Thiết kế bộ điều khiển thiết bị điện công nghiệp: Phần 1

Chia sẻ: Túcc Vânn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:105

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cuốn sách Thiết kế bộ điều khiển thiết bị điện công nghiệp tập trung vào nguyên lý điều khiển vận hành các thiết bị điện trong hệ thống điện công nghiệp một cách độc lập hoặc kết hợp với các thành phần của hệ thống. Sách được chia thành 2 phần, mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 cuốn sách.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế bộ điều khiển thiết bị điện công nghiệp: Phần 1

60 TRẦN QUANG THỌ (Chủ biên) NGUYỄN VINH QUAN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP NHAØ XUAÁT BAÛN ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP. HOÀ CHÍ MINH
TS. TRẦN QUANG THỌ (Chủ biên), TS. NGUYỄN VINH QUAN ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NĂM 2022 1
2
LỜI GIỚI THIỆU Điều khiển là quá trình thu thập, xử lý thông tin, và tác động lên hệ thống để đạt thông số mong muốn. Điều khiển hệ thống điện công nghiệp là quá trình điều khiển kết hợp các thành phần trong hệ thống điện để đạt được mục tiêu theo mức điều khiển tương ứng. Một hệ thống điện thông thường bao gồm nguồn phát điện, hệ thống truyền tải – phân phối, và các phụ tải. Hệ thống điện có thể có qui mô lớn và quản lý vận hành ở cấp quốc gia hay vùng miền thông qua các cấp điều độ. Trong tài liệu này, hệ thống điện công nghiệp được hiểu với qui mô nhỏ hơn ở cấp cơ sở công nghiệp. Hệ thống điện công nghiệp này có thể nối với lưới điện quốc gia hoặc chỉ là một hệ thống điện công nghiệp độc lập. Khi hoạt động độc lập với lưới điện quốc gia, hệ thống này trở thành một hệ thống điện nhỏ hay còn gọi là Micro-grid. Các thành phần chính trong hệ thống điện công nghiệp thường bao gồm: Các nguồn điện phân tán trong hệ thống điện công nghiệp có thể ở dạng máy phát đồng bộ với nguồn cơ năng từ động cơ đốt trong sử dụng dầu diesel, nhiệt điện than, khí, tua bin thủy điện nhỏ, v.v. Ngoài ra, các nguồn điện này có thể sử dụng năng lượng tái tạo như gió, mặt trời hay pin nhiên liệu ở dạng dự trữ sẵn thông qua các bộ nghịch lưu nối lưới. Đối với năng lượng tái tạo, xu hướng sử dụng năng lượng này hiện nay ngày càng nhiều vì có các ưu điểm về môi trường và bền vững. Tuy nhiên, sự phổ biến của nguồn năng lượng tái tạo cũng gây ảnh hưởng tiêu cực đáng kể đến hệ thống điện do sự phụ thuộc vào thời tiết. Đường dây truyền tải: cấp điện áp trong hệ thống điện công nghiệp thông thường ở cấp trung áp và hạ áp với qui mô nhỏ có các thiết bị đóng cắt và thiết bị bù lọc để nâng cao chất lượng điện năng. Phụ tải trong hệ thống điện công nghiệp thông thường bao gồm các máy sản xuất sử dụng các loại động cơ điện thông qua các bộ biến đổi công suất. Đối với động cơ điện một chiều, các bộ biến đổi có thể là các bộ chỉnh lưu có điều khiển, bộ biến đổi một chiều tăng áp và giảm áp. Đối với động cơ điện xoay chiều 3 pha, các bộ biến đổi có thể là các bộ nghịch lưu như biến tần. Để vận hành hiệu quả hệ thống điện công nghiệp, tất cả các thành phần phải được điều khiển theo các qui định, tiêu chuẩn và được ban hành bởi các cơ quan quản lý chuyên ngành. Mức độ điều khiển các thành phần này tùy thuộc vào qui mô, cấp độ quản lý cũng như hiệu quả kinh tế và an ninh năng lượng yêu cầu của hệ thống. 3
Sách Điều khiển thiết bị điện công nghiệp này tập trung vào nguyên lý điều khiển vận hành các thiết bị điện trong hệ thống điện công nghiệp một cách độc lập hoặc kết hợp với các thành phần của hệ thống. Nội dung trong tài liệu này sẽ trình bày cơ sở xây dựng mô hình toán các thành phần trên Matlab/Simulink và mô phỏng điều khiển vận hành với các giả định gần với thực tiễn nhất có thể. Các file mô phỏng cũng được trình bày trên kênh youtube của tác giả Tran Quang Tho. Nhóm tác giả hy vọng tài liệu này có thể giúp độc giả là sinh viên, học viên cao học cũng như nghiên cứu sinh chuyên ngành liên quan, có các khái niệm cơ bản về các thành phần trong các thiết bị điện công nghiệp cũng như phương pháp điều khiển chúng để vận hành hiệu quả hơn về mặt kinh tế và an ninh năng lượng. Nội dung của tài liệu gồm các chương sau: Chương 1: Tổng quan điều khiển thiết bị điện công nghiệp Chương 2: Các bộ biến đổi công suất Chương 3: Điều khiển động cơ một chiều Chương 4: Điều khiển tốc độ động cơ không đồng bộ 3 pha Chương 5: Điều khiển bộ sạc pin Tài liệu sử dụng các file hình vẽ và tính toán mô phỏng dựa trên phần mềm Matlab/Simulink (2019b). Một số thuật ngữ hay các ký hiệu chuyên môn trong tài liệu có thể được sử dụng bằng tiếng Anh nhằm mục đích để người đọc có thể thuận tiện tra cứu thêm các thuật ngữ liên quan này trên mạng internet. Nhóm tác giả mong nhận được góp ý của độc giả để lần tái bản sau hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gởi về tác giả: Tiến sĩ Trần Quang Thọ - Khoa Điện - Điện tử - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Số 1 Võ Văn Ngân, P. Linh Chiểu, TP Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh Email: thotq@hcmute.edu.vn Điện thoại: 09876 34085 Chào trân trọng! TP HCM, ngày 18 tháng 7 năm 2022. Nhóm tác giả 4
MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU......................................................................................3 MỤC LỤC.................................................................................................5 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT.......................................................8 CÁC KÝ HIỆU........................................................................................10 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP........................................................................15 1.1 Tính cần thiết của điều khiển tự động thiết bị điện......................15 1.2 Các mô hình điều khiển................................................................16 1.3 Mức độ điều khiển........................................................................18 1.4 Tiêu chuẩn đánh giá......................................................................20 1.5 Phần mềm mô phỏng....................................................................22 1.5.1 Giao diện của Matlab/Simulink............................................23 1.5.2 Sử dụng Matlab/Simulink....................................................25 1.5.3 Sử dụng hình từ trong Matlab/Simulink..............................29 CHƯƠNG 2. CÁC BỘ BIẾN ĐỔI CÔNG SUẤT............................35 2.1 Sự phát triển của linh kiện bán dẫn công suất..............................35 2.2 Các bộ biến đổi dc........................................................................36 2.2.1 Mạch giảm áp.......................................................................36 2.2.2 Mạch tăng áp........................................................................39 2.2.3 Mạch tăng/giảm áp...............................................................60 2.3 Bộ chỉnh lưu có điều khiển 1 pha.................................................64 2.4 Bộ chỉnh lưu có điều khiển 3 pha.................................................70 2.4.1 Mô hình mô phỏng...............................................................70 2.4.2 Khảo sát sóng hài.................................................................72 2.5 Bộ nghịch lưu 1 pha.....................................................................75 2.5.1 Bộ nghịch lưu 1 pha 2 bậc....................................................75 2.5.2 Bộ nghịch lưu 1 pha đa bậc ghép tầng.................................82 2.6 Bộ nghịch lưu 3 pha.....................................................................89 2.6.1 Nghịch lưu 2 bậc..................................................................89 2.6.2 Nghịch lưu 3 pha đa bậc.......................................................95 5
CHƯƠNG 3. ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU................105 3.1 Mô hình động cơ........................................................................105 3.1.1 Mô hình liên tục.................................................................106 3.1.2 Mô hình rời rạc...................................................................109 3.2 Điều chỉnh tốc độ động cơ.........................................................111 3.2.1 Sử dụng bộ chỉnh lưu cầu 1 pha.........................................111 3.2.2 Sử dụng bộ biến đổi DC-DC giảm áp................................113 3.2.3 Sử dụng bộ biến đổi DC-DC tăng áp.................................115 3.2.4 Sử dụng bộ biến đổi DC-DC tăng/giảm áp........................117 3.3 Xác định tham số bộ điều khiển.................................................118 3.3.1 Phương pháp Zigler-nichols...............................................119 3.3.2 Phương pháp giải thuật di truyền GA.................................125 3.3.3 Phương pháp giải thuật tối ưu bầy đàn PSO......................129 3.4 Điều khiển tốc độ động cơ một chiều không chổi than..............136 CHƯƠNG 4. ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 3 PHA............143 4.1 Động cơ không đồng bộ 3 pha...................................................143 4.2 Mô hình động cơ...................................................................147 4.2.1 Sơ đồ thay thế 1 pha...........................................................147 4.2.2 Xây dựng mô hình..............................................................149 4.3 Điều khiển tốc độ động cơ sử dụng nguyên lý V/f bằng hằng số..............................................................................................152 4.3.1 Cài đặt tham số cho mô hình..............................................153 4.3.2 Kết quả mô phỏng..............................................................154 4.3.3 Mô hình động cơ 15kW sử dụng nghịch lưu......................156 4.4 Sử dụng bộ điều khiển PI và điều khiển chế độ trượt................163 4.4.1 Mô hình sử dụng bộ điều khiển PI.....................................165 4.4.2 Nguyên lý điều khiển chế độ trượt.....................................168 4.4.3 Cài đặt tham số...................................................................175 4.4.4 Kết quả và nhận xét............................................................176 4.5 Điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha sử dụng phương pháp MPC.........................................................................................183 4.5.1 Nguyên lý điều khiển dự báo dựa vào mô hình.................183 4.5.2 Xây dựng mô hình MPC....................................................188 4.5.3 Kết quả khảo sát.................................................................190 4.6 Động cơ đồng bộ 3 pha..............................................................193 6
CHƯƠNG 5. ĐIỀU KHIỂN BỘ SẠC PIN......................................199 5.1 Nhu cầu sử dụng pin sạc............................................................199 5.2 Các tiêu chuẩn bộ sạc pin xe điện..............................................200 5.3 Các nghiên cứu liên quan...........................................................202 5.4 Nguyên lý hệ thống sạc..............................................................203 5.4.1 Mạch chỉnh lưu cầu 1 pha..................................................204 5.4.2 Mạch tăng áp một chiều.....................................................205 5.4.3 Bộ biến đổi cầu H tích cực kép DAB.................................208 5.4.4 Nguyên lý điều khiển.........................................................211 5.4.5 Mô hình bộ pin sạc.............................................................214 5.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ.............................................................216 5.6 Kết quả và nhận xét....................................................................218 5.7 Lọc sóng hài...............................................................................226 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................230 7
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Mô tả AC Điện xoay chiều (Alternating current) AI Trí tuệ nhân tạo (Artificial intelligence) BEV Xe chạy hoàn toàn bằng điện (Battery electric vehicle) BLDC Động cơ một chiều không chổi than (Brusless DC) CB Cầu dao tự động (Circuit breaker) Nghịch lưu 1 pha đa bậc ghép tầng (Casdaded multilevel CMSI single- phase inverter) CMV Điện áp cân bằng điểm trung tính (Common mode voltage) CPU Bộ điều khiển trung tâm (Central processing unit) D Độ rộng xung kích [pu] (Duty) DAB Cầu H tích cực kép (Dual active bridge) DC Điện một chiều (Direct current) DG Nguồn điện phân tán (Distributed generaion) FFT Biến đổi Fourier nhanh (Fast Fourier transform) GA Giải thuật di truyền (Genetic algorithm) HB Độ rộng băng bão hòa (Hysteresis bandwidth) Bộ điều khiển bão hòa dòng điện (Hysteresis current con- HCC troller) Transistor cực cổng cách ly (Insulated gate bipolar transis- IGBT tor) INC Kỹ thuật gia tăng điện dẫn (Incremental conductance) MC Công tắc tơ điện từ (Magnetic contactor) MCB Cầu dao tự động cỡ nhỏ (Miniature circuit breaker) MCCB Cầu dao tự động (Molded case circuit breaker) MPC Điều khiển dự báo dựa vào mô hình (Model predictive control) MPP Điểm công suất cực đại (Maximum power point) 8
MPPT Dò điểm công suất cực đại (Maximum power point tracking) OBC Bộ sạc theo xe (On-board battery charger) OL Rơ le nhiệt (Overload relay) P&O Kỹ thuật nhiễu và giám sát (Perturb & Observe) PD Phân bố đồng pha (Phase disposition) PFC Bộ bù hệ số công suất (Power factor correction) Khâu tỉ lệ-tích phân-vi phân (Proportional integral deriva- PID tive) PLC Bộ điều khiển lập trình (Programmable logic controller) Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (Permanent magnet PMSM synchronous motor) POD Phân bố ngược pha (Phase opposite disposition) PR Khâu tỉ lệ cộng hưởng (Proportional resonance) PSO Tối ưu bầy đàn (Particle swarm optimization) PT Màn hình khả trình (Programmable terminal) PWM Điều rộng xung (Pulse width modulation) SAE Hiệp hội các kỹ sư ô tô (Society of Automotive Engineers) Chỉnh lưu bán dẫn có điều khiển (Semiconductor controlled SCR rectifier) SMC Điều khiển chế độ trượt (Sliding mode control) Điều rộng xung theo sóng sin (Sinousoidal pulse width SPWM modulation) SVC Điều khiển vector không gian (Space vector control) Điều chế vector không gian (Space vector pulse width mod- SVPWM ulation) THD Độ méo hài toàn phần (Total harmonic distortion) UPS Bộ nguồn dự phòng (Uninterruptible power supply) 9
CÁC KÝ HIỆU KÝ HIỆU MÔ TẢ a Góc kích Ac Biên độ sóng mang B Hệ số ma sát dính Cf Tụ lọc Co Tụ lọc ngõ ra D Độ rộng xung kích [pu] (Duty) Dboo Độ rộng xung kích mạch tăng áp DVo Độ nhấp nhô điện áp trên tụ Ea Sức điện động phần ứng f, Y Từ thông fc Tần số sóng mang fm Tần số nguồn cơ bản fsw Tần số chuyển mạch G Tín hiệu chuẩn hóa I Dòng điện I_sol Dòng điện dàn pin mặt trời Ia Dòng điện phần ứng Ian Dòng điện phần ứng định mức Ibat Dòng điện pin ic Dòng điện qua tụ If Dòng điện kích từ iL Dòng điện qua điện cảm ILoad Dòng điện tải In Biên độ dòng điện bậc n Io Dòng điện ngõ ra Is Dòng điện nguồn xoay chiều Is-ave Dòng điện trung bình 10
iT Dòng điện qua transistor J Mô men quán tính K Hằng số mô men Ki Hệ số khâu tích phân Kp Hệ số khâu tỉ lệ L Điện cảm La Điện cảm phần ứng Lb Điện cảm mạch tăng áp Lf Điện cảm bộ lọc Li Điện cảm ngõ vào Lo Điện cảm lọc ngõ ra m Chỉ số điều chế n Số bậc của nghịch lưu N Số trạng thái Npar Số cell pin ghép song song ns Tốc độ đồng bộ Nser Số cell pin ghép nối tiếp p Số đôi cực từ P Công suất tác dụng Pac Công suất xoay chiều Pdc Công suất một chiều q Góc pha Q Công suất phản kháng Qu Tín hiệu lượng hóa mức điện áp R Điện trở RLoad Điện trở của phụ tải Rs Điện trở stator s Độ trượt tốc độ T Mô men 11
Td Mô men động cơ te Hằng số thời gian điện từ Te Mô men điện từ Tf Mô men ma sát dính Ti Thời hằng khâu tích phân TL Mô men tải tm Hằng số thời gian cơ học Tn Mô men định mức toff Thời gian ngắt ton Thời gian đóng Ts Chu kỳ lấy mẫu Tsw Chu kỳ chuyển mạch urd Điện áp rotor trục d urq Điện áp rotor trục q usd Điện áp stator trục d usq Điện áp stator trục q V Điện áp V_sol Điện áp dàn pin mặt trời Vaver Điện áp trung bình Vbat Điện áp pin Vcm Điện áp cân bằng điểm trung tính Vdc Điện áp một chiều Vi Điện áp nghịch lưu VL Điện áp rơi trên điện cảm VLL Điện áp dây Vn Biên độ điện áp bậc n Vo Điện áp ngõ ra Vpr Điện áp phía sơ cấp Vref Điện áp đặt 12
Vs Điện áp nguồn xoay chiều Vse Điện áp phía thứ cấp Vsmax Biên độ điện áp nguồn Vt Điện áp đầu cực w Tần số góc wc Tần số góc của sóng mang ws Tần số đồng bộ góc XLr Điện kháng cuộn cảm cộng hưởng y Số pha φ Góc lệch pha φm Góc lệch pha của điện áp đặt 13
14
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP 1.1 Tính cần thiết của điều khiển tự động thiết bị điện Sự phát triển kinh tế xã hội đòi hỏi nâng cao nhu cầu tiện nghi và tự động hóa trong mọi lĩnh vực. Trong đó, hệ thống điện công nghiệp là một trong các lĩnh vực quan trọng. Hệ thống điện công nghiệp phát triển sẽ hỗ trợ đắc lực cho công cuộc phát triển kinh tế xã hội. Các thành phần thiết bị điện trong hệ thống điện công nghiệp hiện diện trong lĩnh vực sản xuất và tiêu dùng và cần được điều khiển vận hành để đảm bảo an ninh năng lượng và hiệu quả kinh tế. Một hệ thống điện thông thường [1] bao gồm các thành phần như hình 1-1. Hình 1‑1. Sơ đồ khối hệ thống điện Trong đó: Các nguồn điện phân tán trong hệ thống điện công nghiệp có thể 15
ở dạng máy phát đồng bộ với nguồn cơ năng từ máy phát dầu diesel, nhiệt điện than, khí, tua bin thủy điện nhỏ, v.v. Ngoài ra, các nguồn điện này có thể sử dụng năng lượng tái tạo như gió, mặt trời hay pin nhiên liệu ở dạng dự trữ sẵn thông qua các bộ nghịch lưu nối lưới. Đối với năng lượng tái tạo, xu hướng sử dụng năng lượng này hiện nay ngày càng nhiều vì có các ưu điểm về môi trường. Tuy nhiên, sự phổ biến của nguồn năng lượng tái tạo cũng gây ảnh hưởng tiêu cực đáng kể đến hệ thống điện. Đường dây truyền tải: cấp điện áp trong hệ thống điện công nghiệp thông thường ở cấp trung áp và hạ áp với qui mô nhỏ có các thiết bị đóng cắt và thiết bị bù lọc để nâng cao chất lượng điện năng. Phụ tải trong hệ thống điện công nghiệp thông thường bao gồm các máy sản xuất sử dụng các loại động cơ điện thông qua các bộ biến đổi công suất. Đối với động cơ một chiều, các bộ biến đổi có thể là các bộ chỉnh lưu có điều khiển, bộ biến đổi một chiều tăng áp và giảm áp. Đối với động cơ xoay chiều 3 pha, các bộ biến đổi có thể là các bộ nghịch lưu như biến tần. Để vận hành hiệu quả hệ thống điện công nghiệp, tất cả các thành phần phải được điều khiển theo các qui định, tiêu chuẩn và được ban hành bởi các cơ quan quản lý chuyên ngành. Mức độ điều khiển các thành phần này tùy thuộc vào qui mô, cấp độ quản lý cũng như hiệu quả kinh tế và an ninh năng lượng yêu cầu của hệ thống. Trong lĩnh vực sản xuất và tiêu dùng, các thành phần thiết bị điện đòi hỏi mức độ hiệu suất và khả năng tự động hóa ngày càng cao. Cùng với sự phát triển của IoT, các thiết bị điện có tính năng tiện nghi ngày càng nhiều. Do đó, việc nghiên cứu và điều khiển các thiết bị này sẽ góp phần nâng cao hiệu quả của hệ thống điện công nghiệp. 1.2 Các mô hình điều khiển Về cơ bản, có 2 loại mô hình, đó là mô hình xác lập và mô hình động hay mô hình quá độ. Ngoài ra, còn có các khái niệm về mô hình không gian trạng thái. Ví dụ, trên hình 1-2 là mô hình xác lập của phần ứng động cơ một chiều. Trong khi mô hình quá độ của phần ứng động cơ một chiều được thể hiện trên hình 1-3. Hình 1-4 là sơ đồ thay thế một pha của động cơ không đồng bộ 3 pha ở chế độ xác lập. Tuy nhiên, trong thực tế có thể có các loại mô hình khác tùy thuộc vào các quan điểm phân loại khác nhau. 16
(b) Mô hình xác lập (a) Hình ảnh minh họa cấu tạo của phần ứng Hình 1‑2. Mô hình xác lập của động cơ một chiều kích từ độc lập Hình 1‑3. Mô hình quá độ của động cơ một chiều kích từ độc lập Hình 1‑4. Mô hình xác lập 17
1.3 Mức độ điều khiển Thông thường có 3 mức độ điều khiển trong hệ thống điện công nghiệp, đó là điều khiển ở mức sơ cấp cho cấp độ nhà máy, điều khiển ở mức thứ cấp để kiểm soát chất lượng cho khu vực, và điều khiển ở mức độ nâng cao để vận hành kinh tế như hình 1-5. Hình 1‑5. Các cấp độ điều khiển trong hệ thống điện công nghiệp Ở mức độ điều khiển sơ cấp (Primary control), việc điều khiển nhằm mục đích đạt các thông số kỹ thuật của thiết bị trong phạm vi nhà máy. Ví dụ: một bộ nghịch lưu nối lưới khi thực hiện điều khiển ở mức độ sơ cấp, chủ yếu điều khiển để phát công suất tác dụng vào lưới điện và đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng điện năng. Tương tự như vậy, việc điều khiển một máy phát điện đồng bộ sử dụng động cơ diesel ở mức độ nhà máy nhằm điều khiển điện áp và tần số theo nguồn lưới đang kết nối. Ở mức độ điều khiển thứ cấp (Secondary control), việc điều khiển các thiết bị nhằm mục đích đạt các thông số chất lượng kỹ thuật cho một khu vực. Ví dụ, việc điều khiển kết hợp các nguồn phát điện và phụ tải trong một khu vực để đảm bảo ổn định chất lượng điện năng và an toàn cho hệ thống điện của khu vực. Trong khi đó, ở mức độ điều khiển nâng cao (Tertiary control), ngoài mục tiêu ổn định hệ thống, công tác điều độ trong quá trình điều khiển sẽ hướng đến vận hành kinh tế. Khi đó, việc điều khiển được thực hiện bằng cách điều khiển kết hợp các loại nguồn phát điện với những mức công suất khác nhau ở những vị trí khác nhau vào những thời điểm khác nhau nhằm thỏa mãn cực tiểu chi phí phát điện. Trong quá trình này, có thể cắt bớt phụ tải hoặc nguồn phát điện. 18
Do đó, mức độ điều khiển sơ cấp của mọi thiết bị điện là nền tảng cơ bản của điều khiển hệ thống điện công nghiệp. R(t) U(t) C(t) controller object Hình 1‑6. Nguyên lý điều khiển vòng hở Hơn nữa, trong điều khiển, tùy thuộc vào mức độ điều khiển với các yêu cầu khác nhau, có thể sử dụng nguyên lý điều khiển vòng hở hay điều khiển vòng kín như hình 1-6 và 1-7. Ví dụ, để điều khiển vận hành di chuyển theo các hướng của một cầu trục, người vận hành sử dụng bộ điều khiển cầm tay để điều khiển trực tiếp cơ cấu di chuyển của cầu trục. Khi đó, hệ thống có vẻ như sử dụng nguyên lý điều khiển vòng hở. Tuy nhiên, bản chất của điều khiển luôn là vòng kín. Bởi vì trong quá trình điều khiển, người vận hành sử dụng các giác quan của mình để nhận biết thông số trạng thái của hệ thống cầu trục, từ đó tác động vào các nút bấm của bộ điều khiển cầm tay nhằm đạt mục tiêu di chuyển của cầu trục. Thêm vào đó, khi điều khiển vòng hở, việc điều khiển có thể gây mất an toàn và khó có thể đạt được mục tiêu điều khiển hệ thống. N(t) R(t) + E(t) U(t) C(t) controller object - Cf(t) sensor Hình 1‑7. Nguyên lý điều khiển vòng kín Có nhiều phương pháp điều khiển được sử dụng để điều khiển các thành phần của hệ thống điện công nghiệp và thường được phân nhóm như hình 1-8. Phương pháp điều khiển sử dụng trí thông minh nhân tạo AI (Artificial intelligence) ngày càng được sử dụng nhiều như: logic mờ, mạng nơ ron, mạng nơ ron mờ dựa trên cơ sở dữ liệu và học máy. Các 19