Lưu Tùng Giang và đtg<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
83(07): 59 - 65<br />
<br />
NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỀU TỐC TURBINE<br />
THỦY ĐIỆN NHỎ Ở CÁC TỈNH MIỀN NÚI PHÍA BẮC VIỆT NAM<br />
Lưu Tùng Giang1, Nguyễn Hiền Trung2*<br />
1<br />
<br />
2<br />
<br />
Sở Công thương tỉnh Hà Giang, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên<br />
<br />
TÓM TẮT<br />
Bài báo này phân tích và trình bày hệ thống điều chỉnh tốc độ turbine thuỷ điện nhỏ theo quan<br />
điểm tối ưu hóa. Thiết lập quá trình điều khiển chuyển động phi tuyến với bộ điều tốc thực<br />
hiện theo hệ điều khiển mờ theo luật PID. Bộ điều khiển cho hệ thống điều tốc và máy phát đã<br />
đạt được kết quả tốt với việc thử nghiệm trên mô hình. Kết quả mô phỏng cho thấy tần số ổn<br />
định tốt nhất ở chế độ hoà lưới, còn ở chế độ vận hành với các loại phụ tải độc lập khác nhau<br />
cũng hoàn toàn thoả mãn so với chỉ tiêu chất lượng đặt ra: góc tải và mô men điện từ cũng thay<br />
đổi nhằm duy trì nguồn năng lượng cấp cho tải theo công suất đặt; đáp ứng tần số đảm bảo độ<br />
sai lệch nhỏ hơn với sai lệch tần số cho phép.<br />
Từ khóa: Hệ thống điều tốc, lưu lượng nước, tối ưu hóa, chất lượng điện năng<br />
MỞ ĐẦU*<br />
Với đặc điểm địa lý của miền núi phía Bắc<br />
Việt Nam có nhiều đồi núi và sông hồ, lại có<br />
mưa nhiều nên hàng năm mạng lưới sông suối<br />
vận chuyển ra biển hơn 870 tỷ m3 nước, rất<br />
thuận lợi cho việc phát triển các nhà máy thủy<br />
điện. Hà Giang là một tỉnh nằm ở địa đầu phía<br />
Bắc tổ quốc. Do đặc điểm địa hình chia cắt<br />
mạnh tạo nên lợi thế về tiềm năng thuỷ điện<br />
với qui mô 750MW/68 dự án [1].<br />
Hình 1 là sơ đồ nghiên cứu của nhà máy thủy<br />
điện Thanh Thuỷ 2, xã Thanh Thuỷ, huyện Vị<br />
Xuyên, tỉnh Hà Giang, được sử dụng trong<br />
bài báo này. Kết cấu nhà máy gồm:<br />
<br />
Hình 1. Sơ đồ nghiên cứu<br />
Đập tràn tự do Ôphixerop có cửa nhận nước<br />
kiểu chiaron; Ống áp lực bằng thép D1400<br />
dày 14-20mm; Turbine Francis trục ngang<br />
HLD45-WJ-82; Máy phát đồng bộ có công<br />
suất 8MW (bảng 3); Hệ thống điều chỉnh kích<br />
từ; Hệ thống đường dây truyền tải và các thiết<br />
bị trợ động khác; Hệ thống bảo vệ, an toàn...<br />
*<br />
<br />
Tel: 0912386547; Email: nguyenhientrung@tnut.edu.vn<br />
<br />
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br />
<br />
Thông thường, mỗi nhà máy thuỷ điện đều<br />
được trang bị hệ thống tự động ổn định tốc độ<br />
và tự động điều chỉnh điện áp - AVR nhằm<br />
đảm bảo chất lượng điện năng [2]-[4].<br />
Hệ thống điều tốc có nhiệm vụ điều chỉnh lưu<br />
lượng nước đưa vào turbine. Cần nghiên cứu<br />
sao cho hệ thống luôn ổn định tốc độ tức là ổn<br />
định tần số lưới điện ở tần số công nghiệp<br />
50Hz với sai số cho phép ±0,2Hz [5], đảm<br />
bảo duy trì công suất cơ khi vận hành hoà vào<br />
lưới điện theo điều độ hệ thống điện (A0).<br />
XÂY DỰNG MÔ HÌNH NÂNG CAO CHẤT<br />
LƯỢNG ĐIỀU TỐC<br />
1. Mô hình hệ thống<br />
Cơ sở nghiên cứu về điều chỉnh tốc độ tự<br />
động đối với thuỷ điện nhỏ được minh hoạ<br />
trong trường hợp tổ máy phát cấp riêng cho<br />
phụ tải cục bộ như hình 2.<br />
Khi phụ tải thay đổi làm cho Pe thay đổi, gây<br />
nên mất cân bằng giữa Pe và Pm, đây là<br />
nguyên nhân làm cho tốc độ tăng hay giảm.<br />
Từ hình 2 khi máy phát nối cứng trục với<br />
turbine và phụ tải được mô tả bằng phương<br />
trình chuyển động:<br />
dr<br />
2H<br />
Tm Te<br />
dt<br />
(1)<br />
<br />
Hình 2. Mô hình turbine - máy phát cấp điện<br />
<br />
59<br />
<br />
http://www.lrc-tnu.edu.vn<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
Với trạng thái tĩnh (xác lập) Tm0 = Te0, từ (1)<br />
và (2) ta có:<br />
Pm Pe 0 (Tm Te )<br />
(3)<br />
d r<br />
2 H 0<br />
Pm Pe<br />
dt<br />
d r<br />
1<br />
<br />
(Pm Pe ); M 2 H 0<br />
dt<br />
M<br />
(4)<br />
Công suất Pe điện từ được phát tới phụ tải hỗn<br />
hợp. Có những loại tải không phụ thuộc nhiều<br />
vào tần số (tải chiếu sáng và tải nhiệt). Nhưng<br />
cũng có loại tải phụ thuộc nhiều vào tần số<br />
(tải động cơ), ta có:<br />
<br />
Pe PL Dr<br />
<br />
(5)<br />
trong đó: PL là sự thay đổi công suất tải; D<br />
là hệ số damping.<br />
Thay (5) vào (4) sẽ được<br />
d r<br />
(6)<br />
2 H 0<br />
Dr Pm PL<br />
dt<br />
Phương trình chuyển động (6) được minh họa<br />
trong hình 3.<br />
<br />
-<br />
<br />
<br />
<br />
1<br />
Ms D<br />
<br />
r<br />
<br />
+<br />
PL<br />
<br />
Turbine<br />
<br />
<br />
<br />
1<br />
1 sTGV<br />
<br />
PL<br />
D<br />
<br />
Pe<br />
a)<br />
<br />
1/ R P<br />
<br />
b)<br />
<br />
t<br />
<br />
Hình 3. Hàm truyền công suất (tốc độ) khi tải<br />
phụ thuộc tần số<br />
Sai lệch tốc độ ở trạng thái xác lâp Δωr khi tải<br />
thay đổi phụ thuộc vào độ nhạy tần số tải.<br />
Còn đối với một biến đổi của phụ tải điện<br />
(ΔPL), sai lệch tốc độ cuối cùng là Δωr =<br />
ΔPL/D (hình 3). Bộ điều tốc đơn giản nhất có<br />
thể là một khâu tích phân của biến thiên tốc<br />
độ, được thiết kế như hình 4.<br />
<br />
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br />
<br />
1 sTR<br />
R<br />
1 s T TR<br />
RP<br />
<br />
1 sTW<br />
1 sTW / 2<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
1<br />
2H0 D<br />
<br />
ΔPL<br />
<br />
Pm +<br />
<br />
2. Đáp ứng thời gian của bộ điều chỉnh<br />
tốc độ<br />
Bộ điều chỉnh tốc độ được thiết lập để điều<br />
chỉnh sự thay đổi vị trí của các cổng cánh<br />
hướng dẫn đến thay đổi áp suất turbine với<br />
thời gian ngắn như mong muốn.<br />
Hệ phản hồi tần số ổn định với yêu cầu thời<br />
gian khởi động trong khi làm việc của hệ<br />
thống thể hiện ở hình 5, trong đó:<br />
TW - hằng số thời gian khởi động (1s)<br />
RP - độ giảm tốc độ trạng thái tĩnh (0,05)<br />
TGV - hằng số thời gian của servomotor cổng<br />
chính (0,2s)<br />
TR - thời gian thiết lập lại (5s)<br />
RT - độ giảm tốc độ tạm thời (0,4)<br />
D - hệ số damping (= 2)<br />
<br />
Tải đặt<br />
<br />
r<br />
<br />
Hình 4. Mô hình bộ điều tốc: (a) sơ đồ mạch và<br />
(b) đáp ứng khi tăng tải<br />
<br />
Δωr<br />
<br />
cho phụ tải<br />
trong đó: Tm - mô men turbine (p.u); Te - mô<br />
men điện (p.u); H - hằng số quán tính (s).<br />
Ta có thể sử dụng công suất thay cho mô men<br />
trong phương trình chuyển động. Với những<br />
sai lệch nhỏ:<br />
P r M P0 P<br />
Tm Tm 0 Tm ;Te Te 0 Te<br />
r 0 r<br />
(2)<br />
<br />
83(07): 59 - 65<br />
<br />
ΔPm<br />
<br />
Lưu Tùng Giang và đtg<br />
<br />
Hình 5.<br />
Mô hình điều khiển độ mở cánh hướng<br />
turbine<br />
Trong hình 5 là mô hình hoàn chỉnh được ứng<br />
dụng trong thực tế điều khiển tốc độ, nâng<br />
cao được phản hồi độ lệch tốc độ (góc công<br />
suất) cho các nhiễu tải khác nhau (ΔPL ).<br />
3. Thiết lập sơ đồ khối điều khiển<br />
Sơ đồ bộ điều tốc điện - thuỷ lực cung cấp với<br />
luật điều khiển PID được thể hiện trong hình<br />
6. Độ sai lệch tốc độ được xử lý thông qua hệ<br />
thống PID thành một tín hiệu lệnh để các van<br />
thủy lực và cơ cấu trợ động (servo) điều chỉnh<br />
<br />
60<br />
<br />
http://www.lrc-tnu.edu.vn<br />
<br />
Lưu Tùng Giang và đtg<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
sự thay đổi trong van tiết lưu hoặc vị trí cửa<br />
van của cơ cấu truyền động.<br />
Các hằng số thời gian của các thiết bị truyền<br />
động thủy lực được thành lập bởi các đặc<br />
điểm công nghệ của hệ thống van và servo.<br />
<br />
-<br />
<br />
r<br />
<br />
-<br />
<br />
1<br />
1 sTPV<br />
<br />
FLC<br />
<br />
Đóng Rmax<br />
<br />
-<br />
<br />
KV<br />
<br />
1/s<br />
<br />
Van mở Min<br />
<br />
RP<br />
<br />
1<br />
1 sTGV<br />
<br />
Cơ cấu<br />
thừa hành<br />
thuỷ lực<br />
<br />
G/G0<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Van mở Max<br />
<br />
Mở van<br />
<br />
+ ref<br />
<br />
Mở Rmax<br />
<br />
RT<br />
<br />
sTR<br />
1 sTR<br />
<br />
Hình 6. Sơ đồ khối bộ điều tốc turbine thuỷ lực<br />
trong đó:<br />
TPV - thời gian servomotor định hướng (0,05s)<br />
KV - khuếch đại phụ động (=5)<br />
Rmax mở - tốc độ mở cửa van tối đa ≈ 0,15pu/s<br />
Rmax đóng - tốc độ đóng cửa van tối đa ≈ 0,15pu/s<br />
<br />
Khi vận hành hệ thống thì đặc tính vận hành<br />
thường xuyên thay đổi, nhờ các thiết bị điều<br />
khiển có độ bù chuyển tiếp giúp vận hành ổn<br />
định. Còn khi lựa chọn tối ưu thì độ giảm tốc<br />
độ tạm thời RT và thời gian thiết lập lại TR có<br />
quan hệ với hằng số thời gian khởi động TW<br />
và hằng số thời gian cơ của turbine - máy phát<br />
TM=2H như sau [6]:<br />
T<br />
RT 2,3 (TW 1, 0)0,15 W<br />
TM<br />
(7)<br />
<br />
TR 5,0 (TW 1,0)0,5TW<br />
<br />
(8)<br />
4. Bộ điều khiển mờ theo luật PID<br />
Hệ thống điều khiển theo hình 6 được kiểm<br />
soát bằng một tiêu chí là tối ưu hóa với hệ<br />
điều khiển logic mờ [7] theo thuật toán chỉnh<br />
định PID, có 3 đầu vào gồm sai lệch e giữa tín<br />
hiệu đầu vào và tín hiệu ra, đạo hàm bậc nhất<br />
của e và đạo hàm bậc hai của e. Đầu ra của hệ<br />
mờ là đạo hàm du/dt của tín hiệu điều khiển<br />
u(t) như hình 7.<br />
x<br />
<br />
<br />
<br />
-<br />
<br />
d e’<br />
dt<br />
e<br />
<br />
Luật<br />
hợp<br />
thành<br />
<br />
I<br />
<br />
Đối<br />
tượng<br />
<br />
Sử dụng phương pháp chỉnh định bộ điều<br />
khiển theo giải thuật Ziegler-Nichols (Z-N).<br />
Trong phương pháp này, việc tách rời thời<br />
gian Ti sẽ được thiết lập đến vô cùng và thời<br />
gian phát sinh Td tới không. Điều đó là để có<br />
được PID ban đầu của hệ thống. Thiết lập<br />
PID này, sau đó sẽ tiếp tục được tối ưu hóa<br />
bằng cách sử dụng "Phương pháp suy giảm<br />
độ dốc".<br />
5. Tham số PID<br />
Hệ thống theo khảo sát là dao động và do đó<br />
điều chỉnh theo quy tắc Z-N dựa trên hệ số<br />
khuếch đại tới hạn Kth và chu kỳ tới hạn Pth :<br />
Gc ( s ) K p (1 Ti ( s ) Td ( s ))<br />
(9)<br />
Từ N-Z phương pháp điều chỉnh tần số theo<br />
quy tắc điều chỉnh với thông số của Kp, Ti và<br />
Td như bảng 1 với: Kth là hệ số khuếch đại khi<br />
hệ ở trạng thái dao động tới hạn; Tck là chu kỳ<br />
dao động.<br />
Bảng 1<br />
Luật điều<br />
khiển<br />
P<br />
PI<br />
PID<br />
<br />
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br />
<br />
Kp<br />
<br />
Ti<br />
<br />
Td<br />
<br />
0,5.Kth<br />
0,4.Kth<br />
0,6.Kth<br />
<br />
∞<br />
0,8.Tck<br />
0,5.Tck<br />
<br />
0<br />
0<br />
0,125.Tck<br />
<br />
Xét phương trình đặc trưng của mạch vòng<br />
khép kín:<br />
s3 6s 2 5s K P 0<br />
(10)<br />
Từ tiêu chuẩn ổn định Routh, giá trị của Kp<br />
làm cho hệ thống ổn định có thể được xác<br />
định theo bảng 2.<br />
Bảng 2<br />
s3<br />
s2<br />
s1<br />
s0<br />
<br />
1<br />
6<br />
(30-Kp)/6<br />
Kp<br />
<br />
5<br />
Kp<br />
0<br />
-<br />
<br />
Thiết lập các tham số điều khiển PID ta thu<br />
được hàm truyền khép kín của các PID điều<br />
khiển với tất cả các thông số xác định được<br />
là:<br />
<br />
y<br />
<br />
Hình 7. Hệ điều khiển mờ theo luật PID<br />
<br />
83(07): 59 - 65<br />
<br />
Gc ( s ) <br />
<br />
6,3223( s 1, 4235) 2<br />
s<br />
<br />
(11)<br />
<br />
Từ hàm truyền đạt trên, ta có thể thấy rằng bộ<br />
điều khiển PID đã đạt cực trị tại gốc s=-<br />
<br />
61<br />
<br />
http://www.lrc-tnu.edu.vn<br />
<br />
Lưu Tùng Giang và đtg<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
<br />
1,4235. Sơ đồ khối kiểm soát hệ thống với<br />
điều khiển PID như hình 8.<br />
(s)<br />
+<br />
<br />
6,3223s 2 17,999s 12,8089<br />
<br />
<br />
<br />
f(s)<br />
<br />
s 4 6s3 5s 2<br />
<br />
-<br />
<br />
83(07): 59 - 65<br />
<br />
Quá trình thử tải theo 4 cấp độ khác nhau<br />
(bảng 5 phụ lục) từ mức 0,71MVA đến 7,57<br />
MVA có tổng thời gian chạy 60s, công suất<br />
tham chiếu 0,305pu tương đương 1,73MVA.<br />
Đáp ứng của hệ thống như sau:<br />
1.6<br />
<br />
<br />
Hình 8. Sơ đồ điều khiển<br />
<br />
1.4<br />
<br />
<br />
<br />
1.2<br />
<br />
Vòng lặp khép kín hệ thống là:<br />
<br />
1<br />
<br />
0.8<br />
<br />
Gc (s)<br />
6,3223s 2 17,999s 12,8089<br />
4<br />
R(s) s 6s3 11,3223s 2 18s 12,8089 (12)<br />
<br />
0.6<br />
<br />
0.4<br />
<br />
0<br />
<br />
10<br />
<br />
20<br />
<br />
30<br />
<br />
40<br />
<br />
50<br />
<br />
60<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 11. Đáp ứng tốc độ (pu)<br />
<br />
Đáp ứng của hệ thống này có thể thu được<br />
bằng mô phỏng MATLAB [8].<br />
<br />
40<br />
<br />
<br />
30<br />
<br />
Step Response<br />
<br />
1.8<br />
<br />
<br />
<br />
20<br />
<br />
1.6<br />
<br />
10<br />
<br />
1.4<br />
0<br />
<br />
1.2<br />
<br />
Amplitude<br />
<br />
-10<br />
<br />
1<br />
-20<br />
<br />
0<br />
<br />
10<br />
<br />
20<br />
<br />
30<br />
<br />
0.8<br />
<br />
40<br />
<br />
<br />
<br />
0.6<br />
<br />
50<br />
<br />
60<br />
<br />
<br />
1<br />
<br />
0.4<br />
0.8<br />
<br />
0<br />
<br />
0<br />
<br />
5<br />
<br />
Time (sec)<br />
<br />
10<br />
<br />
15<br />
<br />
<br />
<br />
0.2<br />
<br />
Hình 9. Đáp ứng hệ thống thiết kế<br />
<br />
0.6<br />
<br />
0.4<br />
<br />
0.2<br />
<br />
0<br />
<br />
Để nâng cao chất lượng hơn nữa, nhóm<br />
nghiên cứu đã chuyển sang sử dụng bộ điều<br />
khiển PID số<br />
q0 q1 z q2 z<br />
1 z 1<br />
<br />
10<br />
<br />
20<br />
<br />
30<br />
<br />
40<br />
<br />
50<br />
<br />
60<br />
<br />
<br />
<br />
< Cong suat phan khang Qeo (pu)><br />
0.2<br />
<br />
2<br />
0.15<br />
<br />
(13)<br />
<br />
<br />
<br />
Gc ( z ) <br />
<br />
1<br />
<br />
0<br />
<br />
Hình 12. Đáp ứng góc tải và mô men điện từ (pu)<br />
<br />
0.1<br />
<br />
0.05<br />
<br />
0<br />
<br />
-0.05<br />
<br />
0<br />
<br />
10<br />
<br />
20<br />
<br />
30<br />
<br />
<br />
<br />
40<br />
<br />
50<br />
<br />
60<br />
<br />
<br />
1<br />
<br />
<br />
<br />
0.8<br />
<br />
0.6<br />
<br />
0.4<br />
<br />
0.2<br />
<br />
0<br />
<br />
0<br />
<br />
10<br />
<br />
20<br />
<br />
30<br />
<br />
40<br />
<br />
50<br />
<br />
60<br />
<br />
<br />
<br />
Hình 10. Tối ưu hoá đáp ứng hệ thống<br />
Sau khi thực hiện mô phỏng với việc sử dụng<br />
bộ PID số làm chất lượng điều khiển tốt hơn,<br />
thời gian đáp ứng ở 2,43s.<br />
MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRONG<br />
MATLAB<br />
1. Khi nhà máy vận hành độc lập<br />
Mô hình mô phỏng nhà máy xây dựng từ thư<br />
viện SimPower của Matlab Simulink với các<br />
thông số đã được điều chỉnh lại theo số liệu<br />
dùng trong bài báo này (bảng 3, 4 phụ lục).<br />
<br />
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br />
<br />
Hình 13. Đáp ứng công suất Q và P (pu)<br />
<br />
Nhận xét: Tăng phụ tải 0,71MVA ở thời<br />
điểm 5s, hệ thống điều tốc điều chỉnh tần số<br />
tăng đến 60Hz. Ở thời điểm 20s, nếu tiếp tục<br />
tăng đến 7,57MVA, tần số giảm xuống còn<br />
25Hz. Khi duy trì tải ở mức 1,73 MVA tương<br />
ứng công suất đặt 0,305pu thì hệ thống điều<br />
tốc điều chỉnh về trạng thái duy trì ổn định ở<br />
tần số 49,99 Hz.<br />
2. Khi nhà máy hoà với lưới điện vô cùng lớn<br />
<br />
62<br />
<br />
http://www.lrc-tnu.edu.vn<br />
<br />
Lưu Tùng Giang và đtg<br />
<br />
Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br />
10<br />
<br />
1.1<br />
<br />
<br />
<br />
< Toc do may phat (pu)><br />
1.08<br />
<br />
8<br />
<br />
1.06<br />
<br />
6<br />
<br />
1.04<br />
<br />
4<br />
<br />
1.02<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
83(07): 59 - 65<br />
<br />
1<br />
<br />
2<br />
<br />
0<br />
0.98<br />
<br />
-2<br />
0.96<br />
<br />
-4<br />
0.94<br />
<br />
-6<br />
0.92<br />
<br />
0<br />
0.9<br />
<br />
0<br />
<br />
2<br />
<br />
4<br />
<br />
6<br />
<br />
<br />
8<br />
<br />
10<br />
<br />
12<br />
<br />
Hình 14. Đáp ứng tốc độ<br />
200<br />
<br />
150<br />
<br />
100<br />
<br />
<br />
<br />
50<br />
<br />
0<br />
<br />
-50<br />
<br />
-100<br />
<br />
-150<br />
<br />
-200<br />
<br />
0<br />
<br />
2<br />
<br />
4<br />
<br />
6<br />
<br />
<br />
8<br />
<br />
10<br />
<br />
12<br />
<br />
12<br />
<br />
<br />
10<br />
8<br />
6<br />
<br />
<br />
<br />
4<br />
2<br />
0<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
-8<br />
-10<br />
<br />
0<br />
<br />
2<br />
<br />
4<br />
<br />
6<br />
<br />
<br />
8<br />
<br />
10<br />
<br />
12<br />
<br />
Hình 15. Đáp ứng góc tải và mô men điện từ<br />
10<br />
<br />
<br />
5<br />
<br />
<br />
<br />
0<br />
<br />
-5<br />
<br />
4<br />
<br />
6<br />
<br />
<br />
8<br />
<br />
10<br />
<br />
12<br />
<br />
Hình 16. Đáp ứng công suất Q và P<br />
Nhận xét: Khi nhà máy hoà vào lưới điện có<br />
công suất vô cùng lớn, thì góc tải và mô men<br />
điện từ cũng được điều chỉnh theo công suất<br />
đặt tham chiếu. Lúc đó sự duy trì của hệ<br />
thống điều tốc là duy trì và điều chỉnh công<br />
suất cơ trên trục turbine. Tần số luôn duy trì<br />
ổn định ở mức f=50Hz được xác lập ở thời<br />
gian 2,5s. Góc tải công suất duy trì ở 22,10 và<br />
mô men điện từ ở mức 0,9pu.<br />
KẾT LUẬN<br />
Trong nghiên cứu này đã chọn ra phương án<br />
nâng cao chất lượng điều tốc turbine thuỷ<br />
điện nhỏ, bằng việc thiết lập hệ thống điều<br />
chỉnh phù hợp giữa công suất nguồn sơ cấp<br />
và tải của lưới điện; Xây dựng hệ thống điều<br />
khiển tốc độ turbine bằng bộ điều tốc với hệ<br />
điều khiển mờ theo luật PID.<br />
Tiến hành xây dựng các mô hình mô phỏng<br />
để kiểm tra các tính năng của mô hình đã thiết<br />
kế cũng như thử nghiệm các trường hợp hoạt<br />
động của hệ thống trong các điều kiện làm<br />
việc tiêu biểu.<br />
Tuy nhiên do việc tiến hành thí nghiệm trên<br />
đối tượng máy phát không ở mô hình thực tế,<br />
nên việc nghiên cứu mới chỉ dừng ở việc khảo<br />
sát dựa trên mô hình được xây dựng từ các<br />
thư viện chuẩn hóa trong Matlab Simulink.<br />
Kết quả mô phỏng cho thấy tần số ổn định tốt<br />
nhất ở chế độ hoà lưới, còn ở chế độ vận hành<br />
với các loại phụ tải độc lập khác nhau thì có<br />
sai số là 0,01Hz nằm trong phạm vi cho phép.<br />
Như vậy với việc xây dựng mô hình nâng cao<br />
chất lượng điều tốc đã giải quyết được các<br />
yêu cầu đặt ra.<br />
<br />
PHỤ LỤC<br />
<br />
-10<br />
<br />
-15<br />
0<br />
<br />
2<br />
<br />
2<br />
<br />
4<br />
<br />
6<br />
<br />
8<br />
<br />
10<br />
<br />
12<br />
<br />
<br />
<br />
Bảng 3. Thông số máy phát điện đồng bộ<br />
TT<br />
1<br />
<br />
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên<br />
<br />
Tên thông số<br />
Công suất định mức<br />
Pđm<br />
<br />
63<br />
<br />
Đơn vị<br />
<br />
Trị số<br />
<br />
MW<br />
<br />
8,00<br />
<br />
http://www.lrc-tnu.edu.vn<br />
<br />