Nghiên cứu nâng cao ổn định động cho hệ thống tích hợp năng lượng gió, năng lượng mặt trời và năng lượng nhiệt điện

Tích hợp năng lượng tái tạo như năng lượng gió và năng lượng mặt trời vào hệ thống điện đặt ra nhiều thách thức. Tính chất gián đoạn và không thể dự đoán chính xác của các nguồn này gây ra sự mất cân bằng trong cung và cầu điện năng. Điều này có thể dẫn đến giảm ổn định điện áp, giảm ổn định tần số, và thậm chí là mất điện. Do đó, cần phải có các cơ chế điều chỉnh hiệu quả để bù đắp sự thiếu hụt năng lượng này và đảm bảo ổn định hệ thống điện. Quản lý năng lượng và điều phối nguồn điện trở nên phức tạp hơn. Mô hình hóa hệ thống năng lượng chính xác là rất quan trọng để đánh giá tác động của việc tích hợp các nguồn năng lượng này. Phân tích ổn định hệ thống cần được thực hiện để đảm bảo vận hành an toàn và hiệu quả. Công nghệ năng lượng tái tạo đang phát triển nhanh chóng, đòi hỏi các giải pháp điều khiển thích ứng và linh hoạt. Nguồn năng lượng bền vững là mục tiêu cuối cùng, cần cân nhắc kỹ các yếu tố kinh tế và môi trường.

Hệ thống điện thông minh đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết các thách thức của tích hợp năng lượng tái tạo. Hệ thống này sử dụng các cảm biến, bộ xử lý thông minh và các thuật toán điều khiển tiên tiến để giám sát và điều chỉnh hoạt động của hệ thống điện một cách tự động và hiệu quả. Khả năng điều khiển hệ thống điện linh hoạt giúp hệ thống thích ứng nhanh chóng với sự thay đổi của nguồn năng lượng tái tạo, đảm bảo ổn định hệ thống điện. Tích hợp lưới điện thông minh cho phép tích hợp nhiều nguồn năng lượng khác nhau một cách đồng bộ và hiệu quả. Thuật toán điều khiển tiên tiến, chẳng hạn như điều khiển dự đoán và điều khiển tối ưu, được sử dụng để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống và giảm thiểu sự mất cân bằng. Kiểm soát tần số và kiểm soát điện áp được thực hiện chính xác nhờ vào hệ thống điện thông minh, đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp cho người tiêu dùng. Mô hình dự báo năng lượng chính xác là rất quan trọng để hỗ trợ quá trình vận hành và điều khiển hệ thống điện.

Bộ điều khiển PID được lựa chọn do tính đơn giản và hiệu quả trong việc điều chỉnh các biến trạng thái của hệ thống. Phương pháp gán điểm cực được sử dụng để thiết kế bộ điều khiển, đảm bảo hệ thống có độ ổn định mong muốn. Việc thiết kế bao gồm việc xác định các thông số tỷ lệ (P), tích phân (I) và vi phân (D) một cách chính xác. Mô phỏng hệ thống cho phép đánh giá hiệu quả của bộ điều khiển trong các điều kiện vận hành khác nhau, bao gồm cả các sự cố ngắn mạch và các sự cố mất nguồn. Phân tích ổn định hệ thống được thực hiện để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và an toàn. Kiểm soát điện áp và kiểm soát tần số là những chỉ tiêu quan trọng cần được theo dõi trong quá trình mô phỏng. Kiểm tra độ tin cậy của hệ thống là rất quan trọng.

Mô phỏng trên Matlab/Simulink được sử dụng để đánh giá hiệu quả của bộ điều khiển PID trong việc cải thiện ổn định động của hệ thống tích hợp năng lượng. Các kịch bản sự cố, như sự cố ngắn mạch ba pha và sự cố đứt đường dây DC, được mô phỏng để kiểm tra khả năng đáp ứng của hệ thống. Phân tích dữ liệu năng lượng thu được từ mô phỏng cho phép đánh giá hiệu quả của bộ điều khiển trong việc giảm dao động và duy trì ổn định điện áp và ổn định tần số. Phát hiện sự cố và khắc phục sự cố nhanh chóng là mục tiêu chính. Phân tích ổn định hệ thống giúp xác định các điểm yếu và cần cải tiến. Hiệu quả năng lượng và an toàn lưới điện cần được đảm bảo. Học máy có thể được tích hợp để cải thiện độ chính xác của mô hình.