Nghiên cứu nâng cao ổn định dao động công suất trong hệ thống điện sử dụng thiết bị Svec

Nghiên cứu nâng cao ổn định dao động công suất trong hệ thống điện sử dụng thiết bị Svec Nghiên cứu nâng cao ổn định dao động công suất trong hệ thống điện sử dụng thiết bị Svec Nghiên cứu nâng cao ổn định dao động công suất trong hệ thống điện sử dụng thiết bị Svec 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 CÔNG NGHỆ TP HCM

-

ĐỘNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG

ĐIỆN SỬ DỤNG THIẾT BỊ SVeC

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện

Mã số ngành: 60520202)

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 04 năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

-

ĐỘNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG

ĐIỆN SỬ DỤNG THIẾT BỊ SVeC

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày 20 tháng 05 năm 2017

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ h ọ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ)

2 PGS TS Nguyễn Thanh Phương Phản biện 1

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được

sửa chữa (nếu có)

Ch ủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn

Họ tên học viên: HUỲNH HOÀNG HUYNH Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 30-10-1978 Nơi sinh: Phú Yên

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: 1541830007

I- Tên đề tài:

Nnghiên cứu nâng cao ổn định dao động công suất trong hệ thống điện sử dụng

thiết bị SVeC

II- Nhi ệm vụ và nội dung:

Nghiên cứu nâng cao ổn định dao động công suất trong hệ thống điện sử dụng

thiết bị SVeC

III- Ngày giao nhiệm vụ: 07-10-2016

IV- Ngày hoàn thành nhi ệm vụ: 12-04-2017

V- Cán b ộ hướng dẫn: TS Trương Đình Nhơn

CÁN B Ộ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận văn “Nghiên cứu nâng cao ổn định dao động

công su ất trong hệ thống điện sử dụng thiết bị SVeC” là do tôi tự tổng hợp và

nghiên cứu, không sao chép của ai Trong luận văn có sử dụng một số nguồn tài liệu tham khảo rõ ràng như đã nêu trong phần tài liệu tham khảo

Tôi xin chịu trách nhiệm về những gì tôi khai trước nhà trường và hội đồng khoa

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Đại

Học Công Nghệ TP HCM, phòng đào tạo sau đại học Và đặc biệt, Tác giả xin bày

tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến TS Trương Đình Nhơn đã trực tiếp hướng

dẫn Tác giả với những chỉ dẫn quý giá trong suốt quá trình triển khai, nghiên cứu và hoàn thành đề tài “Nghiên Cứu Nâng Cao Ổn Định Dao Động Công Suất Trong

H ệ Thống Điện Sử Dụng Thiết Bị SVeC”

Xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt những

kiến thức chuyên môn cho bản thân Tác giả trong thời gian qua Xin chân thành

cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ nhiệt tình, vô tư về điều kiện vật

chất lẫn tinh thần và những kinh nghiệm giá trị trong suốt quá trình hoàn thành luận

văn của Tác giả

Cuối cùng, một lần nữa, Tác giả xin chân thành cảm ơn quý thầy cô, các đơn

vị và cá nhân đã giúp đỡ Tác giả trong quá trình học tập vào thực hiện luận văn tốt nghiệp này Tác giả mong nhận được sự góp ý, của quý Thầy Cô và đọc giả để luận

văn được hoàn chỉnh hơn

Xin chân thành cảm ơn

Hu ỳnh Hoàng Huynh

TÓM TẮT

Trong luận văn này, một hệ thống máy phát điện đồng bộ nối với bus vô

hạn(OMIB) và trang trại gió được nghiên cứu Để nâng cao độ ổn định động của hệ

thống một thiết bị bù vecto nối tiếp (SVeC) được đề xuất và được kết nối vào bus chung (PCC) của hệ thống Để nâng cao độ ổn định của hệ thống điện nghiên cứu,

một bộ điều khiển giảm dao động (POD) được thiết kế cho bộ SVeC dựa trên phương pháp mờ thích nghi (ANFIS) Kết quả mô phỏng được thực hiện bằng phần

mềm Matlab Có thể kết luận từ kết quả mô phỏng rằng thiết bị bù nối tiếp SVeC có

thể cải thiện tốt hơn độ ổn định của hệ thống điện nghiên cứu khi có sự cố nghiêm

trọng xảy ra trong hệ thống điện

severe disturbance

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ x

DANH MỤC CÁC BẢNG xiv

Chương 1 GIỚI THIỆU 1

1.1.Đặc vấn đề 1

1.2.Tính cấp thiết của đề tài 1

1.3.Mục tiêu của đề tài 3

1.4.Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu 3

Chương 2.TỔNG QUAN THIẾT BỊ FACTS VÀ ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 4

2.1.Tổng quan về ứng dụng thiết bị FACTS 4

2.1.1.Giới thiệu 4

2.1.2.Định nghĩa 5

2.1.3.Công nghệ FACTS 5

2.1.4.Lý thuyết về FACTS 6

2.1.5.Phân loại thiết bị FACTS 9

2.2.Ứng dụng thiết bị FACTS trong hệ thống điện 10

2.2.1.Bộ bù công suất Var tĩnh –SVC 10

2.2.2.Bộ bù đồng bộ tĩnh –STATCOM 15

2.2.3.Bộ bù nối tiếp đồng bộ tĩnh –SSSC 18

2.2.4.Bộ bù dọc điều khiển bằng Thyristor –TCSC 18

2.2.5.Bộ điều khiển dòng công suất hợp nhất –UPFC 19

Chương 3.TỔNG QUAN VỀ HỆ NƠRON MỜ (ANFIS) 20

3.1.Đặt vấn đề 20

3.2.Tổng quan về điều khiển mờ 20

3.2.1.Giới thiệu 20

3.2.2.Cấu trúc của hệ điều khiển mờ 23

3.3.Tổng quan về mạng nơron 34

3.3.1.Giới thiệu 34

3.3.2.Lịch sử phát triển của mạng nơron nhân tạo 35

3.3.3.Cấu trúc mạng nơron nhân tạo 36

3.3.4.Mô hình nơron 38

3.3.5.Cấu trúc mạng 40

3.4.Sự kết hợp giữa mạng nơron và logic mờ 44

3.4.1.Vài nét về lịch sử phát triển 44

3.4.2.Logic mờ 44

3.4.3.Mạng nơron 45

3.4.4.Sự kết hợp giữa mạng nơron và logic mờ 45

3.5.Các hệ thống điều khiển dùng nơron mờ trong nước và trên thế giới 47

Chương 4.SO SÁNH ĐÁNH GIÁ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRAO LƯU CÔNG SUẤT TRONG VIỆC BÙ NỐI TIẾP SỬ DỤNG BỘ CHUYỂN ĐỔI DC-LINK & AC-LINK 51

4.1.Giới thiệu 51

4.2.Bù nối tiếp 53

4.3.Các bộ bù điển hình 54

4.3.1.Bộ bù nối tiếp DC-Link 54

4.3.2.Bộ bù nối tiếp AC-Link 55

4.4.Mô tả thí nghiệm hệ thống 57

4.5.Đánh giá thực hiện kết quả ban đầu 58

4.5.1.Các chế độ hoạt động 58

4.5.2.Các cân nhắc về thiết kế 59

4.6.Đánh giá khả năng động 72

4.6.1.Mô hình động 72

4.6.2.Cơ cấu điều khiển 73

4.6.3.Về thiết kế bộ điều khiển 74

4.6.4.Đáp ứng thay đổi công suất 75

4.6.5.Đáp ứng khi sự cố 76

4.6.6.Tính năng động của hệ thống 76

Chương 5.THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN ANFIS CHO SVeC ĐỂ ỔN ĐỊNH DAO ĐỘNG CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 78

5.1.Cấu hình hệ thống điện đề xuất nghiên cứu 78

5.2.Mô hình thiết bị SVeC 78

5.3.Ảnh hưởng của sự cố ngắn mạch trên hệ thống điện 81

5.4.Tiêu chí điện áp theo qui định của Bộ công thương Việt Nam 81

5.5.Dòng ngắn mạch và thời gian loại trừ ngắn mạch theo qui định của Bộ công thương Việt Nam 82

5.6.Mô phỏng thiết bị SVeC và bộ điều khiển ANFIS trên Matlab 84

5.7.Kết quả mô phỏng hệ thống 96

Chương 6.KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 101

6.1.Kết luận 101

6.2.Hướng phát triển của đề tài: 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO 103

POD: Power oscillation damping – Giảm dao động công suất

PCC: Point of common coupling – Điểm kết nối chung

PSS: Power system stabilizer – Bộ ổn định công suất hệ thống

PWM: Pulse width modulation – Bộ điều chế độ rộng xung

TCSC: Thyristor-controlled series capacitor - Bộ bù dọc điều khiển Thyristor TCR: Thyristor-controlled reactor – Thyristor điều chỉnh điện kháng

SVeC: Series vectorial compensator – Bộ bù véctơ nối tiếp

SSSC: Series static synchronous compensator - Bộ bù nối tiếp đồng bộ tĩnh STATCOM: Shunt static synchronous compensator - Bộ bù đồng bộ tĩnh

SVC: Static Var compensator – Bộ bù Var tĩnh

UPFC: Unified powerflow cntroller - Bộ điều khiển dòng công suất hợp nhất VSC: Voltage-sourced converter – Bộ chuyển đổi điện áp nguồn

DC: Direct current – Dòng điện một chiều

AC: Alternating current – Dòng điện xoay chiều

WF: Wind farm – Trang trại gió

DFIG: Double feed generator - Máy phát nguồn kép

D: Duty cycle – Chu kỳ thực hiện

R: Resitance – Điện Trở

I: Current – Dòng điện

V: Voltage - Điện áp

P: Power - Công suất tác dụng

Q: Reactive power – Công suất phẩn kháng

L: Reactor – Cuộn kháng

DANH M ỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 2.1 Đường dây không có tổn thất 7

Hình 2.2 Khi bù nối tiếp 8

Hình 2.3 Khi bù song song 8

Hình 2.4 Bộ SVC kết nối với hệ thống điện 10

Hình 2.5 Cấu tạo bộ TCR 11

Hình 2.6 Cấu tạo bộ TSC 12

Hình 2.7 Cấu tạo bộ lọc sóng hài 12

Hình 2.8 Sơ đồ bộ SVC 13

Hình 2.9 Sơ đồ kết nối bộ SVC với hệ thống điện 14

Hình 2.10 Giản đồ bộ STATCOM 15

Hình 2.11 Cấu trúc cơ bản của bộ VSC 16

Hình 2.12 Nguyên lý hoạt động của bộ STATCOM 17

Hình 2.13 Sơ đồ kết nối bộ STATCOM với hệ thống điện 17

Hình 2.14 Sơ đồ kết nối SSSC với hệ thống điện 18

Hình 2.15 Cấu trúc cơ bản của bộ TCSC 18

Hình 2.16 Sơ đồ kết nối UPFC với hệ thống 19

Hình 3.1 Các khối chức năng của bộ điều khiển mờ 23

Hình 3.2 Các hàm liên thuộc của một biến ngôn ngữ 24

Hình 3.3 Hàm liên thuộc vào-ra theo luật hợp thành Max-min 26

Hình 3.4 Hàm liên thuộc vào- ra theo luật hợp thành max-prod 27

Hình 3.5 Hàm liên thuộc vào-ra theo luật hợp thành sum-min 29

Hình 3.6 Hàm liên thuộc vào-ra theo luật hợp thành sum-prod 30

Hình 3.7 Giải mờ bằng nguyên tắc trung bình 31

Hình 3.8 Giải mờ bằng nguyên tắc cận trái 32

Hình 3.9 Giải mờ bằng nguyên tắc cận phải 32

Hình 3.10 Giải mờ bằng phương pháp điểm trọng tâm 33

Hình 3.11 So sánh các phương pháp giải mờ 34

Hình 3.12 Mô hình 2 nơron sinh học 36

Hình 3.13 Mô hình nơron đơn giản 38

Hình 3.14 Mạng nơron 3 lớp 38

Hình 3.15 Mô hình nơron đơn giản 39

Hình 3.16 Nơron với R đầu vào 39

Hình 3.17 Ký hiệu nơron với R đầu vào 40

Hình 3.18 Cấu trúc mạng nơron 1 lớp 40

Hình 3.19 Ký hiệu mạng R đầu vào và S 41

Hình 3.20 Ký hiệu một lớp mạn 41

Hình 3.21 Cấu trúc mạng nơron 3 lớp 42

Hình 3.22 Ký hiệu tắt của mạng nơron 3 lớp 42

Hình 3.23 Cấu trúc huấn luyện mạng 43

Hình 3.24 Kiến trúc kiểu mẫu của một hệ nơron mờ 46

Hình 3.25 Mô hình hệ nơron mờ 47

Hình 3.26 Cấu trúc chung của hệ nơron mờ 47

Hình 3.27 Mô phỏng hệ thống điều khiển SVC dùng nơron mờ 48

Hình 3.28 Hệ thống hút tích hợp với cánh tay robot 49

Hình 3.29 Mô hình bộ điều khiển noron mờ 50

Hình 4.1 Sơ đồ điều khiển tiêu biểu (a) SSSC (b) bộ điều khiển 52

Hình 4.2 Cấu trúc bộ chuyển đổi (a) SSSC: chuyển đổi ba pha ba cấp (b) bộ điều khiển : đôi ném, đơn cực, ba pha vector chuyển mạch chuyển đổi 55

Hình 4.3 Các dạng sóng minh họa tổng hợp điện áp xoay chiều (a) SSSC (a) bộ điều khiển 55

Hình 4.4 Một dòng sơ đồ của hệ thống bù nối tiếp 57

Hình 4.5 Các mạch tương đương (a) SSSC (b) Bộ điều khiển 57

Hình 4.6 Thực hiện van bằng cách sử dụng các thiết bị thực 66

Hình 4.7 Điện áp/dòng điện được bơm vào đường dây truyền tải (a) SSSC (b) Bộ

điều khiển 69

Hình 4.8 Vòng điều khiển hồi tiếp 𝑇𝑆 = 5 𝑡í𝑛ℎ 𝑏ằ𝑛𝑔 𝑚𝑖𝑙𝑖 𝑔𝑖â𝑦, 𝛽 = 10 − 6 𝑎𝑆𝑆𝑆𝐶 (𝑏) bộ điều khiển 72

Hình 4.9 Đáp ứng tần số tín hiệu nhỏ của độ lợi vòng lặp của (a) SSSC (b) bộ điều khiển 74

Hình 4.10 Các dạng sóng mô phỏng trên máy tính thể hiện sự đáp ứng với các lệnh thay đổi (a) SSSC, (b) bộ điều khiển 75

Hình 4.11 Các mô hình mô phỏng trên máy tính thể hiện đáp ứng điện áp bus và các góc sự cố (a) SSSC (b) bộ điều khiển 75

Hình 5.1 Sơ đồ đơn tuyến của hệ thống điện gió nối lưới 78

Hình 5.2 Mạch động lực ba pha của SVeC 79

Hình 5.3 Sơ đồ đơn tuyến của SveC 80

Hình 5.4 Sơ đồ khối điều khiển của SVeC bao gồm bộ giảm dao động POD 83

Hình 5.5 Cấu trúc bộ Nơron-Mờ (ANFIS) 83

Hình 5.6 Mô hình điều khiển SVeC với bộ điều khiển PID 84

Hình 5.7 Mô phỏng sơ đồ khối điều khiển của SVeC bao gồm thiết kế bộ giảm dao động với Matlab Simulink 85

Hình 5.8 Load dữ liệu vào bộ Anfis 91

Hình 5.9 Thiết lập cấu trúc bộ Anfis 91

Hình 5.10 Hàm liên thuộc ngõ vào số 1 92

Hình 5.11 Hàm liên thuộc ngõ vào số 2 92

Hình 5.12 Cấu trúc bộ điều khiển Fuzzy 93

Hình 5.13 Cấu trúc bộ điều khiển Anfis 93

Hình 5.14 Huấn luyện bộ điều khiển 95

Hình 5.15 Mô phỏng hệ thống với SVeC khi không có ANFIS bằng Matlab Simulink 96

Hình 5.16 Mô phỏng hệ thống với SVeC khi có ANFIS bằng Matlab Simulink 96

Hình 5.17 So sánh điện áp tại nút PCC 97

Hình 5.18 So sánh công suất trên dường dây Pline 98

Hình 5.19 So sánh công suất của máy phát SG 98

Hình 5.20 So sánh vận tốc góc ωr của rotor 99

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 So sánh mạng nơron và logic mờ 45

Bảng 4.1 Thông số hệ thống – System Data 57

Bảng 4.2 Thông Số MBA - Injection Transformer Rating 63

Bảng 4.3 Tổng Hợp Các Yêu Cầu Của Tụ Điện 65

Bảng 4.4 Thông số thiết bị - Devices Stress 66

Bảng 4.5 Dung Lượng Thiết Bị - Devices Capability 68

Bảng 4.6 Tổng Số Thiết Bị - Device Count 68

Bảng 4.7 Tổn Thất Bộ Chuyển Đổi – Converter Losses 70

Bảng 4.8 Tổn thất bộ chuyển đổi tại 𝑃𝐿=160 MW, 𝑄𝐼𝑁𝐽=7.7MVAR 70

Bảng 4.9 Dự toán chi phí mạch công suất 71

Bảng 4.10 Tổng méo dạng sóng hài - Total Harmonic Distortion (THD) 72

Bảng 4.11 Các kết quả thiết kế bộ điều khiển 73

Bảng 5.1 Dòng và thời gian loại trừ ngắn mạch 82

Bảng 5.2 Qui luật điều khiển của bộ Anfis 84

Bảng 5.3 Tập dữ liệu huấn luyện cho bộ điều khiển Anfis 86

Bảng 5.4 Quy luật điều khiển của Anfis 94

Chương 1 GIỚI THIỆU 1.1 Đặc vấn đề

Cùng với sự phát triển khoa học công nghệ ngày càng cao, điện năng ngày càng đóng vai trò quan trọng trong tất cả các ngành để phát triển kinh tế, sự phát triển của nhu cầu tiêu thụ điện năng đánh giá sự phát triển của xã hội và nâng cao đời sống của một khu vực, một quốc gia Do đó, hệ thống điện cũng ngày càng phát triển cả về quy mô lẫn công nghệ Ngày nay đã hình thành nhiều hệ thống điện lớn trong phạm vi quốc gia hoặc liên quốc gia, xuất hiện nhiều nhà máy điện làm nhiệm vụ đáp ứng công suất cho phụ tải Trong những năm qua, cùng với sự phát triển về kinh tế, nhu cầu điện năng của Việt Nam là rất lớn, xuất hiện nhiều nhà máy nhiệt điện, nhà máy thủy điện, nhà máy phong điện và các nhà máy tubin khí đốt làm cho việc vận hành hệ thống điện trở nên phức tạp hơn đặc biệt là vấn đề

về đồng bộ cũng như tính ổn định của hệ thống

Vì vậy để ổn định công suất của hệ thống điện với kết nối đa dạng nguồn phát thì các nghiên cứu mới cần được nghiên cứu và phát triển để giải quyết vấn đề trên

1.2 Tính c ấp thiết của đề tài

Ứng dụng các bộ biến đổi bán dẫn công suất lớn trong điều khiển hệ thống điện đưa đến những khả năng to lớn trong đảm bảo vận hành hệ thống một cách linh

hoạt, khai thác hệ thống một cách hiệu quả nhất Điều này đã trở nên vô cùng quan

trọng trong các điều kiện chi phí để xây dựng các hệ thống mới hoặc cải tạo các hệ

thống hiện hành ngày càng tăng Bên cạnh đó việc đảm bảo chất lượng điện năng cũng ngày càng trở nên cấp thiết do điện năng ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động

sản xuất kinh doanh của các khách hàng ngành điện, những người trả tiền cho yêu

cầu năng lượng của mình và có quyền yêu cầu được đảm bảo nguồn điện cung cấp

một cách liên tục với chất lượng điện đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn

Cùng với sự phát triển chung của nền kinh tế toàn cầu, nhu cầu tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng, trong đó năng lượng điện đóng vai trò rất quan trọng Để đáp ứng nhu cầu trên hệ thống điện (HTĐ) cũng ngày càng phát triển và mở rộng, nhiều

đường dây (ĐD) truyền tải điện dài điện áp siêu cao được hình thành để liên kết các HTĐ của nhiều khu vực với nhau

Sự nối liền các hệ thống điện con thành hệ thống điện duy nhất mang lại nhiều

lợi ích nhưng cũng đặt ra nhiều vấn đề kỹ thuật phức tạp, trong đó có vấn đề ổn định hệ thống, vấn đề thừa công suất phản kháng trong chế độ non tải, vấn đề trao đổi công suất giữa các khu vực

Để giải quyết bài toán kỹ thuật và kinh tế trong vấn đề truyền tải mạng điện cao

áp, những vấn đề liên quan đến ổn định động, ổn định tĩnh, khả năng truyền tải của các đường dây, chất lượng điện năng, giảm tổn thất trên đường dây truyền tải…hạn

chế tới mức thấp nhất những sự cố có thể xảy ra Để nâng cao khả năng tải của đường dây người ta sử dụng các thiết bị bù cố định như tụ bù dọc và kháng bù ngang với dung lượng thích hợp, nhưng tất cả các thiết bị loại này sử dụng các thiết

bị đóng cắt cơ khí, thao tác chậm Khi phạm vi thay đổi công suất truyền tải lớn thì phương pháp trên bị hạn chế Hiện nay, trên thế giới các nước tiên tiến đã đi tiên phong trong ứng dụng kỹ thuật công nghệ FACTS trong lưới điện truyền tải FACTS là hệ thống điện truyền tải điện xoay chiều linh hoạt sử dụng các thiết

bị điều khiển công suất, hoạt động ở chế độ tự động với dòng điện và điện áp cao, cho phép điều khiển để ổn định điện áp hệ thống nhanh chóng, góc pha, trở kháng đường dây gần như tức thời Ngoài ra nó còn cho phép đường dây vận hành gần với

mức giới hạn về nhiệt của đường dây truyền tải Các thiết bị thường được sử dụng như: SVC, TSC, TCR, TSR, TCSC, STATCOM, SSSC, UPFC

Gần đây một đối tượng nghiên cứu mới được các nhà khoa học nghiên cứu đó là SVeC Thiết bị này cho phép điều khiển có chọn lọc điện áp, trở kháng, góc pha đường dây do đó thay đổi dòng công suất tác dụng và phản kháng truyền trên đường dây

Trong khuôn khổ luận văn tác giả sẽ tập trung nghiên cứu thiết bị SveC với bộ điều khiển ANFIS được sử dụng cho việc điều khiển ổn định dao động công suất trên đường dây truyền tải

1.3 M ục tiêu của đề tài

Đề tài này nghiên cứu để cải thiện sự ổn định dao động công suất của một hệ

thống máy phát điện đồng bộ nối với bus vô hạn (OMIB) và trang trại gió Để nâng cao độ ổn định của hệ thống, một thiết bị bù vectơ nối tiếp (SveC - Series Vectorial Compensator) được đề xuất với bộ điều khiển Nơron-Mờ (ANFIS - Adaptive Neural Fuzzy Inference System) được kết nối vào bus chung (PCC) của hệ thống

1.4 Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tài liệu, bài báo liên quan đến quá trình nghiên cứu đề tài: Nghiên

c ứu nâng cao ổn định dao động công suất trong hệ thống điện sử dụng thiết

Chương 2 TỔNG QUAN THIẾT BỊ FACTS VÀ ỨNG DỤNG TRONG

2.1 T ổng quan về ứng dụng thiết bị FACTS

2.1.1 Giới thiệu

Hiện nay, có rất nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng thiết bị FACTS, đặc

biệt là sử dụng các thiết bị phát nguồn công suất phản kháng cho hệ thống lưới điện

nhằm đảm bảo ổn định điện áp cho hệ thống Tuy nhiên, việc đánh giá, lựa chọn thiết bị phát công suất nào hợp lý, cũng như dung lượng bù tối ưu trong phân tích ở

chế độ xác lập, quá độ là chưa được quan tâm sâu sắc

Thực tế hiện nay, hệ thống điện chúng ta đang sử dụng là hệ thống điện xoay chiều Đây là hệ thống điện phức tạp bao gồm các máy phát đồng bộ, đường dây truyền tải, máy biến áp, các thiết bị bù và các phụ tải…., được chia thành ba khâu chính: Sản xuất, truyền tải và phân phối

Muốn cho hệ thống điện xoay chiều hoạt động, chúng ta cần phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

• Các máy phát điện làm việc trong chế độ đồng bộ

• Điện áp vận hành nằm trong giới hạn cho phép

• Tần số vận hành nằm trong giới hạn cho phép

• Các đường dây phải được vận hành ở điều kiện bình thường không quá

tải

• Các phụ tải phải được cung cấp nguồn điện đầy đủ

Trong hệ thống điện công suất truyền tải trên các đường dây phụ thuộc vào

tổng trở đường dây, điện áp và góc truyền tải giữa điểm đầu và điểm cuối của đường dây, những đại lượng này giới hạn công suất truyền tải trên đường dây Vì

vậy, khả năng truyền tải công suất của đường dây được cải thiện đáng kể bằng việc tăng công suất phản kháng ở phía phụ tải, lắp cuộn kháng bù ngang (mắc song song), tụ điện bù dọc (mắc nối tiếp) vào đường dây để điều khiển điện áp dọc theo chiều dài đường dây

Để nâng cao chất lượng điện áp và ổn định điện áp cho hệ thống điện Việt Nam, hiện nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về việc ứng dụng các thiết bị

bù công suất phản kháng Tuy nhiên, các thiết bị bù đó vẫn chưa đáp ứng được các yêu cầu về phản ứng nhanh nhạy khi hệ thống có sự thay đổi đột ngột về nhu cầu công suất phản kháng Vì thế, Các thiết bị truyền tải điện xoay chiều linh hoạt – FACTS (Flexible AC Transmission System) đã ra đời và đáp ứng được các yêu cầu

về độ phản ứng nhanh nhạy cũng như dung lượng bù tối ưu cho hệ thống trong mọi

chế độ làm việc Ngoài ra, FACTS còn dùng để nâng cao khả năng điều khiển hệ

thống điện và tăng khả năng truyền tải công suất trên đường dây

2.1.2 Định nghĩa

FACTS được định nghĩa bởi IEEE là: ” Hệ thống sử dụng các thiết bị điện tử công suất và các thiết bị tĩnh khác để điều khiển một hoặc nhiều thông số của hệ

thống đường dây truyền tải điện xoay chiều, qua đó, nâng cao khả nâng điều khiển

và khả năng truyền tải công suất”

Qua định nghĩa trên, cho thấy tầm quan trọng của thiết bị FACTS đến hệ thống điện có sự ảnh hưởng lớn về kinh tế và kỹ thuật

Hệ thống điện được nối shunt với các thiết bị FACTS Trường hợp này, FACTS đóng vai trò như một nguồn dòng

Bù song song có hai loại:

2.1.3.2 Bù điện dung

Phương pháp này dùng để nâng cao hệ số công suất Khi một tải có tính cảm được nối với hệ thống, hệ số công suất sẽ bị giảm xuống do sự trễ pha của dòng điện Để bù cảm kháng này, người ta lắp một tụ điện nối song song với tải, việc này

sẽ kéo dòng điện lên sớm pha hơn so với điện áp Và kết quả là hệ số công suất được nâng cao

2.1.3.3 Bù điện cảm

Phương pháp này dùng để bù trong trường hợp đóng điện đường dây không tải

hoặc khi non tải cuối đường dây Khi không tải hoặc tải nhỏ, chỉ có một dòng rất

nhỏ chạy trên đường dây Trong khi đó, điện dung ký sinh trên đường dây, đặc biệt

với các đường dây dài lại có giá trị khá lớn Việc này sẽ sinh ra quá áp trên đường dây (hay còn gọi là hiệu ứng Ferranti) Điện áp cuối đường dây có thể tăng gấp đôi điện áp nguồn tới (trong trường hợp đường dây rất dài) Để bù điện dung ký sinh này, người ta lắp các điện cảm song song trên dọc đường dây

2.1.4 L ý thuyết về FACTS

Trong trường hợp đường dây không có tổn thất, giá trị điện áp nhận được cuối đường dây thường gần bằng giá trị đầu đường dây: Vs = Vr = V Trong quá trình truyền tải, xuất hiện góc lệch pha delta, phụ thuộc vào giá trị của trở kháng X

Công suất phản kháng đầu đường dây bằng nhưng khác dấu với công suất

phản kháng cuối đường dây:

𝑄𝑠 = −𝑄𝑟= 𝑄 = 𝑉 sin �𝛿2� 2𝑉 sin𝛿2

𝑋 =𝑉𝑋2(1 − cos 𝛿) (2.5)

Hình 2.1 Đường dây không có tổn thất

Khi giá trị δ nhỏ, công suất truyền tải trên đường dây phụ thuộc chủ yếu vào giá trị X Trong khi đó, công suất phản kháng phụ thuộc chủ yếu vào độ lớn của điện áp hai đầu

2.1.4.1 Khi bù n ối tiếp

Các tụ bù nối tiếp trong FACTS sẽ thay đổi điện kháng đẳng trị của đường dây: X giảm sẽ tăng khả năng truyền tải công suất tác dụng trên đường dây Tuy nhiên, nguồn điện phải cung cấp thêm công suất phản kháng

Hình 2.2 Khi bù n ối tiếp

2.1.4.2 Khi bù song song

Công suất phản kháng được đưa lên đường dây để duy trì giá trị điện áp Khả năng truyền tải công suất tác dụng trên đường dây tăng lên nhưng cũng phải cung

cấp thêm công suất phản kháng cho đường dây

Hình 2.3 Khi bù song song

Trong thực tế, do tính chất tiêu thụ điện ở từng thời điểm luôn khác nhau, cho nên tình trạng vận chuyển công suất trên các đường dây truyền tải cũng khác nhau,

có thể tại một thời điểm trên hệ thống sẽ có những đường dây bị quá tải trong khi tại các đường dây khác thì non tải và ngược lại Với đà phát triển công nghiệp hóa như

hiện nay, đòi hỏi nhu cầu truyền tải để đáp ứng cho các phụ tải ngày càng cao, cho

nên, đường dây truyền tải cao áp luôn đặt trong tình trạng báo động hoặc xảy ra các

hiện tượng: quá tải đường dây, nhiễu hệ thống ( dao động tần số, điện áp,….)

Nhằm tăng khả năng truyền tải điện năng trên hệ thống, khắc phục những nhược điểm nói trên, trên thế giới, người ta đã áp dụng các thiết bị FACTS vào hệ

thống điện Các thiết bị này được sử dụng để điều khiển điện áp, trở kháng và góc pha của đường dây xoay chiều cao áp Các thiết bị FACTS đã giúp cho nhà cung

cấp điện những lợi ích sau:

• Tận dụng lưới truyền tải hiện hữu để lắp đặt các thiết bị FACTS

• Giảm chi phí đầu tư

• Tăng độ tin cậy và khả năng sẵn sàng của hệ thống truyền tải

• Tăng độ ổn định quá độ của lưới

• Tăng chất lượng cung cấp điện năng cho các ngành công nghiệp và các ngành có yêu cầu chất lượng điện năng cao

• Ảnh hưởng không đáng kể đến môi trường xung quanh

2.1.5 Phân loại thiết bị FACTS

Trước đây, khi mà ngành công nghiệp điện tử công suất chưa phát triển mạnh thì việc nâng cao chất lượng điện áp trên hệ thống điện bị hạn chế và thời gian đáp ứng cũng rất chậm, bởi vì khi đó, chúng ta phải thực hiện việc đóng cắt các khóa cơ khí các phần tử điện như là cuộn dây, tụ điện, bộ chuyển đổi nấc máy biến áp… để

ổn định điện áp trên hệ thống

Ngày nay, với sự phát triển mạnh và nhanh chóng của các thiết bị điện tử công

suất lớn, điện áp cao cho nên công nghệ FACTS ra đời nhằm giúp cho quá trình

thực hiện điều khiển điện áp trên hệ thống điện, cụ thể là đường dây truyền tải được linh hoạt và nhanh chóng Một số nước tiên tiến đã sử dụng thiết bị FACTS trong

mạng truyền tải, cụ thể như Mỹ, Canada, Brazil… là những nước tiên phong sử

dụng công nghệ FACTS Các thiết FACTS thường được sử dụng là:

• Static Var Compensator (SVC) : Bộ bù Var tĩnh

• Static Synchronous Compensator (STATCOM) : Bộ bù đồng bộ tĩnh

• Thyristor Controlled Series Compensator (TCSC) : Bộ bù dọc điều khiển Thyristor

• Static Synchronous Series Compensator (SSSC) :Bộ bù nối tiếp đồng bộ tĩnh

• Unified Power Flow Controller (UPFC) : Bộ điều khiển dòng công suất hợp

nhất

• High Voltage Direct Current (HVDC) : Đường dây một chiều cao áp

2.2 Ứng dụng thiết bị FACTS trong hệ thống điện

2.2.1 Bộ bù công suất Var tĩnh –SVC

2.2.1.1 C ấu tạo và nguyên lý hoạt động

Hình 2.4 B ộ SVC kết nối với hệ thống điện

Hầu hết các bộ SVC luôn được kết nối đến mạng lưới truyền tải điện thông qua một máy biến áp tăng áp ghép bộ Ở phía nút điện áp thấp của máy biến áp, nói chung có 3 phần tử được sử dụng: cuộn kháng điều khiển bằng Thyristor (TCR), bộ

tụ chuyển mạch bằng thyristor và bộ lọc sóng hài ổn định

a) TCR (Thyristor Controlled Reactor): Là thiết bị dùng điều khiển một cách liên tục dòng điện qua cuộn cảm mắc song song với lưới bằng cách điều khiển góc kích của thyristor và được nối vào thanh cái điện áp thấp

Sơ đồ mạch một pha của bộ TCR, bao gồm cặp thyristor mắc song song, ngược chiều nhau và nối vào cuộn điện kháng tuyến tính

với trạng thái ngắt của thyristor)

b) TSC (Thyristor Switched Capacitor): là thiết bị bù công suất phản kháng được điều chỉnh theo dạng nhảy cấp, nó có khả năng đóng cắt tụ điện bằng cách kích đóng ngắt các thyristor Bộ TSC kết hợp với bộ TCR sẽ cho phép điện kháng

tương đương của chúng có thể thay đổi liên tục từ tính dung sang tính kháng

Sơ đồ mạch một pha của bộ TSC bao gồm cặp Thyristor mắc song song, ngược chiều nhau và nối vào bộ tụ điện

Hình 2.6 C ấu tạo bộ TSC

Trong đó:

- C : Bộ tụ điện

- T : Thyristor có chức năng đóng hoặc ngắt bộ tụ điện

- Van thyristor được đóng mở phụ thuộc vào tín hiệu xung điều khiển vào cực G của thyristor

Bộ TSC thực chất là bộ tụ điện được đóng mở bằng hai thyristor mắc song song, khi thay đổi tín hiệu xung sẽ làm thay đổi giá trị điện dung C trong mạch

c) Fixed Filters: là thiết bị dùng để lọc sóng hài Mục đích là lọc các sóng hài

bậc cao và bù công suất phản kháng cho phụ tải Các sóng hài bậc cao xuất hiện do

chế độ làm việc của TCR gây ra ( khi thyristor dẫn không hoàn toàn, dòng điện qua TCR sẽ không có dạng hình sin)

Sơ đồ mạch môt pha của bộ lọc sóng hài gồm có cuộn điện kháng XL nối tiếp vào bộ tụ điện C

Hình 2.7 C ấu tạo bộ lọc sóng hài

khử bỏ và lúc đó mạch lọc cộng hưởng tác động như trở kháng ngắn mạch cho các sóng hài bậc cao này nên hạn chế ảnh hưởng của nó lên nguồn điện áp của lưới điện Khi thay đổi góc kích α của thyristor, điện kháng hiệu dụng của bộ TCR sẽ thay đổi Sự thay đổi điện kháng của TCR sẽ thay đổi điện kháng hiệu dụng của SVC Với nguyên lý làm việc như trên, cho nên bộ SVC có thể cung cấp hoặc tiêu

thụ công suất phản kháng cho một hệ thống truyền tải điện Sự thay đổi để phát hay thu công suất phản kháng nhằm mục đích điều chỉnh giá trị điện áp tại điểm kết nối

với hệ thống điện

Hình 2.8 Sơ đồ bộ SVC

PIsvc: Công suất tác dụng bơm vào bên trong máy biến áp ghép bộ từ nút điện áp thấp SVC

2.2.1.2 Ứng dụng của bộ bù công suất Var tĩnh – SVC:

Hình 2.9 Sơ đồ kết nối bộ SVC với hệ thống điện

Hình 2.9 Trình bày cấu trúc và những thành phần chính của bộ SVC Bộ SVC được áp dụng rộng rãi trong hệ thống truyền tải với nhiều mục đích khác nhau Mục đích cơ bản nhất thường được sử dụng là để điều khiển điện áp tại điểm yếu nhất trong hệ thống điện Nó thường được lắp đặt ở điểm giữa của đường dây truyền tải liên kết giữa các vùng tải Nhờ độ chính xác cao, tính khả dụng và đáp ứng nhanh, các thiết bị SVC có thể cung cấp trạng thái ổn định và điều khiển điện áp quá độ có

chất lượng cao so với kiểu bù rẽ nhánh thông thường Các thiết bị SVC cũng được

sử dụng để làm giảm các dao động công suất, cải thiện độ ổn định quá độ và giảm

tổn hao hệ thống nhờ tối ưu điều khiển công suất phản kháng

Việc điều khiển dòng công suất phản kháng cung cấp cho hệ thống điện được thực

hiện bằng cách điều khiển điện áp ngõ ra V cùng pha với điện áp hệ thống VT (hình 2.10)

• Nếu V nhỏ hơn điện áp hệ thống VTthì dòng điện bộ nghịch lưu đi qua cuộn kháng sẽ mang tính cảm, bộ STATCOM nhận công suất phản kháng từ hệ

Hình 2.11 C ấu trúc cơ bản của bộ VSC

Hình 2.11 biểu diễn cấu trúc cơ bản của một bộ biến đổi toàn sóng 3 pha có 6

bộ chuyển mạch, mổi bộ gồm có một GTO(gate-turn-off) thyristor nối song song

với một diode Với mục tiêu là tạo ra một dạng sóng điện áp đầu ra gần như dạng sóng hình sin có thể, bộ chuyển mạch của thyristor GTO riêng lẽ trong bộ VSC thì được điều khiển bằng khối chương trình điều khiển chuyển mạch, được thiết kế để

giảm đến mức tối thiểu phát sinh sóng hài lúc bộ VSC làm việc và nhu cầu cho việc

- Điện áp một chiều không đổi với bộ điều chế độ rộng xung (Pulse Width Modulated - PWM)

Nguyên lý cơ bản của STATCOM là sử dụng bộ biến đổi nguồn điện áp (VSC)

dựa trên kỹ thuật các phần tử điện tử công suất (GTO) thyristor hay transitor lưỡng

cực có cổng cách điện (IGBT) với khả năng ngắt dòng điện khi có xung ngắt gửi đến cổng điều khiển Điều này cho phép cho bộ STATCOM phát ra một nguồn điện

áp xoay chiều AC ở đầu cực bộ biến đổi lúc tần số cơ bản yêu cầu với biên độ điều

chỉnh được, sơ đồ khối của một bộ STATCOM được thể hiện ở hình 2.12

Sự chuyển đổi công suất phản kháng với lưới điện thì đạt được bởi điều khiển biên độ điện áp V và sự chuyển đổi công suất tác dụng do điều khiển dịch chuyển pha ψ Sự thay đổi công suất tác dụng thì chỉ thường điều khiển điện áp một chiều

Hình 2.12 Nguyên lý ho ạt động của bộ STATCOM

2.2.2.2 Ứng dụng của bộ bù đồng bộ tĩnh – STATCOM:

Hình 2.13 Sơ đồ kết nối bộ STATCOM với hệ thống điện

Bộ STATCOM là một thiết bị bù ngang, nó chuyển đổi nguồn điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều để bù công suất phản kháng cho hệ thống điện

STATCOM không yêu cầu các thành phần cảm kháng và dung kháng lớn để cung cấp công suất phản kháng cho các hệ thống truyền tải cao áp Một lợi thế khác

là đầu ra phản ứng nhanh ở điện áp hệ thống thấp

2.2.3 Bộ bù nối tiếp đồng bộ tĩnh –SSSC

Hình 2.14 Sơ đồ kết nối SSSC với hệ thống điện

Bộ SSSC là thiết bị bù nối tiếp vào đường dây, nó có thể phát ra một lượng điện áp được yêu cầu của hệ thống điện, nó có thể biến đổi điện áp của hệ thống từ

AC sang điện áp DC Bộ SSSC có thể điều khiển cả công suất thực và công suất kháng với hệ thống AC

2.2.4 Bộ bù dọc điều khiển bằng Thyristor –TCSC

Hình 2.15 C ấu trúc cơ bản của bộ TCSC

Bộ TCSC là một thiết bị bù dùng trong truyền tải điện, để nâng cao khả năng

ổn định của hệ thống điện, đặc biệt là khả năng ổn định động trong chế độ sự cố

2.2.5 Bộ điều khiển dòng công suất hợp nhất –UPFC

Hình 2.16 Sơ đồ kết nối UPFC với hệ thống

Bộ UPFC là một thiết bị dùng để điều khiển dòng công suất trên đường dây truyền tải điện UPFC cho phép điều khiển đồng thời dòng công suất thực, dòng công suất phản kháng và độ lớn điện áp tại thanh cái kết nối

Từ những tính năng và ứng dụng được nêu ở trên của thiết bị FACTS cho thấy

rằng FACTS đóng vai trò rất quan trọng trong việc tái cấu trúc và xây dựng hệ

thống điện trong tình hình phát triển kinh tế của Việt Nam hiện nay

Việc nghiên cứu phát triển và cải tiến công nghệ đối với FACTS trở thành

những đề tài luôn được các học giả đầu tư nghiên cứu

Chương 3 TỔNG QUAN VỀ HỆ NƠRON MỜ (ANFIS)

kết hợp giữa logic mờ và mạng noron trong thiết kế hệ thống điều khiển tự động là

một khuynh hướng hoàn toàn mới, phương hướng thiết kế hệ điều khiển thông minh, một hệ thống mà bộ điều khiển có khả năng tư duy như bộ não con người, tức

là nó có khả năng tự học, tự chỉnh định lại cho phù hợp với sự thay đổi không lường được trước của đối tượng

Như đã biết hệ mờ và mạng nơron đều có khả năng làm việc trong những hệ

thống không ổn định, không chính xác và điều kiện môi trường khắc nhiệt Hệ

thống mờ và mạng nơron đã có nhiều ví dụ thực hiện đánh giá và so sánh chúng Ngày nay các nhà thiết kế đã áp dụng một cách rộng rãi và có hệ thống logic

mờ và mạng nơron trong lĩnh vực điều khiển học Ý tưởng là triệt tiêu các nhược điểm và đạt được các ưu điểm của cả hai công nghệ, điều này có nghĩa là hai công nghệ kết hợp để tối đa hóa điểm mạnh của từng công nghệ và bổ sung những nhược điểm để hợp thành một hệ thống mới tối ưu hơn

Hệ thống hợp nhất này sẽ có ưu điểm của cả hai: Mạng nơron (khả năng học,

khả năng tối ưu hoá, sự kết nối về cấu trúc) và hệ mờ (sự thông minh của con người qua luật mờ if - then, sự thuận lợi của việc am hiểu kiến thức chuyên môn một cách

chặt chẽ của các chuyên gia)

3.2 T ổng quan về điều khiển mờ

3.2.1 Giới thiệu

Trong lịch phát triển của công nghệ hiện đại, sự đóng góp của điều khiển lôgic là cực kỳ to lớn Nó đã đóng vai trò rất quan trọng không chỉ trong các ngành khoa học tự nhiên mà còn là một môn khoa học không thể thiếu được đối với khoa

học xã hội ngay cả trong suy luận đời thường Ngày nay, lôgic toán học kinh điển

đã tỏ ra còn nhiều hạn chế trong những bài toán nảy sinh từ công việc nghiên cứu và thiết kế những hệ thống phức tạp Đặc biệt là những lĩnh vực cần sử dụng trí tuệ nhân tạo hay trong công việc điều khiển và vận hành các hệ thống lớn có độ phức

tạp cao cần sự giúp đỡ của hệ các chuyên gia

Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin nhất là kỹ thuật vi xử lý

và công nghệ phần mềm đã đặt nền móng cho việc ứng dụng hệ thống điều khiển thông minh vào các nghành công nghiệp Các hệ thống điều khiển thông minh được xây dựng trên cơ sở trí tuệ nhân tạo đã giúp con người có khả năng khống chế

những đối tượng mà trước kia tưởng chừng như không điều khiển được như trong

rất nhiều bài toán điều khiển khi đối tượng không thể mô tả bởi mô hình toán học,

hoặc mô hình của nó quá phức tạp, cồng kềnh…

Trong thực tế khi thiết kế bộ điều khiển kinh điển thường bị bế tắc khi

gặp những bài toán có độ phức tạp của hệ thống cao, độ phi tuyến lớn, thường xuyên thay đổi trạng thái hoặc cấu trúc của đối tượng…

Phát hiện thấy nhu cầu tất yếu ấy, năm 1965 L.A.Zadeh - tại trường đại

học Berkelye bang California -Mỹ đã sáng tạo ra lý thuyết điều khiển mờ (Fuzzy Sets Theory) và đặt nền móng cho việc xây dựng một loạt các lý thuyết quan trọng

dựa trên cơ sở lý thuyết tập mờ Đây là một trong những phát minh quan trọng có tính bùng nổ và đang hứa hẹn giải quyết được nhiều vấn đề phức tạp và to lớn của

sắt Sendai Các ứng dụng đã và đang được phát triển với các vấn đề theo vết, điều

chỉnh, nội suy, phân loại, chữ viết tay, nhận dạng lời nói, ổn định hình dạng trong các máy quay video, máy giặt, máy hút bụi, điều hòa, quạt điện, Một thí

nghiệm con lắc ngược đã được chứng minh vào năm 1987 với “các đáp ứng cân

bằng được sinh ra gần 100 lần ngắn hơn những đáp ứng của bộ điều khiển PID truyền thống”

Lý thuyết mờ ra đời ở Mỹ, ứng dụng đầu tiên ở Anh nhưng phát triển mạnh

mẽ nhất ở Nhật Trong lĩnh vực tự động hóa logic mờ ngày càng được ứng dụng

rộng rãi, nó thực sự hữu dụng với các đối tượng phức tạp mà ta chưa biết rõ hàm truyền, phức tạp, không xác định, logic mờ có thể giải quyết các vấn đề mà điều khiển kinh điển không làm được

Phương pháp điều khiển mờ chính là nhằm vào việc xây dựng các phương pháp có khả năng bắt chước cách thức con người điều khiển Vì đối tượng điều khiển là một hệ thống phức tạp, bản chất chưa rõ, không thể hiển thị bằng các mô hình toán lý Nên dưới dạng mô hình mờ một tập các mệnh đề IF …THEN (các

luật) với các dữ liệu ngôn ngữ mô tả mối quan hệ giữa các biến vào, các biến ra đã

ra đời Ta lấy một ví dụ phận biệt cá voi có tính khoa học Ở những trường tiểu

học, nhiều điều làm mọi người ngạc nhiên, rằng cá voi là động vật có vú bởi vì:

nó là loại máu nóng, đẻ con, nuôi con bằng sữa mẹ, và cũng mọc lông Hệ thống phân biệt này là một ví dụ hoàn hảo của logic hai trị truyền thống mà thống trị khoa học suốt nhiều thế kỷ Mặc dù thực tế là nó trông giống cá, nó bơi giống cá,

nó có mùi cá, và cứ ba học sinh lại có một người nghi ngờ khi nói rằng cá voi không phải là cá, cá voi 100% động vật có vú, 0 % là cá Nếu một nhà logic mờ phân biệt cá voi, ông ta sẽ cho cá voi thuộc về cả hai bộ động vật có vú và bộ cá, tới

mức độ tự nhiên

So với phương pháp điều khiển truyền thống thì phương pháp tổng hợp

hệ thống điều khiển bằng điều khiển mờ có những ưu điểm sau:

Điểm mạnh nổi trội cơ bản của điểu khiển mờ so với kỹ thuật điều khiển kinh điển là nó áp dụng rất hiệu quả và linh hoạt trong các quá trình điều khiển ở điều kiện

chưa xác định rõ và thiếu thông tin

Nguyên lý điều khiển mờ đã cho phép con người tự động hóa được điều khiển cho một quá trình, một thiết bị…và mang lại chất lượng mong muốn