Thiết kế bộ điều khiển mờ kết hợp AVR và PSS nâng cao chất lượng quá trình quá độ của hệ thống điện

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển mờ (FC) phối hợp sự tác động của bộ AVR với bộ PSS để nâng cao chất lượng điện năng của hệ thống cung cấp điện. Bộ điều khiển FC được thiết kế có hai đầu vào là điện áp và tốc độ của roto máy phát, hai đầu ra là KA, KP để dung hòa sự tác động của bộ AVR với bộ PSS.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế bộ điều khiển mờ kết hợp AVR và PSS nâng cao chất lượng quá trình quá độ của hệ thống điện TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ KẾT HỢP AVR VÀ PSS NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN Nguyễn Đắc Nam*, Nguyễn Ngọc Phương Khoa Điện, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì * Email: dacnam75@gmail.com Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển mờ (FC) phối hợp sự tác động của bộ AVR với bộ PSS để nâng cao chất lượng điện năng của hệ thống cung cấp điện. Bộ điều khiển FC được thiết kế có hai đầu vào là điện áp và tốc độ của roto máy phát, hai đầu ra là KA, KP để dung hòa sự tác động của bộ AVR với bộ PSS. Kết quả mô phỏng cho thấy giải pháp đề xuất đã nâng cao được chất lượng điện năng của hệ thống trong chế độ quá độ. Từ khóa: AVR, PSS, FC, ổn định hệ thống điện DESIGN OF FUZZY CONTROLLER COMBINED WITH AVR AND PSS IMPROVING THE TRANSITION STABILITY OF POWER SYSTEM Abstract: The paper presents the results of fuzzy controller design (FC) that coordinates the impact of the AVR unit with the PSS to improve the power quality of the power supply system. The FC controller is designed with two inputs of voltage and rotor speed generator, two outputs are KA, KP to reconcile the impact of AVR with PSS. The simulation results show that the proposed solution has improved the power quality of the system in transition mode. Keyword: AVR, PSS, FC, power system stability 1. GIỚI THIỆU Trong quá trình vận hành hệ thống điện, biệt khi máy phát được nối với hệ thống qua thông qua các bộ kích từ máy phát điện liên đường dây dài. Những bộ AVR hiện đại sử tục điều chỉnh điện áp để góp phần nâng cao dụng các bộ bù có thông số cố định với khả sự ổn định cũng như chất lượng điện năng. năng điều chỉnh điện áp trạng thái ổn định Máy phát điện thường xuyên làm việc ở chế tốt và đáp ứng nhanh với nhiễu khi điều kiện độ quá độ, chế độ này có thể xảy ra trong vận hành của máy thay đổi. Tuy nhiên, trong quá trình khởi động máy hoặc khi nối máy nhiều trường hợp không thể thiết kế một bộ phát điện làm việc với lưới. Quá trình quá AVR có thông số cố định có khả năng hoạt độ xảy ra có thể làm chất lượng điện năng động tốt trong tất cả các điều kiện vận hành. giảm (khi máy phát nối với lưới) [1]. Nếu Hiện nay, các thiết bị trong hệ thống điện có không khống chế kịp thời có thể gây nên khả năng dập tắt các dao động bao gồm bộ phá huỷ máy. Do đó, yêu cầu đặt ra là phải ổn định hệ thống điện PSS, điều chỉnh liên giảm nhanh biên độ dao động của các quá kết HVDC, điều chỉnh SVC, tụ bù có điều trình quá độ trong máy về phạm vi cho khiển TCSC, các thiết bị FACTS,…Trong phép, việc điều chỉnh này có thể thực hiện các thiết bị kể trên, việc sử dụng bộ PSS là được thông qua việc điều chỉnh dòng điện có tính kinh tế và hiệu quả hơn cả. Nhiều mạch kích từ. Để tự động điều chỉnh dòng công trình nghiên cứu của các tác giả trong kích từ của máy phát điện đồng bộ, người ta và ngoài nước đã được công về vấn đề sử sử dụng bộ AVR (Automatic Voltage dụng bộ PSS để ổn định hệ thống điện như: Regulator). Thiết bị này có nhiệm vụ giữ Bộ PSS hai đầu vào của các tác giả cho điện áp đầu cực máy phát là không đổi Zbigniew Lubosny [2], Balwinder Singh (với độ chính xác nhất định) khi phụ tải thay Surjan [3], bộ PSS kỹ thuật số của tác giả đổi và nâng cao giới hạn công suất truyền tải K.Elliithy [4]. Trong nghiên cứu này, chúng của máy phát vào hệ thống lưới điện, đặc tôi đề xuất giải pháp sử dụng bộ điều khiển ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 1 NĂM 2022 33 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ mờ có các đầu vào là sai lệch điện áp (∆ut), - Các hệ số K1-K6: sai lệch tốc độ roto của máy phát (∆ωr), hai K1: Hệ số thể hiện sự thay đổi của Te so với đầu ra là KA và KP kết hợp với các tín hiệu sự thay đổi của góc tải δ với từ thông cực từ đầu ra của hai bộ AVR và PSS để giảm các dọc trục không đổi. dao động công suất và tốc độ roto máy phát trong quá trình quá độ. K2: Hệ số thể hiện sự thay đổi của Te so với sự thay đổi của từ thông cực từ dọc trục d 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU khi góc tải δ không đổi. 2.1. Mô hình hệ thống tuyến tính gồm K3: Hệ số thể hiện thành phần trở kháng AVR và PSS trong mạch kích từ. Theo [5], mô hình hệ thống tuyến tính K4: Hệ số khử từ do sự thay đổi của góc tải. gồm bộ AVR và PSS như Hình 1. K5: Thể hiện sự thay đổi giữa điện áp đầu cực với góc tải khi Eq không đổi. K6: Thể hiện sự thay đổi của điện áp đầu cực Et so với sự thay đổi của thành phần điện áp Eq khi góc tải không đổi. 2.1.1. Bộ AVR và PSS [2] ...