Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu ứng dụng thuật toán di truyền và thuật toán tối ưu bầy đàn để ước lượng trạng thái hệ thống điện

Nhu cầu năng lượng ngày càng tăng làm cho hệ thống điện trở nên phức tạp hơn, đòi hỏi các công cụ vận hành thông minh. Hệ thống điện Việt Nam đang ứng dụng các công nghệ như EMS và WAMS với dữ liệu từ PMU. Tuy nhiên, việc nghiên cứu về vị trí đặt PMU tối ưu và ước lượng trạng thái hệ thống điện còn hạn chế, đặc biệt khi có sai số hoặc mất dữ liệu, gây ảnh hưởng đến khả năng vận hành an toàn và tin cậy của hệ thống.

Luận án hướng đến các nhà nghiên cứu, kỹ sư và chuyên gia trong lĩnh vực kỹ thuật điện, đặc biệt là những người quan tâm đến tối ưu hóa hệ thống điện, ước lượng trạng thái và ứng dụng các thuật toán thông minh trong vận hành lưới điện truyền tải.

Luận án này tập trung nghiên cứu ứng dụng thuật toán di truyền (GA) và thuật toán tối ưu bầy đàn (PSO) để giải quyết hai bài toán quan trọng trong vận hành hệ thống điện: tối ưu hóa số lượng và vị trí đặt thiết bị đo đồng bộ pha (PMU) và ước lượng trạng thái hệ thống điện. Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng tăng và hệ thống điện ngày càng phức tạp, việc đảm bảo vận hành an toàn và tin cậy là tối quan trọng. Dữ liệu từ PMU đóng vai trò thiết yếu trong hệ thống giám sát và điều khiển hiện đại, nhưng việc xác định vị trí đặt PMU tối ưu để đảm bảo khả năng quan sát toàn bộ hệ thống với số lượng thiết bị tối thiểu, cũng như xử lý các vấn đề về sai số hoặc mất dữ liệu trong ước lượng trạng thái, vẫn còn là thách thức, đặc biệt đối với lưới điện Việt Nam. Mục tiêu của luận án là đề xuất các giải pháp dựa trên GA và PSO để tối ưu hóa vị trí PMU và ước lượng chính xác các biến trạng thái (môđun điện áp và góc pha điện áp) của hệ thống. Luận án đã phát triển sơ đồ khối và xác định các bộ thông số phù hợp cho các thuật toán này. Về phương pháp nghiên cứu, luận án kết hợp tổng hợp lý thuyết với thử nghiệm thực tế, áp dụng các thuật toán đề xuất trên các lưới điện chuẩn IEEE (14, 30, 118 nút) và mô hình lưới điện truyền tải 350 nút của Việt Nam để đánh giá hiệu quả. Ý nghĩa khoa học của nghiên cứu bao gồm việc đề xuất giải thuật di truyền biến nhị phân với quy trình tính toán chỉ số quan sát ba bước cho bài toán tối ưu PMU, giúp đơn giản hóa việc giải quyết bài toán. Đối với ước lượng trạng thái, luận án đã xác định được các hàm và thông số thích hợp cho GA và thành công trong việc áp dụng quá trình tách biến cho GA và PSO để ước lượng trạng thái lưới điện truyền tải lớn. Về ý nghĩa thực tiễn, các kết quả nghiên cứu có thể áp dụng trực tiếp cho lưới điện thực tế, cung cấp số lượng và vị trí đặt PMU tối ưu cho lưới truyền tải 350 nút của Việt Nam, đồng thời làm cơ sở cho các nghiên cứu sâu hơn về ước lượng trạng thái hệ thống điện trong tương lai.