Luận án Xây dựng hệ điều khiển phụ tải nhiệt phục vụ vận hành tối ưu nhà máy nhiệt điện đốt than áp suất cận tới hạn

[50] kết quả đạt được , ,P i dk   (xem tại phụ lục phụ lục I). 
 52 
2.5.2.2. Hệ điều khiển công suất phát phía tuabin - máy phát 
Nhà máy nhiệt điện thường làm việc ở chế độ phát công suất theo lượng đặt, 
giả thiết tần số lưới ổn định, mạch vòng điều khiển hơi tái nhiệt ổn định. Nhiệm vụ 
tổng hợp bộ điều khiển công suất phía tuabin - máy phát ba phần sau: 
 Tổng hợp bộ điều khiển công suất GCN 
 Tổng hợp bộ điều khiển Feedforward công suất đặt GFN 
 Tổng hợp bộ điều khiển Feedforward phi tuyến tĩnh g(∆P) để bù tác động xen 
kênh của áp suất. 
Tổng hợp bộ điều khiển công suất GCN 
Đối tượng của bộ điều khiển công suất GCN là tổ hợp tuabin - máy phát, động 
học của nó đã được trình bày trong chuyên đề 1 với chế độ vận hành phát theo công 
suất đặt, bộ điều khiển công suất là PI được lấy theo số liệu [4]. Hàm truyền đối 
tượng tuabin - máy phát được nhận dạng từ [4] như sau: 
(s)
(s)
1719.48(1 2.35 )( )
s*(7,85 1)*(150,53 1)TF t
N seG s
s s
Các tham số của hàm truyền được nhận dạng dựa vào dữ liệu vận hành của 
nhà máy nhiệt điện Hải Phòng và sử dụng công cụ nhận dạng Identification Toolbox 
của Matlab&Simulink (chi tiết được trình bày trong phụ lục I). 
Tham số bộ điều khiển GCN được thiết kế dựa trên công cụ PID tuner trên 
matlab, ta có được tham số như sau: 
kp= 0.0928917799877752; ki= 0.00530545260247294 
a) Tổng hợp bộ điều khiển Feedforward công suất đặt GFN 
Để công suất phát bám công suất đặt, điều khiển feedforward được tính theo 
[11][48] ta có: 1
( )
 FN
pTF
G
G s
 . Trong đó GpTF(s) là hàm truyền đối tượng tuabin- máy 
phát. Ta chọn GFN là bộ điều khiển Feedforward tĩnh như sau: 
N
FN FN
TF
kG k
k
Trong đó: 
- kN là hệ số tỷ lệ, kN =0.8; 
- kTF là hệ số khuếch đại của hệ tuabin-máy phát, kTF =1719.48; 
b) Tổng hợp bộ điều khiển Feedforward phi tuyến tĩnh g(∆P) bù tác động xen 
kênh của áp suất 
Khâu bù áp suất có đặc tính trên hình 2.28, ta cần xác định ba tham số: δ 
vùng chết, ∆uPmax giới hạn điện áp cực đại và kbp hệ số khuếch đại. Để tổng hợp 
khâu g(∆P), ta sử dụng số liệu thực tế vận hành tại nhà máy nhiệt điện Hải Phòng 
[4], kết hợp với chỉnh định qua mô phỏng. 
 53 
P 
pu 
 
 
maxpu 
minpu 
p 
p 
Hình 2.28 Đường đặc tính của g(∆P) 
Từ đường đặc tính trên, ta cần xác định các tham số: 
 δ là vùng chết được lấy bằng 0.03% áp suất đặt (tức khi sai lệch áp suất lớn 
hơn 0.03% thì khâu g(∆P) mới tác động). 
 maxPu là tín hiệu điều khiển bù áp suất lớn nhất, có giá trị là 10% của tín hiệu 
điều khiển từ bộ điều khiển công suất (|∆ܷ௉௠௔௫| ≤ 10%ݑே), ứng với áp suất 
khi tăng công suất từ 70% đến 100%. 
 kbp là hệ số khuếch đại được tính theo công thức: maxpbp uk p
Để thiết kế tham số này cần phải khảo sát và chỉnh định đến khi đáp ứng đưa 
ra đạt được như mong muốn thì dừng lại. Việc này trong [12] mới chỉ đề xuất 
phương pháp còn chưa chỉ rõ được giá trị như thế nào là phù hợp, do đó tác giả đã 
nghiên cứu, tiến hành khảo sát, chỉnh định và kết quả thu được như trong ba trường 
hợp trong hình 2.29 dưới đây tương ứng với đáp ứng của độ mở van tuabin và đáp 
ứng công suất ứng với ba trường hợp đó là: kbp1 = 0.5 , kbp2 = 2, kbp3 = 2.9. Trong đó, 
thông số kbp3=2,9 cho đáp ứng tốt nhất. 
a) 
 54 
b) 
Hình 2.29 Đáp ứng công suất khi chỉnh định kbp (a) và độ mở van tuabin (b) 
Cụ thể: 
 Đường số 1 (hình 2.29a) sử dụng g(∆P) có vùng chết ±δ bằng 2% áp suất đặt 
và có hệ số khuếch đại bù kbp1 = 0.5. Ta thấy đáp ứng công suất bị quá điều chỉnh 
lớn. Thời điểm có độ quá điều chỉnh lớn nhất là 3,6%, tương đương 11MW và độ 
mở van tuabin bị dao động mạnh (đường 1, hình 2.29b). 
 Đường số 2 (hình 2.29a) sử dụng g(∆P) có vùng chết ±δ bằng 2% áp suất đặt 
và có hệ số khuếch đại bù kbp2 = 2. Ta thấy đáp ứng công suất nhanh hơn đường số 1 
nhưng vẫn bị có độ quá điều chỉnh lớn là 2,3%, tương ứng 7MW và độ mở van 
tuabin vẫn bị dao động lớn (đường 2, hình 2.29b). 
 Đường số 3 (hình 2.29a) sử dụng g(∆P) có vùng chết ±δ bằng 2% áp suất đặt 
và có hệ số khuếch đại bù kbp3= 2.9. Ta thấy đáp ứng công suất đã bám tốt, độ quá 
điều chỉnh nhỏ, chỉ khoảng 0,2% tương ứng với 0,6MW, có thể coi như không có 
quá điều chỉnh và van tuabin cũng không bị dao động. 
 Mô phỏng và đánh giá cấu trúc điều khiển phối hợp mới với các cấu trúc 2.5.3
khác và với hai cấu trúc điều khiển đơn biến của hệ phụ tai nhiệt 
Mục tiêu: 
Mô phỏng để thấy được đáp ứng tại thời điểm làm việc ổn định và chịu tác 
động ảnh hưởng của nhiễu lên hệ thống. Qua đó đánh giá chất lượng điều khiển, chỉ 
tiêu vận hành tối ưu của chế độ điều khiển phối hợp mới mà luận án đã xây dựng so 
với hai cấu trúc điều khiển đơn biến còn lại của hệ phụ tải nhiệt là cấu trúc điều 
khiển theo lò hơi và cấu trúc điều khiển theo tuabin. Điều này đã được tác giả trình 
bày chi tiết trong công bố số 2 trong danh mục các công trình công bố của luận án 
này. 
Ngoài ra, trong phần này tác giả cũng tiến hành mô phỏng đánh giá cấu trúc 
điều khiển phối hợp mới được đề xuất với hai cấu trúc điều khiển phối hợp: Cấu trúc 
điều khiển phối hợp của nhà máy và cấu trúc điều khiển phối hợp của Flynn [12]. 
 55 
2.5.3.1. Thông số mô phỏng 
Các thông số mô phỏng được lấy tại thời điểm làm việc ổn định (tải từ 
230MW đến 300MW) của một tổ máy có công suất 300MW của nhà máy nhiệt điện 
Hải Phòng. 
 Thể tích buồng lửa: 8485 m3 
 Nhiệt độ khói thoát từ buồng lửa: 1047 ºC 
 Tốc độ quạt khói: 620 RPM 
 Tổng lưu lượng gió cấp vào lò hơi: 295.486 Kg/s 
 Nhiệt dung riêng của gió: 1005 J/Kg.K 
 Lưu lượng than cấp: 28.3 Kg/s 
 Nhiệt dung riêng của nhiên liệu: 1260 J/Kg.K 
 Tỷ lệ khói/gió: 1.1 
 Tỷ lệ khối lượng nhiên liệu vào và xỉ ra: 0.2 
 Nhiệt độ than và gió cấp 1: 228 ºC 
 Nhiệt độ gió cấp 2: 341 ºC 
 Nhiệt dung riêng của nước: 4200 J/Kg.K 
 Tốc độ bơm cấp nước: 4842 RPM 
 Nhiệt dung riêng hơi bão hòa: 1840 J/Kg.K 
 Lưu lượng hơi chính: 191 Kg/s 
 Áp suất hơi bão hòa: 14.2 MPa 
 Nhiệt độ hơi bão hòa: 340 ºC 
 Nhiệt độ hơi chính: 541 ºC 
 Lưu lượng nước cấp: 176 Kg/s 
 Nhiệt độ nước cấp: 280 ºC 
 Lưu lượng nước giảm ôn: 18 Kg/s 
 Độ mở van phun nước giảm ôn: 29.42% 
 Nhiệt độ nước giảm ôn: 25 ºC 
 Độ mở van: 75% 
2.5.3.2. Kịch bản mô phỏng 
Công suất đặt tăng từ 230 đến 300MW (ứng với 70% đến 100%) duy trì ổn 
định tại 100%, sau đó giảm về 70%. 
Tốc độ tăng và giảm lượng công suất đặt ±3MW/phút. 
Áp suất hơi được xác định từ đặc tính áp suất trượt (theo công suất đặt): 
14.216.72MPa (ứng với 70%  80% Pmax [4]) 
Lưu lượng nhiên liệu theo thiết kế loại than cấp cho lò là WfN= 36,5 kg/s với 
nhiệt trị 21134 kJ/kg tương ứng 100% công suất vận hành. Khi vận hành cho tác 
động của nhiễu thay đổi nhiệt trị của than trong khoảng từ 20077 kJ/kg đến 23247 
 56 
kJ/kg (ứng với 95110% WfN).Thông số thay đổi của nhiệt trị của than được cập 
nhật qua hàm g(N,f). 
Mô phỏng và đánh giá cấu trúc điều khiển phối hợp mới với các cấu trúc điều 
khiển phối hợp của nhà máy và của Flynn. 
 Các đáp ứng mô phỏng 2.5.4
2.5.4.3. Đáp ứng bốn mạch vòng điều khiển lò hơi 
Đáp ứng của mạch vòng điều khiển mức, mạch vòng điều khiển nồng độ oxy 
dư, mạch vòng áp suất buồng đốt, mạch vòng nhiệt độ hơi quá nhiệt ứng với ba cấu 
trúc điều khiển của nhà máy và cấu trúc mới được đề xuất bởi những nghiên cứu của 
luận án này và cấu trúc của Flyn [12] trên hình 2.30. 
Hình 2.30 Đáp ứng của bốn mạch vòng điều khiển lò hơi với ba cấu trúc điều khiển phối 
hợp 
 Nhận xét: Bốn mạch vòng đều ổn định và có đáp ứng đúng theo yêu cầu điều 
chỉnh cho các mạch vòng ở chế độ vận hành điều khiển phối hợp (Coordinated 
Control) của nhà máy, của cấu trúc mới đề xuất và của Flynn. Tuy nhiên, cấu 
trúc mới có mạch vòng điều chỉnh mức nước bao hơi tốt hơn, biên độ dao động 
nhỏ hơn (0,085m) so với của nhà máy (0,12m) và của Flyn (0,17m). 
2.5.4.4. Đáp ứng công suất - áp suất hơi ứng với ba cấu trúc điều khiển phối 
hợp 
Trên hình 2.34 là đáp ứng mô phỏng ở tốc độ tăng tải 6MW/phút, trong đó 
hình 2.34a là đáp ứng công suất, hình 2.34b là đáp ứng áp suất với công suất đặt yêu 
cầu (N*) thay đổi từ 230300MW, tương ứng từ 76%100% công suất, P* là áp suất 
đặt yêu cầu. 
 57 
Hình 2.31 Đáp ứng công suất, áp suất hơi ứng với ba cấu trúc điều khiển phối hợp 
Kết quả được đánh giá theo các chỉ tiêu thời gian quá độ (Tqd), độ quá điều 
chỉnh ( % ), sai lệch công suất, sai lệch áp suất cực đại (emax (%)) trong thời gian 
tăng tải, giảm tải và sai lệch tĩnh. Bảng đánh giá chất lượng đối với đặc tính công 
suất của ba cấu trúc điều khiển phối hợp: Cấu trúc điều khiển phối hợp mới, cấu trúc 
điều khiển phối hợp của nhà máy nhiệt điện Hải Phòng, cấu trúc điều khiển phối hợp 
của Flynn trong bảng 2.4 như sau: 
Bảng 2.1 Bảng đánh giá chất lượng của đáp ứng công suất 
Chế độ điều khiển phối hợp qd
T (s) maxe (%) 
Tăng tải Giảm tải Tăng tải Giảm tải 
Phối hợp mới 715 891 7.85 4.67 
Nhà máy 763 945 7.95 5.01 
Flyn 1080 940 0 0 
Bảng đánh giá chất lượng đối với đặc tính áp suất của ba cấu trúc mang ra so 
sánh trên hình 2.34 trong bảng bảng 2.5 như sau: 
Bảng 2.2 Bảng đánh giá chất lượng của đáp ứng áp suất 
Chế độ điều khiển phối hợp qd
T (s) maxe (%) 
Tăng tải Giảm tải Tăng tải Giảm tải
Phối hợp mới 810 1900 0.3 0.216 
Factory 881 1940 0.41 0.18 
Flyn 858 978 0.06 0.119 
 58 
 Nhân xét: 
- Đáp ứng công suất theo cấu trúc điều khiển phối hợp mới có thời gian xác lập 
nhanh hơn (800s tính từ khi bắt đầu có tín hiệu tăng tải), không có độ quá điều chỉnh 
và không bị dao động. Đáp ứng công suất theo cấu trúc điều khiển phối hợp mới có 
thời gian xác lập châm hơn (1260s tính từ khi bắt đầu có tín hiệu tăng tải), có độ quá 
điều chỉnh (2,5MW ~ 3,57%), và có dao động nhẹ (0,3MW). Đáp ứng công suất 
theo cấu trúc điều khiển của Flyn có thời gian xác lập châm nhất (1350s tính từ khi 
bắt đầu có tín hiệu tăng tải), không có độ quá điều chỉnh và không dao động. 
- Đáp ứng áp suất theo cấu trúc điều khiển phối hợp mới rất tốt, bám với công 
suất đặt. Đáp ứng áp suất theo cấu trúc điều khiển của nhà máy thì có độ quá điều 
chỉnh (0,08MPa ~ 3,17%), thời gian xác lập chậm hơn (1600s từ khi có tín hiệu tăng 
tải). Đáp ứng áp suất theo cấu trúc điều khiển của Flyn bám không tốt bằng hai cấu 
trúc trên, không có độ quá điều chỉnh và không dao động, xác lập nhanh. 
2.5.4.5. Sai lệch công suất và áp suất của ba cấu trúc điều khiển phối hợp 
Hình 2.32 Sai lệch công suất và áp suất của ba cấu trúc điều khiển phối hợp 
 Nhận xét: Trong giai đoạn tăng tốc, sai lệch công suất trong cấu trúc điều 
khiển của Flyn có sai lệch lớn nhất là 37 MW, sai lệch công suất trong cấu trúc điều 
khiển của nhà máy là 25.2 MW, sai lệch trong cấu trúc điều khiển phối hợp mới là 
23.6 MW. Trong giai đoạn giảm tốc thì sai lệch công suất theo cấu trúc của Flyn có 
sai lệch khoảng 12.8 MW, còn sai lệch công suất của 2 cấu trúc điều khiển còn lại 
tương tự nhau là khoảng 15 MW. 
Trong giai đoạn tăng tốc sai lệch áp suất theo cấu trúc điều khiển của Flyn là 
0.22 MPa, sai lệch áp suất theo cấu trúc điều khiển của nhà máy trong khoảng (-0,09 
÷ 0,092) MPa, sai lệch áp suất theo cấu trúc điều khiển phối hợp mới trong khoảng 
(-0,01 ÷ 0,087) MPa. Trong giai đoạn giảm tốc, sai lệch áp suất theo cấu trúc điều 
khiển của Flyn là 0,6 MPa, sai lệch áp suất theo cấu trúc điều khiển của nhà máy 
trong khoảng (-0.112 ÷ 0.157) MPa, sai lệch áp suất theo cấu trúc điều khiển phối 
hợp mới là -0.0368 MPa. 
 59 
2.5.4.6. Đáp ứng của hệ khi thay đổi nhiệt trị của than 
Để thấy rõ ảnh hưởng của thay đổi nhiệt trị than tới công suất, áp suất và các 
mạch vòng trong của lò hơi, ta thay đổi nhiệt trị than khi vận hành ổn định để đánh 
giá các chỉ tiêu đáp ứng công suất. Khi mô phỏng nhiệt trị than thay đổi: Đối với các 
cấu trúc điều khiển phối hợp của nhà máy và Flynn sẽ tác động vào mô hình; Đối 
với cấu trúc điều khiển phối hợp mới ta sẽ tác động vào cả mô hình và hàm g(N*,f). 
Hình 2.33a là đường nhiệt trị than, hình 2.33b là đáp ứng của công suất và áp suất 
tương ứng với ba chế độ điều khiển phối hợp: đường 1 là đáp ứng công suất (áp 
suất) của cấu trúc phối hợp Flynn, đường 2 là đáp ứng công suất (áp suất) của cấu 
trúc phối hợp nhà máy, đường 3 là đáp ứng công suất (áp suất) của cấu trúc phối hợp 
mới do luận án thiết kế. 
(a) 
(b) 
Hình 2.33 Đáp ứng của các mạch vòng khi thay đổi nhiệt trị than 
 Nhận xét: Có thể thấy như trên hình vẽ, đáp ứng công suất và áp suất theo cấu 
trúc của Flyn (1) không có dao động. Đáp ứng công suất và áp suất theo cấu trúc 
điều khiển của nhà máy (2) có sự dao động nhẹ. Trong cấu trúc điều khiển phối hợp 
mới (3), thì đáp ứng công suất và áp suất gần như không bị ảnh hưởng khi có nhiễu 
nhiệt trị than thay đổi. 
Sai lệch công suất và áp suất ở ba cấu trúc điều khiển phối hợp khi so sánh: 
 60 
Hình 2.34 Sai lệch công suất và áp suất của ba cấu trúc điều khiển phối hợp 
 Nhận xét: Khi thay đổi nhiệt trị than, sai lệch công suất và áp suất theo cấu trúc 
của Flyn (1) hầu như không có thay đổi khi có tác động của nhiễu than. Sai lệch 
công suất và áp suất theo cấu trúc điều khiển của nhà máy (2) có sự dao động. Cụ 
thể, thời điểm bắt đầu có sự thay đổi nhiệt trị là 4000s, sai lệch áp suất theo cấu trúc 
điều khiển của nhà máy dao động trong dải [-0,04 0,03] và sai lệch công suất cũng 
dao động trong dải [-0,5 0,5]. Sai lệch công suất và áp suất theo cấu trúc điều khiển 
phối hợp mới (3) hầu như không có thay đổi khi thay đổi nhiệt trị. 
Từ những nhận xét trên cho thấy chế độ điều khiển phối hợp mới được đề xuất 
trong nghiên cứu này hoạt động ổn định và đã cải thiện được thời gian điều chỉnh, 
bám lượng đặt nhanh hơn, tiêu thụ nhiên liệu ít hơn, chất lượng điều chỉnh được cải 
thiện tốt hơn so với cấu trúc hiện có của nhà máy nhiệt điện Hải Phòng và Flyn. 
 Đánh giá ba cấu trúc điều khiển theo chỉ tiêu vận hành tối ưu 2.5.5
Trong nhà máy nhiệt điện chạy than, có rất nhiều tiêu chí đánh giá tối ưu cho 
quá trình vận hành của nhà máy [19-28][53][54][58][59]. Trong đó, người ta thường 
sử dụng bốn chỉ tiêu đánh giá [20] cho vận hành tối ưu gồm: 
 Chỉ tiêu thứ nhất: Hệ vận hành an toàn, ổn định, đảm bảo số lần sự cố xảy ra ít 
nhất sao cho sản lượng MWh lớn nhất với chi phí vận hành là thấp nhất. 
 Chỉ tiêu thứ hai: Hệ đảm bảo an toàn môi trường, việc phát thải ra môi trường 
các chất thải rắn, chất thải lỏng, chất thải khí nằm trong tiêu chuẩn môi trường 
cho phép với chi phí thấp nhất. 
 Chỉ tiêu thứ ba: Hệ bám công suất đặt tốt nhất trong thời gian tăng tải, giảm tải 
và làm việc ổn định khi có nhiễu tác động, gọi là JN. 
 Chỉ tiêu thứ tư: Hệ có chi phí nhiên liệu là thấp nhất, gọi là Jf. 
Trong nội dung nghiên cứu về điều khiển phụ tải nhiệt nên ta quan tâm 
nghiên cứu đánh giá theo hai chỉ tiêu JN và Jf. 
Ở phần này, tác giả sử dụng hai chỉ tiêu vận hành tối ưu JN và Jf để khảo sát, 
đánh giá, so sánh cho ba cấu trúc điều khiển phối hợp: Cấu trúc phối hợp của nhà 
 61 
máy nhiệt điện Hải Phòng và của Flyn với cấu trúc điều khiển phối hợp mới do tác 
giả đề xuất bằng việc lấy kết quả của hệ điều khiển phụ tải nhiệt của ba cấu trúc đó 
rồi tính theo công thức của JN, Jf. Các chỉ tiêu bám lượng đặt JN và chi phí nhiên liệu 
Jf được tính [20]: 
0
0
0
0
1 . . min
( )
min
( )
t
N Nt
t
f
t
f t
e
t
J e t dt
t t
W t dt
J
N t dt
Áp dụng công thức tính JN, Jf cho ba giai đoạn: tăng tải, tải ổn định có nhiệt 
trị thay đổi và giảm tải. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.3. 
Bảng 2.3 Giá trị các chỉ tiêu JN (%), Jf (Kg (than)/kWh) từ kết quả mô phỏng 
Chế độ điều khiển phối hợp JN (%) Jf (Kg/kWh) 
Phối hợp mới 2.4 0.4119 
Nhà máy 2.92 0.413 
Flyn 3.4 0.51 
 Nhận xét: Ta thấy, đối với chỉ tiêu bám lượng đặt công suất (JN) ở cấu trúc 
điều khiển phối hợp mới nhỏ hơn cấu trúc điều khiển phối hợp tại nhà máy nhiệt 
điện Hải Phòng, cấu trúc Flyn là lớn nhất. Đối với chỉ tiêu chi phí nhiên liệu (Jf), ở 
cấu trúc điều khiển phối hợp mới cũng nhỏ hơn cấu trúc điều khiển phối hợp tại nhà 
máy nhiệt điện Hải Phòng và Flyn. Điều này chứng minh được rằng cấu trúc điều 
khiển phối hợp mới bám lượng đặt tốt hơn và tiêu tốn ít nhiên liệu hơn so với cấu 
trúc phối hợp của nhà máy và Flyn. 
2.6 Ứng dụng giải thuật di truyền để tối ưu hóa tham số bộ điều khiển hệ phụ 
tải nhiệt 
 Các chỉ tiêu vận hành tối ưu đối với nhà máy nhiệt điện đốt than 2.6.1
Trong nội dung trên, tác giả đã đưa ra các chỉ tiêu vận hành tối ưu đối với nhà 
máy nhiệt điện đốt than và áp dụng để xác định mức tiêu thụ nhiên liệu và thời gian 
bám lượng đặt cho hai bộ điều khiển công suất và áp suất của các cấu trúc điều 
khiển trong hệ phụ tải nhiệt. Trong nội dung của chương này, tác giả tiếp tục sử 
dụng các tiêu chuẩn tối ưu đó để tìm lời giải cho bài toán tiến đến giá trị nhỏ nhất 
thông qua việc điều chỉnh các tham số của bộ điều công suất GCN và bộ điều khiển 
 62 
áp suất GCP trong cấu trúc điều khiển phối hợp lò hơi và tuabin - máy phát bằng giải 
thuật di truyền. 
Trong nội dung của luận án, sẽ quan tâm tới hai chỉ tiêu: JN và Jf [20]. Có rất 
nhiều các nghiên cứu quan tâm đến vấn đề giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu trong sản 
xuất mỗi MW điện, bám lượng đặt nhanh nhất [52][56][58] và nhiều chỉ tiêu khác: 
[53] quan tâm đến vấn đề giảm thiểu sự ảnh hưởng của việc điều chỉnh van tuabin 
và tốc độ cháy tới công suất máy phát; [54][55] nghiên cứu tất cả các chỉ tiêu liên 
quan đến từng tham số nhỏ trong quá trình vận hành cuả nhà máy nhiệt điện: lưu 
lượng than, lưu lượng khói, quạt ID, quạt FD, lưu lượng phun giảm ôn của quá trình 
quá nhiệt giảm ôn,...; Trong khi [21] lại đưa ra chỉ tiêu về thời gian tác động nhanh 
nhất cho các tham số điều khiển van nhiên liệu, van hơi, van nước cấp. Tuy nhiên, 
trong phạm vi nghiên cứu luận án này sẽ giới hạn ảnh hưởng của các tham số trong 
bộ điều khiển hệ phụ tải nhiệt bằng giải pháp chỉnh định tham số bộ điều khiển theo 
tiêu chuẩn tối ưu vận hành bám nhanh lượng đặt và tiết kiệm nhiên liệu [20]. Các chỉ 
tiêu này được tính như sau: 
Đối với chi tiêu điều khiển bám công suất, ta áp dụng tiêu chuẩn tích phân trị 
tuyệt đối sai lệch công suất là cực tiểu: 
0
%
0
1 min
t
N Nt
J e dt
t t
 (3.1)
Đối với chỉ tiêu về chi phí nhiên liệu cực tiểu min (kg than/kWh), được tính: 
0
0
( )
min
( )
t
f
t
f t
e
t
W t dt
J
N t dt
(3.2)
 Dùng giải thuật di truyền để tìm tham số tối ưu của bộ điều khiển 2.6.2
theo tiêu chuẩn JN và Jf 
Trong nội dung này, tác giả ứng dụng giải thuật di truyền để tìm các tham số 
tối ưu hai bộ điều khiển PI, PID của bộ điều khiển công suất và bộ điều khiển áp 
suất trong mô hình điều khiển phối hợp mới theo hai chỉ tiêu vận hành đã đề ra. 
Trong đó giả thiết bốn bộ điều khiển lò hơi đã được đảm bảo chất lượng đáp ứng 
theo tiêu chuẩn vận hành của nhà máy nhiệt điện đốt than. 
Việc sử dụng giải thuật di truyền (GA) để tìm tham số tối ưu cho các bộ điều 
khiển của hệ phụ tải nhiệt không phải là một nghiên cứu mới mà đã được rất nhiều 
tác giả nghiên cứu trước đó [26][56-59]. Tuy nhiên, những nghiên cứu này có mục 
tiêu tìm kiếm khác so với mục tiêu mà luận án này đưa ra như là: [26] dùng giải 
thuật GA để tối ưu các tham số bộ điều khiển PID trong hệ điều khiển phụ tải nhiệt 
 63 
theo các kênh: độ mở van tuabin – công suất tải, nước cấp – mức nước bao hơi. Hàm 
mục tiêu trong [26] là các hàm trọng lượng tương ứng với các giá trị lưu lượng nước 
cấp và giá trị sai lệch e(t) của hệ điều khiển. Trong nghiên cứu [57] dùng giải thuật 
GA để tìm các tham số tối ưu cho sáu vùng tạo nhiệt của bộ điều tốc, tuabin và máy 
phát; [58] dùng GA để tối ưu hóa tham số của damper nhằm giảm thiểu tác động 
đỉnh đường cong của đáp ứng tần số khi hệ có hiện tượng cộng hưởng. 
Hàm mục tiêu J bao gồm các chỉ tiêu tối ưu về sai lệch bình phương của tín 
hiệu công suất phát đặt và công suất phát thực. Cộng với chỉ tiêu tiết kiệm than đó là 
tỷ lệ bình phương của lưu lượng nhiên liệu trên công suất phát thực. Các hàm mục 
tiêu của qu