Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ: Bài giảng 7 - TS. Nguyễn Quang Nam

Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ: Bài giảng 7 giới thiệu ổn định các hệ thống động cơ, tuyến tính hóa, tuyến tính hóa hệ bậc hai, ổn định của hệ bậc hai, phương pháp hàm năng lượng cho hệ phi tuyến,hệ bảo toàn, hàm năng lượng trong hệ điện cơ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Biến đổi năng lượng điện cơ: Bài giảng 7 - TS. Nguyễn Quang Nam 408001 Biến đổi năng lượng điện cơ Giảng viên: TS. Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK2 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php Bài giảng 7 1Ổn định các hệ thống điện cơ – Giới thiệu Các mô hình động học của hệ thống điện được mô tả bởicác phương trình vi phân. Tính ổn định của hệ thống phituyến trong vận hành được đặc biệt quan tâm. Một số côngcụ phân tích tính ổn định sẽ được giới thiệu. Nghiệm trong miền thời gian của bài toán động học hệthống có được bằng việc tính tích phân số và các điểm cânbằng được xác định bằng đồ thị. Với các hệ thống bậc caohơn, các kỹ thuật số được sử dụng để tính các điểm cânbằng. Bài giảng 7 2Ổn định các hệ thống điện cơ – Giới thiệu (tt) Sẽ có ích nếu biết điểm cân bằng tĩnh là ổn định haykhông. Với các nhiễu mạnh của trạng thái x hay ngõ vào u,luôn cần các mô phỏng trong miền thời gian. Với các thay đổi nhỏ quanh điểm cân bằng, một phân tíchtuyến tính hóa là đủ để xác định điểm cân bằng là ổn địnhhay không. Đôi khi, các hàm năng lượng có thể được dùng để đánhgiá tính ổn định của hệ thống đối với nhiễu mạnh mà khôngcần các mô phỏng trong miền thời gian. Bài giảng 7 3Tuyến tính hóa Điểm cân bằng sẽ biểu diễn trạng thái vận hành xác lậpcủa hệ thống, chẳng hạn một lưới điện. Hệ vật lý có thể cóthay đổi nhỏ (ví dụ thay đổi tải), vốn có thể dẫn đến dao độnghay thậm chí sụp đổ hệ thống, hoặc gặp các nhiễu mạnh (vídụ, sự cố hay sét đánh). Với trường hợp vô hướng, mô hình hệ thống là x = f ( x, u ) & Bài giảng 7 4Tuyến tính hóa (tt) Để tuyến tính hóa, khai triển f(x, u) thành 1 chuỗi Taylor ˆquanh điểm cân bằng xe và ngõ vào u không đổi, và chỉ giữlại các số hạng bậc nhất ∂f ( ) f ( x, u ) = f x e , u + ˆ ∂x (x − x ) + ∂u (u − u ) = f (x , u ) + ∂fx e ∂f ˆ ˆ e ∂ ∆x + ∂f ∂u 0 ∆u 0 0 0Hay ∂f ∂f ∆x = f (x, u ) − f x e , u = & ˆ ( ) ∂x 0 ∆x + ∂u 0 ∆u Bài giảng 7 5Tuyến tính hóa hệ bậc hai x1 = f1 (x1 , x2 , u ) & x2 = f 2 ( x1 , x2 , u ) & Gọi ∆x1 = x1 − x1, ∆x 2 = x 2 − x 2 , và ∆u = u − u . Tuyến e e ˆtính hóa hệ quanh điểm cân bằng dẫn đến  ∂f 1 ∂f1   ∂f 1      ∆x1   ∂x1 & ∂x 2 0 ∆x1   ∂u 0  ∆x  =  + ∆u 0  &2  ∂f 2 ∂f 2  ∆x 2   ∂f       2   ...