I. Giới thiệu về Giải thuật điều khiển dòng tối ưu bằng phương pháp PSO tại HCMUTE
Bài báo này trình bày nghiên cứu về giải thuật điều khiển dòng điện tối ưu trong hệ thống nghịch lưu nối lưới, cụ thể là ứng dụng thuật toán PSO (Particle Swarm Optimization) tại Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông TP.HCM (HCMUTE). Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa tham số của bộ điều khiển dòng điện nhằm nâng cao chất lượng điện năng, giảm thiểu sóng hài và cải thiện đáp ứng động. Luận văn HCMUTE này đề xuất một phương pháp mới dựa trên thuật toán PSO, so sánh với các phương pháp truyền thống như Ziegler-Nichols và GA (Genetic Algorithm) để chứng minh hiệu quả của giải thuật PSO trong ứng dụng thực tế. Nghiên cứu được thực hiện thông qua mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink, sử dụng mô hình hệ thống nghịch lưu pin mặt trời nối lưới 3 pha. Kết quả mô phỏng cho thấy PSO có khả năng dò tìm tham số nhanh chóng và hiệu quả hơn, dẫn đến chất lượng điện năng tốt hơn.
1.1. Giải thuật điều khiển dòng điện và tối ưu hóa PSO
Phần này tập trung vào mô tả chi tiết giải thuật điều khiển dòng điện được sử dụng trong nghiên cứu. Giải thuật PSO, một thuật toán tối ưu hóa dựa trên bầy đàn, được lựa chọn để tối ưu hóa tham số của bộ điều khiển. Thuật toán PSO mô phỏng hành vi tìm kiếm thức ăn của bầy đàn chim, mỗi hạt (particle) đại diện cho một giải pháp tiềm năng. Các hạt di chuyển trong không gian tìm kiếm, cập nhật vị trí và vận tốc dựa trên kinh nghiệm cá nhân và kinh nghiệm toàn cục của bầy đàn. Thuật toán PSO được ứng dụng để tìm kiếm tập hợp tham số tối ưu của bộ điều khiển dòng điện, giúp giảm thiểu hàm mục tiêu (ví dụ: hàm lỗi, sóng hài). Các tham số PSO như hệ số gia tốc cá nhân và toàn cục được điều chỉnh để đạt hiệu quả tối ưu. Ứng dụng PSO trong điều khiển cho thấy hiệu quả vượt trội so với các phương pháp truyền thống. Mô phỏng PSO và thực nghiệm PSO được thực hiện để đánh giá hiệu quả của phương pháp này. So sánh thuật toán PSO với các phương pháp khác như Ziegler-Nichols và GA cũng được thực hiện để chứng minh ưu điểm của PSO.
1.2. Mô hình hóa hệ thống nghịch lưu pin mặt trời nối lưới 3 pha tại HCMUTE
Nghiên cứu sử dụng mô hình hóa hệ thống nghịch lưu pin mặt trời nối lưới 3 pha để đánh giá hiệu quả của giải thuật điều khiển dòng tối ưu dựa trên PSO. Mô hình được xây dựng trên phần mềm Matlab/Simulink, bao gồm các thành phần chính như dàn pin mặt trời, bộ nghịch lưu, bộ lọc LCL, và bộ điều khiển dòng điện. Mô hình hóa hệ thống điện chính xác là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của kết quả mô phỏng. Phân phối điện trong mô hình được mô tả một cách chi tiết, bao gồm cả các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng điện năng như sóng hài. Quản lý năng lượng và tiết kiệm năng lượng cũng được xem xét trong quá trình mô hình hóa. Điện năng được tạo ra từ nguồn năng lượng mặt trời, sau đó được chuyển đổi và đưa vào lưới điện. Điện từ công suất được tính toán và phân tích để đánh giá hiệu quả của hệ thống. Điện tử công suất đóng vai trò quan trọng trong quá trình biến đổi năng lượng. Nghiên cứu sinh HCMUTE đã thực hiện các bước mô phỏng để đánh giá hiệu quả của hệ thống.
1.3. Kết quả và đánh giá của giải thuật tối ưu
Phần này trình bày kết quả mô phỏng của giải thuật điều khiển dòng tối ưu sử dụng PSO. Kết quả được so sánh với các phương pháp khác như Ziegler-Nichols và GA dựa trên các chỉ tiêu đánh giá như thời gian đáp ứng, độ vượt, và hàm lượng sóng hài. Kết quả mô phỏng cho thấy PSO đạt được hiệu quả cao hơn, thời gian đáp ứng nhanh hơn và giảm thiểu sóng hài hiệu quả hơn so với các phương pháp khác. Phân tích ảnh hưởng PSO đến chất lượng điện năng được trình bày rõ ràng. Cải tiến thuật toán PSO cũng được đề xuất dựa trên kết quả phân tích. Ánh xạ PSO trong không gian tìm kiếm được minh họa bằng đồ thị. Khả năng hội tụ của PSO cũng được đánh giá và phân tích. Ứng dụng của PSO trong lĩnh vực điều khiển hệ thống điện được thảo luận. Báo cáo khoa học HCMUTE này đóng góp vào việc phát triển các giải thuật tối ưu cho hệ thống điện thông minh.
