Top Banner
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CAO THMLNG DNG BĐIỀU KHIN MTRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN ĐƢỜNG DÂY 110KV Chuyên ngành : Tự động hóa Mã số: 60.52.60 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2012
26

ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

Sep 09, 2019

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CAO THỊ MỸ LỆ

ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT

ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN ĐƢỜNG DÂY 110KV

Chuyên ngành : Tự động hóa

Mã số: 60.52.60

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2012

Page 2: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

2

Công trình được hoàn thành tại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN HOÀNG MAI

Phản biện 1: PGS.TS. NGUYỄN HỒNG ANH

Phản biện 2: TS. NGUYỄN ANH DUY

Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp

Thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 05 tháng

01 năm 2013.

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng

- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng

Page 3: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

1

MỞ ĐẦU

1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Thuật toán điều khiển mờ (fuzzy logic) là lĩnh vực có tính ứng

dụng cao. Những năm gần đây đã chứng kiến sự phát triển nhanh

chóng về số lượng cũng như những ứng dụng trong nhiều lĩnh vực

khác nhau của fuzzy logic.

Một trong những giải pháp nhằm nâng cao tính ổn định của hệ

thống và mở rộng khả năng truyền tải là sử dụng hệ thống truyền tải

điện xoay chiều linh hoạt, việc nghiên cứu SVC thuộc hệ thống

truyền tải điện xoay chiều linh hoạt là rất cần thiết và góp phần vận

hành ổn định hệ thống điện.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Trong khuôn khổ Luận văn này, tác giả sẽ đi vào nghiên cứu

thuật toán điều khiển mờ trượt để điều khiển thiết bị bù SVC trong

hệ thống điên.

- Mô phỏng bằng Matlab hệ thống điều khiển mờ trượt.

- Mô phỏng bằng Matlab hệ thống điều khiển mờ trượt khi

thay đổi thông số đối tượng.

3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu : Bộ điều khiển SVC

Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng bộ điều khiển SVC bằng

phương pháp điều khiển mờ trượt và mô phỏng trên phần mềm

matlab - simulink. Trong đó chỉ tập trung nghiên cứu xây dựng hệ

điều khiển với thông số đầu vào là điện áp tại nút phụ tải biến thiên

khi tải thay đổi.

4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu lý thuyết, xây dựng các phương án, thiết kế trên

lý thuyết.

Page 4: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

2

- Xây dựng mô hình mô phỏng để kiểm chứng trên phần mềm

Matlab-Simulink.

- Trên cơ sở các kết quả thu được trên các mô hình để rút ra

các đánh giá, kết luận.

5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

- Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu phương pháp điều khiển mới

so với phương pháp điều khiển kinh điển là sử dụng bộ điều khiển

mờ - trượt để điều khiển SVC.

- Ý nghĩa thực tế: Nghiên cứu phương pháp điều khiển mờ

trượt điều khiển thiết bị bù tĩnh SVC góp phần vận hành ổn định hệ

thống điện, nâng cao chất lượng điện năng cũng như đáp ứng nhanh

được sự biến thiên điện áp.

6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Luận văn được trình bày thành 4 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về bù công suất trong hệ thống điện.

Chương 2: Tổng quan về thiết bị bù ngang tĩnh SVC (Static Var

Compensator).

Chương 3: Lý thuyết điều khiển trượt – mờ.

Chương 4: Thiết kế và mô phỏng bộ điều khiển mờ trượt điều

khiển SVC trên Matlab – Simulink.

Page 5: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

3

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT

TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

1.1. VẤN ĐỀ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN. [1], [4]

Công suất phản kháng đóng một vai trò hết sức quan trọng trong hệ

thống điện, nó cần phải luôn luôn được điều chỉnh để giữ trạng thái

cân bằng. Mất cân bằng công suất phản kháng sẽ dẫn đến chất lượng

điện áp không đảm bảo, tăng tổn thất, hệ thống mất ổn định.

1.2. BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƢỚI VÀ MỘT

SỐ PHƢƠNG PHÁP BÙ. [4], [11]

Bù công suất phản kháng trên lưới hệ thống điện gắn liền với

điều chỉnh điện áp.

Các đường dây cao áp có chiều dài lớn thường được bù

thông số thông qua các thiết bị bù dọc và bù ngang. Mục đích chủ

yếu của việc đặt các thiết bị bù là nâng cao khả năng tải của đường

dây và san bằng điện áp phân bố dọc đường dây.

1.2.1. Bù dọc.

Trị số cảm kháng lớn của đường dây siêu cao áp làm ảnh

hưởng xấu đến hàng loạt chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật quan trọng của

đường dây. Bù dọc là giải pháp làm tăng điện dẫn liên kết (giảm điện

cảm kháng X của đường dây) bằng dung kháng XC của tụ điện. Giải

pháp này được thực hiện bằng cách mắc nối tiếp tụ điện vào đường

dây.

1.2.2. Bù ngang.

Bù ngang được thực hiện bằng cách lắp kháng điện có công

suất cố định hay các kháng điện có thể điều khiển như CRT, SVC,

STACOM…(gọi chung là kháng bù ngang) tại các thanh cái của các

trạm biến áp. Kháng bù ngang này có thể đặt ở phía cao áp hay phía

Page 6: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

4

hạ áp của máy biến áp. Khi đặt ở phía cao áp thì có thể nối trực tiếp

song song với đường dây hoặc nối qua máy cắt được điều khiển bằng

khe hở phóng điện.

1.3. ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN. [1],[9]

1.3.1. Ảnh hƣởng của điện áp đến hoạt động của HTĐ.

Điện áp trong HTĐ luôn biến đổi trong thời gian do: sự biến

đổi không ngừng của phụ tải, trước hết là công suất phản kháng, đây

là các biến đổi tự nhiên và chậm.

Mức điện áp trong HTĐ ảnh hưởng lớn đến tổn thất công

suất và tổn thất điện năng trong HTĐ. Vì thế cần phải thực hiện điều

chỉnh điện áp liên tục trong quá trình vận hành HTĐ.

1.3.2. Quan hệ công suất phản kháng-điện áp.

Nhu cầu công suất phản kháng thay đổi gây ra sự biến đổi

điện áp. Ta biết tổn thất điện áp được tính theo công thức:

UjUU

RQXPj

U

XQRPU .

.....

(1.8)

1.4. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ BÙ CÔNG SUẤT

PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN.

1.4.1. Ứng dụng mạng nơron mờ để điều khiển thiết bị bù

tĩnh. [9]

1.4.2. Ứng dụng hệ mờ điều khiển SVC trên lƣới. [5]

Page 7: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

5

CHƢƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ BÙ NGANG TĨNH SVC

(STATIC VAR COMPENSATOR)

2.1. KHÁI NIỆM CHUNG.

2.2. CẤU TẠO SVC. [5], [6], [11], [12]

Hình 2.1 . Nguyên lý cấu tạo của SVC

2.2.1. Bộ thyristor mắc song song ngƣợc.

a. Nguyên lý hoạt động của bộ thyristor mắc song song

ngược. [2]

T1

T2Ztu

Hình 2.2. Bộ thyristor mắc đối song song

Thyristor hoạt động tương tự như diode, tuy nhiên ngoài điều

kiện điện áp đặt lên bản thân thyristor thuận chiều còn yêu cầu có

Page 8: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

6

một xung điện áp đặt lên cực điều khiển. Xung có thể không kéo dài

mà thyristor vẫn mở cho đến khi có điện áp ngược đặt lên thyristor.

Sang chu kỳ mới, điện áp thuận chiều nhưng mạch cũng chỉ mở khi

có tín hiệu điều khiển xung. Rõ ràng thay đổi thời điểm phát xung ở

mỗi chu kỳ có thể thay đổi được dạng của đường cong dòng điện.

b. Nguyên tắc điều khiển thyristor.[2]

Trong thực tế, người ta thường dùng hai nguyên tắc điều

khiển: nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính và thẳng đứng

“arccos” để thực hiện điều chỉnh vị trí đặt xung kích mở trong những

chu kỳ dương của điện áp đặt trên thyristor.

Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính.

Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos”.

2.2.2. Kháng điều chỉnh bằng thyristor – TCR.

TCR là một phần tử của SVC với khả năng điều khiển một

cách liên tục dòng điện qua cuộn cảm mắc song song với áp lưới

bằng việc điều khiển dòng điện mở thông van thyristor. Dòng điện

điện cảm (thuần cảm) có thể được điều khiển để khi = 900 độ lớn

của dòng là maximum, khi = 1800, độ lớn của dòng bằng zero

(không có dòng chạy qua).

Phần tử cơ bản của TCR là cuộn cảm nối tiếp với một cặp

thyristor mắc đối song:

Hình 2.6. Cấu tạo TCR

Page 9: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

7

2.2.3. Kháng đóng mở bằng thyristor - TSR

TSR là một phần tử của SVC, gồm một số cuộn kháng đấu

song song, chúng được đóng vào lưới hoặc cắt ra bằng cách kích

dẫn hoàn toàn hoặc ngắt hoàn toàn thông qua các van Thyristor.

TSR cung cấp một tổng trở và như vậy khi nối vào hệ thống xoay

chiều dòng điện phản kháng trong đó sẽ tỷ lệ với biên độ điện áp.

Hình 2.8. Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của TSR

2.2.4. Bộ tụ đóng mở bằng thyristor – TSC.

TSC có chức năng phát công suất phản kháng, đóng cắt

nhanh bằng thyristor.

Hình 2.9. Cấu tạo TSC

Page 10: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

8

2.3. ỨNG DỤNG CỦA SVC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN. [4], [9],

[10], [11]

2.3.1. Điều chỉnh điện áp và trào lƣu công suất.

Hình 2.11. Sự thay đổi của điện áp tại thanh cái phụ tải khi có và

không có SVC

2.3.2. Giới hạn thời gian và cƣờng độ quá áp khi xảy ra

sự cố.

Quan hệ quá áp với thời gian được thể hiện ở hình 2.12.

Hình 2.12. Quan hệ thời gian và điện áp quá áp

2.3.3. Ôn hòa dao động công suất hữu công.

2.3.4. Tăng khả năng tải của đƣờng dây.

Page 11: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

9

200 40 60 80 100 120 140 160 180

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

cã SVC kh«ng giíi

h¹n c«ng suÊt

cã SVC giíi

h¹n c«ng suÊt

kh«ng cã SVC

Qc=Qcmax=4Pmax

X/2

HÖ thèng ®iÖn

SVC

X/2

E

Hình 2.13. Đặc tính công suất truyền tải của hệ thống khi có và

2.3.5. Cân bằng các phụ tải không đối xứng.

2.3.6. Cải thiện ổn định sau sự cố.

Để cho hệ thống điện giữ được trạng thái ổn định sau các

nhiễu loạn lớn do việc loại trừ các sự cố bằng tác động của các

phần tử bảo vệ. Hệ thống phải giữ công suất truyền tải trên

đường dây nhỏ hơn giá trị công suất giới hạn ổn định.

di0

Pt

Pmax

2Pmax

jXl

E, Xe

jXd

HÖ thèng ®iÖn

jXl

jXl jXl

jXB a b

SVC

dc dc' 180

A2

A1

di0

Pt

Pmax

2Pmax

dc dc' 180

A2

A1

(1)

(3)

(2)

(1): Lóc tr­íc sù cè

(2): Lóc sù cè

(3): Lóc sau sù cè

Kh«ng cã SVC Cã dïng SVC

(2)

(3)

(1)

Hình 2.14. Đặc tính công suất khi có và không có SVC

Page 12: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

10

2.4. ĐẶC TÍNH ĐIỀU CHỈNH CỦA SVC. [2], [3], [8], [10]

Đặc tính điều chỉnh của SVC có thể xây dựng được dựa vào

nguyên lý làm việc của thyristor.

Hình 2.15. Dạng sóng dòng điện theo góc mở α

2.4.1. Đặc tính V-I của SVC.

Theo sơ đồ nguyên lý của TCR, TSC, TSR ta thấy khi thay

đổi góc cắt dẫn đến việc thay đổi công suất phản kháng phát ra hay

thu vào của SVC.

Page 13: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

11

0I III

u

u

X

X /X

u

u

u

u

Hình 2.19. Đặc tính U-I của SVC

2.4.2. Đặc tính làm việc của SVC.

Ở chế độ làm việc bình thường của hệ thống điện, SVC làm

nhiệm vụ tự động điều chỉnh để giữ nguyên điện áp nút

a) SVC chỉ có tính cảm b) SVC có cả tính dung và tính cảm

Hình 2.20. Đặc tính làm việc của SVC điều chỉnh theo điện áp

Page 14: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

12

CHƢƠNG 3

LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT – MỜ

VÀ ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.1. LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TRƢỢT. [3], [7]

3.1.1 Xuất phát điểm của phƣơng pháp điều khiển trƣợt

3.1.2. Nguyên lý điều khiển trƣợt .

3.1.3. Các bƣớc xây dựng bộ điều khiển trƣợt đơn thuần.

3.2. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN MỜ (FUZZY LOGIC). [3],

[6], [9]

3.2.1. Khái niệm cơ bản.

3.2.2. Định nghĩa tập mờ.

3.2.3. Các thuật ngữ trong logic mờ.

3.2.4. Biến ngôn ngữ.

3.2.6. Luật hợp thành.

a. Mệnh đề hợp thành.

b. Luật hợp thành mờ.

3.2.7. Giải mờ.

a. Phương pháp cực đại.

b. Phương pháp trọng tâm.

3.2.8. Mô hình mờ Tagaki-Sugen.

3.2.9. Bộ điều khiển mờ.

a. Cấu trúc một bộ điều khiển mờ.

b. Nguyên lý điều khiển mờ.

c. Thiết kế bộ điều khiển mờ.

3.3. CÁC BƢỚC XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ -

TRƢỢT.[3]

Page 15: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

13

CHƢƠNG 4

THIẾT KÊ VÀ MÔ PHỎNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT

ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN MATLAB – SIMULINK

4.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SIMULINK .[8]

Xây dựng mô phỏng dựa trên các Toolbox của Matlab

Simulink như hình 4.1.

Hình 4.1. Mô hình SVC trên Matlab Simulink

4.2. MÔ HÌNH KHỐI SVC. [13]

Hình 4.6. Sơ đồ khối bộ SVC

Hàm truyền hệ thống:

1 2 3 4

1 1( )

111 . .

1 1

sSVC

SLTe

m

VG s

KV G G G GX

sT sT

(4.12) ( (4.12)

Page 16: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

14

4.3. THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN

4.3.1. Thiết kế bộ điều khiển trƣợt

Từ hàm truyền 4.12 chuyển sang biến trạng thái ta có

1 2

2 3

73 3 2 1

.

.

.-549.955 -84998.49985 -1.80018 10

x x

x x

x x x x u

(4.13) (4.17)

7 7

3 2 1

...1.50015 10 (-549.955 -84998.49985 -1.80018 10 )y x x x u

(4.14) Có dạng: ...

( ) ( )y a x b x u

Trong đó: 9 12 14

3 2 1( ) 8.2501 10 1.2751 10 2.7005 10a x x x x

7( ) 1.5001 10b x

Chọn mặt trượt: 1 2

.. .S e k e k e (4.24)

Luật điều khiển u:

4 7 13 2 1 7

2

7 7

..549.9517 8.4998 10 1.8002 10

1.50015 10.

( )1.50015 10 1.50015 10

ku x x x e

k Ke sign S

(4.26)

Chia tín hiệu điều khiển thành hai thành phần: u = ueq + ues

Trong đó: ues là tín hiệu của khâu sign(S), đây là tín hiệu gây ra hiện

tượng rung, do đó ta cần làm mềm hóa tín hiệu này.

Ta có sơ đồ mô phỏng như hình 4.7.

Page 17: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

15

Hình 4.7. Sơ đồ mô phỏng hệ thống với bộ điều khiển trượt

4.3.2. Thiết kế bộ điều khiển mờ trƣợt

a. Cấu trúc của bộ điều khiển mờ

Hình 4.9. Bộ điều khiển mờ

b. Mờ hóa đầu vào S

S { AL, AN, BK, DN, DL}.

Hinh 4.10. Khai báo biến ngôn ngữ đầu vào bộ điều khiển mờ

Page 18: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

16

c. Mờ hóa giá trị đầu ra.

U= {amlon, amnho, zero, duongnho, duonglon}

Hình 4.11. Khai báo giá trị đầu ra bộ điều khiển mờ

d. Xây dựng luật hợp thành.

Hình 4.12. Xây dựng luật hợp thành mờ

e. Giải mờ.

Thực hiện giải mờ bằng phương pháp trọng tâm

4.4. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG.

4.4.1.Bộ điều khiển trƣợt.

a. Khi chưa thay đổi giá trị đặt

Page 19: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

17

Đáp ứng của hệ thống

Hình 4.16. Đáp ứng hệ thống khi chưa thay đổi giá trị đặt BĐK trượt

Nhận xét:

- Tín hiệu điện áp hệ thống đáp ứng tốt theo giá trị đặt

- Hệ thống không có quá điều chỉnh, xác lập tốt

Tín hiệu điều khiển

0 1 2 3 4 5 6-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

Time in [s]

Voltage

Tin hieu dieu khien cua he thong khi khong doi gia tri dat

Hình 4.17. Tín hiệu điều khiển khi chưa thay đổi giá trị đặt BĐK

trượt

Page 20: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

18

b. Khi thay đổi giá trị đặt

Đáp ứng của hệ thống

Hình 4.18. Đáp ứng hệ thống khi thay đổi giá trị đặt bộ ĐK trượt

Tín hiệu điều khiển

0 1 2 3 4 5 6-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

Time in [s]

Voltage

Tin hieu dieu khien cua he thong khi khong doi gia tri dat

Hình 4.19. Tín hiệu điều khiển khi thay đổi giá trị đặt BĐK trượt

Nhận xét:

- Tín hiệu điện áp hệ thống đáp ứng tốt theo giá trị đặt

Page 21: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

19

- Tín hiệu điều khiển dao động rất nhiều, điều này sẽ giảm

tuổi thọ của cơ cấu điều khiển, ở bộ SVC thì chính là khâu thyristor.

4.4.2. Bộ điều khiển mờ trƣợt.

a. Khi chưa thay đổi giá trị đặt

Đáp ứng của hệ thống

Hình 4.20. Đáp ứng hệ thống khi chưa thay đổi giá trị đặt BĐK mờ

trượt

Tín hiệu điều khiển

0 1 2 3 4 5 6-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8x 10

-5

Time in [s]

Vol

tage

Tin hieu dieu khien cua he thong khi khong doi gia tri dat

Hình 4.21. Tín hiệu điều khiển khi chưa thay đổi giá trị đặt BĐK mờ

trượt

Page 22: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

20

b. Khi thay đổi giá trị đặt

Đáp ứng của hệ thống

Hình 4.23. Đáp ứng hệ thống khi thay đổi giá trị đặt BĐK mờ trượt

Tín hiệu điều khiển

0 1 2 3 4 5 6-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8x 10

-5

Time in [s]

Vol

tage

Tin hieu dieu khien cua he thong

Hình 4.24. Tín hiệu điều khiển khi thay đổi giá trị đặt BĐK mờ

trượt

Page 23: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

21

Nhận xét:

- Tín hiệu điện áp hệ thống đáp ứng tốt theo giá trị đặt

- Tín hiệu điều khiển có dao động, tuy nhiên xét trong một chu

kỳ dòng điện thì tín hiệu thay đổi không đáng kể, nghĩa là đã giảm

được hiện tượng rung tín hiệu điều khiển rất nhiều.

4.4.3. So sánh kết quả.

a. So sánh tín hiệu ra của 2 bộ điều khiển:

Khảo sát tín hiệu ra của hệ thống trong trường hợp sử dụng

bộ điều khiển mờ trượt và bộ điều khiển trượt

Bộ điều khiển trƣợt

2.7 2.75 2.8 2.85 2.9 2.95 3 3.05 3.1 3.15

0.999

0.9992

0.9994

0.9996

0.9998

1

1.0002

1.0004

1.0006

1.0008

Time in [s]

Vol

tage

in p

u

Dap ung cua he thong khi thay doi gia tri dat

Actual Value

Set Value

Hình 4.26. Tín hiệu ra bộ điều khiển trượt

Page 24: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

22

Bộ điều khiển mờ trƣợt

2.5 2.55 2.6 2.65 2.7 2.75 2.8 2.85

1.07

1.08

1.09

1.1

1.11

1.12

1.13

Time in [s]

Voltage in p

u

Dap ung cua he thong khi thay doi gia tri dat

Actual Value

Set Value

Hình 4.27. Tín hiệu ra bộ điều khiển mờ trượt

Nhận xét:

Qua kết quả mô phỏng trong hai trường hợp bộ điều khiển ta

thấy rằng khi sử dụng bộ điều khiển mờ đã giảm đáng kể hiện tượng

rung (chattering), đáp ứng đầu ra trơn hơn và có thể thấy được tính

ưu việt khi sử dụng bộ điều khiển mờ trượt.

b. Đáp ứng Bộ điều khiển mờ trượt và bộ điều khiển trượt

Hinh 4.28. So sánh đáp ứng BĐK trượt và mờ trượt

Page 25: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

23

c. Đáp ứng Bộ điều khiển PI

0 1 2 3 4 5 60.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15

Time in [s]

Vol

tage

in p

u

Dap ung cua he thong khi su dung BDK PI

Gia tri dat

Dap dung cua bo dieu khien PI

Hình 4.29. Đáp ứng bộ điều khiển PI

Nhận xét:

1. Độ quá điều chỉnh: Đáp ứng của bộ điều khiển Mờ trượt

tốt hơn, hầu như không có quá điều chỉnh

2. Thời gian xác lập:

Bộ điều khiển PI có thời gian xác lập nhanh hơn, tuy nhiên,

ở phía thyristor có góc mở alpha min, điện áp có độ gợn sóng.

Với mục tiêu ổn định điện áp cuối đường dây, có thể thấy

rằng bộ điều khiển Mờ trượt cho chất lượng điều khiển tốt hơn.

Page 26: ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƢỢT ĐIỀU KHIỂN SVC TRÊN …tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4427/3/Tomtat.pdf · 4 hạ áp của máy biến áp. Khi đặt

24

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. KẾT LUẬN

- Khi sử dụng điều khiển trượt điều khiển SVC, tín hiệu điều

khiển dao động lớn làm giảm tuổi thọ của các khâu công suất.

- Việc sử dụng bộ điều khiển mờ trượt cho SVC cho kết quả

rất khả quan. Tín hiệu điều khiển đã giảm độ rung đáng .Chất lượng

điều khiển đáp ứng tốt với tín hiệu đặt cố định và tín hiệu đặt thay

đổi.

- Tuy đã giảm được độ rung của tín hiệu điều khiển rất nhiều

nhưng cũng chưa triệt tiêu hoàn toàn do vậy các cơ cấu chấp hành

vẫn dễ bị hỏng hóc.

- Đề tài chưa nghiên cứu sâu về bảo vệ cho các thiết bị công

suất và chế độ làm việc của SVC khi hệ thống điện bị sự cố.

2. KIẾN NGHỊ

- Luận văn đã nghiên cứu việc điều khiển SVC khi lắp trên

lưới điện 110kV, đưa ra phương pháp điều khiển trượt và mờ trượt

để điều khiển hệ SVC, tuy nhiên việc nghiên cứu hệ thống chỉ giới

hạn dựa trên mô hình toán học.

- Ngoài nghiên cứu lý thuyết, cần phải đưa hệ thống thiết kế

vào vận hành thực tế để kiểm chứng kết quả.

Tuy nhiên với khả năng có hạn và thời gian hạn chế, tôi chỉ

mới giải quyết được vấn đề đã đặt ra ở mức độ đơn giản khi xét ảnh

hưởng của hệ thống chỉ với hai thông số đầu vào là điện áp nút.

- Mở rộng việc xây dựng hệ thống điều khiển với các ảnh

hưởng đầu vào bổ sung khác như: ảnh hưởng của hệ thống điện khác,

các khả năng thay đổi thông số cấu trúc hệ thống.