Ứng dụng giải thuật Cuckoo Search trong tối ưu hóa bộ PSS

TRANG TỰA

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI

LÝ LỊCH KHOA HỌC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN

1.1. Hệ thống điện và ổn định

1.2. Kỹ thuật điều khiển để hạn chế dao động trong hệ thống điện

1.3. Bộ ổn định hệ thống điện

1.4. Mục tiêu nghiên cứu

1.5. Phạm vi nghiên cứu

1.6. Kết cấu của luận văn

1.7. Phương pháp nghiên cứu

2. LÝ THUYẾT VỀ BỘ ỔN ĐỊNH (POWER SYSTEM STABILIZER - PSS)

2.1. Lịch sử phát triển về bộ ổn định

2.2. Bộ ổn định hệ thống điện Power System Stabilizer (PSS)

2.3. Một số phương pháp thiết kế PSS

2.3.1. Phương pháp tiếp cận mô men hảm

2.3.2. Phương pháp tiếp cận đáp ứng tần số

2.3.3. Phương pháp tiếp cận giá trị riêng và biến trạng thái

2.4. Công suất giảm chấn trong máy phát được sinh ra để giảm dao động

3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU

3.1. Mô hình nghiên cứu

3.2. Phương trình độ lệch tốc độ

3.3. Phương trình suất điện động quá độ trục q của máy phát điện

3.4. Phương trình tính suất điện động quá độ trục d (E’d)

3.5. Phương trình công suất trên đầu cực máy phát

3.6. Phương trình tính điện áp trục q của máy phát

3.7. Phương trình tính điện áp trục d của máy phát

3.8. Phương trình tính dòng điện trục d của máy phát

3.9. Phương trình tính dòng điện trục q của máy phát

3.10. Mô hình hệ thống kích từ

4. GIẢI THUẬT CUCKOO SEARCH VÀ ỨNG DỤNG CHỌN THÔNG SỐ TỐI ƯU CHO PSS

4.1. Giới thiệu thuật toán cuckoo search (CS)

4.2. Hành vi chim Cuckoo

4.3. Đặc tính phân phối Lévy Flight

4.4. Thuật toán Cuckoo Search

4.5. Một số lưu ý khi lựa chọn các thông số cho bài toán CS

4.6. Hàm mục tiêu của thuật toán

4.7. Một số ứng dụng

4.8. Hiệu chỉnh thông số bộ PSS bằng thuật toán Cuckoo Search

4.8.1. Hàm mục tiêu

5. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

5.1. Thông số của Hệ thống máy phát, đường dây khi chạy bằng Matlab – Simulink

5.2. Sơ đồ tổng quan các khối mô phỏng trên Matlab

5.3. Mô phỏng matlab

5.4. Trường hợp 1 khi đang mang tải thì xảy ra ngắn mạch trên đầu cực máy phát điện

5.4.1. Công suất điện khi xảy ra ngắn mạch trên đầu cực máy phát

5.4.2. Độ lệch tốc độ Rotor khi xảy ra ngắn mạch trên đầu cực máy phát

5.4.3. Góc công suất khi xảy ra ngắn mạch trên đầu cực máy phát

5.4.4. Điện áp Vt khi xảy ra ngắn mạch trên đầu cực máy phát

5.5. Trường hợp 2 thay đổi công suất phụ tải bất ngờ

5.5.1. Công suất điện trên đầu cực máy phát khi công suất phụ tải thay đổi

5.5.2. Góc công suất delta của máy phát khi công suất phụ tải thay đổi

5.5.3. Độ lệch tốc độ Rotor khi công suất phụ tải thay đổi

5.5.4. Điện áp Vt khi công suất phụ tải thay đổi

6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

6.1. Các kết quả đạt được trong đề tài

6.2. Hướng phát triển của đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về giải thuật Cuckoo Search

Giải thuật Cuckoo Search (CS) là một phương pháp tối ưu hóa dựa trên hành vi sinh sản của chim Cuckoo. Thuật toán này sử dụng nguyên lý Lévy Flight để tìm kiếm các giải pháp tối ưu trong không gian đa chiều. Cuckoo Search được xem là một trong những giải thuật metaheuristic hiệu quả, có khả năng tìm kiếm nhanh chóng và chính xác. Việc áp dụng Cuckoo Search trong tối ưu hóa bộ PSS (Power System Stabilizer) giúp cải thiện hiệu suất và độ ổn định của hệ thống điện. Nghiên cứu cho thấy rằng Cuckoo Search có thể tìm ra các thông số tối ưu cho bộ PSS, từ đó nâng cao khả năng điều chỉnh và ổn định hệ thống điện.

1.1. Nguyên lý hoạt động của giải thuật Cuckoo Search

Giải thuật Cuckoo Search hoạt động dựa trên hành vi sinh sản của chim Cuckoo, nơi mà chim Cuckoo đẻ trứng trong tổ của các loài chim khác. Nếu trứng của Cuckoo không bị phát hiện, chúng sẽ nở ra và chiếm chỗ của các con non khác. Tương tự, trong Cuckoo Search, các giải pháp mới được tạo ra và thay thế các giải pháp kém hơn. Điều này giúp tối ưu hóa quá trình tìm kiếm và cải thiện hiệu suất của bộ PSS. Hành vi này không chỉ giúp tìm kiếm nhanh chóng mà còn đảm bảo rằng các giải pháp tốt nhất được giữ lại trong quá trình tối ưu hóa.

II. Tối ưu hóa bộ PSS bằng giải thuật Cuckoo Search

Việc tối ưu hóa bộ PSS là rất quan trọng trong việc duy trì sự ổn định của hệ thống điện. Cuckoo Search được áp dụng để xác định các thông số tối ưu cho bộ PSS, từ đó cải thiện khả năng điều chỉnh và giảm thiểu dao động trong hệ thống. Kết quả từ các mô phỏng cho thấy rằng bộ PSS được tối ưu hóa bằng Cuckoo Search hoạt động hiệu quả hơn so với các phương pháp truyền thống. Điều này chứng minh rằng Cuckoo Search không chỉ là một giải pháp lý thuyết mà còn có giá trị thực tiễn cao trong việc cải thiện hiệu suất của hệ thống điện.

2.1. Các thông số tối ưu cho bộ PSS

Các thông số tối ưu cho bộ PSS bao gồm độ lợi, thời gian trễ và các tham số điều chỉnh khác. Việc xác định các thông số này thông qua Cuckoo Search giúp đảm bảo rằng bộ PSS có thể hoạt động hiệu quả trong các điều kiện khác nhau của hệ thống điện. Các mô phỏng cho thấy rằng việc tối ưu hóa này không chỉ cải thiện độ ổn định mà còn nâng cao khả năng phản ứng của hệ thống khi có sự cố xảy ra. Điều này cho thấy giá trị thực tiễn của việc áp dụng Cuckoo Search trong tối ưu hóa bộ PSS.

III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn

Kết quả từ nghiên cứu cho thấy rằng bộ PSS được tối ưu hóa bằng Cuckoo Search có khả năng cải thiện đáng kể độ ổn định của hệ thống điện. Các mô phỏng cho thấy rằng bộ PSS-CS hoạt động hiệu quả hơn so với các phương pháp khác như PSS-PSO. Điều này chứng minh rằng Cuckoo Search có thể được áp dụng rộng rãi trong các hệ thống điện hiện đại để cải thiện hiệu suất và độ ổn định. Việc ứng dụng Cuckoo Search không chỉ mang lại lợi ích cho các nhà nghiên cứu mà còn cho các kỹ sư trong ngành điện, giúp họ thiết kế các hệ thống điện ổn định và hiệu quả hơn.

3.1. Tính khả thi và triển vọng ứng dụng

Tính khả thi của việc áp dụng Cuckoo Search trong tối ưu hóa bộ PSS đã được chứng minh qua các kết quả mô phỏng. Các kỹ sư có thể sử dụng giải thuật này để tối ưu hóa các thông số của bộ PSS trong các hệ thống điện khác nhau. Triển vọng ứng dụng của Cuckoo Search trong lĩnh vực điện lực là rất lớn, đặc biệt trong bối cảnh các hệ thống điện ngày càng phức tạp và yêu cầu cao về độ ổn định. Việc áp dụng giải thuật này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn góp phần vào việc phát triển các công nghệ mới trong ngành điện.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Ứng dụng giải thuật Cuckoo Search để tối ưu hóa bộ PSS