Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển tốc độ tuabin thuỷ điện liên kết vùng trên cơ sở logic mờ và mạng nơ ron nhân tạo

Mục đích của đề tài Nghiên cứu, xây dựng mô hình hệ thống điều khiển tốc độ tuabin thủy điện liên kết vùng. Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển tốc độ tuabin thuỷ điện liên kết vùng trên cơ sở logic mờ và mạng nơ ron nhân tạo nhằm nâng cao chất lượng điều khiển.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển tốc độ tuabin thuỷ điện liên kết vùng trên cơ sở logic mờ và mạng nơ ron nhân tạo BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN DUY TRUNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ TUABIN THỦY ĐIỆN LIÊN KẾT VÙNG TRÊN CƠ SỞ LOGIC MỜ VÀ MẠNG NƠRON NHÂN TẠO Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa Mã số ngành: 9520216 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2020 Công trình được hoàn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TS Lê Hùng Lân 2. PGS.TS Nguyễn Văn Tiềm Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ họp tại Trường Đại học Giao thông vận tải vào hồi giờ ngày tháng năm 20..... Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin-Thư viện, Đại học GTVT 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Đối với hệ thống điện Việt Nam hiện nay việc nâng cao công suất và ổn định hệ thống để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện đang cần thiết và rất cấp bách. Để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện cho các phụ tải và nâng cao chất lượng điện năng, Chính phủ cùng các Bộ, ngành, địa phương đã đưa ra rất nhiều chính sách ưu đãi khuyến khích các tổng công ty, doanh nghiệp tư nhân và doanh nghiệp nước ngoài đầu tư xây dựng nhà máy phát điện để cung cấp cho hệ thống điện Việt Nam, đặc biệt ưu tiên năng lượng tái tạo nhằm nâng cao chất lượng điện năng, đảm bảo an toàn, an ninh năng lượng Quốc gia. Ở nước ta hiện nay, việc xây dựng hệ thống lưới điện thông minh đòi hỏi phải tích hợp nhiều nguồn năng lượng đa dạng để đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, do vậy việc kết nối các nguồn điện và nhà máy thủy điện là quan trọng và cần thiết. Bài toán này sẽ được NCS tập trung giải quyết trong luận án với đề tài: “Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển tốc độ tuabin thuỷ điện liên kết vùng trên cơ sở logic mờ và mạng nơron nhân tạo”. 2. Mục đích của đề tài Nghiên cứu, xây dựng mô hình hệ thống điều khiển tốc độ tuabin thủy điện liên kết vùng. Nghiên cứu xây dựng hệ điều khiển tốc độ tuabin thuỷ điện liên kết vùng trên cơ sở logic mờ và mạng nơ ron nhân tạo nhằm nâng cao chất lượng điều khiển. 3. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu thực tế quy trình công nghệ phương thức vận hành của hệ thống tự động hóa thủy điện. Nghiên cứu xây dựng và khảo sát mô hình mô phỏng của tuabin máy phát thủy lực trên cơ sở công cụ mô phỏng Matlab/Simulink với các tham số thực tế của tổ máy, sử dụng các thuật toán điều khiển thông minh mới. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu thiết bị, công nghệ tuabin nhà máy thủy điện đơn vùng và hai vùng. - Nghiên cứu quy trình vận hành nhà máy và hệ thống điện, nghiên cứu các dạng sự cố của tổ máy và sự ảnh hưởng của các thông số như: Sự cố của tổ máy, công suất, tần số máy phát khi tải thay đổi, liên kết với các nhà máy trong vùng cấp điện. - Thiết kế bộ điều khiển logic mờ loại PI dựa trên các thuật toán tối ưu như tối ưu hóa bày đàn (PSO), thuật toán di truyền (GA), tiến hóa vi phân (DE). 2 - Tổng hợp bộ điều khiển nơ ron kết hợp với các thuật toán điều khiển dự báo (ANN - MPC), hồi quy phi tuyến (NARMA), điều khiển thích nghi với mô hình tham chiếu (MRAC) ứng dụng trong điều khiển tần số tải của hệ thống thủy điện liên kết hai vùng. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn * Ý nghĩa khoa học: Phát triển các thuật toán điều khiển thông minh trên cơ sở ứng dụng điều khiển mờ và mạng nơ ron, ứng dụng trong tổng hợp bộ điều khiển tốc độ tuabin thủy điện liên kết 2 vùng khi phụ tải thay đổi. * Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu là cơ sở để thực nghiệm tiến tới chế tạo các bộ điều khiển thông minh nhằm nâng cao chất lượng điều khiển của bộ điều khiển tuabin thủy điện cho các nhà máy thủy điện hiện nay của Việt Nam, góp phần giữ ổn định công suất, tốc độ (tần số) của tuabin máy phát thủy điện khi tải thay đổi và nâng cao hiệu suất làm việc. 6. Các kết quả mới đạt được - Tổng hợp được bộ điều khiển mờ tối ưu loại PI cho điều khiển tốc độ (tần số) tuabin thủy điện liên kết 2 vùng với 03 giải thuật tối ưu: Tối ưu hóa bày đàn PSO, thuật toán di truyền GA và tiến hóa vi phân DE. - Tổng hợp được bộ điều khiển nơron tối ưu cho điều khiển tốc độ (tần số) tuabin thủy điện liên kết 2 vùng với 03 thuật toán: Điều khiển dự báo MPC, hồi quy phi tuyến NARMA và điều khiển thích nghi với mô hình tham chiếu MRAC. Các tham số chỉnh định được xác định thông qua thuật toán tối ưu háo bày đàn PSO. - Thiết lập được mô hình mẫu cho bài toán điều khiển tần số phụ tải mô hình nhà máy thủy điện đơn vùng và hai vùng điều khiển. 7. Nội dung nghiên cứu Luận án được thiết kế cấu trúc gồm: Phần mở đầu và 5 chương, phần kết luận và kiến nghị, danh mục và các công trình nghiên cứu, phụ lục các hình vẽ và mục lục tài liệu tham khảo. Chương 1: Tổng quan về điều khiển tốc độ tuabin thủy điện liên kết vùng để ổn định tần số lưới Chương 2: Mô hình động lực học của hệ thống tuabin máy phát thủy điện liên kết vùng Chương 3: Thiết kế bộ điều khiển tốc độ tuabin thủy điện liên kết vùng trên cơ sở logic mờ để ổn định tần số tải Chương 4: Ứng dụng mạng nơ ron nhân tạo điều khiển tốc độ tuabin thủy điện liên kết vùng để ổn định tần số tải Chương 5: Phân tích và đánh giá hiệu quả các giải pháp điều khiển thông minh tốc độ tuabin nhà máy thủy điện 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ TUABIN THỦY ĐIỆN LIÊN KẾT VÙNG ĐỂ ỔN ĐỊNH TẦN SỐ LƯỚI 1.1. Giới thiệu về thủy điện Việt Nam Ở nước ta, thủy điện chiếm một tỷ trọng cao trong cơ cấu sả ...