Điều chỉnh tần số trong hệ thống điện

Điều chỉnh tần số trong hệ thống điện Điều chỉnh tần số trong hệ thống điện Điều chỉnh tần số trong hệ thống điện luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

TRẦN THỊ KIM HỒNG

ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT ĐIỆN HƯỚNG HỆ THỐNG ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TRẦN BÁCH

Hà N ội – 2012

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận văn cao học: “Điều chỉnh tần số trong hệ thống điện” do tôi tự thiết kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Trần Bách Các

số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế

Để hoàn thành bản luận văn này tôi chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác Nếu phát hiện có sự sao chép tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2012

Học viên thực hiện

TRẦN THỊ KIM HỒNG

M ỤC LỤC

TRANG BÌA PHỤ

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT……… … i

DANH MỤC CÁC BẢNG……… ……… ii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ……… … iii

MỞ ĐẦU……… ….vi

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN 1

1.1 Hệ thống điện 1

1.2 Chế độ làm việc của hệ thống điện 1

1.2.1 Các chế độ làm việc 1

1.2.2 Chế độ xác lập bình thường 2

1.3 Điều chỉnh tần số 4

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ 6

2.1 Mô hình máy phát 6

2.2 Mô hình Turbine 10

2.2.1 Hàm truyền của Turbine thủy lực 10

2.2.2 Hàm truyền của tuabin hơi hồi nhiệt [5], [6] 16

2.3 Mô hình tải 19

2.4 Mô hình bộ điều tốc 20

2.4.1 Các bộ điều tốc đẳng thời [2], [4] 20

2.4.2 Bộ điều tốc với đặc tính điều chỉnh (đặc tính dốc) [2], [4] 22

2.4.3 Bộ điều tốc của các Turbine thủy lực 25

2.4.4 Bộ điều tốc của turbine hơi 31

2.5 Mô hình đường dây liên kết 35

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 36

3.1 LFC trong hệ thống điện độc lập 39

3.2 LFC trong hệ thống điện liên kết 41

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN ÁP DỤNG 55

4.1 Giới thiệu MATLAB & SIMUKINK 55

4.2 Điều khiển tần số (LFC) trong hệ thống điện độc lập 56

4.2 Điều khiển tần số (LFC) trong hệ thống điện liên kết 61 KẾTLUẬN……… 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….72

DANH M ỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

LFC Load Frequency Control Điều khiển phụ tải tần số

AGC Automatic Generator Control Điều khiển công suát phát tự động ADRC Active Disturbance Rejection Control Điều khiển loại bỏ nhiễu

MHC Machine Hydraulic Control Bộ điều khiển cơ khí thủy lực EHC Electric Hydraulic Control Bộ điều khiển điện thủy lực

DEH Digital Electric Hydraulic Bộ điều khiển kĩ thuật số thủy lực

DANH M ỤC CÁC BẢNG

B ảng 2.1: Các đại lượng và mối quan hệ về cơ học quay………7

DANH M ỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển ADRC 5

Hình 2.1: Sơ đồ các khối chức năng của một hệ thống phát và điều chỉnh công suất 6

Hình 2.2: Sơ đồ khối máy phát 9

Hình 2.3: Sơ đồ khối máy phát 10

Hình 2.4: Sơ đồ của một nhà máy thủy điện 12

Hình 2.5: Mô hình Turbine hơi hợp phần nối dọc hồi nhiệt đơn 18

Hình 2.6: Sơ đồ khối cho tua bin hơi không hồi nhiệt 19

Hình 2.7: Sơ đồ khối máy phát và tải 20

Hình 2.8: Sơ đồ khối máy phát và tải đã loại bỏ vòng phản hồi 20

Hình 2.9: Sơ đồ của bộ điều tốc đẳng thời 21

Hình 2.10: Đáp ứng của tổ máy phát khi có bộ điều tốc đẳng thời 22

Hình 2.11: Bộ điều tốc khi có phản hồi xác lập 22

Hình 2.12: Sơ đồ khối của bộ điều tốc có đặc tính dốc 23

Hình 2.13: Bộ điều tốc chúc với đặc tính xác lập lý tưởng 24

Hình 2.14: Phân chia tải cho các máy làm việc song song khi bộ điều tốc có đặc tính dốc 25

Hình 2.15: Đáp ứng của tổ máy phát có đặc tính điều tốc chúc 25

Hình 2.16 :Sơ đồ khối máy phát turbine thủy lực cung cấp cho phụ tải độc lập 26

Hình 2.17: Sơ đồ một hệ thống điều khiển cơ khí-thủy lực của turbine thủy lực 28

Hình 2.18: Mô hình của bộ điều khiển của các turbine thủy lực 30

Hình 2.19: Sơ đồ khối của Turbine thủy lực 31

Hình 2.20: Sơ đồ khối máy phát nhiệt điện cấp cho phụ tải độc lập 31

Hình 2.21: Sơ đồ khối chức năng của hệ thống điều khiển turbine MHC 34

Hình 2.22: Sơ đồ khối của một tổ máy phát nhiệt điện có turbine hồi nhiệt 34

Hình 2.23: Mô hình đường dây liên kết 35

Hình 3.1 Sơ đồ vòng điều khiển tần số tải (LFC) và điều chỉnh điện áp kích từ

(AVR) của máy phát đồng bộ 36

Hình 3.2 Sơ đồ khối điều khiển tần số của hệ thống phát điện độc lập 37

Hình 3.3: Sơ đồ khối với tín hiệu vào ∆PL(s) và tín hiệu ra ∆Ω(s) 37

Hình 3.4: LFC cho hệ thống cách ly 40

Hình 3.5: Sơ đồ khối tương đương của LFC cho hệ thống độc lập 40

Hình 3.6: Bổ xung điều khiển tích phân vào các máy phát được lựa chọn cho LFC 41

Hình 3.7: Mạng tương đương cho hệ hai máy phát khu vực 42

Hình 3.8: Hệ hai máy với một vòng phản hồi sơ cấp 43

Hình 3.9: Ảnh hưởng của việc phụ tải vùng 1 thay đổi 44

Hình 3.10: Sơ đồ khối LFC cho hệ hai khu vực 46

Hình 4.1 Sơ đồ khối LFC 57

Hình 4.2 Sơ đồ mô phỏng 58

Hình 4.3 Đáp ứng bước nhảy của sai lệch tần số 59

Hình 4.4: Sơ đồ khối tương đương của LFC 60

Hình 4.5 Sơ đồ mô phỏng 60

Hình 4.6 Đáp ứng bước nhẩy sai lệch tần số 60

Hình 4.7 Sơ đồ mô phỏng cho hệ thống hai khu vực với vòng phản hồi sơ cấp 63

Hình 4.8: Đáp ứng bước nhảy sai lệch tần số 63

Hình 4.9: Đáp ứng bước nhẩy sai lệch công suất 64

Hình 4.10: Sơ đồ khối mô phỏng 65

Hình 4.11: Đáp ứng bước nhảy sai lệch tần số 65

Hình 4.12: Đáp ứng bước nhảy sai lệch sông suất 66

Hình 4.13: ACE của vùng 1 và vùng 2 66

Hình 4.14: Đáp ứng bước nhảy sai lệch tần số 67

Hình 4.15: Đáp ứng bước nhảy sai lệch sông suất 67

Hình 4.16: Đáp ứng bước nhảy sai lệch tần số 68

Hình 4.17: Đáp ứng bước nhảy sai lệch sông suất 68

Hình 4.18: Đáp ứng bước nhảy sai lệch tần số 69 Hình 4.19: Đáp ứng bước nhảy sai lệch sông suất 69

M Ở ĐẦU

1 Lí do và mục đích chọn đề tài

Hệ thống điện làm việc bình thường, phụ tải luôn thay đổi ngẫu nhiên nhưng

tần số cần phải được giữ gần như không đổi Điều khiển tần số đảm bảo giữ cho tốc

độ của các động cơ cảm ứng và các động cơ đồng bộ là không đổi Sự suy giảm tần

số đáng kể trong lưới sẽ làm tăng cao dòng từ hóa trong các động cơ cảm ứng và máy biến áp Nếu tần số xuống thấp quá sẽ có nguy cơ xảy ra hiện tượng suy tần,

tần số tự động giảm do các nhà máy nhiệt điện mất khả năng phát công suất, dẫn đến mất ổn định hệ thống

Đó là lí do tôi chọn đề tài nghiên cứu về điều chỉnh tần số trong hệ thống điện

Mục đích chính của luận văn là nghiên cứu điều chỉnh tần số (LFC) Điều

chỉnh tần số (LFC) có nhiệm vụ điều chỉnh tần số đến giá trị định mức cho trước và duy trì công suất trao đổi giữa các vùng điều khiển theo kế hoạch thông qua việc điều chỉnh công suất đầu ra của các máy phát được chọn Đây chính là nhiệm vụ đầu tiên của điều chỉnh công suất phát tự động (AGC)

Phương pháp nghiên cứu chính là tìm hiểu LFC dựa vào phương pháp điều khiển loại bỏ nhiễu (ADRC) là một kỹ thuật điều khiển phổ biến hiện nay Trong

luận văn, hệ LFC được xây dựng cho hệ thống điện độc lập và hệ thống điện liên

kết 2 vùng Từ đó xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống trong phần mềm MATLAB & SIMULINK

2 Nội dung của luận văn

Với mục đích trên, bản luận văn bao gồm các nội dung chính sau:

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống điện và vấn đề điều chỉnh tần

số trong hệ thống

Chương 2: Đi sâu vào tìm hiểu và thiết lập mô hình động học của động cơ

sơ cấp: turbine, máy phát, bộ điều tốc với phương pháp hàm truyền đạt

Chương 3: Nghiên cứu và xây dựng mô hình điều khiển cho hệ LFC trong

hệ thống điện độc lập và hệ thống điện liên kết 2 vùng Thành lập sơ đồ cấu trúc và các bộ điều khiển để tiến hành mô phỏng

Chương 4: Kết quả mô phỏng Đưa ra các nhận xét về việc thay đổi các

tham số của bộ điều chỉnh để việc điều chỉnh tần số đạt chất lượng tốt

Do thời gian có hạn cũng như còn nhiều hạn chế về kiến thức và điều kiện thực nghiệm, luận văn sẽ khó tránh khỏi những thiếu sót Vì thế, em kính mong nhận được những lời nhận xét, đánh giá và góp ý của các thầy cô để có thể khắc phục và cải tiến các vấn đề còn tồn tại của luận văn, tạo điều kiện cho việc đi sâu nghiên cứu, tìm hiểu, phát triển và triển khai đề tài vào thực tế

Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2012

Học viên thực hiện

TRẦN THỊ KIM HỒNG

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN

1.1 H ệ thống điện

Hệ thống điện là tập hợp các phần tử tham gia vào quá trình sản xuất, truyền

tải và tiêu thụ điện năng

Các phần tử của hệ thống điện được chia thành hai nhóm:

- Các phần tử tự lực làm nhiệm vụ sản xuất, biến đổi, truyền tải, phân phối và

sử dụng điện năng như máy phát điện, đường dây tải điện và các thiết bị dùng điện…

- Các phần tử điều chỉnh làm nhiệm vụ điều chỉnh và biến đổi trạng thái hệ

thống điện như điều chỉnh kích từ máy phát đồng bộ, điều chỉnh tần số, bảo

vệ rowle, máy cắt điện…

Mỗi phần tử của hệ thống điện được đặc trưng bởi các thông số, các thông số này được xác định về lượng bởi tính chất vật lý của các phần tử, sơ đồ liên lạc giữa chúng và nhiều sự giản ước tính toán khác Ví dụ: tổng trở, tổng dẫn của đường dây,

hệ số biến áp, hệ số khuếch đại của bộ phận tự động điều chỉnh kích từ… Các thông

số của các phần tử cũng được gọi là các thông số của hệ thống điện

1.2 Ch ế độ làm việc của hệ thống điện

1.2.1 Các ch ế độ làm việc

Tập hợp các quá trình xảy ra trong hệ thống điện và xác định trạng thái làm

việc của hệ thống điện trong một thời điểm hay một khoảng thời gian nào đó gọi là

chế độ của hệ thống điện

Các chế độ của hệ thống điện được chia thành hai loại:

1 Chế độ xác lập là chế độ trong đó các thông số của nó dao động rất nhỏ xung quanh giá trị trung bình nào đó, có thể xem các thông số này là hằng số

• Chế độ xác lập bình thường là chế độ làm việc bình thường của hệ thống điện, đòi hỏi thỏa mãn các chỉ tiêu sau:

a Chất lượng điện năng;

b Độ tin cậy cung cấp điện;

c Hiệu quả kinh tế;

d An toàn cho người và thiết bị

• Chế độ xác lập sau sự cố xảy ra sau khi đã loại trừ sự cố, trong chế độ này các chỉ tiêu trên được giảm đi

• Chế độ sự cố xác lập là chế độ sự cố duy trì sau thời gian quá độ, chế độ này không được phép gây hại và duy trì quá thời hạn cho phép

2 Chế độ quá độ là chế độ trong đó các thông số biến thiên mạnh theo thời gian

PF , QF : công suất phát của nguồn điện;

Pyc , Qyc : công suất yêu cầu đối với nguồn điện;

Ppt , Qpt : công suất phụ tải;

∆P, ∆Q: tổn thất công suất tác dụng và tổn thất công suất phản kháng trên lưới điện;

i: chỉ số của nút hoặc khu vực

Cân bằng công suất tác dụng là cân bằng cơ – điện trên trục của các máy phát điện, một bên là công suất cơ của tuabin, một bên là công suất điện của phụ tải Cân bằng công suất phản kháng là cân bằng điện từ giữa công suất phản kháng của các máy phát điện do dòng kích từ gây ra và công suất phản kháng của phụ tải do

yêu cầu của từ trường trong các thiết bị dùng điện và các máy biến áp…

Các thiết bị dùng điện và các thiết bị phân phối điện đều được thiết kế để làm

việc với tần số và điện áp nhất định Nếu tần số và điện áp lệch khỏi các giá trị đó thì thiết bị dùng điện làm việc kém chất lượng, nếu lệch quá có thể dẫn đến hư

hỏng Do đó sự cân bằng công suất chỉ được chấp nhận nếu nó không làm lệch tần

số và điện áp quá giá trị cho phép

Công suất tác dụng được xem là cân bằng nếu tần số nằm trong giới hạn cho phép Nếu tần số thấp hơn giá trị cho phép tối thiểu có nghĩa là hệ thống điện thiếu công suất tác dụng, và ngược lại

Công suất phản kháng được xem là cân bằng nếu điện áp nằm trong giới hạn cho phép Nếu điện áp thấp hơn giá trị cho phép tối thiểu thì có nghĩa là hệ thống điện thiếu công suất phản kháng, và ngược lại

Do sự lan truyền năng lượng điện trong hệ thống điện là tức thời, nên cân

bằng công suất tác dụng có tính chất toàn hệ thống Mọi sự mất cân bằng công suất tác dụng xảy ra ở bất cứ đâu trong hệ thống cũng tức khắc lan truyền trong hệ

thống Cân bằng công suất cơ-điện trên trục các máy phát điện là các điểm cân bằng quan trọng nhất Do tính chất này, việc điều chỉnh công suất tác dụng, tức là điều

chỉnh tần số chỉ cần thực hiện ở một tổ máy phát

Cân bằng công suất phản kháng thể hiện qua điện áp, có tính chất cục bộ Cân bằng công suất tác dụng và cân bằng công suất phản kháng có ảnh hưởng lẫn nhau, song các ảnh hưởng qua lại này không đáng kể Do đó có thể coi

rằng cân bằng công suất tác dụng liên quan chủ yếu đến tần số hệ thống điện còn cân bằng công suất phản kháng liên quan đến điện áp ở từng khu vực của hệ thống

Vậy có thể dùng sự điều chỉnh cân bằng công suất tác dụng để điều chỉnh tần số và dùng sự điều chỉnh cân bằng công suất phản kháng để điều chỉnh điện áp

hồi chế độ ban đầu sau khi bị kích động nhỏ

Còn muốn tồn tại lâu dài , hệ thống điện phải chịu được các kích động lớn, hay hệ thống phải có ổn định động, tức là khả năng phục hồi chế độ xác lập sau khi

bị kích động lớn

Chế độ xác lập được dùng trong thực tế phải thỏa mãn điều kiện ổn định tĩnh

và ổn định động

1.3 Điều chỉnh tần số

Để tần số không vượt ra ngoài phạm vi cho phép phải không ngừng điều

chỉnh Để điều chỉnh tần số phải điều chỉnh công suất tác dụng của nguồn điện Vì

tần số có tính chất toàn hệ thống nên chỉ cần điều chỉnh công suất tác dụng phát tại

một vài nhà máy điều tần nào đó

Điều kiện cần để điều chỉnh tần số là công suất tác dụng của nguồn điện phải

lớn hơn công suất yêu cầu của phụ tải và điều kiện đủ là phải có thiết bị điều chỉnh được công suất đó

Nếu tần số xuống thấp quá sẽ có nguy cơ xảy ra hiện tượng suy tần, tần số tự động giảm do các nhà máy nhiệt điện mất khả năng phát công suất, dẫn đến mất ổn định hệ thống

Hệ thống điều chỉnh tần số LFC có chức năng chính là duy trì tần số hệ

thống điện không đổi khi phụ tải điện luôn thay đổi một cách ngẫn nhiên Trong hệ

thống điện liên kết, ngoài chức năng chính trên, LFC còn có nhiệm vụ duy trì công

suất trao đổi (công suất trên đường dây liên kết) giữa các vùng điều khiển theo kế

hoạch định trước

Các phương pháp điều khiển tần số hiện nay đang sử dụng:

- ADRC [10]

- Điều khiển mờ

- Lý thuyết thuật toán

Luận văn sẽ đi nghiên cứu xây dựng mô hình điều khiển cho hệ LFC theo ADRC trong hệ thống điện độc lập và hệ thống điện liên kết 2 vùng Thành lập sơ

đồ cấu trúc và các bộ điều khiển để tiến hành mô phỏng

Trong tài liệu 10 hệ thống điều khiển vòng kín ADRC được xây dựng như trong hình 1.1

Hình 1.1 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển ADRC

Hệ thống ADRC có tác dụng giữ ổn định tín hiệu đầu ra Y(s) với nhiễu tác động là D(s)

K ết luận:

Chương 1 đã giới thiệu tổng quan về hệ thống điện và vấn đề về điều chỉnh

tần số trong hệ thống Đã nêu ra các phương pháp hiện nay đang dùng để điều chỉnh

tần số, và chọn ADRC để tìm hiểu và nghiên cứu về điều chỉnh tần số

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ

Để nghiên cứu hệ điều khiển trước hết cần thiết lập mô hình toán học của hệ Hai phương pháp chung nhất để thiết lập mô hình là phương pháp hàm truyền đạt

và phương pháp biến trạng thái Luận văn sẽ nghiên cứu thiết lập mô hình bằng hàm truyền đạt

Hình 2.1 minh họa mối quan hệ về chức năng giữa các thành phần cơ bản có liên quan đến việc phát và điều chỉnh công suất Các mô hình cần thiết lập là mô hình máy phát, mô hình turbin, mô hình tải, mô hình bộ điều tốc

Hơi hoặc Nước

T a = mômen gia tốc, N.m

T m= mômen cơ, N.m

T e= mômen điện từ, N.m

Trong phương trình trên, T m và T elà dương đối với máy phát và âm đối với động cơ

Quán tính tổng hợp của máy phát và động cơ sơ cấp được gia tốc do sự không cân bằng của các mômen Do đó, phương trình chuyển động quay là:

J = mômen quán tính tổng hợp của máy phát và turbine, kg.m2

Ωm = vận tốc góc của Rotor, rad/s

t = thời gian, s

B ảng 2.1: Các đại lượng và mối quan hệ về cơ học quay

Chuyển động thẳng Chuyển động quay

Đại lượng Phương

Công suất p = dW/dt

= Fv watt (W) Công suất p = dW/dt

Các phương trình trên có thể được chuẩn hóa theo hằng số quán tính tương

đối H, được định nghĩa là động năng tính theo W.s ở tốc độ định mức chia cho công

suất cơ bản (VAbase) Sử dụng ω0m để kí hiệu cho vận tốc góc định mức ở đơn vị rad/s, hằng số quán tính được tính theo công thức:

2 01

Thế vào phương trình 2.3 ở trên ta được:

2 0

dt

ω = −ω

δ

= ω − ω = ∆ω (2.6)

và

2 2

Thế dωr/dtcó được ở phương trình trên vào phương trình 2.4, ta có:

2 2 0

Phương trình 2.8 biểu diễn chuyển động của một máy điện đồng bộ Nó

thường được gọi là phương trình dao động do nó biểu diễn sự dao động của góc

rotor δ khi có kích động

Trong các phương trình trên, thời gian t tính bằng giây, góc rotor tính bằng

radian điện và ω0 bằng với 2πf Trong các chương sau, khi sử dụng các phương

trình trên ta sẽ không sử dụng ký hiệu gạch ngang để biểu thị các đại lượng tương đối Ta sẽ giả thiết rằng các biến Δωr , T m và T e ở dạng tương đối nhưng t sẽ được

biểu diễn ở đơn vị giây và ω0ở đơn vị rad/s

Dạng biểu diễn sơ đồ khối của các phương trình 2.8 được cho trên hình 2.3:

Hình 2.2: Sơ đồ khối máy phát

Khi nghiên cứu về phụ tải-tần số, người ta thường biểu diễn mỗi quan hệ trên theo công suất điện và công suất cơ hơn là theo mômen Mối quan hệ giữa P và T

T m = Mômen cơ (pu)

T e = Mômen điện (pu)

T a = Mômen gia tốc (pu)

H = Hằng số quán tính (MW-s/MVA)

Δωr = Độ lệch tốc độ Rotor (pu)

Mối quan hệ giữa các giá trị biến thiên khi bỏ qua các số hạng bậc cao là:

Do trong chế độ xác lập, mômen cơ và điện bằng nhau nên ∆T m0 =∆T e0 Với

tốc độ được tính trong hệ đơn vị tương đối thì ω0 = 1 Do đó:

Hình 2.3 bây giờ có thể được biểu diễn theo ∆P m và ∆P e như sau:

Hình 2.3: Sơ đồ khối máy phát

Trong dải biến thiên tốc độ mà ta quan tâm thì công suất cơ của turbine phải

nhất thiết là một hàm của vị trí van hay cửa nhận nước và phải độc lập với tần số

2.2 Mô hình Turbine

Có ba loại tuabin chính: tubabin thủy lực, tuabin hồi nhiệt và tuabin không

hồi nhiệt Mô hình cho tuabin liên quan đến sự thay đổi công suất cơ ở cửa ra ∆Pm

để thay đổi vị trí van/cửa nhận nước Các loại tuabin khác nhau có đặc tính thay đổi

khác nhau

2.2.1 Hàm truy ền của Turbine thủy lực

Các Turbine thủy lực bao gồm hai loại cơ bản: turbine xung kích và turbine

phản lực [2]

Turbine xung kích (hay còn gọi là bánh xe Pelton) được sử dụng cho các cột nước có độ cao 300 mét hoặc lớn hơn Bánh dẫn được đặt dưới áp suất khí quyển và toàn bộ phần áp suất chênh xảy ra trong các ống phun cố định để chuyển hóa thế năng thành động năng Phản lực của dòng nước có tốc độ cao tác động vào các cánh

dạng thìa trên bánh dẫn làm thay đổi trục của dòng nước đi một góc 160o; sự thay đổi xung lực này tạo ra mômen quay bánh dẫn và từ đó thế năng đưa vào được

chuyển hết thành động năng

Đối với Turbine phản lực, áp suất bên trong turbine là lớn hơn áp suất khí

quyển; năng lượng cung cấp bởi dòng nước ở cả hai dạng động năng và thế năng (áp suất cột nước) Dòng nước đầu tiên đi ra từ một buồng xoắn qua các van dẫn hướng với bán kính cố định và các cửa ở quanh toàn bộ ngoại vi của nó Các cửa có tác dụng điều khiển dòng nước Turbine thủy lực được chia ra làm hai loại nhỏ: loại Francis và loại cánh quạt

Hoạt động của turbine thủy lực chịu ảnh hưởng bởi đặc tính của cột nước cấp cho nó; bao gồm ảnh hưởng của quán tính nước, độ chịu nén của nước và độ đàn

hổi của thành ống áp lực Ảnh hưởng của quán tính nước gây ra sự thay đổi trong dòng chảy vào turbine làm chậm sau sự thay đổi trong việc mở cửa turbine Ảnh hưởng của sự đàn hồi gây ra những đợt sóng áp lực lan truyền trong ống dẫn

Trong những phần sau đây, ta sẽ đi xây dựng mô hình của các turbine thủy

lực và hệ thống đường ống áp lực mà không quan tâm đến ảnh hưởng của sóng truyền đồng thời giả thiết rằng không có buồng điều áp Sau đó ta sẽ xác định những yêu cầu điều khiển đặc biệt của các turbine thủy lực

Việc biểu diễn turbine thủy lực và cột nước trong các nghiên cứu điều khiển

ổn định thường dựa trên những giả thiết sau:

1 Sức cản thủy lực được bỏ qua

2 Đường ống áp lực là không đàn hồi và dòng nước không bị nén

3 Tốc độ dòng nước tỷ lệ thuận với độ mở cửa van và căn bậc hai của cột nước làm việc

4 Công suất đầu ra của turbine tỷ lệ với tích của cột nước và thể tích dòng chảy

5 Các thành phần cơ bản của một nhà máy thủy điện được minh họa trên hình 2.4

Hình 2.4: Sơ đồ của một nhà máy thủy điện

Các đặc tính của turbine và đường ống áp lực được xác định theo 3 thông số

cơ bản sau:

(a) Tốc độ của dòng nước trong ống áp lực

(b) Công suất cơ của Turbine

(c) Gia tốc của cột nước

T ốc độ của dòng nước trong đường ống áp lực được cho bởi:

Máy phát

Cửa xoắn

Đường ống áp lực

Bể chứa

Turbine

1 2

∆ = ∆ + ∆hay:

dt

(2.20) trong đó:

L = Chiều dài đường ống dẫn

A = Tiết diện ống

ρ = Mật độ khối lượng

a g = Gia tốc trọng trường

ρLA = Khối lượng nước trong ống dẫn

ρa g ∆H = Lượng thay đổi của áp suất tại cửa Turbine

t = Thời gian tính theo s

Bằng cách chia cả 2 vế cho Aρa g H0U0, phương trình gia tốc ở dạng chuẩn hóa trở thành:

w g

LU T

a H

T w ở đây nói lên thời gian khởi động thủy lực Nó biểu thị thời gian yêu cầu

để một cột nước H0 có thể gia tốc cho dòng nước trong đường ống áp lực từ trạng thái tĩnh lên tới vận tốc U0 Cần chú ý rằng T w thay đổi tùy theo phụ tải Thông

thường thì T wứng với trạng thái đầy tải có giá trị nằm trong khoảng từ 0,5 đến 4s

Phương trình 2.21 biểu diễn một tính chất quan trọng của nhà máy thủy điện

Diễn giải của phương trình nói lên rằng nếu tạo ra một áp suất hút ở phía cuối của đường ống áp lực bằng cách đóng cửa van lại thì nước chảy trong ống sẽ bị hãm tốc

Do đó, nếu có một sự thay đổi áp suất dương thì sẽ có một sự thay đổi gia tốc âm

Từ phương trình 2.15 và 2.21 ta có thể biểu diễn mối quan hệ giữa sự thay đổi tốc độ và sự thay đổi vị trí cửa van như sau:

1 1 1 2

với một turbine lý tưởng không tổn thất

Tuabin th ực (không lý tưởng)

Hàm truyền của turbine không lý tưởng có thể tìm được qua việc khảo sát các biểu diễn chung sau đây cho các giá trị gần đúng của vận tốc dòng nước (dòng

chảy) và công suất turbine:

turbine tại điểm làm việc

Với phương trình 2.28 và 2.29 thay cho các phương trình 2.15 và 2.18p, hàm truyền giữa ∆P m và ∆G trở thành:

w

P a

Các hệ số a đo được của một turbine Francis 40MW được cho như sau [2]:

100% tải định mức:

a11 = 0,58, a13 = 1,1, a21 = 1,4, a23 = 1,5 Không tải:

a11 = 0,57, a13 = 1,1, a21 = 1,18, a23 = 1,5

2.2.2 Hàm truy ền của tuabin hơi hồi nhiệt [5], [6]

Để minh họa mô hình hoàn chỉnh của turbine, ta hãy xét một turbine hợp

phần nối dọc hồi nhiệt đơn sử dụng nhiên liệu hóa thạch - loại thông dụng hiện nay

Cấu hình cơ bản xác định các phần tử của turbine cần thiết cho quá trình khảo sát, xây dựng mô hình được biểu diễn như trên Hình 2.5(a)

Dòng hơi đi vào trong buồng cao áp HP thông qua van điều khiển và đường ống hút Nơi lắp đặt các van điều khiển được gọi là hộp van hơi Lượng hơi thực được trữ trong hộp và đường ống hút dẫn tới buồng cao áp Hơi thải ra từ buồng cao

áp được đưa qua bộ hồi nhiệt Dòng hơi hồi nhiệt đi vào trong buồng trung áp của Turbine thông qua van phân đoạn hồi nhiệt (IV) và đường ống hút Ống giao chéo

tạo ra một đường dẫn cho hơi từ buồng thải trung áp IP về buồng hút LP Vì các van

dừng chỉ có nhiệm vụ ngăn chặn dòng hơi nên không cần phải lập mô hình cho chúng trong các nghiên cứu về hệ thống này và do đó không được biểu diễn lên Hình 2.5 (a)

Như đã nói ở trên, các van điều khiển điều chỉnh lưu lượng hơi qua turbine

tức là điều chỉnh phụ tải/tần số trong chế độ vận hành bình thường Đáp ứng của dòng hơi trước sự thay đổi của van điều khiển được đặc trưng bởi một hằng số thời

gian T CH, nói lên thời gian di chuyển từ hộp van hơi qua đường ống hút tới buồng cao áp HP Giá trị của hằng số thời gian này nằm trong khoảng từ 0,2s đến 0,3s

Van phân đoạn thường được sử dụng để điều khiển công suất cơ của Turbine

một cách nhanh chóng khi gặp phải sự cố làm cho tốc độ tăng quá cao Nó làm việc

cực kỳ hiệu quả nên thường được đặt ở phía trước của bộ hồi nhiệt và điều khiển lưu lượng hơi tới buồng trung áp và hạ áp – các bộ phận sản sinh ra gần 70% tổng công suất của toàn bộ Turbine Lưu lượng hơi vào trong buồng trung áp và hạ áp

chỉ có thể thay đổi theo áp suất trong buồng kín hồi nhiệt Bộ hồi nhiệt giữ lại một

lượng hơi đáng kể và hằng số thời gian T RH của nó nằm trong khoảng từ 5s đến 10s Lưu lượng hơi vào buồng hạ áp khi qua ống giao chéo nên cần phải xét đến một

hằng số thời gian bổ xung là T CO Nó có giá trị vào khoảng 0,5s

Hình 2.5 (b) biểu diễn sơ đồ khối của turbine hợp phần nối dọc có hồi nhiệt

Mô hình này giải thích cho ảnh hưởng của hộp hút hơi, bộ hồi nhiệt và đặc tính phi tuyến của các van điều khiển cũng như van phân đoạn Biểu diễn của bộ hồi nhiệt là khác nhau với hộp hơi và ống hút giao chéo trung áp LP Điều đó cho phép tính toán áp suất hồi nhiệt để giải thích cho hiệu ứng vận hành van phân đoạn Cần chú ý

cẩn thận khi lựa chọn hệ đơn vị tương đối cho các tham số và biến nhất định của turbine Một hệ đơn vị tương đối được sử dụng thuận tiện là hệ với công suất cơ bản

bằng với công suất cực đại của turbine ở mức áp suất chính của hơi là định mức với các van điều khiển đều mở hoàn toàn Trong hệ này, vị trí của van điều khiển (CV)

là 1,0 pu tương ứng khi nó mở hoàn toàn Tổng của các tỷ lệ thành phần công suất ở các buồng khác nhau của Turbine (F HP + F IP + F LP) bằng 1,0

Công suất tương đối của turbine P mechđược tính bằng cách nhân với tỷ số của

P MAX tính theo MW với công suất cơ sở tính theo MVA Công suất cơ tương đối này được sử dụng để biểu diễn cho toàn bộ hệ thống điện Trong hệ thống này, mômen tương đối được định nghĩa là:

Hằng số thời gian lớn nhất xuất hiện trong phép điều khiển lưu lượng hơi và công suất liên quan đến bộ hồi nhiệt Do đó đáp ứng của các turbine hồi nhiệt thường chậm hơn rõ rệt so với các turbine không hồi nhiệt

Chú thích:

+ Valve position: Vị trí van + Control valve: Van điều khiển

+ Flow area: Tiết diện mở + Inlet steam chest: Hộp hút hơi

+ Main steam pressure: Áp suất hơi chính + HP flow: Lưu lượng cao áp

+ RH pressure: Áp suất hồi nhiệt + Reheater: Bộ hồi nhiệt

+ IP flow: Lưu lượng trung áp + Intercept valve: Van phân đoạn

Các tham s ố:

T CH = Hằng số thời gian của bể hút chính và hộp hơi

T RH= Hằng số thời gian của bộ hồi nhiệt

T CO= Hằng số thời gian của ống giao chéo và bể hút hạ áp LP

T m = Mômen tổng cộng tương đối của Turbine tính theo công suất cực đại

T mc = Mômen cơ tổng cộng tương đối của Turbine tính theo công suất cơ sở chung

P MAX= Công suất cực đại của Turbine tính theo MW

F HP , F IP , F LP= Lần lượt là tỷ lệ thành phần trong tổng công suất Turbine do các tầng HP, IP, LP sinh ra

Hình 2.5: Mô hình turbine hơi hợp phần nối dọc hồi nhiệt đơn

Trục Hộp

van hơi

Từ lò hơi Bộ hồi nhiệt

Tới Bình ngưng (a) Cấu hình Turbine

(b) Sơ đồ khối

Ống giao chéo (Crossover)

Đơn giản hóa hàm truyền

Từ hình 2.5 (b), dạng đơn giản hóa của hàm truyền của turbine hồi nhiệt có

thể được viết như sau:

Trong cách biểu diễn hàm truyền ở trên, ta giả thiết rằng T COđược bỏ qua khi

so sánh với T RH Ngoài ra, đặc tính của van điều khiển đã được giả thiết là tuyến tính

Hàm truy ền của tuabin hơi không hồi nhiệt

Hằng số thời gian τT nằm trong phạm vi từ 0,2 đến 2,0 s

Hình 2.6: Sơ đồ khối cho tua bin hơi không hồi nhiệt 2.3 Mô hình t ải

Nói chung thì phụ tải trong hệ thống điện là tổ hợp của rất nhiều các thiết bị điện Với phụ tải thuần trở như là đèn sợi đốt hay các tải nhiệt thì công suất điện là độc lập với tần số Ở trường hợp phụ tải động cơ như quạt, bơm thì công suất điện thay đổi theo tần số do sự thay đổi tốc độ Đặc tính tổng thể tần số phụ thuộc phụ tải

phức hợp có thể biểu diễn như sau:

trong đó

ΔP L = Thành phần thay đổi của phụ tải không phụ thuộc vào tần số

DΔωr = Thành phần thay đổi của phụ tải phụ thuộc tần số

D = Hằng số suy giảm của phụ tải

Hằng số suy giảm của phụ tải được biểu diễn ở dạng là phần trăm thay đổi

của tải cho mỗi phần trăm thay đổi của tần số Giá thị thông thường của D là từ 1 đến 2% D = 2 có nghĩa là sự thay đổi tần số 1% sẽ làm cho tải thay đổi 2%

Sơ đồ khối của hệ thống bao gồm ảnh hưởng của sự suy giảm tải được cho ở hình 2.7 và hình 2.8

Hình 2.7: Sơ đồ khối máy phát và tải

Hình 2.8: Sơ đồ khối máy phát và tải đã loại bỏ vòng phản hồi

2.4 Mô hình b ộ điều tốc

2.4.1 Các b ộ điều tốc đẳng thời [2], [5]

Tính từ đẳng thời cũng có nghĩa là tốc độ không đổi Một bộ điều tốc đẳng

thời điều chỉnh van hay cửa nhận nước của turbine để đưa tần số trở lại định mức

hoặc giá trị định trước Hình 2.9 biểu diễn sơ đồ của một hệ thống điều tốc như vậy Giá trị đo ωr được so sánh với giá trị chuẩn ω0 Tín hiệu sai lệch (bằng với độ lệch

tốc độ) được khuếch đại và lấy tích phân để tạo ra tín hiệu điều khiển ΔY tác động

lên các van cấp hơi chính của turbine hơi hay cửa nhận nước của turbine thủy lực

Do tác động tái lập của bộ tích phân nên chỉ khi nào sự sai lệch tốc độ Δωr bằng không thì ΔY mới đạt đến một giá trị xác lập mới

Hình 2.9: Sơ đồ của bộ điều tốc đẳng thời

Hình 2.10 biểu diễn thời gian đáp ứng của một tổ máy có bộ điều tốc đẳng

thời khi phụ tải tăng lên Lượng tăng của P e khiến cho tần số suy giảm với tốc độ xác định bởi quán tính rotor Khi vận tốc giảm thì công suất cơ của turbine bắt đầu tăng, kéo theo đó là làm giảm mức độ suy giảm vận tốc và khi công suất turbine vượt qua công suất phụ tải thì vận tốc sẽ tăng dần lên Tốc độ cuối cùng sẽ trở về giá trị định mức của nó và công suất turbine khi xác lập sẽ tăng một lượng bằng với lượng tăng thêm của phụ tải

Một bộ điều tốc đẳng thời sẽ làm việc tốt khi chỉ có một máy phát cung cấp cho một phụ tải riêng biệt hoặc khi chỉ có một máy phát trong hệ thống có nhiều máy làm nhiệm vụ điều tốc Đối với hệ thống có các máy phát kết hợp thì công suất

sẽ được chia sẻ cho các máy và khi đó ta cần sử dụng sự điều tốc tổng hợp hoặc đặc tính dốc, sẽ được trình bày ở phần tiếp theo

Hình 2.10: Đáp ứng của tổ máy phát khi có bộ điều tốc đẳng thời

2.4.2 B ộ điều tốc với đặc tính điều chỉnh (đặc tính dốc) [2], [5]

Các bộ điều tốc đẳng thời không thể được sử dụng khi có hai hoặc nhiều hơn các tổ máy nối vào cùng một hệ thống vì mỗi máy phát phải có cùng độ chính xác

về vận tốc đặt Nếu không thì chúng sẽ xung đột với nhau do mỗi máy sẽ cố gắng điều khiển tần số hệ thống về giá trị đặt của mình

Đặc tính dốc hay đặc tính điều chỉnh có thể được thành lập bằng cách thêm vòng phản hồi xác lập quanh bộ tích phân như ở hình 2.11

Hình 2.11: B ộ điều tốc khi có phản hồi xác lập

Hàm truyền của bộ điều tốc trong Hình 2.11 rút gọn về dạng như trên Hình 2.12 Loại điều tốc này được đặc trưng hóa như là bộ điều khiển tỉ lệ với hệ số

Trục quay Tới máy phát

Tích phân Tốc độ tham chiếu ω0

Tích phân

(a) Sơ đồ khối khi có phản hồi xác lập

(b) Sơ đồ khối rút gọn

Hình 2.12: Sơ đồ khối của bộ điều tốc có đặc tính dốc

Giá trị của R xác định tốc độ xác lập so với đặc tính tải của tổ máy phát như

biểu diễn trên hình 2.13 Nó được tính bằng tỉ số của độ lệch tốc độ (Δωr) hay độ

lệch tần số (Δf) với sự thay đổi vị trí van/cửa nhận nước (ΔY) hay công suất phát ra

(ΔP) Tham số R thường được gọi là độ điều tốc hay độ dốc Nó cũng có thể được

biểu diễn theo phần trăm như sau:

ωNL = Tốc độ xác lập khi không tải

ωFL = Tốc độ xác lập khi đầy tải

ω0 = tốc độ định mức

Ví dụ, độ dốc 5% có nghĩa là khi tần số thay đổi 5% sẽ làm cho vị trí van hay công suất đầu ra thay đổi 100%

Hình 2.13: B ộ điều tốc chúc với đặc tính xác lập lý tưởng

Nếu hai hoặc nhiều hơn các máy phát có bộ điều tốc đặc tính dốc cùng nối vào cùng một hệ thống thì chúng sẽ được phân chia sự thay đổi của tải để đạt được

một tần số thống nhất Ta hãy xem xét hai tổ máy có đặc tính dốc như ở hình 2.14

Ban đầu chúng ở tần số danh định f 0, với các công suất phát ra là P 1 và P 2 Khi phụ

tải tăng một lượng ΔP L, các máy sẽ chạy chậm lại và các bộ điều tốc sẽ tác động làm tăng công suất đầu ra cho tới khi có được tần số làm việc thống nhất mới f’

Lượng công suất mà mỗi máy đảm nhận phụ thuộc vào đặc tính dốc:

'

1 1 1

1 '

Hình 2.14:Phân chia tải cho các máy làm việc song song khi bộ điều tốc có đặc

tính dốc

Hình 2.15 biểu diễn thời gian đáp ứng của một tổ máy phát có đặc tính điều

tốc dốc khi phụ tải tăng lên Do đặc tính là dốc nên việc tăng công suất đầu ra tương ứng với một sự thay đổi tốc độ hay tần số xác lập (Δωss)

Hình 2.15:Đáp ứng của tổ máy phát có đặc tính điều tốc chúc

2.4.3 B ộ điều tốc của các Turbine thủy lực

Chức năng cơ bản của một bộ điều tốc là điều chỉnh tốc độ Nguyên tắc chung của việc điều chỉnh tần số sẽ được trình bày trong chương 3 Ở đây ta sẽ nói

về những yêu cầu đặc biệt của việc điều khiển các turbine thủy lực, sự thể hiện vật

lý của chúng và việc mô hình hóa trong các nghiên cứu về hệ thống

Tốc độ Rotor hoặc tần số

Công suất cơ

Thời gian (s)

Chức năng điều khiển chính về tốc độ liên quan đến sự phản hồi sai khác tốc

độ để điều chỉnh vị trí cửa van Nhằm mục đích đảm bảo sự hài hòa và hoạt động song song ổn định của nhiều bộ phận, bộ điều chỉnh tốc độ được sử dụng với một đặc tính “dốc” Mục đích của độ dốc đó là để đảm bảo sự phân chia đồng đều phụ

tải giữa các tổ máy phát Thông thường, độ dốc ở chế độ xác lập được thiết lập vào khoảng 5% Với 5% sai lệch tốc độ đó, nó sẽ gây ra 100% thay đổi về vị trí cửa van hay công suất đầu ra ; nó tương ứng với một hệ số khuếch đại là 20 Tuy nhiên đối

với một turbine thủy lực, bộ điều chỉnh với đặc tính xác lập dốc đơn giản là không

đủ Điều này được mình họa trong ví dụ dưới đây

Một sơ đồ khối đơn giản biểu diễn sự điều chỉnh tốc độ của một bộ máy phát turbine thủy lực cung cấp cho một phụ tải độc lập được biểu diễn trên hình 2.16 Turbine được biểu diễn bằng mô hình thông dụng và bộ điều chỉnh tốc độ có hệ số khuếch đại K G = 1/R Máy phát được biểu diễn dựa trên sự kết hợp của thành phần quán tính cả máy phát và turbine

Nếu T W = 2,0 s, T M = 10,0 s và K D= 0,0, xác định (i) Giá trị thấp nhất của độ

dốc R để sự điều chỉnh tốc độ là ổn định, và (ii) Giá trị của R để sự tác động điều

của mặt phẳng phức s Trong trường hợp bậc II, điều kiện cần và đủ là tất cả hệ số

đều dương Do đó :

10R > 0, do v ậy, R>0

và

10R – 2 > 0, do v ậy, R> 0,2

Do đó giá trị nhở nhất của R mang lại đáp ứng ổn định là 0,2 hoặc là 20%

Nói cách khác, hệ số điều chỉnh tốc độ K G cần phải nhỏ hơn 5 Với độ dốc chuẩn

lớn hơn 5% (hay độ khuếch đại 20), sự điều chỉnh tốc độ trở nên không ổn định

Đối với trường hợp tắt dần giới hạn :

(10R - 2)2 – 4(10R) = 0

Giải ra thu được :

R1 = 0,746 R2 = 0,0536

với R1 = 0,746 tương ứng với sự tắt dần giới hạn (độ tắt dần ζ = 1) và đáp

ứng ổn định R2 = 0,0536 là nhỏ hơn giá trị giới hạn 0,2; nó tương ứng với ζ = -1,0

và biểu diễn sự hoạt động không ổn định Do đó, R = 0,746 hay độ khuếch đại K G = 1,34 là yêu cầu cho sự tắt dần giới hạn

Do vậy đặc tính dốc đơn giản là không đủ cho bộ điều khiển các turbine thủy

Hình 2.17: Sơ đồ một hệ thống điều khiển cơ khí-thủy lực của turbine thủy lực

Chú thích :

• Transient Droop Adjuster : Bộ điều chỉnh độ chúc quá độ

• Needle Valve : Van kim

• Fast/Slow : Nhanh/Chậm

• Compensating Dashpot : Bộ bù giảm chấn

• Flyballs : Quả văng

• Speeder Rod : Trục quay

• Pilot Servo : Servo dẫn hướng

• Speed Droop : Độ dốc vận tốc

• Speed Adjustment : Cơ cấu điều tốc

• Pilot Valve : Van dẫn hướng

• Relay Valve : Van Relay

• Gate Servomotor : Cửa Servomotor

Trong biểu thức 2.38 thì K2 được xác định bằng mức độ tỷ lệ hồi tiếp còn T P

bằng mặt cắt lỗ thông của van dẫn hướng và K2 Kết hợp cả phương trình 2.38 và 2.39 ta thu được :

trong đó K s là độ khuếch đại servo và T P là hằng số thời gian van dẫn

hướng/servomotor Độ khuếch đại servo K s được xác định từ mức độ tỷ lệ hồi tiếp van dẫn hướng

Giả thiết rằng chất lỏng từ bộ giảm chấn chảy qua van kim là tỷ lệ với áp lực

của bộ giảm chấn thì hàm truyền của bộ giảm chấn là :

1

R T R

sT d

R

Độ dốc tạm thời R T được xác định từ mức độ tỷ lệ, và thời gian tái lập (hay

khử) T Rđược xác định từ thiết lập của van kim

Nước không phải là chất lỏng có thể nén được; nếu cửa van bị đóng quá nhanh thì sẽ gây ra áp suất lớn có thể dẫn đến phá vỡ đường ống áp lực Do đó tốc

độ dịch chuyển của cửa van cần được giới hạn ở một mức độ nhất định Thông thường thì tốc độ chuyển dịch của cửa van được giới hạn ở vùng đệm gần điểm đóng hoàn toàn để tạo ra sự giảm chấn

Sơ đồ khối biểu diễn hệ thống điều khiển phù hợp cho công tác nghiên cứu điều khiển ổn định được biểu diễn như trong hình 2.18 Sơ đồ này kết hợp với sơ đồ trong hình 2.16 để tạo nên một mô hình hoàn chỉnh của turbine thủy lực và hệ thống điều chỉnh tốc độ

T P = Hằng số thời gian của van điều khiểu và Servomotor 0,05s

T G = Hằng số thời gian của Servo chính 0,2s