Nâng cao chất lượng hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện buôn kuốp ứng dụng bộ lọc kalman

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

LƯƠNG HIỆP

NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG
ĐIỀU TỐC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN
BUÔN KUỐP ỨNG DỤNG BỘ LỌC KALMAN

Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển & Tự động hóa
Mã số: 60 52 02 16

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2016


Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ TIẾN DŨNG

Phản biện 1: GS.TSKH. NGUYỄN PHÙNG QUANG

Phản biện 2: TS. PHAN VĂN HIỀN

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ (Kỹ thuật điều khiển & Tự động hóa) họp tại Đại
học Đà Nẵng vào ngày 27 tháng 08 năm 2016.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng


1

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong hệ thống điện, chất lượng điện năng là một yếu tố quan
trọng, nó thể hiện độ bền vững của lưới điện và chất lượng dịch vụ
cung cấp điện. Hai thông số chính để đánh giá chất lượng điện năng
đó là tần số (f) và điện áp (U), việc tự động điều chỉnh tần số nhằm
giữ cho tần số lưới được ổn định là cần thiết, do đó chất lượng của
hệ thống điều tốc trong các nhà máy điện nói chung và nhà máy thủy
điện nói riêng là rất quan trọng.
Vì vậy, trong luận văn thạc sĩ này, tác giả thực hiện xây dựng
mô hình toán học mô tả hệ thống điều tốc của nhà máy thủy điện
Buôn Kuốp, kiểm nghiệm và điều chỉnh mô hình để mô tả được
chính xác hệ thống thực. Từ mô hình toán học xây dựng được, tác
giả nghiên cứu phương pháp điều khiển “Nâng cao chất lượng hệ
thống Điều tốc nhà máy thủy điện Buôn Kuốp ứng dụng bộ lọc
Kalman”.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
-

Xây dựng được mô hình toán học của hệ thống điều tốc

nhà máy thủy điện Buôn Kuốp mô tả sát với hệ thống thực tại nhà
máy.
-

Đề xuất được thuật toán điều khiển ứng bộ lọc Kalman để

nâng cao chất lượng của hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Buôn
Kuốp có xét đến lực cản và các thành phần bất định khác.
-

Xây dựng mô hình và mô phỏng toàn bộ hệ thống trên

Matlab – Simulink.


2

3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
-

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống điều tốc của máy phát

điện đồng bộ 3 pha nhà máy thủy điện Buôn Kuốp;
-

Phạm vi nghiên cứu là vấn đề điều khiển hệ thống điều tốc

sử dụng bộ lọc Kalman có xét đến việc bù các thành phần bất định
của hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Buôn Kuốp;
-

Giới hạn của đề tải: Mô hình của hệ thống xét đến tổ máy

nối với hệ thống lưới điện.

-

Xem cột nước là cố định.

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
-

Nghiên cứu lý thuyết: Phân tích, tổng hợp nguồn tài liệu

(tạp chí và báo cáo khoa học, tác phẩm khoa học).
-

Nghiên cứu xây dựng mô hình toán học của máy phát điện

đồng bộ 3 pha nhà máy thủy điện Buôn Kuốp.
-

Dựa trên các mô hình toán học, nghiên cứu và áp dụng lý

thuyết của bộ lọc Kalman để quan sát biến trạng thái, nhằm mục
đích nâng cao chất lượng vận hành hệ thống điều tốc nhà máy thủy
điện Buôn Kuốp.
-

Sử dụng công cụ Matlab để mô phỏng, đánh giá và rút ra

kết luận.
5. BỐ CỤC ĐỀ TÀI
Chương 1: Tổng quan về nhà máy và hệ thống điều tốc nhà
máy thủy điện Buôn Kuốp.

Chương 2: Xây dựng mô hình toán học hệ thống điều tốc nhà
máy thủy điện Buôn Kuốp.


3

Chương 3: Đề xuất phương án nâng cao chất lượng hệ thống
điều tốc nhà máy thủy điện Buôn Kuốp ứng dụng bộ lọc Kalman.
Chương 4: Mô phỏng và kiểm nghiệm.
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
6. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
Trong quá trình thực hiện đề tài, tác giả đả sử dụng tài liệu
của các giáo trình, các bài báo khoa học trong nước và nước ngoài,
luận văn tốt nghiệp và tài liệu kỹ thuật của nhà máy thủy điện Buôn
Kuốp.


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC
NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN BUÔN KUỐP
1.1. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN BUÔN KUỐP
Sông Srêpôk là một nhánh của sông Mê Kông, bắt nguồn từ
phía Đông Bắc của tỉnh Đắk Lắk, hợp với sông Sê San tại Srung
Treng (Campuchia).
Nhà máy thủy điện Buôn Kuôp là một công trình thuộc thủy
điện bậc thang trên sông Srêpôk, Nhà máy thủy điện Buôn Kuốp

thuộc địa phận xã Hòa Phú, thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk
Lắk. Công suất đặt của nhà máy là 2x140 (MW), sản lượng điện
trung bình hàng năm khoảng 1,4 tỷ (kWh). Các hạng mục đầu mối
thuộc địa phận huyện Krông Ana, Công trình bao gồm:
1.1.1. Đập ch nh
Hệ thống đập thuộc khu đầu mối của công trình bao gồm đập
chính, đập tràn làm nhiệm vụ ngăn sông tạo hồ chứa và điều tiết hồ,
chống lũ.
1.1.2. Hồ chứa
Hồ chứa là nơi tích nước để cho tổ máy phát điện. Lưu lượng
về hồ chứa từ lưu lượng của sông Krông Nô và Krông Ana, với diện
tích lưu vực là 7980 km2, lưu lượng bình quân hằng năm là 316
m3/s. Với cột nước hữu ích là 5,5 m, dung tích hữu ích là 14,70 triệu
m3 nên hồ chứa của thủy điện Buôn Kuôp được thiết kế điều tiết
theo ngày.


5

1.1.3. C a nhận nước
Cửa nhận nước cách đập tràn khoảng 2km và cách nhà máy
khoảng 10km theo đường vận hành, thuộc địa phận huyện Krông
Ana. Cửa nhận nước có nhiệm vụ hướng dẫn nước vào Đường hầm,
Đường ống áp lực, Van chính và đến Tuabin. Cửa nhận nước được
thiết kế bằng bê tông cốt thép, kiểu cống và trước cửa nhận nước có
lưới chắn rác và cửa sửa chữa.
1.1.4. Tháp điều áp
Giếng điều áp được xây dựng cuối đường hầm dẫn nước, cách
tâm turbine 260m, giếng được xây dựng bằng Bê tông - cốt thép.
1.1.5. Đư ng ống áp lực

Đường ống áp lực được tính từ sau giếng điều áp đến buồng
xoắn Turbine, độ dài 286,7m đối với tổ máy 1 (và 250,9m đối với tổ
máy 2).
1.1.6. Turbine nhà máy
Hệ thống turbine của nhà máy thủy điện Buôn Kuốp kiểu
Francis (phản kích) nửa dù, bao gồm các phần chính.
1.1.7. Máy phát Buôn Kuốp
Máy phát thủy điện Buôn Kuốp được chế tạo bởi hãng
Mitsubishi, là loại máy phát đồng bộ ba pha cực lồi có công suất lắp
đặt là 140MW/1tổ máy.
1.1.8. Máy bi n áp đầu cực máy phát Buôn Kuốp
Máy biến áp (MBA) chính T1, T2 nhà máy thủy điện Buôn
Kuốp được dùng để nâng áp, phía hạ áp 13,8kV được nối với đầu


6

cực máy phát qua máy cắt đầu cực, phía cao áp được nối với trạm
phân phối ngoài trời qua máy cắt 231 (hoặc 232).
1.2. HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN BUÔN
KUỐP
1.2.1. Chức năng
Điều tốc được dùng để vận hành turbine dưới chế độ điều
chỉnh tự động và bảo vệ tổ máy chống vượt tốc. Sơ đồ nguyên lý
đường dầu thủy lực như sau:

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý điều tốc
1.2.2. Thông số kỹ thuật
-

Áp lực hoạt động

:6.3Mpa


7

-

Đường kính bình thường van tỉ lệ

-

Dung dịch làm việc

-

Nhiệt độ dầu làm việc

:10 - 500C

-

Dòng điểu khiển van tỉ lệ

:4-20mA

-

Điện áp cung cấp cho van phân phối :24 và 220V

-

Điện thế cung cấp cho bảng điều khiển GC431:

:35mm

:T-30 dầu tuabin

+ Vdc 2 nguồn

:2*220

+ Vac

:220/50 (V/Hz)

-

Phạm đặt tốc độ, % của Fnom

:88-115

-

Tốc độ giảm hoàn toàn bp,%

:0-10

-

Dải chết của điều chỉnh tốc độ,%

:0-2.5

1.3. KẾT LUẬN
Nội dung chính của chương này đã nêu ra được đặc điểm của
các thành phần chính trong nhà máy thủy điện. Trong đó có đường
hầm dẫn nước, hệ thống turbine thủy lực và hệ thống điều tốc, làm
cơ sở cho việc nghiên cứu xây dựng mô hình toán học của hệ thống
điều tốc nhà máy Thủy điện Buôn Kuốp.


8

CHNG 2
XY DNG Mễ HèNH
TON HC H THNG TURBINE
IU TC NH MY THY IN BUễN KUP
Chng ny s gii thiu v xõy dng mụ hỡnh toỏn hc mụ t
cỏc thnh phn ca h thng iu tc ca nh mỏy thy in Buụn
Kup. Sau ú xõy dng mụ hỡnh toỏn hc tng th ca ton b h
thng iu tc nh mỏy thy in Buụn Kup.
Bộ điều khiển
Control Unit
Tham số đặt
Parameter setting

PID Parameter
Value setting

Head signal
Flow signal
Tín hiệu đo l-ờng
Analog input

Khối xử lý
Servo Open, Turbine Máy phát
Van tỷ lệ
PID
Position
Pm Generator P, U, f
Cánh h-ớng q, v
Calculation 4-20mA Proportional
valve
w
Guide vane
Servo

Frequency signal
Power signal
Speed signal
Opening signal

Hỡnh 2.1. S khi ca h thng iu tc
nh mỏy thy in Buụn Kup


9

2.1. CÁC THAM SỐ CỦA HỆ THỐNG THỦY LỰC NHÀ

MÁY THỦY ĐIỆN BUÔN KUỐP
Nhà máy thủy điện Buôn Kuốp là một công trình thuộc thủy
điện bậc thang trên sông SrêPôk. Gồm 2 tổ máy với công suất lắp đặt
2 140MW. M i tổ máy được cấp nước từ một hệ thống thủy lực
gồm đường hầm, tháp điều áp, ống áp lực, van hướng, turbine riêng
biệt.
Tháp điều áp
(Surge tank)

HQ2+H12
Hồ chứa
(Reservoir)

Uc
Đập
(Dam) Đường hầm

Us

(Tunnel)
Ống áp lực
(Pestock)

Ht

Ut
Hr

Tuabin
(Turbine)

HQ+Hl

Hình 2.2. Sơ đồ hệ thống thủy lực
nhà máy thủy điện Buôn Kuốp

Ho


10

Các thông số cơ bản của nhà máy thủy điện Buôn Kuốp:
Bảng 2.1. Thông số hệ thống thủy lực
nhà máy thủy điện Buôn Kuốp
Đặc điểm nhà máy
Mức nước hồ ứng với mực nước

412 m

dâng bình thường
Cột nước tổng (H0)

109 m

Tổn thất cột nước ( H10 + H11 + H12)

5.6 m

Lưu lượng cực đại (Qmax)

158.9 m3/s

Công suất lắp đặt (2 tổ máy)

2x140 MW

Sản lượng điện hằng năm

1.4 tỷ kWh/năm

2.2. HỆ PHƯƠNG TRÌNH PHI TUYẾN MÔ TẢ HỆ THỐNG
THỦY LỰC
2.2.1. Các phư ng t nh động học
2.2.2. Các công thức được s dụng và t nh toán
2.2.3. S đồ khối mô phỏng
Hệ thống thực của turbine thủy lực nhà máy thủy điện Buôn
Kuốp có sự ảnh hưởng của các tham số đường ống áp lực, giếng điều
áp, mực nước tại cửa lấy nước, thời gian quán tính của cơ cấu chấp


11

hành,…Do vậy mô hình mô phỏng hệ thống cũng bao gồm các phần
tử trên.
2.2.4. Mô hình toán học của của hệ thống điều tốc ở dạng
không gian trạng thái phi tuy n
̅
̇
̅
̇

(

(2.37)

)
(2.38)

[
̅
̇

(

)]

(̅

| |)
( )

̅
̇

(2.39)

(2.40)
̅

(

̇

̇

̅

)

(̅

[(
(

)

(2.41)

)
(

))
]

(2.42)


12

̅

̇

(2.43)

2.3. MÔ HÌNH KHÔNG GIAN TRẠNG THÁI
Xét mô hình tuabine phi tuyến với cột nước đàn hồi, mô hình
hệ thống turbine thủy lực như sau:
-

qnl

+
fp

G

q

hl

- +
Zo

h

At

-

-

+
2
h

+

(-2Te.S)
e

Pm

+

Wn

Dtur

-

Hình 2.5. Mô hình phi tuyến khối
turbin thủy lực với cột nước đàn hồi


13
2(q0 - qnl )

+

TW.S

-

G

-2

+

h

Go

-

-

-1

+

TW.S

At

Pm

+

q

Dtur.Go
Wn

Hình 2.6. Mô hình tuyến tính khối
turbine thủy lực với cột nước không đàn hồi

Pl,0
Pm +

-

1

We

2H.S

-

-

D
1

+

Hình 2.7. Mô hình máy phát
Ta có phương trình không gian trạng thái như sau:

14

(2.49)
(

{

)

hay:
(2.50)
(

{

)

Trong đó:
Với
[ ]

Đặt:
[

]

Phương trình không gian trạng thái khối turbine – máy phát có
dạng:
{

̇

(2.51)

Từ phương trình không gian trạng thái (2.51) xây dựng được
s sử dụng trong việc ước lượng trạng thái lưu lượng qua turbine,
nhằm phục vụ cho việc tính chọn bộ tham số cài đặt phù hợp trong
vận hành.


15

2.4. KẾT LUẬN
Kết quả chính của chương này là đã xây dựng được mô hình
toán học của hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Buôn Kuốp có xét
đến các tham số của đường hầm dẫn nước và turbine thủy lực, làm
cơ sở cho việc mô phỏng hệ thống điều tốc hiện tại và nghiên cứu đề
xuất giải pháp nâng cao chất lượng hệ thống điều tốc nhà máy thủy
điện Buôn Kuốp.
CHƯƠNG 3
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC NHÀ
MÁY THỦY ĐIỆN BUÔN KUỐP
ỨNG DỤNG BỘ LỌC KALMAN
3.1. GIỚI THIỆU BỘ LỌC KALMAN
Năm 1960, giáo sư R.E Kalman đã công bố bài báo nổi tiếng
về một giải pháp truy hồi giải quyết bài toán lọc thông tin rời rạc
tuyến tính.
3.1.1. Hệ thống và mô hình quan sát

Phương trình toán học của mô hình quan sát:
(3.1)
3.1.2. Tóm tắt các phư ng t nh của bộ lọc Kalman
3.1.3. Thuật toán của bộ lọc Kalman liên tục
3.2. ỨNG DỤNG BỘ LỌC KALMAN ĐỂ ƯỚC LƯỢNG LƯU
LƯỢNG QUA TURBINE CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC
3.2.1. Nhu cầu thực tiễn


16

Trong nhà máy thủy điện, lưu lượng (q) và cột áp (h) là hai
đại lượng quyết định đến công suất tổ máy, hai đại lượng này có
quan hệ với nhau theo công thức ̅ ̅ √ ̅ , với G là độ mở của
cánh hướng turbine.
Một trong những phương pháp đo lưu lượng được sử dụng
phổ biến trong nhà máy thủy điện hiện nay là phương pháp WinterKenedy, áp dụng nguyên lý chênh áp. Tuy nhiên, vì nhiều lý do
khách quan và chủ quan khác nhau như hiện tượng bùn và vật lạ
bám trong thành ống, hiện tượng nước chảy xoáy, hoặc do chất
lượng cảm biến không tối ưu nên việc đo lưu lượng thường là không
chính xác. Điều này dẫn đến việc tính toán các thông số để cài đặt
cho hệ thống điều tốc không phù hợp, làm cho hệ thống điều tốc vận
hành không ổn định và tối ưu.
3.2.2. Mô hình toán học áp dụng bộ lọc Kalman

(3.21)
{

(

)

3.3. THUẬT TOÁN BỘ LỌC KALMAN LIÊN TỤC ĐỂ ƯỚC
LƯỢNG LƯU LƯỢNG QUA TURBINE (Q)
3.3.1. Các bước thực hiện
3.3.2. S đồ thuật toán


17
Bắt đầu
Start

Khởi tạo: P(0), x(0)
Initialization
Cập nhật hiệp ph-ơng sai -ớc l-ợng: P
Error convariance update
Tính độ lợi Kalman: K
Kalman gain
Cập nhật trạng thái -ớc l-ợng: x
Estimate update
Cập nhật lại hiệp ph-ơng sai -ớc l-ợng theo K: P
Error convariance update

Kết thúc
End

Hỡnh 3.4. S thut toỏn c lng lu lng (q) bng b
lc Kalman
3.3.3. Lp trỡnh b lc Kalman vi S-function kiu M-file
Chng trỡnh cu trỳc S-function dng m-file phự hp cho

vic lp trỡnh mụ phng b lc Kalman.
3.4. KT LUN
Ni dung chớnh ca chng ny l tỡm hiu lý thuyt b lc
Kalman, nghiờn cu phng phỏp ỏp dng b lc Kalman c
lng bin lu lng (q) qua turbine.


18

CHƯƠNG 4
MÔ PHỎNG VÀ KIỂM NGHIỆM
4.1. MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC KHI CHƯA CÓ
BỘ LỌC KALMAN
4.1.1. S đồ mô phỏng matlab – simulink của hệ thống
điều tốc nhà máy thủy điện buôn kuốp
1
Tunner

H0

Ho
Qc

simout

Hr

To Workspace
Qc

Hr

Qt

Us

Surge tank

Scope
Unl

Penstock1
Fcn

Unl

Hr

f(u)

Ht

f(u)

Qt

Fcn1

1
Pmec

At
Unl1
2

nG

G

[P_mec]
Subsystem2
Goto1
[G]
Goto

Hình 4.1. Sơ đồ mô phỏng hệ thống turbine thủy lực dưới
dạng sơ đồ khối


19

4.1.2. K t quả mô phỏng với luật điều khiển PID
Dap ung luu luong va cot nuoc qua
5

4

3

he don vi tuong doi [pu]

Luu luong nuoc trong ong dan [pu]
2
Cot nuoc tac dung
1

0

Luu luong nuoc qua gieng dieu ap [pu]

-1

Luu luong nuoc qua tuabin [pu]

-2

-3

0

200

400

600

800
1000
1200
Time (seconds)

1400

1600

1800

2000

Hình 4.9. Đáp ứng của cột nước và lưu lượng
Dap ung cua he thong dieu toc nha may thuy dien Buon Kuop (toc do, do mo, cong suat)
1.2

Toc do
1

Cong suat
0.8

(p.u)

0.6

Do mo canh huong
0.4

0.2

0

-0.2

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

t(s)

Hình 4.10. Đáp ứng của hệ thống điều tốc

1800

2000


20

Theo (hình 4.10), ta thấy: khi độ mở cánh hướng tăng từ 0 đến
0,1 (p.u), tốc độ của turbine nhanh chóng xác lập với thời gian
khoảng 100 (s), trong khi đó công suất cơ của turbine s tăng theo
điều kiện tải. Quá trình ổn định công suất thường trễ hơn so với tốc
độ. Vì công suất tổ máy thường phụ thuộc nhiều vào các yếu tố của
lưới như các thành phần sóng hài của điện áp và dòng điện nên
thường có các thành phần nhiễu của cao.
4.2. MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU TỐC KHI XÉT ĐẾN BỘ
LỌC KALMAN
4.2.1. S đồ khối bộ lọc Kalman

Hình 4.11. Sơ đồ mô phỏng ước lượng lưu lượng
bằng bộ lọc Kalman
Theo hình (4.12) ta có, đầu vào bộ lọc Kalman filter gồm 03
tín hiệu gồm: độ mở cánh hướng (G), độ lệch công suất cơ và điện
, tốc độ tổ máy (ω). Ngoài ra còn có tín hiệu nhiễu
trắng (white noise) được thêm vào để kiểm tra khả năng lọc nhiễu
của bộ lọc Kalman. Các tín hiệu này kết hợp với các ma trận trạng
thái, ma trận đo lường hay ma trận đầu vào trong thuật toán bộ lọc
Kalman để tính toán ước lượng lưu lượng (q) và tốc độ (ω).


21

4.2.2. K t quả mô phỏng ước lượng lưu lượng qua turbine
Luu luong qua turbine (q)
0.7

Gia tri q xac lap: 0.6

0.6
0.5

(p.u)

0.4
0.3

Luu luong q uoc luong (Kalman Filter)
0.2

Luu luong q tu mo hinh
0.1
0

qo = 0
-0.1

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

[

])

2000

t(s)

Hình 4.13. Lưu lượng qua turbine
(khi chưa có nhiễu đầu vào, trạng thái
Luu luong qua turbine (q)
0.7

Gia tri q xac lap: 0.6
0.6
0.5

qo = 0.5

(p.u)

0.4

Luu luong (q) uoc luong (Kalman Filter)
0.3

Luu luong (q) tu mo hinh
0.2
0.1
0
-0.1

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

t(s)

Hình 4.14. Lưu lượng qua turbine
(khi chưa có nhiễu đầu vào, trạng thái

[

])

2000


22
Luu luong qua turbine (q)
2.5

Luu luong (q) uoc luong (Kalman Filter)

qo = 2.5
2

Luu luong (q) tu mo hinh

(p.u)

1.5

1

Gia tri luu luong q xac lap: 0.6

0.5

0

-0.5

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

t(s)

Hình 4.15. Lưu lượng qua turbine
[

(khi chưa có nhiễu đầu vào, trạng thái

])

Luu luong qua turbine (q)
0.7

Gia tri q xac lap: 0.6
0.6
0.5

qo = 0.5

(p.u)

0.4

Luu luong (q) uoc luong (Kalman Filter)
0.3

Luu luong (q) tu mo hinh
0.2
0.1
0
-0.1

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

t(s)

Hình 4.16. Lưu lượng qua turbine

1600

1800

2000


23

[

(khi có nhiễu đầu vào, trạng thái

])

Luu luong qua turbine (q)
2.5

Luu luong (q) uoc luong (Kalman Filter)

qo = 2.5
2

Luu luong (q) tu mo hinh

(p.u)

1.5

1

Gia tri luu luong q xac lap: 0.6

0.5

0

-0.5

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

t(s)

Hình 4.17. Lưu lượng qua turbine
[
(khi có nhiễu đầu vào, trạng thái

])

Khi có nhiễu đầu vào, theo kết quả mô phỏng ứng với các

trạng thái ban đầu khác nhau tại (hình 4.16) , (hình 4.17), ta thấy khi
thay đổi các giá trị ban đầu của biến trạng thái thì lưu lượng ước
lượng qua turbine (q) vẫn hội tụ ở một giá trị không đổi (đường nét
liền) và tương đương với lưu lượng đầu ra của mô hình (đường nét
chấm). Qua đó có thể nhận thấy rằng thuật toán của bộ lọc Kalman
phù hợp với mô hình đã xây dựng và có khả năng lọc nhiễu tốt, kết
quả xác lập khi chưa có nhiễu và khi có nhiễu là tương đương nhau.
4.3. KẾT LUẬN
Kết quả ước lượng lưu lượng qua turbine (q) có ý nghĩa hết
sức quan trọng, nó làm cơ sở cho việc tính toán các thông số cài đặt
cho hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Buôn Kuốp được phù hợp
hơn, điều đó s giúp cho việc vận hành hệ thống điều tốc được ổn
định và tin cậy hơn.