1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong thực tế sản lượng điện tiêu thụ thay đổi liên tục từng giờ, từng phút thậm chí là từng giây. Nguyên
nhân là do sự thay đổi của tải như các hộ tiêu dùng, các nhà máy xí nghiệp thường xuyên sử dụng năng lượng
quá tải hoặc hệ thống gặp sự cố. Việc công suất tải sử dụng liên tục thay đổi dẫn đến rất khó để cân bằng được
với công suất cấp. Chính vì vậy, dẫn đến tần số làm việc hệ thống luôn thay đổi so với giá trị mong muốn và có
thể thay đổi liên tục trong những khoảng thời gian rất ngắn.
Độ lệch tần số ảnh hưởng đến hoạt động của tất cả các thiết bị trong hệ thống điện như các thiết bị tự
dùng trong các nhà máy điện tức là ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện. Khi tần số suy giảm có thể dẫn đến
ngừng một số bơm tuần hoàn trong nhà máy điện và khi tần số giảm quá nhiều có thể dẫn đến ngừng tổ máy.
Ngoài ra sự thay đổi tần số làm thay đổi trào lưu công suất trong hệ thống. Tần số giảm dẫn đến tăng tiêu thụ
công suất phản kháng đồng nghĩa với thay đổi trào lưu công suất tác dụng và tăng tổn thất trên các đường dây
truyền tải. Bên cạnh đó sự thay đổi tần số còn gây ra những hậu quả xấu cho các thiết bị điện ở các hộ tiêu thụ
như tần số giảm dẫn đến việc động cơ các thiết bị truyền động bị giảm hiệu suất làm việc.
Chính vì vậy luận án chọn đề tài thiết kế bộ điều khiển thông minh điều khiển tần số cho hệ thống điện
đa nguồn phát.
2. Câu hỏi nghiên cứu
Hệ thống điện trong thực tế là một hệ thống phi tuyến và phức tạp với nhiều thông số hệ thống thay đổi
liên tục trong quá trình vận hành gây mất ổn định tần số trong hệ thống. Chính vì vậy, cần nghiên cứu thiết kế
những bộ điều khiển thông minh nhằm ổn định tần số hệ thống.
3. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Đây là một hệ thống phức tạp với rất nhiều thông số mà trong quá trình vận hành hệ thống các thông số
thay đổi liên tục không theo quy luật. Do đó, mục tiêu của luận án là nghiên cứu, xây dựng mô hình hệ thống
điện lớn, đa máy phát kết nối, có tính đến các yếu tố phi tuyến, bất định, có xét đến những dạng năng lượng tái
tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời. Khi xây dựng mô hình phải đáp ứng được việc đánh giá chỉ tiêu
chất lượng điều khiển, cũng như phải dựa vào tiêu chuẩn ổn định Lyapunov. Kiểm chứng sự ảnh hưởng của các
yếu tố bất định đến chất lượng điều khiển ổn định tần số của từng vùng của hệ thống. Từ đó đưa ra chiến lược
điều khiển thông minh, điều khiển lai để đạt được mục tiêu điều tần số tốt, đáp ứng được các tiêu chuẩn Việt
Nam cũng như quốc tế điều khiển thông minh, các giải pháp điều khiển lai nhằm tối ưu cập nhật thống số của bộ
điều khiển khi các thông số hệ thống bị thay đổi trong quá trình vận hành.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu trước của các tác giả về sử dụng các phương pháp xây dựng mô hình hệ thống
điện đa kết nối theo kiểu hàm truyền và theo mô hình không gian trạng thái có phân tích các yếu tố bất định.
Đồng thời phân tích các phương pháp điều điều khiển thông minh, điều khiển tối ưu vào xây dựng hướng giải
pháp cho bài toán Ổn định tần số hệ thống điện đa nguồn phát. Phạm vi nghiên cứu của bài toán này là xây dựng
mô hình toán cho hệ thống lưới điện có từ 2 đến 3 vùng (máy phát, phụ tải,..) có trong hệ thống những yếu tố phi
tuyến, bất định và có sự tham gia của các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió năng lượng mặt trời. Từ
các biến động về máy phát, truyền tải và phụ tải, luận án xây dựng luật điều khiển và phương pháp tính mới (sử
dụng giải tích và logic mờ các bộ điều khiển tối ưu), áp dụng một trong các giải pháp mà các công trình đã công
