Điều khiển tự chỉnh định tham số bộ điều khiển PID cho hệ thống điều tốc nhà máy thuỷ điện Srêpốk 3.PDF

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

MAI ĐÌNH THÀNH

ĐIỀU KHIỂN TỰ CHỈNH ĐỊNH THAM SỐ BỘ
ĐIỀU KHIỂN PID CHO HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC
NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN SRÊPỐK 3

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2018


Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Tiến Dũng

Phản biện 1: TS. Nguyễn Hoàng Mai
Phản biện 2: PGS.TS. Bùi Quốc Khánh

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điều khiển & Tự động hoá họp tại Đại học
Đà Nẵng vào ngày 16 tháng 6 năm 2018.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
-

Trung tâm Học liệu –Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học
Bách khoa

-

Thư Viện Khoa Điện -Trường Đại học Bách Khoa-ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1.

Tính cấp thiết của đề tài
Việc đáp ứng nhanh của hệ thống điều tốc Nhà máy Thủy điện

góp phần vào việc ổn định tần số và cung cấp nguồn điện nhanh chóng
cho hệ thống điện. Điều đó phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính điều tốc
của các tổ máy thủy điện.
Hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Srêpốk 3 do Trung quốc
sản xuất, được đưa vào vận hành từ năm 2009 tuy nhiên trong quá
trình vận hành vẫn chưa nắm được hoàn toàn công nghệ cũng như bản
chất vật lý và các thuật toán điều khiển trong hệ thống.
2.

Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng được mô hình toán học mô tả gần như đúng với hệ

thống điều tốc thực của nhà máy. Đề xuất cải tiến bộ điều khiển để cải
thiện chất lượng hệ thống điều tốc.
3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống điều tốc của nhà máy thủy

điện Srêpốk 3;
Phạm vi nghiên cứu là vấn đề điều khiển hệ thống điều tốc sử
dụng bộ điều khiển tự chỉnh định tham số bộ điều khiển PID để điều
khiển Hệ thống điều tốc NMTĐ Srêpốk 3.
4.

Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết, mô phỏng kiểm chứng
Nghiên cứu xây dựng mô hình toán học, Dựa trên các mô hình

toán học, nghiên cứu và áp dụng lý thuyết điều khiển để tự động chỉnh
định các tham số của bộ điều khiển PID nhằm nâng cao chất lượng hệ
thống điều tốc.
5.

Bố cục đề tài


2
Luận văn được chia thành 04 chương:
Chương 1: Tổng quan về nhà máy thủy điện Srêpôk 3 và Hệ
thống điều tốc nhà máy thủy điện Srêpôk 3
Chương 2: Mô hình toán học của hệ thống điều tốc nhà máy
thủy điện Srêpôk 3.
Chương 3: Đề xuất phương pháp nâng cao chất lượng hệ thống
điều tốc Nhà máy Thủy điện Srêpôk 3
Chương 4: Mô phỏng và đánh giá kết quả.
6.

Tài liệu nghiên cứu
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SRÊPỐK 3 VÀ HỆ
THỐNG ĐIỀU TỐC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SRÊPỐK 3
1.1. Tổng quan về nhà máy thủy điện Srêpốk 3
1.1.1. Vị trí địa lý nhà máy thủy điện Srêpốk 3
Nhà máy thủy điện Srêpốk 3 năm trên sông Srêpôk Cách thành
phố Buôn Ma Thuột khoảng 30km về phía Tây Bắc. Diện tích lưu vực
9410 km2. Nhà máy nằm cách đập chính khoảng 3,5 km về phía hạ
lưu. Nhà máy là bậc thang thứ 7 tính từ thượng lưu sông chính Srêpôk.
Nhà máy được xây dựng trên địa phận xã Tân Hòa huyện Buôn
Đôn tỉnh Đăk Lăk và xã Eapo huyện CưJut tỉnh Đăk Nông.
1.1.2. Giới thiệu các thiết bị trong nhà máy thủy điện Srêpốk
3
a. Tuyến năng lượng
Tuyến năng lương bao gồm: Hồ chứa, đập chính, đập phụ, đập
tràn, cửa nhận nước và đường ống áp lực.


3
b. Thiết bị Nhà máy
-

Turbine:

-

Máy phát:

-

Máy biến áp chính T1, T2

-

Hệ thống điều khiển giám sát

-

Hệ thống kích từ

-

Hệ thống Điều tốc

c. Trạm phân phối 220kV và các hệ thống khác
-

NMTĐ Srêpốk 3 có Trạm phân phối 220kV ngoài trời, sử

dụng sơ đồ nối điện tứ giác.
1.2. Tổng quan về Hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Srêpốk 3
1.2.1 Chức năng của hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện
Srêpốk 3
1.2.2 Thông số của hệ thống
a. Thông số Turbine
b. Thông số của Hệ thống điều tốc
1.2.3 Sơ đồ của hệ thống điều tốc

Hình 1.1. Sơ đồ khối hệ thống điều tốc NMTĐ Srêpốk 3
Chức năng các khối trong hệ thống.
-

Khối Tín hiệu: Đây là khối thu thập các tín hiệu đầu vào,

bao gồm: Công suất P, độ mở cánh hướng, tần số. Cột áp...


4
-

Bộ Điều khiển: Đây là Bộ điều khiển của Hệ thống điều

tốc, nhiệm vụ của Bộ điều khiển là thu thập tất cả tín hiệu đầu vào, sau
đó dựa trên các tham số đặt để đưa tín hiệu đi điều khiển đến cơ cấu
chấp hành.
-

Cơ cấu chấp hành: Đây là khối nhận tín hiệu điện chuyển

đổi thành tín hiệu áp lực dầu để đóng mở Servomotor thay đổi độ mở
cánh hướng;
-

Khối phản hồi: Khối này có nhiệm vụ phản hồi vị trí cánh

hướng, công suất đầu cực máy phát, tốc độ tổ máy, tần số lưới...qua
các CT, PT, sensor ...

1.2.4 Hệ thống dầu áp lực
Hệ thống dầu áp lực có chức năng tạo áp lực và duy trì áp lực
dầu cao để điều khiển van chính đi đóng/mở servo cánh hướng điều
chỉnh lưu lượng nước qua tuabin, điều khiển quá trình chạy dừng tổ
máy,dừng khẩn cấp tổ máy;
1.2.5 Hệ thống điều khiển điều tốc
Hệ thống điều khiển điều tốc NMTĐ Srêpốk 3 gồm có:
-

Hai (02) bộ PLC (kênh A, kênh B) kết nối song song, làm

việc độc lập và dự phòng cho nhau, khi một kênh bị lỗi thì hệ thống
sẽ tự động chuyển sang kênh dự phòng mà không ảnh hưởng đến các
thông số vận hành của tổ máy.


5

Hình 1.2. Nguyên lý điều khiển hệ thống điều tốc NMTĐ Srêpốk 3
1.2.6 Quá trình khởi động, các chế độ làm việc và các đường
đặt tính của hệ thống điều tốc
a. Quá trình khởi động tổ máy
b. Các chế độ làm việc của hệ thống
Hệ thống điều tốc NMTĐ Srêpốk 3 có các chế độ làm việc như
sau:
-

Chế độ điều tần (frequency control):

-

Chế độ điều chỉnh công suất tác dụng (Power control):

-

Chế độ điều chỉnh độ mở cánh hướng (Opening control):

1.2.7 Đường đặc tính của điều tốc


6

CHƯƠNG 2
MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC
NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SRÊPỐK 3
2.1. Đặt vấn đề
Nhà máy thủy điện có đường ống áp lực đơn, có đường kính
của ống áp lực lớn, có chiều dài đường ống ngắn, cho nên trong nghiên
cứu mô hình xem như:
-

Vận tốc nước thay đổi trực tiếp thông qua độ mở của cánh

hướng với căn bậc 2 của cột nước trước cánh hướng.
-

Đường ống áp lực là không đàn hồi và nước trong đường

ống là không nén được.
-

Sức cản thủy lực trong đường ống áp lực là không đáng kể

có thể bỏ qua.
-

Công suất ra của turbine là tỷ lệ với cột nước và lưu lượng

nước qua turbine.
2.2. Xây dựng mô hình các phần tử trong Hệ thống điều tốc nhà
máy thủy điện
2.2.1 Các phương trình động học của hệ thống thủy lực
a. Vận tốc nước trong đường ống áp lực [1]
Vận tốc nước trong đường ống áp lực được biểu diễn bởi
phương trình sau [8]:
=

√

Trong đó:
-

G : là độ mở của cánh hướng.

-

U : vận tốc của nước (m/s).

-

H : cột áp trước cánh hướng (m).

(2.1)


7
-

Q : lưu lượng nước qua turbine (m3/s).

Quan hệ giữa lưu lượng (Q) và vận tốc (U) của nước trong
đường ống có quan hệ bởi công thức sau [8]:
=

(2.2)

Xét một dịch chuyển nhỏ của cánh hướng quanh điểm làm việc
ta có:
∆

=

∆
2

+

∆

(2.3)

Hay:
1
∆ = ∆ +∆ ̅
2
b. Gia tốc của cột nước [11]

(2.4)

Hình 2.1. Sơ đồ mô tả lưu lượng nước(Q) chảy trong đường ống áp lực

=

−

−

=−

( +

−

)

(2.5)

Khi cánh hướng được mở ra trong khoảng thời gian Δt thì làm
cho vận tốc của nước trong đường ống áp lực tăng lên một khoảng
ΔU, khi đó làm cho cột nước thượng lưu bị giảm đi một lượng ΔH.

Tốc độ tăng của vận tốc nước được biểu diễn:


8
∆

=−

∆

(2.6)

ρLA: Khối lượng của nước trong đường ống áp lực (Kg).
ρagΔH: Độ gia tăng áp lực tại cánh hướng.
∆
(2.7)
= −∆
Trong đó:
=

(2.8)

Với Tw là hằng số thời gian khởi động của nước, Tw là thời gian
cần thiết để nước từ điểm đầu tại cột áp H0 tăng tốc trong đường ống
áp lực đến điểm cuối với vận tốc U0.
c. Tổn thất cột nước
Tổn thất cột nước được xác định theo công thức [6]
=

(2.9)

+

là tổn thất dọc đường từ cửa lấy nước đến cửa ra ống hút[10]
=

=

.

Trong đó:
-

Hl: Tổn thất cột nước (m);

-

kf: Hệ số tổn thất cột nước;

-

f: Hệ số ma sát;

-

d: Đường kính đường hầm (m) ;

-

g: Gia tốc trọng trường (m2/s);.

là tổn thất cục bộ từ cửa lấy nước đến cửa ra

(2.10)


9

(2.11)

=
Trong đó:
fi: Hệ số cản tại thời điển tính toán;
-

Ui: Vận tốc tại thời điển tính toán

2.2.2 Mô hình Turbine
Công suất cơ trên trục Turbine thủy lực(Pmec) được tính bằng
tích của độ cao cột nước tĩnh (H) nhân với lưu lượng(Q) theo khối
lượng của chất lỏng [10].
Pmec = .ρ.g. .

= Kp.H.Q

(2.12)

Trong đó: Kp là hệ số.
Trong đơn vị tương đối công suất cơ được biểu diễn:
∆

(2.13)

=∆ +∆

Thay (2.4) vào (2.13) ta có:
= 3∆ − 2∆ ̅

∆

(2.14)

Từ biểu thức (2.7) thay vào biểu thức (2.14) được biểu thức như
sau [8]:
∆
1−
=
̅
1 + 0.5
∆

(2.15)

Khi xét đến hiệu ứng lực cản, độ ma sát của nước và độ lệch tốc
độ của rotor và góc mở của van hướng, công suất turbine biểu diễn:



P m  At U  U

NL

H

 P Dam

(2.16)

Và công suất cản của turbine:

PDam  DDam Gw

(2.17)


10
Thay (2.17) vào (2..16) ta được:



P m  At U  U

NL

H  D

Dam

G w

(2.18)

Một turbine khi xét với biến thiên nhỏ quanh một điểm làm việc,
các giá trị biến thiên của nó gồm lưu lượng và công suất có thể biễu
diễn bằng phương pháp tuyến tính hóa,
và ∆ ̅ như sau [8]:

Ta có mối quan hệ giữa ∆
1+

∆
=
∆ ̅

−

(2.19)

1+

2.2.3 Mô hình đường ống áp lực
Ta có các phương trình động lực học cơ bản của nước không
nén trong đường hầm như sau [8]:

a
dU
 g H 0  H  H l 
dt
L

(2.20)

Trong đó:
-

H0: Giá trị ổn định trạng thái ban đầu của H;

-

t: thời gian bằng giây.

Viết dưới dạng Laplace:

U

H

0

H H

l





1
Tw s

(2.21)

2.2.4 Mô hình hóa hệ thống máy phát – tải
a. Phương trình góc quay turbine và máy phát điện
Phương trình của chuyển động quay sau [10]:
=
Trong đó:
Tacc : Mô men gia tốc [N.m]

=

−

(2.22)


11
Tmec : Mô men cơ [N.m]
Telec : Mô men điện [N.m]
J : Mô men quán tính tổng hợp của máy phát và tua
bin[kg.m2]
Δm : Góc quay cơ khí của roto [rad]
Với vận tốc góc cơ ωm [rad/s] là đạo hàm theo thời gian của
góc quay, (2.22) có thể được viết lại:
=

(2.23)

−

Động năng quay được tính bằng

, viết lại biểu thức (2.23)

trong hệ đơn vị tương đối với hằng số quán tính H, với

là vận tốc

góc định mức ta có:
=

2

−

; ớ

=

2

(2.24)

Vận tốc góc điện ω (rad/s) với vận tốc góc của rôto được tính
bằng

=

với

là số đôi cực của máy phát, phương trình (2.24)

được viết lại với tốc độ góc của rôto theo vận tốc điện (rad/s):
−

=2

(2.25)

b. Mô hình tải máy phát
Mô hình tải máy phát phổ biến dùng để biểu diễn công suất tác
dụng là mô hình dòng điện không đổi và công suất phản kháng là mô
hình trở kháng không đổi [10].
=

+

∆

Trong hệ đơn vị tương đối thì ̅ = w

(2.26)


12

=

+ D.wr

(2.27)

PL cân bằng với công suất điện của máy phát, P0 là thành phần
tải không phụ thuộc tần số của máy phát. Đặt P0 = Pload .
Công suất tải như sau
−

=2

+

(2.28)

2.2.5 Mô hình hóa van hướng
Mô hình van hướng được miêu tả bằng hàm truyền đạt sau:

Tg G ( s ) s  G ( s )  u ( s )  Tg

dG
G u
dt

(2.29)

Trong đó Tg là hằng số thời gian của hệ truyền động van hướng
[s].
2.3. Tổng hợp mô hình
Hệ thống được tổng hợp với sự tham gia đầy đủ của các phần
tử: Hồ chứa, đường ống áp lực, turbine, máy phát và hạ lưu.
2.3.1. Mô hình toán học hệ thống thủy lực

Hình 2.2. Mô hình toán học tổng thể hệ thống thủy lực


Hình 2.3. Mô hình phi tuyến hệ thống điều tốc turbine thủy điện

13

2.3.2. Mô hình tổng thể của hệ thống

2.4.

Kết luận chương 2


14
CHƯƠNG 3
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ
THỐNG ĐIỀU TỐC
3.1. Cấu trúc điều khiển và hoạt động của Hệ thống điều tốc tại
nhà máy thủy điện Srêpốk 3
3.1.1. Bộ điều khiển đang làm việc hiện tại ở nhà máy

Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống điều tốc
Các chế độ làm việc của hệ thống
3.1.2. Vấn đề còn tồn tại và sự cấp thiết phải cải thiện chất
lượng hoạt động
Ở chế độ Speed Control No-Load thì bộ điều khiển PID tuy đáp
ứng khá tốt thời gian đạt tốc độ định mức của tổ máy nhưng chưa được
tối ưu;
Khi máy phát kết nối với lưới điện thì ở chế độ “Power

Control”, bộ điều khiển PID Power Control điều chỉnh việc tăng/giảm
công suất phát còn gây ra hiện tượng quá điều chỉnh và thời gian xác
lập khá dài.


15

Hình 3.2. Hiện tượng quá điều chỉnh ở chế độ Power Control
Từ các yếu tố trên tác giả đề xuất phương án cải thiện hiện tượng
quá điều chỉnh và xác lập chậm công suất ở chế độ Power control bằng
bộ điều khiển tự chỉnh định các tham số bộ PID.
3.2. Giới thiệu về lý thuyết điều khiển
3.2.1. Giới thiệu bộ điều khiển PID
a. Cấu trúc của bộ điều khiển PID
Bộ điều khiển PID gồm ba khâu riêng biệt là khâu tỷ lệ (P), tích
phân (I) và vi phân (D). Tổng của ba thông số này tạo thành tín hiệu
điều khiển (u). Ta có:
=

+

(3.1)

+

Trong đó: upout, uiout, và uDout là các thành phần đầu ra ba khâu
P, I, D.
( )=

( )+

( )

+

( )

(3.2)


16
b. Chức năng các khâu trong bộ điều khiển PID
3.2.2. Giới thiệu về điều khiển mờ
Logic mờ sử dụng kinh nghiệm vận hành đối tượng và các xử
lý điều khiển của các chuyên gia trong thuật toán điều khiển, do vậy
hệ điều khiển mờ là một bước tiến gần với tư duy con người.
a. Cấu trúc bộ điều khiển mờ

Hình 3.3. Cấu trúc bộ điều khiển mờ
b. Xây dựng mô hình mờ cho đối tượng
Hiện nay có hai mô hình mờ thường được sử dụng. Đó là mô
hình mờ Mamdani và mô hình mờ Sugeno..

Hình 3.3. Sơ đồ khối chức năng bộ điều khiển mờ
Sơ đồ khối của bộ điều khiển gồm có 4 khối: khối mờ hóa
(fuzzifiers), khối hợp thành, khối luật mờ và khối giải mờ
(deffzzifiers). Mô hình mờ Mamdani như hình 3.3
Khối mờ hóa
Khâu mờ hóa có nhiệm vụ chuyển đổi một giá trị rõ hóa đầu
vào x0 thành một vector µ gồm các độ phụ thuộc của các giá trị rõ đó

theo các giá trị mờ (tập mờ) đã định nghĩa cho biến ngôn ngữ đầu vào.


17
Khối hợp thành
Khâu thực hiện luật hợp thành gồm 2 khối đó là khối luật mờ
và khối hợp thành.
Khối luật mờ (suy luận mờ) bao gồm tập các luật
“NẾU…THÌ” dựa vào các luật mờ cơ sở được người thiết kế viết ra
cho thích hợp với từng biến và giá trị của các biến ngôn ngữ theo quan
hệ mờ Vào/Ra.
c. Nguyên tắc tổng hợp bộ điều khiển mờ
d. Các bước thực hiện khi xây dựng bộ điều khiển mờ
3.3. Đề xuất thuật toán điều khiển nâng cao chất lượng Hệ
thống điều tốc
3.3.1. Đề xuất phương án

Hình 3.4. Sơ đồ khối Bộ điều khiển đề xuất
Như đã phân tích cấu trúc, các chế độ làm việc và các tồn tại
ở trên, tác giả đề xuất phương án cải thiện hiện tượng quá điều chỉnh
và thời gian xác lập công suất tổ máy ở chế độ Power control để đưa
nhanh công suât tổ máy đến giá trị đặt bằng phương pháp tự chỉnh


18
định các tham số của bộ điều khiển PID. Vị trí và nguyên lý của bộ
điều khiển đề xuất như hình 3.4.
3.3.2. Thiết kế bộ điều khiển mờ
a. Cấu trúc bộ điều khiển mờ

Hình 3.5. Cấu trúc bộ điều khiển tự chỉnh định tham số PID
b. Phương pháp chỉnh định mờ tham số bộ PID
Cấu trúc bộ điều khiển gồm có 2 phần là bộ điều khiển PID và
bộ điều khiển mờ. bộ điều khiển mờ có 2 đầu vào e(t) và de(t)
Việc chỉnh định các tham số Kp, Ki, Kd thông qua việc phân
tích sai lệch e(t) và đạo hàm của sai lệch e(t).
Khi e lớn cần Kp lớn để đưa nhanh giá trị đầu ra đến giá trị
mong muốn, Kd sẽ có giá trị nhỏ để tránh sai lệch.
Khi e vừa cần giảm Kp để tránh quá điều chỉnh, Kd và Ki sẽ có
giá trị nhỏ.
Khi e nhỏ để giảm sai số xác lập cần Ki và Kd tương đối lớn,
Kp cần có giá trị phù hợp để tránh dao động quanh điểm cân bằng.
c. Luật điều khiển
Chọn luật hợp thành theo quy tắc SUM-PROD. Giải mờ theo
phương pháp trọng tâm.
d. Định nghĩa tập mờ
Biến ngôn ngữ vào là lượng sai lệch điều khiển “e” và tích phân
của sai lệch “de’”. Biến ngôn ngữ ra là 3 tham số Kpp, Kip, Kdp.


19
e. Xây dựng luật hợp thành
f.

Chọn luật hợp thành

g. Giải mờ
CHƯƠNG 4
MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
4.1. Mô phỏng hệ thống điều tốc với thực trạng của nhà máy (khi

chưa đưa vào giải pháp nâng cao chất lượng)
4.1.1 Bảng thông số mô phỏng hệ tống điều tốc nhà máy thủy
điện
4.1.2 Mô phỏng cột nước
4.1.3 Mô phỏng đường ống áp lực
4.1.4 Mô hình turbine
4.1.5 Mô phỏng hệ thống thủy lực
4.1.6 Mô phỏng servo van hướng
4.1.7 Mô phỏng tải máy phát
4.1.8 Mô phỏng hệ thống điều khiển

Hình 4.1. Mô phỏng bộ điều khiển hệ thống điều tốc.


20
4.1.9 Mô phỏng mô hình toàn hệ thống điều tốc nhà máy
4.1.10 Kết quả mô phỏng khởi động tổ máy

Hình 4.2. Mô phỏng chế độ khởi động tổ máy
4.1.11 Kết quả mô phỏng hòa lưới tổ máy

Hình 4.3. Mô phỏng tổ máy hòa lưới
4.1.12 Đáp ứng của hệ thống thủy lực
4.1.13 Hệ thống thực nhà máy đang làm việc


21

Hình 4.4. Quá trình khởi động thực tế của hệ thống tổ máy
Hình 4.4 là đường đặc tính khởi động thực tế tại nhà máy ghi

lại tại hệ thống điều khiển. Từ hình 4.4 nhận thấy đường đặt tính của
tốc độ và công suất tương đồng với đường đặt tính khởi động thật.
Thời gian khởi động tổ máy là gần 60 giây từ lúc có cánh hướng
mở lúc 15h10p 30s đến lúc tổ máy đạt tốc độ định mức là 15h11p20s.
Từ những kết quả của mô hình ở trên ta thấy hệ thống mô phỏng
đáp ứng các yêu cầu của hệ thống thực nên mô hình phù hợp và sát
với hệ thống thực của nhà máy.
4.2. Kết quả mô phỏng hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện
Srêpốk3 với bộ điều khiển tự chỉnh định tham số bộ PID
4.2.1. Mô hình mô phỏng tổng hợp của hệ thống điều tốc.
4.2.2. Mô phỏng bộ điều khiển Hệ thống điều tốc
Ở chế độ Power Control của thống điều tốc, tác giả thiết kế bộ
điều khiển tự chỉnh định tham số bộ điều khiển PID thay thế cho bộ
điều khiển PID thuần túy để điều khiển turbine.
4.2.3. Mô phỏng bộ điều khiển tự chỉnh định tham số bộ điều
khiển PID ở chế độ Power Control


22

Hình 4.5. Mô phỏng bộ điều khiển chỉnh định tham số bộ PID ở chế
độ Power Control trên Matlab-Simulink
4.2.4. Kết quả mô phỏng quá trình khởi động và hòa lưới
a. Kết quả mô phỏng tốc độ của turbine.

Hình 4.6. Đường tốc độ của turbine khi sử dụng bộ điều khiển tự
chỉnh tham số PID


23

b. Kết quả mô phỏng công suất cơ Pmec

Hình 4.7. Công suất cơ Pmec của turbine khi dùng bộ điều khiển tự
chỉnh định tham sô bộ PID ở chế độ Power Control
Qua kết quả mô phỏng trên phần mềm Matlab-Simulink ở mục
4.2.4 này ta thấy như sau:
-

Tốc độ của turbine: Bộ điều khiển tự chỉnh tham số PID

cho đặc tính đường tốc độ như sử dụng bộ PID thuần túy;
-

Công suất cơ Turbine: Bộ điều khiển tự chỉnh định tham

số PID cho đặc tính công suất cơ không có hiện tượng quá điều chỉnh
khi tăng giảm tải đột ngột.
Kết luận: Ở chế độ Power Control của hệ thống điều tốc sau khi
sử dụng điều khiển tự chỉnh định tham số bộ điều khiển PID cho kết
quả tốt hơn khi sử dụng PID thuần túy. Bộ điều khiển mới đã giải
quyết hiện tượng quá điều chỉnh tăng giảm tải đột ngột, Vì vậy chất
lượng điều khiển được nâng cao; đảm bảo chất lượng điện năng và ổn
định hệ thống lưới điện.