máy phát đạt 1,5MW. So với các phương pháp tối ưu khác thì CRO cho công suất tác dụng Ps bám theo giá trị mong muốn Ps* là tốt hơn, thời gian đáp ứng nhanh, biên độ dao động là nhỏ nhất. Hình 3.15 là kết quả mô phỏng đáp ứng công suất phản kháng Qscủa stato máy điện DFIG với Qs* (Qs*đặt bằng 0). Có thể nhận thấy: phương pháp CRO cho đáp ứng quá độ ngắn hơn, bám ngay với giá trị đặt với khoảng thời gian rất ngắn so với các phương pháp khác.