Điều khiển tần số thông minh trong hệ thống điện đa nguồn phát

BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒN DIỄM VƯƠNG

ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ THÔNG MINH TRONG HỆ THỐNG
ĐIỆN ĐA NGUỒN PHÁT

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Hà Nội - 2023


BỘ CƠNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒN DIỄM VƯƠNG

ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ THÔNG MINH TRONG HỆ THỐNG
ĐIỆN ĐA NGUỒN PHÁT

Ngành : Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
Mã số: 9520216

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. NGUYỄN NGỌC KHỐT
2. PGS. TS. THÁI QUANG VINH

Hà Nội - 2023

i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các thơng tin
trích dẫn trong luận án đã được liệt kê đầy đủ và được chỉ rõ nguồn gốc. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận án này là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong
bất kỳ cơng trình khoa học nào khác.
Tập thể người hướng dẫn

Hà Nội, ngày 29 tháng 6 năm 2023
Nghiên cứu sinh

TS. Nguyễn Ngọc Khoát

PGS. TS. Thái Quang Vinh

Đoàn Diễm Vương


ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn và lịng kính trọng đối với những người thầy
hướng dẫn bởi những chỉ dẫn quý báu về định hướng nghiên cứu để tơi có thể hiểu
rõ hơn về đối tượng nghiên cứu để đưa ra những giải thuật điều khiển tốt nhất nhằm
ổn định tần số hệ thống điện đa máy phát kết nối.
Hà Nội, ngày 29 tháng 6 năm 2023
Nghiên cứu sinh

Đoàn Diễm Vương


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................................ v
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ............................................................................... viii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1.Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................... 1
2.Mục đích luận án và phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu ...................... 1
3.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................. 3
4.Bố cục của luận án ................................................................................................... 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ ..................................... 5
1.1.Điều khiển tần số trong hệ thống điện đa kết nối.................................................. 5
1.2.Phân tích, đánh giá các cơng trình nghiên cứu đã cơng bố ở trong và ngồi nước9
1.3.Kết luận chương 1 ............................................................................................... 21
CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ..................................................................... 22
2.1. Mô hình hóa hệ thống điện đa kết nối ................................................................ 22
2.1.1.Bộ điều tốc .......................................................................................................22
2.1.2. Tua bin ............................................................................................................23
2.1.3. Tua bin gió ......................................................................................................25
2.1.4. Năng lượng mặt trời ........................................................................................26
2.1.5 . Máy phát và tải ...............................................................................................26
2.1.6 . Cấu trúc hệ thống điện đơn vùng ...................................................................29

2.1.7. Cấu trúc hệ thống nhiều vùng .........................................................................32
2.2. Cơ sở lý thuyết điều khiển ................................................................................. 43
2.2.1. Bộ điều khiển PID ........................................................................................... 43
2.2.2. Bộ điều khiển thích nghi ................................................................................. 43


iv

2.2.3. Bộ điều khiển mờ ............................................................................................ 45
2.2.4. Các phương pháp tối ưu .................................................................................. 52
2.3. Kết luận chương 2 .............................................................................................. 57
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN THÍCH NGHI HÀM GAUSS
CHO BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ ............................................................ 59
3.1. Thiết kế bộ điều khiển thích nghi hàm Gauss sử dụng Lyapunov ..................... 59
3.2. Đáp ứng của hệ thống điện khi sử dụng bộ điều khiển thích nghi hàm Gauss .. 64
3.3. Kết luận chương 3 .............................................................................................. 67
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN THÔNG MINH ĐIỀU KHIỂN
TẦN SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐA NGUỒN PHÁT ............................................... 68
4.1. Thiết kế bộ điều khiển mờ - PID ổn định tần số hệ thống điện đa kết nối ........ 68
4.1.1. Thiết kế bộ điều khiển .....................................................................................68
4.1.2. Mô phỏng và kết quả .......................................................................................72
4.2. Thiết kế bộ điều khiển mờ - PSO - PID ............................................................. 86
4.2.1. Thiết kế bộ điều khiển .....................................................................................86
4.2.2. Mô phỏng và kết quả .......................................................................................90
4.3. Kết luận chương 4 .............................................................................................. 95
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 96
1. Đánh giá kết quả nghiên cứu ................................................................................ 96
2.Hướng phát triển của nghiên cứu ........................................................................... 97

v

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
STT

Từ viết tắt

Tiếng Anh
Proportional Integral
Derivative
Fuzzy Proportional
Integral Derivative
Fuzzy Observer
Proportional Integral
Derivative
hybrid Particle Swarm
Optimization - Pattern
Search
Bacterial Foraging
Optimization Algorithm
Genetic Algorithm
Adaptive Neuro-Fuzzy
Inference System
High-Voltage Direct
Current

1

PID

2

FPID

3

FOPID

4

hPSO-PS

5

BFOA

6

GA

7

ANFIS

8

HVDC

9
10

11

VSS
FGS
ZN

Fuzzy Gain-Scheduling

12

GWO

Grey Wolf Optimization

13

QOGWO

14

COA

15

T-SMC

16
17

LFC

GDB

18

GRC

19

PSO

20

RESs

21
22
23

BIA
LQ
MPC

Quasi-Oppositional Grey
Wolf Optimization
Cuckoo
Optimization Algorithm
Terminal Sliding Mode
Control
Load Frequency Control
Governor Deadband

Generation Rate
Constraint
Particle Swarm
Optimization
Renewable Energy
Sources
Bat inspired algorithm
Linear Quadratic
Model Predictive

Tiếng Việt
Thuật tốn tỉ lệ- tích phân –
vi phân
Thuật toán mờ-PID
Thuật toán mờ-PID quan sát
Thuật toán lai tối ưu hóa bầy
đàn và tìm kiếm mẫu
Thuật tốn tìm kiếm tối ưu
hóa vi khuẩn
Thuật tốn di truyền
Thuật tốn lai mờ nơ ron
thích nghi
Truyền tải cao áp một chiều
Hệ thống cấu trúc biến đổi
Điều chỉnh thơng số mờ
Ziegler–Nichols
Thuật tốn tối ưu bầy sói
xám
Thuật tốn tối ưu bầy sói
xám tựa đối lập

Thuật toán tối ưu chim cucco
Điều khiển trượt đầu cuối
Điều khiển tần số tải
Dải chết của máy điều tốc
Giới hạn công suất phát
Tối ưu bày đàn
Các nguồn năng lượng tái tạo
Thuật tốn lồi dơi
Tồn phương tuyến tính
Bộ điều khiển dự báo mô


vi

24

BBO

25

MO

26

DEPSO

27

FOC

28

BSA

29

GSA

30

BOA

31

PHEVS

32

MBA

33

ICA

Controller
Biogeography-Based
Optimization
Many-Objective
Differential Evolution and
Particle Swarm

Optimisation Algorithm
Fractional Order Control
Backtracking Search
Algorithm
Gravitational search
algorithm
Butterfly Optimization
Algorithm
Plug-in Hybrid Electric
Vehicles
Mine Blast Algorithm
Imperialist Competitive
Algorithm

34

SMES

Superconducting
Magnetic Energy Storage

35

HHO

Harris Hawks Optimizer

36

DE-PSO

37

MUGA

38

IGWO

39

FPA

hình
Tối ưu hóa dựa trên địa lý
sinh học
Đa mục tiêu
Thuật tốn lai bầy đàn và
tiến hóa vi phân
Điều khiển đa tầng theo thứ
tự
Thuật tốn tìm kiếm quay lùi
Thuật tốn tìm kiếm hấp dẫn
Thuật tốn tối ưu hóa theo
đàn bướm
Xe điện lai
Thuật tốn nổ mìn
Thuật tốn cạnh tranh
Bộ lưu trữ năng lượng từ
trường siêu dẫn

Phương pháp tối ưu hóa
Harris Hawks

Differential Evolution and
Thuật tốn lai tiến hóa dị biệt
Particle Swarm
và Tối ưu hóa bầy đàn
Optimization
Multi-objective Uniform
Giải thuật di truyền đa mục
diversity Genetic
tiêu
Algorithm
Improved Grey Wolf
Thuật tốn tối ưu bày sói
Optimizer
xám phát triển
Flower Pollination
Thuật tốn thụ phấn hoa
Algorithm


vii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2. 1: Thông số hệ thống điện hai vùng [71] .....................................................35
Bảng 2. 2: Thông số hệ thống điện ba vùng [71] ...................................................... 40
Bảng 4. 1: Luật mờ cho Kp’ ......................................................................................71
Bảng 4. 2: Luật mờ cho Kd ‘ ......................................................................................71
Bảng 4. 3: Luật mờ cho α ..........................................................................................71

Bảng 4. 4: Thông số của các bộ điều khiển khi nhiễu tải là hàm bước.....................72
Bảng 4. 5: Thông số của các bộ điều khiển khi nhiễu tải là hàm xung .....................74
Bảng 4. 6: Thông số của các bộ điều khiển khi nhiễu tải là hàm ngẫu nhiên ...........75
Bảng 4. 7: Thông số của các bộ điều khiển khi nhiễu tải là hàm sin ........................77
Bảng 4. 8: Các thông số hệ thống thay đổi khi hoạt động ........................................77
Bảng 4. 9: Thông số của các bộ điều khiển khi hệ thống có tồn tại thời gian trễ .....79
Bảng 4. 10: Thông số của các bộ điều khiển khi nhiễu tải là hàm bước ..................81
Bảng 4. 11: Thông số của các bộ điều khiển khi nhiễu tải là hàm xung...................82
Bảng 4. 12: Thông số của các bộ điều khiển khi nhiễu tải là hàm ngẫu nhiên .........83
Bảng 4. 13: Thông số của các bộ điều khiển khi nhiễu tải là hàm sin ......................84
Bảng 4. 14: Bảng luật mờ..........................................................................................87
Bảng 4. 15: Các trường hợp mô phỏng .....................................................................89
Bảng 4. 16: Thông số PSO ........................................................................................89
Bảng 4. 17: Các hệ số của bộ điều khiển ..................................................................89


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1. 1: Cấu trúc cơ bản của hệ thống điện đơn vùng .............................................7
Hình 1. 2: Hệ thống điện đa liên kết nhiều vùng ........................................................8
Hình 1. 3: Cấu trúc điều khiển tần số - phụ tải chống lại GRC [76].........................11
Hình 1. 4: Bộ SMLFC cho hệ thống điện có hai vùng liên kết [81] .........................12
Hình 1. 5: Cấu trúc điều khiển PID – Mờ cho hệ thống [59] .................................... 13

Hình 2. 1: Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển cơng suất [62] ....................... 22
Hình 2. 2: Mơ hình hóa bộ điều tốc ................................................................ 23
Hình 2. 3: Mơ hình hóa tuabin khơng hồi nhiệt .............................................. 24
Hình 2. 4: Mơ hình hóa tuabin hồi nhiệt ......................................................... 24
Hình 2. 5: Mơ hình máy phát và tải [62]......................................................... 26

Hình 2. 6: Sơ đồ khối máy phát theo mô-men [62] ........................................ 27
Hình 2. 7: Sơ đồ khối máy phát theo cơng suất [62] ...................................... 28
Hình 2. 8: Sơ đồ khối của máy phát và tải [62] .............................................. 29
Hình 2. 9: Cấu trúc tổ máy nhiệt điện tua bin không hồi nhiệt ....................... 29
Hình 2. 10: Cấu trúc tổ máy nhiệt điện tua bin hồi nhiệt ................................ 29
Hình 2. 11: Cấu trúc tổ máy thủy điện ............................................................ 30
Hình 2. 12: Sơ đồ cấu trúc GRC ..................................................................... 30
Hình 2. 13: Cấu trúc hệ thống điện đơn vùng tua bin không hồi nhiệt có GDB
và GRC ............................................................................................................ 31
Hình 2. 14: Cấu trúc hệ thống điện đơn vùng tua bin hồi nhiệt có GDB và
GRC ................................................................................................................. 31
Hình 2. 15: Cấu trúc hệ thống điện đơn vùng tua bin thủy lực có GDB ........ 31
Hình 2. 16: Hệ thống điện hai vùng [62] ........................................................ 32
Hình 2. 17: Mơ hình tương đương hệ thống điện kết nối hai vùng [62]......... 32
Hình 2. 18: Cấu trúc hệ thống điện hai vùng phi tuyến [71] .......................... 34


ix

Hình 2. 19: Cấu trúc hệ thống điện hai vùng phi tuyến có xét đến năng lượng
tái tạo ............................................................................................................... 34
Hình 2. 20: Đáp ứng sai lệch tần số vùng một khi chưa có bộ điều khiển ..... 35
Hình 2. 21: Đáp ứng sai lệch tần số vùng hai khi chưa có bộ điều khiển ....... 36
Hình 2. 22: Mơ hình không gian trạng thái hệ thống điện hai vùng tua bin
khơng hồi nhiệt ................................................................................................ 37
Hình 2. 23: Sơ đồ cấu trúc hệ thống điện ba vùng ......................................... 39
Hình 2. 24: Cấu trúc hệ thống điện ba vùng ................................................... 41
Hình 2. 25: Đáp ứng sai lệch tần số vùng 1 khi chưa có bộ điều khiển ......... 42
Hình 2. 26: Đáp ứng sai lệch tần số vùng 2 khi chưa có bộ điều khiển ......... 42
Hình 2. 27: Đáp ứng sai lệch tần số vùng 3 khi chưa có bộ điều khiển ......... 42

Hình 2. 28: Hệ thống điều khiển thích nghi trực tiếp ..................................... 44
Hình 2. 29: (a) Trạng thái cân bằng ổn định ................................................... 45
Hình 2. 30: Hàm liên thuộc ............................................................................. 46
Hình 2. 31: Phương pháp trọng tâm ................................................................ 49
Hình 2. 32: Phương pháp trung bình cực đại .................................................. 49
Hình 2. 33: Phương pháp độ cao ..................................................................... 50
Hình 2. 34: Phương pháp trung bình trọng số ................................................. 50
Hình 2. 35: Phương pháp phân vùng nhau ...................................................... 51
Hình 2. 36: Phương pháp cận trái/phải của cực đại ........................................ 51
Hình 2. 37: Sơ đồ khối bộ điều khiển mờ ....................................................... 52
Hình 3. 1: Cấu trúc hệ thống điều khiển thích nghi hàm Gauss ...............................64
Hình 3. 2: Đáp ứng sai số tần số vùng 1 trong trường hợp 1 ....................................65
Hình 3. 3: Đáp ứng sai số tần số vùng 2 trong trường hợp 1 ....................................65
Hình 3. 4: Đáp ứng sai số tần số vùng 1 trong trường hợp 2 ....................................66
Hình 3. 5: Đáp ứng sai số tần số vùng 2 trong trường hợp 2 .................................... 66
Hình 4. 1: Cấu trúc của bộ điều khiển Mờ - PID ......................................................69


x

Hình 4. 2: Hàm liên thuộc của ACE và ΔACE .........................................................70
Hình 4. 3: Hàm liên thuộc của K p' và K d ' .............................................................70
Hình 4. 4: Hàm liên thuộc của α ..............................................................................71
Hình 4. 5: Các dạng nhiễu tải ....................................................................................72
Hình 4. 6: Đáp ứng sai số vùng 1(a), sai số vùng 2(b) khi nhiễu tải là hàm bước ....73
Hình 4. 7: Tiêu chuẩn điều khiển IATE, ISTE của các phương pháp điều khiển ....73
Hình 4. 8: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), sai số tần số vùng 2(b) khi nhiễu tải
là hàm xung ..............................................................................................................74
Hình 4. 9: Tiêu chuẩn điều khiển IATE, ISTE của các phương pháp điều khiển ....75
Hình 4. 10: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), sai số tần số vùng 2(b) khi nhiễu tải là

hàm ngẫu nhiên .........................................................................................................76
Hình 4. 11: Tiêu chuẩn điều khiển IATE, ISTE của các phương pháp điều khiển ..76
Hình 4. 12: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), sai số tần số vùng 2(b) khi nhiễu tải là
hàm sin ......................................................................................................................77
Hình 4. 13: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), (c), sai số tần số vùng 2(b), (d) khi hệ
thống có các thơng số bất định ..................................................................................78
Hình 4. 14: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), sai số tần số vùng 2(b) khi hệ thống
tồn tại thời gian trễ ....................................................................................................79
Hình 4. 15: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), sai số tần số vùng 2(b), sai lệch công
suất trên đường dây (c) khi nhiễu tải là hàm step .....................................................81
Hình 4. 16: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), sai số tần số vùng 2(b), sai lệch công
suất trên đường dây (c) khi nhiễu tải là hàm xung ....................................................82
Hình 4. 17: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), sai số tần số vùng 2(b), sai lệch công
suất trên đường dây (c) khi nhiễu tải là hàm ngẫu nhiên ..........................................83
Hình 4. 18: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), sai số tần số vùng 2(b), sai lệch công
suất trên đường dây (c) khi nhiễu tải là hàm ngẫu nhiên ..........................................84
Hình 4. 19: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), (b), sai số tần số vùng 2(c), (d) khi hệ
thống có các thơng số bất định ..................................................................................85


xi

Hình 4. 20: Sơ đồ bộ điều khiển mờ - PSO - PID ....................................................86
Hình 4. 21: Hàm liên thuộc ACE và ΔACE..............................................................87
Hình 4. 22 :Hàm liên thuộc của u .............................................................................87
Hình 4. 23: Sơ đồ giải thuật PSO ..............................................................................88
Hình 4. 24: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), vùng 2(b), vùng 3(c) trong trường
hợp 1 ............................................................................................................ 90
Hình 4. 25: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), vùng 2(b), vùng 3(c) trong trường
hợp 2 ............................................................................................................ 91

Hình 4. 26: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), vùng 2(b), vùng 3(c) trong trường
hợp 3 ............................................................................................................ 92
Hình 4. 27: Đáp ứng sai số tần số vùng 1(a), vùng 2(b), vùng 3(c) trong trường
hợp 4 ............................................................................................................ 93
Hình 4. 28: Đáp ứng sai số vùng 1(a), vùng 2(b), vùng 3(c) trong trường hợp 5 .....94


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống điện đa kết nối là hệ thống bao gồm nhiều thiết bị như nhà máy điện,
đường dây, trạm biến áp và đây là một thể thống nhất. Khi đó điện áp và tần số là hai
chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá chất lượng điện năng. Trong đó tần số mang tính hệ
thống, chính do sự khơng cân bằng giữa sản lượng điện sản xuất và tiêu thụ mà tạo ra
độ lệch tần số trong hệ thống. Do sản lượng điện tiêu thụ thay đổi nên dẫn đến tần số
hệ thống dao động và sai lệch so với tần số danh định trong một khoảng thời gian
ngắn. Điều này gây ra những ảnh hưởng xấu đến các hộ tiêu thụ như: Khi các thiết bị
điện được thiết kế và làm việc tối ưu ở tần số định mức nên khi tần số thay đổi dẫn
đến giảm năng suất hoạt động của các thiết bị, giảm hiệu suất làm việc. Điều này dẫn
đến các động cơ không làm việc đúng tại tần số định mức, khi hoạt động ở tần số
dưới 49,5 Hz một số tua bin hơi và rô tô bị rung quá mức. Sự thay đổi tần số sẽ gây ra
sự cố tại nguồn điện do việc tạo ra sóng hài. Đối với những trạm phát điện song song
thì điều cần thiết là tần số phải không đổi để đồng bộ máy phát điện. Rất nhiều thiết bị
điện trong hệ thống điện đa kết nối sẽ khơng làm việc bình thường nếu như tần số
không ở tần số danh định. Sự suy giảm tần số quá lớn trong hệ thống sẽ làm tăng cao
dịng từ hóa trong các động cơ cảm ứng và máy biến áp.
Chính vì vậy, luận án đã nghiên cứu đề tài “Điều khiển tần số thông minh
trong hệ thống điện đa nguồn phát” nhằm nghiên cứu các phương pháp điều khiển
thông minh để ổn định tần số từng vùng trong hệ thống điện đa kết nối.

2. Mục đích luận án và phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu
Mục đích của luận án là mơ hình hóa hệ thống điện đa kết nối, lấy ví dụ điển
hình là các hệ thống điện kết nối hai vùng và ba vùng có xét đến những nguồn năng
lượng tái tạo như năng lượng gió và/hoặc năng lượng mặt trời. Phân tích các yếu tố
trong hệ thống dẫn đến tần số và công suất đường dây không làm việc đúng như giá
trị danh định như các yếu tố là các thơng số của thiết bị thay đổi trong q trình vận
hành, các thành phần của thiết bị làm cho hệ thống phi tuyến, tính trễ thời gian trong
hệ thống, sự ảnh hưởng của những nguồn năng lượng tái tạo khi tham gia vào hệ


2

thống điện. Nhận định rằng đây là một đối tượng điều khiển phức tạp vì hệ thống
q lớn và có rất nhiều thơng số trong q trình vận hành bị thay đổi. Những bộ
điều khiển đại số, PID đơn giản khó có thể điều khiển tối ưu ổn định tần số hệ
thống. Chính vì vậy, một trong những mục đích quan trọng nữa của luận án là
nghiên cứu các phương pháp điều khiển thông minh để ổn định tần số hệ thống như
là phương pháp điều khiển mờ kết hợp với các phương pháp tối ưu hóa trong khi
xem xét hệ thống tồn tại các loại phụ tải và các yếu tố làm cho hệ thống phi tuyến
và/hoặc bất định, trễ thời gian trong hệ thống và ảnh hưởng các nguồn năng lượng
tái tạo đến ổn định tần số hệ thống.
Với các mục đích trên thì nhiệm vụ của luận án là:
➢ Mơ hình hóa hệ thống điện đa kết nối hai vùng, ba vùng theo dạng không
gian trạng thái, theo dạng hàm truyền. Mô phỏng đáp ứng của hệ thống khi
trong hệ thống tồn tại những thành phần bất định, phi tuyến, các dạng năng
lượng tái tạo.
➢ Nghiên cứu các bộ điều khiển tần số thông minh nhằm ổn định tần số của hệ thống.
Phạm vi nghiên cứu của luận án: 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 mơ hình khơng gian trạng thái có phân tích các yếu tố bất

định (thơng số hệ thống thay đổi trong q trình hoạt động). 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 kết nối. Phạm vi nghiên cứu
của bài tốn này là xây dựng mơ hình tốn cho hệ thống lưới điện có từ 2 đến 3
vùng (máy phát, phụ tải,..) có trong hệ thống những yếu tố phi tuyến như là dải chết
của bộ điều tốc (GDB) và giới hạn công suất phát (GRC), các yếu tố bất định là các
thông số hệ thống thay đổi trong quá trình vận hành, các nguồn năng lượng tái tạo
như các nguồn năng lượng điện gió, điện mặt trời) đây là các yếu tố ảnh hưởng đến
việc ổn định tần số trong hệ thống. 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, điều khiển theo mơ hình mẫu), áp dụng một


3

trong các giải pháp mà các cơng trình đã cơng bố và được kiểm nghiệm bằng
MATLAB/Simulink, từ đó đánh giá được hiệu quả của các chiến lược điều khiển
tần số đã đề xuất.
Phương pháp nghiên cứu của luận án:
Nghiên cứu lý thuyết: Xây dựng mơ hình đối tượng hệ thống điện đa kết nối
theo mô tả bằng hàm truyền và khơng gian trạng thái có xét đến những yếu tố bất
định được mô tả thay đổi sao cho phù hợp với thực tế. Rồi từ đó phân tích xem xét
các phương pháp điều khiển thơng minh có thể cập nhật được thơng số của bộ điều
khiển khi hệ thống có những yếu tố bất định, yếu tố phi tuyến, có các nguồn năng
lượng tái tạo tham gia trong quá trình hoạt động. Nhiệm vụ là ổn định về tần số và
công suất trên đường dây giữa các vùng cho hệ thống điện đa kết nối.
Công cụ: Lý thuyết điều khiển mờ, các giải thuật điều khiển tối ưu, các bộ
điều khiển lai tối ưu các phương pháp nghiên cứu mà các nhà nghiên cứu thực hiện.
Luận án sử dụng lý thuyết điều khiển mờ, điều khiển tối ưu, bộ điều khiển
theo mơ hình mẫu. Tổng hợp các bộ điều khiển hiện đại để tìm ra luật điều khiển tối

ưu phản hồi trạng thái có khả năng kiểm sốt và dập tắt các dao động của hệ thống
do ảnh hưởng nhiễu, đảm bảo tính ổn định của hệ thống. Sau đó mơ phỏng trên phần
mềm MATLAB/Simulink để kiểm chứng tính đúng đắn cũng như sự ưu việt của các
luật và phương pháp đề ra đối với đối tượng đã xem xét. Để đánh giá sự ổn định và
các tiêu chuẩn ổn định của hệ thống. Nghiên cứu sinh cho rằng kết quả nghiên cứu
này sẽ là nền tảng cho những nghiên cứu sâu hơn về tính ổn định cho hệ thống bất
định cũng như tối ưu hóa và điều khiển ứng dụng vào thực tiễn.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu trong luận án này sẽ sử dụng những thuật toán và các phương
pháp toán học như: Phương pháp điều khiển mờ, các phương pháp điều khiển tối ưu,
điều khiển theo mơ hình mẫu để đạt được tối ưu hóa việc ổn định tần số hệ thống
điện đa máy phát kết nối thông qua việc xem xét các bài toán đã được giải quyết của
các tác giả trước.
Đồng thời đề xuất thêm một số thuật toán điều khiển để chất lượng đáp ứng
đầu ra tốt hơn đối với yêu cầu đặt ra.


4

Điều khiển ổn định tần số trong hệ thống điện đa nguồn phát nối lưới là
vấn đề rất cần thiết và cấp bách hiện nay nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động tốt
và ổn định ở tần số danh định nhằm đảm bảo các thiết bị trong hệ thống làm việc
tối ưu nhất.
4. Bố cục của luận án
Bố cục của luận án gồm các chương như sau:
Chương I: Tổng quan về điều khiển tần số: Phân tích về điều khiển tần số trong
hệ thống điện đa kết nối. Phân tích và đánh giá các cơng trình nghiên cứu đã cơng bố
trong và ngoài nước. Những điểm hạn chế và các hướng giải quyết của luận án.
Chương II: Cơ sở lý thuyết và mơ hình hóa hệ thống điện đa kết nối: Nội
dung chủ yếu của chương này là trình bày cơ sở lý thuyết của các phương pháp điều

khiển và xây dựng mơ hình hóa hệ thống điện về dạng sơ đồ khối, hàm truyền,
không gian trạng thái. Mô phỏng các đáp ứng của hệ thống sử dụng phần mềm
MATLAB/ Simulink bị ảnh hưởng bởi các yếu tố phi tuyến, bất định, năng lượng tái
tạo đến việc tần số của hệ thống.
Chương III: Thiết kế bộ điều khiển thuật toán thích nghi hàm Gauss sử dụng
lý thuyết ổn định Lyapunov cho ổn định tần số hệ thống điện kết nối hai vùng tua
bin không hồi nhiệt.
Chương IV: Thiết kế bộ điều khiển tần số mờ - PID, mờ - PSO - PID: Nội
dung của chương là thiết kế bộ điều khiển thông minh mờ - PID để điều khiển ổn
định tần số của hệ thống điện hai vùng, thiết kế bộ điều khiển mờ - PSO - PID cho
hệ thống điện có ba vùng trong đó các thơng số của bộ điều khiển được tối ưu hóa
theo hàm mục tiêu dựa vào phương pháp tối ưu PSO. Mô phỏng đáp ứng của hệ
thống khi sử dụng các bộ điều khiển này. Khi đó trong các hệ thống xét đến các yếu
tố phi tuyến, bất định, tính trễ thời gian trong hệ thống và có sự tham gia của những
nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời.
Kết luận và kiến nghị: Trình bày những kết quả đã đạt được của luận án,
đánh giá về kết quả đạt được và đưa ra hướng nghiên cứu trong tương lai.


5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ
1.1. Điều khiển tần số trong hệ thống điện đa kết nối
Trên thực tế một hệ thống điện sẽ làm việc bình thường cần phải đáp ứng các
điều kiện sau:
• Cơng suất phát và phụ tải phải ở trạng thái cân bằng.
• Các nguồn dự phòng ở trạng thái sẵn sàng đảm bảo duy trì tần số
và điện áp của hệ thống điện trong dải tần số và điện áp ở chế độ
vận hành bình thường. Các thiết bị tự động làm việc trong phạm vi
cho phép.

• Khơng được thực hiện sa thải phụ tải điện.
• Mức mang tải của đường dây và máy biến áp trong lưới điện truyền tải
đều dưới 90% giá trị định mức.
• Các nhà máy điện và các thiết bị điện khác vận hành trong dải thông
số cho phép.
• Tần số hệ thống và điện áp tại các nút trên lưới điện truyền tải trong
phạm vi cho phép.
Khi tải ở các nơi tiêu thụ thay đổi ngẫu nhiên và liên tục dẫn đến tần số hệ
thống và công suất đường dây trên hệ thống cũng thay đổi liên tục. Và điều này dẫn
tới hệ thống điện làm việc khơng bình thường gây ra những hậu quả khơng tốt cho
các thiết bị trong hệ thống điện.
Dựa vào thời gian thay đổi của tải tiêu thụ người ta phân bộ điều khiển thành
các cấp (theo thông tư số 25/2016/TT-BCT) như sau:
➢ “Điều chỉnh tần số sơ cấp: Là quá trình điều chỉnh tức thời tần số hệ
thống điện được thực hiện bởi số lượng lớn các tổ máy phát điện có trang
bị hệ thống điều tốc”.
➢ “Điều chỉnh tần số thứ cấp: Là quá trình điều chỉnh tiếp theo của điều
chỉnh tần số sơ cấp được thực hiện thông qua tác động của hệ thống AGC
đối với một số tổ máy phát điện được quy định cụ thể trong hệ thống điện
hoặc hệ thống sa thải phụ tải theo tần số hoặc lệnh điều độ”.


6

Theo như thông tư trên lúc đầu hệ thống sẽ sử dụng bộ điều chỉnh tần số sơ
cấp, được thực hiện do các bộ điều tốc của tua bin cho phép thay đổi lưu lượng hơi
hoặc nước qua các tổ máy tỷ lệ với sự thay đổi của tần số. Hệ số độ dốc đặc tính tần
số (R) đặc trưng cho đáp ứng của việc điều chỉnh tần số đơn vị là MW/Hz. Như vậy
với sự thay đổi có giới hạn của phụ tải có thể bù lại bằng tự động điều chỉnh tần số
sơ cấp. Bộ điều chỉnh này dùng để nhanh chóng điều chỉnh sự mất cân bằng giữa

công suất phát và phụ tải nhưng vẫn tồn tại sai lệch về tần số và cũng có tác dụng
làm thay đổi trào lưu cơng suất trong hệ thống. Chính vì vậy, điều chỉnh tần số sơ
cấp là bắt buộc. Các giải pháp điều khiển được xem là tối ưu khi luôn tồn tại cả điều
chỉnh sơ cấp trong hệ thống. Tuy nhiên để thực hiện điều chỉnh sơ cấp hệ thống cần
phải thỏa các yêu cầu như là: Điều chỉnh sơ cấp là bắt buộc vì nếu ngừng điều khiển
sơ cấp thì khơng một giải pháp điều khiển nào được cho là tối ưu, không thể hủy bỏ
giới hạn phụ tải bằng điều khiển sơ cấp (giới hạn tải không được điều chỉnh đúng
khi tần số quá lớn xuất hiện lúc này các tổ máy khơng có khả năng đáp ứng được),
điều chỉnh sơ cấp cần phải điều chỉnh càng nhanh càng tốt trong trường hợp có sự
mất cân bằng giữa tiêu thụ điện và phát điện, trong điều chỉnh sơ cấp cần phải loại
bỏ các nguồn gốc gây nên tính trễ và mất ổn định của hệ thống điện đó chính là
vùng chết và dải lọc và điều khiển sơ cấp phải được thực hiện ở từng tổ máy. Từ
những yêu cầu trên đối với điều chỉnh sơ cấp thì đối với một hệ thống điện khơng
thể chỉ có điều chỉnh sơ cấp mà rất cần thiết phải có điều chỉnh tần số thứ cấp. Bởi
nếu chỉ dừng lại ở điều chỉnh sơ cấp thì khi có sự biến động về phụ tải hệ thống chỉ
ổn định nhưng vẫn luôn tồn tại sai lệch về tần số.
Vậy mục đích cốt yếu của tự động điều chỉnh máy phát AGC là: đưa tần số
hệ thống trở về giá trị danh định, điều chỉnh trào lưu công suất trao đổi giữa các khu
vực theo một kế hoạch xác định, bằng việc điều chỉnh công suất ra của một số máy
phát được lựa chọn trước và phương pháp này được gọi là điều chỉnh tải – tần số
LFC. Phân bổ lại lượng công suất thay đổi trong số các máy phát để tối ưu hóa chi
phí vận hành. Ln ln cần đảm bảo có điều chỉnh sơ cấp trong hệ thống chính vì
vậy điều chỉnh tần số thứ cấp cần phải chậm hơn điều chỉnh tần số sơ cấp. Bộ điều


7

chỉnh tần số thứ cấp AGC mục đích để điều khiển công suất ra của máy phát theo
đáp ứng tần số của hệ thống điện từ đó nhằm khơi phục lại giá trị đặt của các tổ máy
không tham gia điều chỉnh tần số thứ cấp.

Với một hệ thống điện có thể là hệ thống điện cơ lập hoặc hệ thống điện liên
kết giữa các vùng với nhau thông qua các đường dây. Một hệ thống điện đơn lẻ gồm
những thành phần cơ bản: Bộ điều tốc (Governor), tua bin gồm 3 loại: tua bin không
hồi nhiệt (Non- Reheat Turbine), tua bin hồi nhiệt (Reheat Turbine), tua bin thủy
lực, máy phát (Generator). Tuabin chuyển đổi năng lượng hơi/nước thành mô-men
cơ. Máy phát điện được kết nối với tuabin thông qua một trục chung, cơ năng của
tuabin được chuyển đổi thành năng lượng điện. Bộ điều tốc điều khiển lưu lượng
hơi/nước vào tuabin theo hệ thống điện. Khi phụ tải thay đổi tăng hoặc giảm tải thì
sai lệch giữa phát và nhu cầu được phát hiện đưa đến bộ điều tốc. Tùy giá trị sai
lệch này, bộ điều tốc sẽ thay đổi vị trí van đầu vào đi vào tuabin.
Hình 1.1 dưới đây trình bày về cấu trúc của một hệ thống điện đơn vùng cơ bản.
1/R

Δf

+
ΔPc

Bộ điều
tốc

Tuabin

Máy phát và
tải tiêu thụ

+

ΔP

Hình 1. 1: Cấu trúc cơ bản của hệ thống điện đơn vùng
Hệ thống điện đa liên kết được trình bày như hình 1.2 gồm nhiều vùng nối với
nhau thơng qua các đường dây truyền tải. Đây mà một hệ thống phức tạp vì vậy điều
khiển tần số hệ thống gặp phải nhiều khó khăn. Sai lệch cơng suất trong hệ thống điện
liên kết sẽ gây ra sai lệch tần số và sai lệch về trào lưu công suất trao đổi giữa các khu
vực. Và mục đích chính của bộ điều chỉnh thứ cấp là cần khôi phục độ lệch tần số và
độ lệch trào lưu công suất trao đổi giữa các hệ thống về 0. Để có thể chỉnh định cả độ
lệch tần số và độ lệch công suất giữa các vùng bằng khơng thì hệ thống sẽ chỉnh định
sai lệch điều khiển khu vực (ACE) về 0. Trong đó tính ACE theo cơng thức (1.1)


8

ACEi = Ptie,i , j + i fi

(1.1)

Trong đó Ptie,i , j ,  i và fi lần lượt là độ lệch công suất giữa vùng i và vùng j, hệ
số độ dốc đặc tính tần số vùng i và sai lệch tần số ở vùng i.

Vùng 1

P12

P1N
P13

P1K
P2N

Vùng 2

Vùng N

P2K
P3N

P23

. . .

P3K

. . .
Vùng 3

. . .

Vùng K

Hình 1. 2: Hệ thống điện đa liên kết nhiều vùng
Để ổn định tần số trong hệ thống điện đa liên kết gặp phải nhiều vấn đề trong
hệ thống phát sinh làm ảnh hưởng đến chất lượng điều khiển của hệ thống như: Các
thiết bị có thành phần làm hệ thống phi tuyến gồm có: dải chết của bộ điều tốc
GDB, giới hạn cơng suất phát GRC, tính trễ của thời gian trong hệ thống, các thông
số của thiết bị điện bị thay đổi trong quá trình vận hành hệ thống. Hơn nữa, với hệ
thống điện hiện nay đã được kết nối với một số nguồn năng lượng tái tạo nhằm tăng
đa dạng nhu cầu phát điện. Bằng cách tăng cường thâm nhập các nguồn năng lượng
tái tạo, quán tính của hệ thống điện được kết nối có thể khơng đủ nên tạo ra các vấn
đề về động đối với điện áp và tần số ổn định của hệ thống và gây ra tác động tiêu

cực đến tính ổn định và khả năng phục hồi của hệ thống điện. Nếu việc phát điện gió
lớn bị đình trệ do sự cố nó có thể gây hại cho hoạt động của hệ thống điện và dẫn
đến sự cố điều khiển tần số phụ tải. Đồng thời, khi các hệ thống tái tạo sản xuất ra
quá nhiều năng lượng, chúng có nguy cơ làm quá tải lưới điện và gây ra các vấn đề


9

lớn cho hệ thống điện. Ví dụ như hệ thống sử dụng nhiều tấm pin mặt trời thì cần
phải tìm các biện pháp để ngăn chặn quá nhiều năng lượng mặt trời đi vào lưới điện
vào những ngày nắng nếu không sẽ ảnh hưởng đến tần số của hệ thống. Chính vì
vậy, các phương pháp điều khiển kinh điển như sử dụng bộ điều khiển PID, các
phương pháp điều khiển giải tích sẽ khó điều khiển được hệ thống khi các thông số
hệ thống luôn luôn dao động và không dễ dàng xác định được sự thay đổi đó. Luận
án này mong muốn hướng tới việc thiết kế những bộ điều khiển thông minh. Những
bộ điều khiển này được thiết kế học những đáp ứng khi các thông số thay đổi nhằm
đảm bảo hiệu quả việc ổn định tần số hệ thống.
1.2. Phân tích, đánh giá các cơng trình nghiên cứu đã cơng bố ở trong và ngồi
nước
Các phương pháp điều khiển tần số thường được chia thành các dạng phương
pháp điều khiển như sau:
• Điều khiển tần số tải sử dụng kỹ thuật học máy.
• Điều khiển tần số theo các phương pháp tối ưu.
+) Điều khiển tần số tải sử dụng kỹ thuật học máy
Nghiên cứu [1] tác giả xây dựng bộ điều khiển PID thích nghi dựa trên mạng
mờ - nơron nhằm điều khiển tần số hệ thống thủy điện nhỏ cho kết quả ổn định tần
số tốt. Tuy nhiên, đây là điều khiển ổn định tần số cho một vùng cô lập đơn giản
chưa xem xét đến hệ thống điện đa kết nối nhiều vùng và các yếu tố bất định các
yếu tố phi tuyến làm ảnh hưởng đến ổn định tần số của hệ thống.
Nghiên cứu [2] tác giả đã thiết lập một mơ hình toán học của hệ thống điện

diện rộng. Với phương pháp điều khiển được đề xuất là thành lập các phương trình
đại số Riccati mới cho hệ thống điện lớn sau đó tìm ra lời giải tối ưu cho những
phương trình này. Theo phương pháp điều khiển phản hồi trạng thái, nghiệm của
các phương trình đại số Riccati sẽ được sử dụng để tính tốn các véc tơ hệ số cho
các luật điều khiển phản hồi. Cuối cùng, để kiểm chứng sự hiệu quả và tính ưu việt
của phương pháp điều khiển đã đề xuất, tác giả đưa ra một mô hình hệ thống điện ba
máy phát kết nối trực tiếp với ảnh hưởng của nhiều trường hợp nhiễu loạn phụ tải


10

gây mất ổn định cho quá trình làm việc của lưới. Mơ hình đưa ra thử nghiệm có thể
được xem là một trường hợp điển hình của hệ thống điện đa máy phát và là một ví
dụ cho các hệ thống lớn cần điều khiển. Các kết quả mô phỏng cho thấy chất lượng
điều khiển của hệ thống tốt. Khi bị tác động của nhiễu tính ổn định của hệ thống
được đảm bảo. Tuy nhiên phần này tác giả chỉ đề cập đến sự tác động của việc thay
đổi phụ tải mà chưa xem xét đến những yếu tố bất định và các yếu tố phi tuyến như
là dải chết của máy điều tốc (GDB), giới hạn của máy phát điện (GRC), tính trễ của
hệ thống.
Ở một phần khác của nghiên cứu tác giả đã đề xuất thiết kế bộ điều khiển
thơng minh kiểm sốt tần số dựa trên kỹ thuật logic mờ cho hệ thống điện kết nối
năm vùng sử dụng các tua bin không hồi nhiệt. Trong phương pháp điều khiển này
sử dụng ACE và vi phân của ACE được sử dụng làm đầu vào của bộ điều khiển mờ
nhằm đạt chất lượng điều khiển tốt hơn thời gian xác lập ngắn hơn so với các bộ
điều khiển truyền thống như PD, PI, PID. Nghiên cứu ứng dụng của các bộ biến đổi
điện tử công suất cho một lớp các bài toán điều khiển của hệ thống điện qui mô lớn,
bộ lưu trữ năng lượng từ trường siêu dẫn (SMES – Superconducting Magnetic
Energy Storage) có thể được sử dụng như các bộ ổn định hệ thống điện hiệu quả.
Các thiết bị này có cuộn siêu dẫn (Superconducting Coil), đặc biệt là bộ SMES dùng
bộ biến đổi thyristor, có khả năng bù cho công suất phụ tải thay đổi đột ngột trong

hệ thống điện. Điều này được lý giải là do cuộn dây siêu dẫn có khả năng nạp hoặc
phóng năng lượng tương ứng với q trình giảm hay tăng phụ tải trong hệ thống
điện. Vì vậy, tác giả đã kết hợp các bộ SMES với mơ hình điều khiển mờ kiểu PD
tạo thành bộ điều khiển lai mang lại hiệu quả cao cho bài toán kiểm soát tần số - phụ
tải trong hệ thống điện đa kết nối. Các trường hợp được kiểm chứng bộ điều khiển
chỉ là phụ tải thay đổi ở vùng số năm và xét đến sự thay đổi của phụ tải ở tất cả các
vùng. Tác giả chưa xét đến các yếu tố phi tuyến, bất định, tính trễ mà những yếu tố
ảnh hưởng tới việc ổn định tần số trong hệ thống.
Trong nghiên cứu [58] tác giả đã thiết kế bộ điều khiển mờ kiểu PI để kiểm
soát tần số phụ tải cho sáu vùng sử dụng các tua bin không hồi nhiệt. Hệ thống điện


11

đa kết nối trong nghiên cứu được tác giả mô hình hóa theo dạng khơng gian trạng
thái. Chiến lược điều khiển này được so sánh với bộ điều khiển tích phân (I), bộ
điều khiển tỷ lệ tích phân (PI), bộ điều khiển tỷ lệ tích phân vi phân (PID). Kết quả
cho thấy đáp ứng của hệ thống khi sử dụng bộ điều khiển mờ kiểu PI cho chất lượng
điều khiển tốt. Tuy nhiên nghiên cứu chưa xem xét đến các yếu tố bất định và các
vùng được mô phỏng là hồn tồn giống nhau về thơng số máy phát, tua bin và tải.
Trong [57] đã nghiên cứu đề xuất bộ điều khiển ổn định tần số của bốn vùng
trong đó có ba vùng tua bin hồi nhiệt và một vùng tua bin thủy lực sử dụng bộ điều
khiển thông minh trực tuyến kết hợp giữa thuật tốn thích nghi lồi dơi và mờ. Kết
quả đáp ứng sai lệch tần số của từng vùng tốt tuy nhiên nghiên cứu chưa xét đến các
yếu tố phi tuyến và bất định.
Nghiên cứu [76] đã đề xuất một bộ điều khiển tần số phân cấp PID cho hệ
thống điện liên kết bốn vùng trong những trường hợp khác nhau với điều kiện ∆Ptie,i
bằng 0 (i=1,2,3,4). Với cấu trúc dùng bộ điều khiển PID để giảm thiểu ảnh hưởng
của giới hạn của máy phát điện (GRC) tạo ra được trình bày như hình 1.3 dưới đây.

Hình 1. 3: Cấu trúc điều khiển tần số - phụ tải chống lại GRC [76]
Nghiên cứu cho thấy được sự đáp ứng tốt của hệ thống với bộ điều khiển
PID được đề xuất với sai số tần số ở từng vùng chưa được cải thiện tốt. Hơn
nữa, nghiên cứu chưa đề cập đến việc giải quyết vấn đề về GDB và tính trễ thời
gian của hệ thống.


12

Nghiên cứu [81] tác giả đã đề xuất phương pháp điều khiển trượt được trình
bày như hình 1.4 tối ưu H∞ tần số tải (SMLFC) cho hệ thống điện liên kết có tồn tại
thời gian trễ trong hệ thống. Bằng việc xem xét ngẫu nhiên các thành phần gây
nhiễu sinh ra do sự tích hợp năng lượng tái tạo. Tác giả tạo ra một bề mặt trượt phản
ứng nhanh và có hiệu suất cao sau đó xây dựng luật kiểm soát đảm bảo khả năng
tiếp cận của mặt trượt trong một khoảng thời gian hữu hạn.
ΔPd1
U1

Vùng 1

+
∑

SMLFC

U2

Vùng 2

ΔPd1

Hình 1. 4: Bộ SMLFC cho hệ thống điện có hai vùng liên kết [81]
Nghiên cứu chưa xét đến những trường hợp có GDB, GRC và sự thay đổi các
thông số trong quá trình hệ thống hoạt động.
Theo nghiên cứu [59] đề xuất một bộ điều khiển mờ được trình bày như hình
1.5 tính tốn những thơng số tối ưu cho bộ điều khiển PID để điều khiển tần số cho
ba vùng. Mục tiêu chính bộ điều khiển là loại bỏ hoặc làm suy biến tối đa tất cả các
dao động tần số và công suất trao đổi trên đường dây giữa các vùng. Đáp ứng của hệ
thống có sai lệch tần số khoảng từ 0,01 Hz đến 0,05 Hz với thời gian xác lập là từ 4
đến 5 giây. Kết quả cho thấy bộ điều khiển hoạt động tốt khi so sánh với phương
pháp PID cổ điển và phương pháp tối ưu PSO.