Luận văn: Ứng dụng giải thuật di truyền để chỉnh định tối ưu tham số PID cho bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát đồng bộ

Chia sẻ: Sdfas Vfdtg | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

125
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ứng dụng giải thuật di truyền để chỉnh định tối ưu tham số PID cho bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát đồng bộ nhằm xây dựng cấu trúc bộ AVR máy phát điện đồng bộ vừa và nhỏ

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn: Ứng dụng giải thuật di truyền để chỉnh định tối ưu tham số PID cho bộ tự động điều chỉnh điện áp máy phát đồng bộ

1 2 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. Nguy n Bê BÙI THANH TÂN NG D NG GI I THU T DI TRUY N Ph n bi n 1: PGS.TS. NGUY N H NG ANH Đ CH NH Đ NH T I ƯU THAM S PID CHO B T Đ NG ĐI U CH NH ĐI N ÁP MÁY PHÁT Đ NG B Ph n bi n 2: TS. TR N ĐÌNH KHÔI QU C Chuyên nghành: T Đ ng Hóa Mã s : 60.52.60 Lu n văn ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m lu n văn th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 9 tháng 6 năm 2012 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng; - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng. Đà N ng - Năm 2012
3 4 M Đ U ñ ng b , nhưng khi ñi sau vào nghiên c u tác gi ñã m r ng ñ tài 1. Tính c p thi t c a ñ tài lên và dùng b ñi u khi n PID ñ ñi u ch nh t ñ ng ñi n áp theo Trong th i gian qua cùng v i vi c phát tri n n n kinh t , xã ñư ng ñ c tuy n công su t máy phát phù h p v i yêu c u ñi n áp h h i nên v n ñ ñi n năng ngày càng tr nên c n thi t hơn bao gi h t. th ng và yêu c u c a công su t vô công, d a vào tín hi u ph n h i Vì th mà nhà nư c, chính ph ñã xây d ng nhi u công trình th y âm áp. Còn b ñi u khi n PI s d ng cho phương pháp ñi u ch nh ñi n và các nhà máy ñi n s d ng nhi u lo i ngu n nhiên li u khác b ng tay dòng kích t (FCR) ñ ñi u ch nh ñi n áp, d a vào tín hi u nhau. Gi i pháp NMTĐ v a và nh ñã góp ph n ñáng k trong vi c ph n h i dòng. Phương pháp FCR ch dùng trong ch ñ v n hành ñáp ng nhu c u ñi n năng c a nư c ta trong nh ng năm qua. ñ c bi t: th nghi m t máy, h ng AVR, ñi u ch nh l y thông s H th ng kích t là m t h th ng quan tr ng và ph c t p trong quá trình th t ng h p l y ñ c tính ng n m ch máy phát. trong nhà máy th y ñi n, chính vì v y mà ít có công ty hay t ch c Như v y, thi t k b ñi u khi n PID s ph c t p hơn r t nào Vi t Nam th c hi n vi c thi t k , l p ñ t và th nghi m. nhi u so v i ñi thi t k b PI cho AVR, nên sau khi nghiên c u k v Công ty C ph n th y ñi n A Vương ñã ti n hành ch t o tài li u, tác gi quy t ñ nh ñi thi t k b ñi u khi n PID cho AVR, thành công h th ng Đi u khi n - Đi u t c và các thi t b khác ñã còn b ñi u khi n PI s th c hi n cho FCR. Tuy nhiên, vì dung lư ng ñư c l p ñ t và th nghi m thành công t i các Nhà máy th y ñi n c a lu n văn không cho phép nên tác gi ch th c hi n PID cho AVR nh và . H th ng kích t ñang ñư c tri n khai thi t k b ng s k t và tính toán riêng b PI cho FCR ñ ñưa vào chương trình PLC trong h p gi a nh ng ki n th c th c t v i vi c ng d ng ti n b khoa h c mô hình th c t . - k thu t, ñ ng th i ng d ng các thu t toán ñi u khi n hi n ñ i. Vì th , m c ñích nghiên c u c a ñ tài là xây d ng c u trúc Vi c áp d ng lý thuy t ñi u khi n kinh ñi n và hi n ñ i vào b AVR máy phát ñi n ñ ng b v a và nh trong NMTĐ d a trên b th c t luôn g p khó khăn v gi i thu t ph n m m l n ñáp ng ph n PID ñư c ch nh ñ nh b ng phương pháp GA nh m nâng cao ch t c ng c a thi t b . B ng cách s d ng PLC S7-1200 th c hi n t t c lư ng ñi n năng và s n ñ nh c a h th ng ñi n. Đ ng th i ng các ch c năng ñi u ch nh cho AVR, hy v ng ñ tài s ñem ñ n m t d ng b thông s t i ưu tìm ñư c vào mô hình th c t . cách nhìn m i v v n ñ áp d ng lý thuy t ñi u khi n vào th c t . 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u 2. M c ñích nghiên c u S d ng PLC S7-1200 và SIMATIC HMI BASIC (màn hình Khi b t ñ u nghiên c u v ñ tài, tác gi ñã ch n b ñi u c a S7-1200) ñ l p trình cho b AVR. khi n PI ñ th c hi n toàn b quá trình ñi u ch nh ñi n áp máy phát
5 6 S d ng gi i thu t di truy n GA ñ ch nh ñ nh tham s Kp, Chương 1 - T NG QUAN V H TH NG KÍCH T VÀ AVR Ki, Kd nh m nâng cao ch t lư ng ñáp ng n ñ nh cho AVR. MÁY PHÁT Đ NG B Thi t k AVR v i các ch c năng c n thi t cho máy phát 1.1. Gi i thi u chung ñ ng b th y ñi n v a và nh , có th nghi m trên mô hình th c t . 1.1.1. Nhi m v c a h th ng kích t 4. Phương pháp nghiên c u 1.1.2. Tính năng ch y u c a h th ng kích t Nghiên c u lý thuy t k t h p mô ph ng ki m ch ng. 1.1.3. Thành ph n chính c a h th ng kích t Xây d ng và th nghi m trên mô hình. 1.1.4. Đi u ch nh ñi n áp c a máy phát ñi n 5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài 1.1.5. Đi u khi n công su t vô công c a máy phát ñi n Nghiên c u, ch t o b AVR máy phát ñ ng b th y ñi n 1.1.6. Bù ñi n áp suy gi m trên ñư ng dây và máy bi n áp v a và nh d a trên các thu t toán ñi u khi n hi n ñ i ñ t i ưu tham 1.1.7. Tính năng c a AVR s PID ñ m b o ñáp ng ñi n áp ra n ñ nh t i giá tr mong mu n. 1.2. H th ng kích t tĩnh T k t qu ñó chúng ta s thi t k ch t o h th ng kích t 1.3. Các b gi i h n và b o v cho máy phát ñ ng b th y ñi n v a và nh . 1.3.1. Gi i h n kh năng phát công su t ph n kháng 6. C u trúc c a lu n văn 1.3.1.1. Đư ng cong kh năng phát công su t kháng Ngoài ph n m ñ u và k t lu n, b n lu n văn ñư c chia 1.3.1.2. Đư ng cong ñi n áp V và t ng h p thành 6 chương: 1.3.2. B gi i h n thi u kích thích Chương 1: T ng quan v h th ng kích t và AVR máy phát ñ ng b 1.3.3. B gi i h n quá kích thích Chương 2: Ngôn ng l p trình và thu t toán ñi u khi n PID trong S7- 1.3.4. B gi i h n V/Hz và b o v 1200 1.3.5. Vùng làm vi c c a máy phát Chương 3: Thu t gi i di truy n 1.4. K t lu n Chương 4: T ng h p và mô hình hóa các ph n t trong h AVR – Lu n văn ñã trình bày m t cách r t chi ti t v cơ s lý thuy t Máy phát h th ng kích t và AVR, t ng quan v h th ng kích t tĩnh thông Chương 5: T i ưu b ñi u khi n PID d ng hi n nay cũng như khái quát các gi i h n và b o v . Chương 6: Xây d ng chương trình AVR trong S7-1200
7 8 Chương 2 - NGÔN NG L P TRÌNH VÀ THU T TOÁN ĐI U vi c l p trình PLC và các màn hình HMI. T t c cùng t o ra m t gi i KHI N PID TRONG S7-1200 pháp tích h p, th ng nh t cho th trư ng t ñ ng hóa c nh (Micro 2.1. Gi i thi u chung Automation). 2.2. C u trúc ph n c ng Chương 3 - GI I THU T DI TRUY N 2.2.1. Module CPU 3.1. Gi i thi u chung 2.2.2. Board tín hi u c a S7-1200 3.2. Mã hoá nhi m s c th 2.2.3. Module m r ng tín hi u vào/ra 3.3. Kh i t o qu n th 2.2.4. Module truy n thông 3.4. Hàm thích nghi (Fitness function) 2.3. Ki u d li u và phân chia b nh 3.5. Các phép toán c a thu t gi i di truy n 2.3.1. Ki u d li u 3.5.1. Phép tái sinh (Reproduction) 2.3.2. Phân chia b nh 3.5.2. Phép lai ghép (Crossover) 2.4. C u trúc chương trình 3.5.3. Phép ñ t bi n (Mutation) 2.4.1. L p trình tuy n tính 3.6. Phương pháp ch n l c 2.4.2. L p trình có c u trúc 3.7. Nguyên lý v xác ñ nh tính thích nghi 2.5. Các l nh và phép toán ñư c s d ng trong lu n văn 3.7.1. Đ thích nghi tiêu chu n 2.6. Module m m trong PID 3.7.2. Đ thích nghi x p h ng (rank method) 2.6.1. Nh ng module m m có trong S7-1200 3.8. Các tính ch t quan tr ng c a thu t gi i gen di truy n 2.6.2. Gi i thi u chung v PID_Compact 3.9. C u trúc t ng quát c a m t thu t gi i gen di truy n 2.6.3. Tham bi n hình th c 3.10. Đi u ki n k t thúc l p c a thu t gi i gen di truy n 2.7. K t lu n 3.11. K t lu n Chương 2 mô t thi t b PLC S7-1200, ñây là dòng s n ph m Thu t gi i di truy n cung c p m t phương pháp h c ñư c m i c a siemens, v i tính năng ña d ng, giao di n thi t k r t ñ p và thúc ñ y b i s tương t v i s ti n hóa sinh h c, thay vì tìm ki m k t c u chương trình r t d ki m tra. Đ c bi t dòng s n ph m này có các gi thuy t t t ng quát ñ n c th ho c t ñơn gi n ñ n ph c t p. giá thành th p và ñư c tích h p s n c ng truy n thông Profinet Thu t gi i di truy n ñã ñư c ng d ng m t cách thành công cho (Ethernet), s d ng chung m t ph n m m Simatic Step 7 Basic cho nh ng công trình nghiên c u khoa h c khác nhau như: ñã ñư c dùng
9 10 ñ h c t p lu t ñi u khi n robot, t i ưu hóa các thông s b ñi u 4.2. T ng h p và mô hình hóa khi n và nhi u ng d ng tìm ki m khác trong ngành y h c. Chương 4 - T NG H P VÀ MÔ HÌNH HÓA CÁC PH N T TRONG H AVR - MÁY PHÁT 4.1. Gi i thi u chung Hình 4.3: Sơ ñ kh i c a AVR v i b ñi u khi n PID Hàm truy n b khu ch ñ i có d ng: VR ( s ) KA = , v i KA = 10 ÷ 400, τA = 0,02 ÷ 0,1 sec. (4.1) Ve ( s ) 1 + τ A s Hàm truy n b kích t hi n ñ i có d ng: VF ( s) KE = , v i KE = 1 ÷ 400, τE = 0,5 ÷ 1 sec. (4.2) VR ( s) 1 + τ E s Hàm truy n máy phát ñi n ñ ng b có d ng: Hình 4.1: Sơ ñ c u trúc h th ng kích t tĩnh Vt ( s ) KG = , v i KG = 0,7 ÷ 1; τG = 1 ÷ 2 sec (4.3) VF ( s) 1 + τ G s Hàm truy n khâu ño lư ng có d ng: VS ( s ) KR = , v i KR = 1, τE = 0,001 ÷ 0,06 sec. (4.4) Vt ( s ) 1 + τ R s Hàm truy n PID có d ng: ki Gc ( s ) = k p + k d s + (4.5) s Hình 4.2: Mô hình toán máy phát ñ ng b và h th ng kích t
11 12 Lu n văn ch chú tr ng ñ n vi c thi t k b AVR cho máy 27 x 10 Output voltage 3 phát th y ñi n v a và nh , vì v y xin ñư c th c hi n trên h AVR 2 v i máy phát có thông s và hàm truy n như b ng sau: 1 B ng 4.1: B ng thông s máy phát 35 MVA 0 Amplitude -1 -2 -3 -4 B ng 4.2: B ng hàm truy n máy phát 35 MVA 0 20 40 60 Time (sec) 80 100 120 140 Hình 4.6: Đáp ng t ng bư c ñi n áp ra c a AVR khi không có b ñi u khi n PID 4.3. K t lu n Trong n i dung chương này, tác gi ñã ñi sâu vào nghiên c u, phân tích mô hình hóa máy phát ñi n ñ ng b , khâu AVR, khâu kích t , khâu ch nh lưu (khuy ch ñ i), khâu ño lư ng ñi n áp và dòng ñi n. T ng h p h th ng, thi t k b ñi u khi n. Chương 5 - T I ƯU B ĐI U KHI N PID Ki 40 1 1 Kp + + Kd s s 1 + 0.05s 1 + 0.5s 1 + 1s 5.1. S d ng phương pháp Ziegler-Nichols 2 5.1.1. Gi i thi u chung 1 5.1.2. Thi t k thông s PID 1 + 0.01s S d ng phương pháp l p b ng Routh và qu ñ o nghi m s Hình 4.5: Sơ ñ kh i c a AVR v i b ñi u khi n PID ta ñ u tìm ñư c các thông s sau: Kth = 0,707 và Tth = 2Π/6.938 = 0.905 Áp d ng phương pháp Ziegler-Nichols 2 (ZN-2) ta có ñư c:
13 14 - Kp = 0.424; Ki = 0.937; Kd = 0.048. V ñáp ng ra: Trong ñó K ij (g ) là giá tr th c, v i i є { ,2,...., L 1 }, j є 1.6 Output voltage {1,2,3 } , g є {1,2,...., N } nghĩa là thông s th j c a cá th th I 1.4 trong qu n th th g. 1.2 Bư c 2: Cho s th h th nh t (g =1) và t o ng u nhiên { } 1 qu n th ban ñ u v i L cá th pop(1) = K 1 (1), K 2 (1),......, K L (1) Amplitude 0.8 0.6 b ng bi u th c K ij (1) = K min + ( K max − K min ).rand () , v i i є j j j 0.4 {1,2,...., L } và j є {1,2,3 } . [ ] 0.2 0 Trong ñó dãy tìm ki m c a thông s K ij là K min , K max k t j j 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Time (sec) h p v i hàm t o ng u nhiên rand() s cho ta dãy s m t cách ng u Hình 5.5: Đáp ng t ng bư c ñi n áp ra c a AVR khi có b ñi u nhiên n m trong dãy [0,1] c ng v i K min . j khi n PID ñư c ch nh ñ nh theo phương pháp Ziegler-Nichols 2. Bư c 3: Tính toán giá tr thích nghi c a m i cá th trong th 5.2. S d ng thu t gi i di truy n (GA) h th g b ng công th c sau: f i = fit ( K i ( g )) , v i i є { ,2,...., L } 5.2.1. Gi i thi u chung 1 5.2.2. Mô t tinh th n c a chương trình RGA Trong ñó fit() là hàm m c tiêu hay hàm ñánh giá. Các tham s c a b ñi u khi n Kp, Kd, Ki ñư c miêu t như Bư c 4: Tính h s q c a các cá th v i giá tr thích nghi cao là m t cá th và m i giá tr ñư c th hi n v i m t mã giá tr th c. nh t b i công th c N u ta có L các th trong m t th h , ta có quá trình th c hi n GA: q = arg max f i , v i i є { ,2,...., L 1 } và tìm ra giá tr cu i Bư c 1: Cài ñ t cho chương trình RGA s cá th là L, s th h là N, xác xu t lai ghép là Pc, xác xu t ñ t bi n là Pm. Cá th th i cùng t t nh t là f best và K best b i công th c c a L cá th trong qu n th th g ñư c bi u di n như sau: f best = f q = max f i và K best = K q K i ( g ) = ( K 1i ( g ), K 2 ( g ), K 3 ( g )) i i (5.8) Trong ñó f best là giá tr có ñ thích nghi cao nh t trong th h hi n t i và K best là cá th t t nh t trong th h hi n t i.
15 16 Bư c 5: N u g > N thì nh y ñ n bư c th 11, ngư c l i Trong ñó s j là dãy tìm ki m c a K j , σ 2 là s ng u nhiên ñư c phát ra trong kho ng [0,1] . chuy n xu ng bư c 6. Bư c 6: Th c hi n quá trình sinh s n b i công th c Bư c 9: T o ma tr n thông s K ij trong dãy tìm ki m b ng ni = L.Pi , i = 1,2,...., L công th c Trong ñó ni là s l n sinh s n c a các th th i, L là s cá th trong qu n th , Pi là xác xu t ch n c a cá th th i và ñư c th  K max , K ij ( g ) > K max j j   i hi n b i công th c sau: K ij ( g ) =  K j ( g ) , K min ≤ K ij ( g ) ≤ K max j j (5.12)  min K j , K j ( g ) < K j i min fi  Pi = , i = 1,2,..., L (5.9) v i i є { ,2,...., L } và j є {1,2,3 } . L ∑f i =1 i 1 Bư c 10: Cho g = g+1 và nh y lên bư c 3. i Trong ño f là hàm ñ thích nghi c a cá th th i. Bư c 11: N u ñi u ki n d ng ñư c th a mãn thì thu t toán m n Bư c 7: Ch n hai cá th K (g ) và K (g ) t qu n th k t thúc và ñưa ra giá tr K best v i hàm ñ thích nghi t t nh t f best . ñang xét (m, n є { ,2,...., L 1 } làm hai cá th cha, m và lai ghép v i 5.2.3. Kh i t o qu n th các nhi m s c th hai cá th m i sinh s n theo xác xu t Pc, th c hi n theo công th c: %Initialising the genetic algorithm { populationSize=90; variableBounds=[-20 20;-20 20;-20 20]; K m ( g ) = K m ( g ) +σ 1 ( K m ( g ) − K n ( g )) j j j j evalFN='PID_objfun_MSE'; K n ( g ) = K n ( g ) +σ 1 ( K n ( g ) − K m ( g )) , v i j = 1, 2, 3. j j j j (5.10) %Change this to relevant object function evalOps=[]; Trong ñó σ là s ng u nhiên ñư c phát ra trong kho ng options=[1e-6 1]; [0,1] . initPop=initializega(populationSize,variableBounds,evalFN,evalOps, options); Bư c 8: T o m t cá th m i trong quá trình ñ t bi n v i xác 5.2.4. Cài ñ t thông s GA xu t ñ t bi n là Pm cho m i cá th theo công th c sau: %Setting the parameters for the genetic algorithm bounds=[-20 20;-20 20;-20 20]; K ij ( g ) = K ij ( g ) + (σ 2 − 0.5).s j , j = 1,2,3 (5.11) evalFN='PID_objfun_MSE'; %change this to relevant object function
17 18 evalOps=[]; Step Response 1.6 startPop=initPop; opts=[1e-6 1 0]; 1.4 termFN='maxGenTerm'; ZN Controlled Sys 1.2 termOps=70; GA Controlled Sys selectFN='normGeomSelect'; 1 selectOps=0.08; Amplitude 0.8 xOverFNs='arithXover'; xOverOps=4; 0.6 - Đ quá ñi u ch nh là 18 % mutFNs='unifMutation'; mutOps=8; 0.4 - Th i gian tăng 0,089 sec 5.2.5. Bi u di n gi i thu t di truy n 0.2 - Th i gian xác l p 0,37 sec %Iterating the genetic algorithm 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 [x,endPop,bPop,traceInfo]=ga(bounds,evalFN,evalOps,startPop,opts, Time (sec) termFN,termOps,selectFN,selectOps,xOverFNs,xOverOps,mutFNs, mutOps); Hình 5.10: So sánh ZN-2 v i GA 90 cá th trong qu n th 5.2.6. Hàm ñ i tư ng c a GA B ng 5.3: T ng h p các thông s c a b ñi u khi n function [x_pop, fx_val]=PID_objfun_MSE(x_pop,options) global sys_controlled Stt S cá th trong qu n th Kd Kp Ki global time global sysrl 1 Ziegler-Nichols 2 0,048 0,424 0,937 %Splitting the chromosones into 3 separate strings 2 20 0,4577 0,5834 0,8304 Kp=x_pop(2); Ki=x_pop(3); 3 40 0,3715 0,6581 2,6581 Kd=x_pop(1); 4 60 0,3148 0,5668 0,4638 %creating the PID controller from current values pid_den=[1 0]; 5 80 0,318 0,5463 0,9547 pid_num=[Kd Kp Ki]; 6 90 0,2447 0,4604 0,3843 pid_sys=tf(pid_num,pid_den); %overall PID controller 7 100 0,3122 0,4876 0,6103 5.2.7. K t qu th c hi n GA cho PID 5.3. K t lu n Th c hi n GA v i nguyên t c t o qu n th ban ñ u là 20, 40, GA có ch t lư ng h th ng t t hơn nhi u so v i phương pháp 60, 80, 90 và 100, ta ch n ñư c tham s PID ng v i 90 cá th trong kinh ñi n, ñ u này ch ng t r ng thu t toán và cách xây d ng chương qu n th , so sánh v i ZN-2 ta có: trình là ñúng ñ n và chính xác. Sai l ch tĩnh, ñ quá ñi u ch nh, th i
19 20 gian quá ñ , s l n dao ñ ng c a h truy n ñ ng ñ u t t, nh t là ñ quá ñi u ch nh và th i gian quá ñ r t nh , t t c ñ u ñ t tiêu chu n thi t k h th ng kích t IEEE 421.5 - 1992. Chương này th hi n tinh th n c a lu n văn r t t t, v i s so sánh phương pháp tìm PID kinh ñi n, GA ñã cho ra k t qu h t s c kh quan và m ra m t phương pháp tìm ki m thông minh trong ngành t ñ ng hóa. T các thông s tìm ñư c tác gi m nh d n tri n khai vào mô hình th c t m t cách h p lý và v ng vàng. Chương 6 - XÂY D NG CHƯƠNG TRÌNH TRONG S7-1200 6.1. Mô t b AVR c n thi t k 6.2. L p b ng tín hi u vào/ra c a AVR 6.3. Sơ ñ kh i và logic Hình 6.2: Sơ ñ logic d ng kích t và ki m tra ñ hoàn h o Hình 6.1: Sơ ñ kh i AVR - Máy phát Hình 6.3: Sơ ñ logic kh i ñ ng kích t
21 22 6.4. Xây d ng chương trình 6.5. Quá trình th nghi m và ñưa vào s d ng T ng quát v mô hình Card t o xung th c hi n theo phương pháp th ng ñ ng tuy n tính Hình 6.11: Mô ph ng ñáp ng c a PID trong phòng thí nghi m D ng sóng ñ u ra c p vào cu n dây Ch nh lưu c u m t pha bán ñi u kích t máy phát khi n Hình 6.13: Các thi t b chính ñư c s d ng trong mô hình Nh n xét: Khi có l nh kh i ñ ng, giá tr ñ t ñư c gán 90%, khi ñó sai l ch e ≠ 0 thì u s ñư c tăng liên t c nh ph n h i dương ñ n gi i h n b o hòa. Ta th c hi n tăng giá tr ph n h i (gi ñi n áp ñ u c c) ñ n b ng giá tr ñ t ñ e = 0, lúc này u v n gi nguyên. Ti p t c tăng giá tr ph n h i l n hơn giá tr ñ t, lúc này e < 0 thì u b t ñ u gi m, khi gi m giá tr ph n h i ñ e > 0 thì u tăng lên l i. Hình 6.12: Th nghi m trên mô hình t i phòng thí nghi m Đi n – Đi n t A Vương
23 24 6.6. K t lu n K t qu mô ph ng b PID trong phòng thí nghi m phù h p v i các nghiên c u lý thuy t, tuy chưa có tín hi u ph n h i th t ñưa ñ n ñ u vào PID nhưng tác gi ñã s d ng thi t b thí nghi m ñ mô ph ng tín hi u ñi n áp ñ u c c máy phát v i ñư ng tăng, gi m h p lý, hình d ng sóng DC c p vào rotor cũng r t chu n. Giao di n lu n văn Giao di n ñi u khi n K T LU N VÀ KI N NGH Sau m t th i gian nghiên c u và làm vi c nghiêm túc, ñư c s giúp ñ nhi t tình c a TS. Nguy n Bê và các th y giáo trong khoa cùng v i s h tr t các ñ ng nghi p trong Công ty, ñ n nay lu n văn ñã hoàn thành ñúng th i gian. Tác gi ñã gi i quy t hoàn ch nh các n i dung trong lu n văn: - Đ c p ñ n nh ng v n ñ v t ng quan c u trúc m t Giao di n cài ñ t thông s làm vi c Giao di n chính NMTĐ, các phương pháp ñi u ch nh kích t . Trình bày nguyên lý và phân tích ñ c ñi m làm vi c c a b ñi u ch nh ñi n áp máy phát. - Đi sâu vào nghiên c u, phân tích mô hình hóa máy phát ñi n ñ ng b , b AVR, khâu kích t , khâu ch nh lưu, khâu ño lư ng ñi n áp và dòng ñi n. T ng h p h th ng, thi t k b ñi u khi n. - Th hi n m t cách khái quát và sát v i n i dung ñ tài các khái ni m v thu t gi i di truy n và PLC S7 1200, giúp cho ngư i ñ c có m t thông tin chính xác khi ti p t c tìm hi u sau trong ñ tài. Giao di n trending d ng sóng Giao di n cài ñ t thông s hi n th - Tác gi ñánh giá cao th thu t tìm ki m GA, vì ñã t o ra Hình 6.14: T ng h p các giao di n ngư i máy chính ñư c các thông s xác l p t t, ñáp ng ñư c yêu c u v ñ n ñ nh ñi n áp, th i gian th c hi n chương trình ñ h i t chưa ñ y 30 sec.
25 26 - Đ có cái nhìn rõ hơn v năng l c c a GA, tác gi ñã l ng Vì ñi u ki n s n xu t, Nhà máy th y ñi n Đ i Đ ng có công vào vi c tìm ki m b ñi u khi n PID b ng phương pháp ñi u ch nh su t 500kW ñang trong quá trình Đ i tu, chưa ñưa vào k p trong th i theo Ziegler-Nichols, ñây là m t phương pháp r t thông d ng và gian này, nên lu n văn m i d ng l i m c ñ thành công v m t áp ñư c dùng ph bi n khi ch nh ñ nh PID trong ngành t ñ ng hóa. T d ng các thông s b ñi u khi n PID vào th c t trong PLC S7-1200 ñó, so sánh v i GA và th c t ñã có ñư c nh ng k t qu b t ng , vì và dùng thi t b mô ph ng tín hi u thay ñ i tr s ñ t cho ñi n áp ñ u GA ñã tìm ñư c b tham s PID t t hơn r t nhi u. c c máy phát ñ ng b , th c hi n quá trình kh i ñ ng t ñ ng và - Nhưng n i dung ch y u trong lu n văn này là vi c ph i d ng cũng như mô ph ng tác ñ ng c a các gi i h n và b o v , mô làm th nào ñ ng d ng lý thuy t vào th c ti n, t c là s d ng b hình th nghi m ch m i d ng l i ñ u ra c u ch nh lưu và t i thay thông s v a tìm ñư c ñ ñưa vào chương trình ñi u khi n ñi n áp th cho cu n dây rotor máy phát. Vi c ñưa h AVR vào làm vi c ñư c vi t trên PLC S7-1200. Sau ñó mô ph ng các ñáp ng ñi n áp th c t trong h th ng và kh i máy phát th c s là v n ñ mà tác gi khi có giao ñ ng cũng như quá trình kh i ñ ng và d ng kích t . d ñ nh ti p t c th c hi n trong th i gian t i. Đ ng th i cũng tính - Cu i cùng, t i phòng thí nghi m Đi n – Đi n t A Vương, toán, thi t k b sung b n dòng PI vào h th ng kích t nh m tăng tác gi ñã th nghi m trên mô hình th c t và k t qu ñáp ng là r t cư ng tính cơ ñ ng trong quá trình th nghi m l y thông s máy phát t t ñúng như l trình nghiên c u ñã ñ ra. Thành công trong phòng ñi n cũng như v n hành b ng tay h th ng kích t khi b PID có v n thí nghi m s là cơ s v ng ch c khi ñưa vào th nghi m t i Nhà ñ và thi t k thêm b AVR d phòng nh m nâng cao tính n ñ nh máy th y ñi n Đ i Đ ng (500kW) cũng như các nhà máy th y ñi n cho h th ng. v a và nh , t ñó ti n hành ch t o h th ng kích t có tính thương Khi thi t k thành công b AVR, tác gi s ti n hành tính m i cao. toán ch n thông s cho h th ng kích t (máy bi n áp kích t , kh i V i k t qu ñ t ñư c như v y, cho phép kh ng ñ nh r ng: d p t , máy c t kích t , c u ch nh lưu,..), t ng h p h th ng t thông lu n văn ñã ñ t ñư c nh ng k t qu h t s c kh quan ñ ñi ñ n ch s c a h Máy phát - kích t ñ l p hàm truy n, ch t o card ño t o thành công h th ng kích t cho máy phát ñ ng b v a và nh . lư ng ñi n áp, dòng ñi n, công su t vô công, công su t h u công, Vi c phân tích mô hình và v ñáp ng h th ng ñã ñư c kh ng ñ nh cosφ, ch t o card t o 6 xung m thyristor theo nguyên lý th ng ñ ng m t l n n a k t qu này hoàn toàn có th ñáp ng ñư c yêu c u c a arcos. các h th ng th c.