Đề xuất cải tiến thuật toán điều khiển hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Srêpốk 3 ứng dụng logic mờ

NM

NM

ZE

PM

PM

NM

ZE

PM

PM

PB

ZE

NM

PM

PB

PB

Với 5 tập mờ của mỗi biến đầu vào, ta xây dựng được
5x5 = 25 luật điều khiển.
4.4. Chọn luật hợp thành
Từ các luật điều khiển trên ta chọn luật hợp thành
MAX-MIN, luật mờ điều khiển dưới dạng Ruler (Hình 11).

Hình 11. Luật mờ điều khiển dưới dạng Ruler

4.5. Giải mờ
Giải mờ theo phương pháp trọng tâm. Kết quả hợp
thành và giải mờ được thể hiện ở Hình 12.


Trần Đức Sỹ, Mai Đình Thành, Lê Tiến Dũng

118

- Đặc tính khởi động, hòa lưới và mang tải thực tế của
Nhà máy Thủy điện Srêpốk 3 (Hình 16).

Hình 12. Giải mờ

5. Kết quả mô phỏng
5.1. Mô phỏng hệ thống điều tốc với thực trạng hiện tại
của Nhà máy Thủy điện Srêpốk 3
- Mô phỏng bộ điều PID khiển hiện tại (Hình 13)
Hình 16. Đặc tính thực tế Nhà máy Thủy điện Srêpốk 3

5.2. Mô phỏng với thuật toán điều kiển đề xuất
- Mô phỏng bộ điều khiển đề xuất (Hình 17)

Hình 13. Mô phỏng bộ điều khiển hiện tại

▪ Kết quả mô phỏng chế độ khởi động
Kết quả đặc tính khởi động của tổ máy sát với mô hình
thực tế hiện tại của Nhà máy Srêpốk 3, với thời gian khởi
động khoảng 60 s như Hình 14.

Hình 17. Mô phỏng bộ điều khiển trên Matlab-Simullink

▪ Kết quả mô phỏng chế độ khởi động
Kết quả mô phỏng (Hình 18) và so sánh với kết quả khi
sử dụng bộ điều khiển PID (Hình 19). Kết quả trên Hình
19 cho thấy bộ điều khiển PID + FUZZY mang lại đáp ứng
tốt hơn, giúp cho tốc độ nhanh chóng đạt đến giá trị đặt.
Hình 14. Kết quả mô phỏng đặc tính khởi động

▪ Kết quả mô phỏng chế độ khởi động, hòa lưới và
mang tải (Hình 15)

Hình 15. Kết quả mô phỏng chế độ khởi động, hòa lưới

Hình 18. Kết quả mô phỏng đặc tính tốc độ khi
sử dụng bộ điều khiển PID+FUZZY


ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(126).2018, Quyển 1

119

sử dụng bộ điều khiển PID kết hợp FUZZY cho ta kết quả
tốt hơn so với khi chỉ sử dụng bộ điều khiển PID. Cụ thể là
thời gian khởi động tổ máy nhanh hơn khoảng 38 s so với
60 s khi sử dụng bộ điều khiển PID.
Như vậy, bộ điều khiển mới cho kết quả tốt hơn so với
bộ điều khiển cũ, đáp ứng nhanh chóng công suất khi có
yêu cầu nhằm góp phần tham gia vào việc ổn định cho hệ
thống điện quốc gia. Với kết quả trên, nghiên cứu này có
khả năng ứng dụng đưa vào thực tiễn tại Nhà máy Thủy
điện Srêpốk 3.
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Hình 19. So sánh kết quả đặc tính tốc độ khi khởi động tổ máy
sử dụng bộ PID và PID+FUZZY

▪ So sánh kết quả đặc tính tốc độ khi khởi động, hòa lưới
và mang tải khi sử dụng bộ PID và PID+FUZZY (Hình 20)
Kết quả cho thấy trường hợp sử dụng thuật toán điều khiển
PID + FUZZY do bài báo đề xuất mang lại kết quả tốt hơn,
hệ thống đáp ứng nhanh chóng công suất mong muốn,
không có độ quá điều chỉnh.

Hình 20. Kết quả đặc tính tốc độ khi khởi động, hòa lưới và
mang tải khi sử dụng bộ PID và PID+FUZZY

6. Kết luận
Bài báo đã xây dựng được mô hình toán học các phần
tử của Nhà máy Thủy điện Srêpốk 3, trên cơ sở mô hình đã
xây dựng mô phỏng được chế độ khởi động thực tế của Nhà
máy và đề xuất cải thiện thuật toán điều khiển ứng dụng

logic mờ để cải thiện chế độ khởi động của tổ máy.
Từ kết quả mô phỏng ở chế độ khởi động tổ máy, khi

[1] Paish, Oliver., “Small Hydro Power: Technology and Current Status”,
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 6.6, 2002, pp. 537-556.
[2] Nguyễn Sơn, Định vị vai trò của thủy điện, PetroTimes, 07/04/2017.
[3] Demello, F. P., et al., “Hydraulic-turbine and Turbine ControlModels for System Dynamic Studies”, IEEE Transactions on Power
Systems, 7.1, 1992, pp. 167-179.
[4] Fang, Hongqing, et al., “Basic Modeling and Simulation Tool for
Analysis of Hydraulic Transients in Hydroelectric Power Plants”,
IEEE Transactions on Energy Conversion, 23.3, 2008 pp. 834-841.
[5] Çam, Ertuğrul., “Application of Fuzzy Logic for Load Frequency
Control of Hydroelectrical Power Plants”, Energy Conversion and
Management, 48.4, 2007, pp. 1281-1288.
[6] Lansberry, John E., and L. Wozniak., “Adaptive Hydrogenerator
Governor Tuning with A Genetic Algorithm”, IEEE Transactions
on Energy Conversion, 9.1, 1994, pp. 179-185.
[7] Sarasúa, José Ignacio, et al., “Dynamic Response and Governor Tuning
of A Long Penstock Pumped-Storage Hydropower Plant Equipped with
A Pump-Turbine and A Doubly Fed Induction Generator”, Energy
Conversion and Management, 106, 2015, pp. 151-164.
[8] Qian, D., and L. Yu., “Governor Design for Hydropower Plants by
Intelligent Sliding Mode Variable Structure Control”, Journal of AI
and Data Mining, 4.1, 2016, pp. 85-92.
[9] Choo, Yin Chin, Kashem M. Muttaqi, and Michael Negnevitsky.,
“Modelling of Hydraulic Governor-Turbine for Control
Stabilisation”, ANZIAM Journal, 49, 2008, pp. 681-698.
[10] Nguyễn Văn Dũng, Điều khiển ổn định tốc độ turbine bằng thật điều
khiển bền vững H∞, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách
khoa - Đại học Đà Nẵng, 2016.

[11] Đoàn Quang Vinh, Lê Đức Dũng, “Điều khiển LQ cho tốc độ tuabin
nhà máy thủy điện”, Tạp chí khoa học và Công nghệ Đại học Đà
Nẵng, Số 6(35), 2009, trang 22-29.
[12] Prabha Kundur, Power System Stability and Control, McGraw-Hill,
New York, 1993.
[13] F. P. de Mello (Chairman) and R. J. Koesslerwith contributions from
J. Agee.P. M. Anderson, J. H. Doudna, J. H. Fish 111, P. A. L.
Hamm, P. Kundur. D. C. Lee, G. J. Rogers and C. Taylor,
“Hydraulic Turbine and Turbine Control Models for System
Dynamic Studies”, Transactions on Power Systems, Vol. 7, No. 1,
February 1992, pp. 167-179.
[14] Lê Đình Tâm, Nâng cao chất lượng hệ thống điều tốc Nhà máy Thủy
điện Buôn Kuốp ứng dụng điều khiển thích nghi, Luận văn thạc sĩ kỹ
thuật, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, 2016.

(BBT nhận bài: 26/4/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 18/5/2018)