Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng mạng mờ nơ-ron để xây dựng thuật toán điều khiển hệ điều tốc turbine-máy phát thủy điện

Mục đích của đề tài là Thiết kế bộ điều khiển thích nghi cho bộ điều tốc turbinemáy phát thủy lực, nhằm nâng cao chất lượng điều khiển cho nhà máy thủy điện có các thông số đầu vào và đầu ra thay đổi trong phạm vi rộng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng mạng mờ nơ-ron để xây dựng thuật toán điều khiển hệ điều tốc turbine-máy phát thủy điện MỞ ĐẦU1. Lý do chọn đề tài- Thủy điện là nguồn điện có được từ quá trình biến đổi nănglượng của nước (thủy năng) ở dạng thế năng và động năng thành cơnăng làm quay turbine-máy phát tạo ra điện năng.- Các nhà máy thủy điện làm việc trong điều kiện có chiều cao cột ápkhông ổn định cộng với nhu cầu điện năng (phụ tải của các máy phátđiện) thay đổi trong phạm vi rộng, thì bộ điều tốc với thuật toán điềukhiển PID (có các tham số cố định) sẽ rất khó khăn trong việc điềuchỉnh giữ cân bằng giữa năng lượng đầu vào và đầu ra của hệ thống,làm cho đáp ứng có dao động lớn (hoặc có trường hợp mất ổn định).- Đối tượng nghiên cứu của đề tài của là nhà máy thủy điện nhỏ,không có hồ chứa nước lớn (sử dụng thượng lưu làm hồ chứa nước).Với mục tiêu là thiết kế bộ điều khiển thích nghi cho bộ điều tốcturbine thủy lực trong nhà máy thủy điện này nhằm giải quyết tốt haivấn đề của hệ thống thủy điện là nhiễu cột áp đầu vào và nhiễu tảiđầu ra, để cải thiện và nâng cao chất lượng điều khiển hệ thống. Với các lý do trên, tôi đã chọn đề tài nghiên cứu là: Nghiêncứu ứng dụng mạng mờ nơ-ron để xây dựng thuật toán điềukhiển hệ điều tốc turbine-máy phát thủy điện.2. Mục đích của đề tài Thiết kế bộ điều khiển thích nghi cho bộ điều tốc turbine-máy phát thủy lực, nhằm nâng cao chất lượng điều khiển cho nhàmáy thủy điện có các thông số đầu vào và đầu ra thay đổi trong phạmvi rộng.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đánh giá sự ảnh hưởng của các thông số (chiều caocột áp, công suất phụ tải điện) đến sự ổn định của hệ thống turbine-máyphát thủy lực trong nhà máy thủy điện có công suất nhỏ, làm việc trongcác trường hợp chiều cao cột áp và công suất khác nhau, ở hai chế độvận hành độc lập và chế độ bám lưới.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Phát triển, cập nhật và ứng dụng được công cụ lý thuyết điềukhiển hiện đại vào một đối tượng phức tạp. Đề tài nghiên cứu có tính thực tiễn cao xuất phát từ yêu cầuthực tế về việc cần nâng cao chất lượng điện của nhà máy thủy điện 1nhỏ, góp phần ổn định và nâng cao năng suất và hiệu quả làm việccủa các thiết bị điện.5. Tính mới của đề tài Đề tài nghiên cứu có tính kế thừa, tham khảo kết quả của cáccông trình nghiên cứu của các Nhà khoa học trong và ngoài nước đãcông bố và dự kiến các kết quả mới sẽ đạt được là:- Phân tích ảnh hưởng của các biến đầu vào (chiều cao cột áp) vàbiến đầu ra (công suất phụ tải) đến đáp ứng của hệ thống turbine-máy phát thủy điện.- Ứng dụng lý thuyết và các công cụ điều khiển thông minh thiết kếbộ điều khiển thích nghi cho bộ điều tốc turbine thủy lực.- Thiết kế, lắp đặt bộ điều tốc điện-thủy lực thực tế, đảm bảo yêu cầutác động nhanh, chính xác, vận hành đơn giản, an toàn và có độ tincây cao.- Xây dựng mô hình thực nghiệm HIL (Hardware-In-The-Loop),trong đó có sự trợ giúp của máy tính, các công cụ phần mềm và cardthu thập dữ liệu đa năng NI PCI MIO 16E-1 để trao đổi dữ liệu giữamáy tính và thiết bị thực. Việc thiết kế mô hình, kiểm tra, khảo sát hệthống với các trường hợp rủi ro xảy ra sẽ được thực hiện dễ dàng vớiđộ an toàn cao, không sợ hư hỏng thiết bị do sử dụng mô hình trênmáy tính. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1 Đặc tính điều chỉnh của bộ điều tốc Điều chỉnh tần số (hay số vòng quay) của turbine được thựchiện bằng cách thay đổi năng lượng vào turbine, nó liên quan trựctiếp tới tiêu hao năng lượng, hiệu suất từng tổ máy và liên quan chặtchẽ với điều chỉnh và phân phối công suất tác dụng giữa các tổ máyphát và giữa các nhà máy điện. Có thể chia thành hai bộ điều tốc điểnhình là bộ điều tốc có đặc tính điều chỉnh không đổi và bộ điều tốcvới đặc tính điều chỉnh có độ dốc.1.1.1. Bộ điều tốc có đặc tính điều chỉnh không đổi Bộ điều tốc có đặc tính điều chỉnh không đổi có đặc điểm làluôn giữ được tần số (số vòng quay của turbine) cố định với mọi mứccông suất trong giới hạn cho phép của máy phát và chỉ dùng trongtrường hợp một tổ máy làm việc với tải độc lập hoặc tổ máy làmnhiệm vụ điều tần.1.1.2. Bộ điều tốc với đặc tính điều chỉnh có độ dốc 2 Bộ điều tốc với đặc tính điều chỉnh có độ dốc có thể sử dụngkhi có từ hai máy phát điện trở lên và có đặc điểm là điều chỉnh tầnsố có độ lệch xác định. Khi làm việc ở chế độ song song, tổ máy nàocó đặc tính điều chỉnh turbine ít dốc hơn thì sẽ nhận nhiều công suấthơn và ngược lại.1.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Các công trình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nướcđều nhằm nâng cao độ chính xác, thông minh hóa của bộ điều khiển.Tuy vậy, mỗi nghiên cứu đều có ưu điểm và hạn chế trong các ứngdụng, đó là ...