Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
(Luận Án Tiến Sĩ) Đề Xuất Các Thuật Toán Điều Khiển Tối Ưu Cho Bài Toán Tái Cấu Trúc Hệ Thống Pin
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Ngô Ngọc Thành
ĐỀ XUẤT CÁC THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU CHO BÀI
TOÁN TÁI CẤU TRÚC HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ & VIỄN THÔNG
Hà Nội – 2020
ii
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
Ngô Ngọc Thành
ĐỀ XUẤT CÁC THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU CHO BÀI
TOÁN TÁI CẤU TRÚC HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI
Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
Mã số: 9.52.02.16
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ & VIỄN THÔNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS. TSKH. Phạm Thượng Cát
2. GS.TSKH. Nguyễn Phùng Quang
Hà Nội – 2020
iii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả được
viết chung với các tác giả khác đều được sự đồng ý của đồng tác giả trước khi đưa
vào luận án. Các kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong
bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận án
Ngô Ngọc Thành
iv
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Học viện Khoa học và
Công nghệ, Viện Công nghệ thông tin - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam, phòng Công nghệ tự động hóa đã tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học
tập, nghiên cứu.
Tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới người thầy quá cố
PGS.TSKH.Phạm Thượng Cát và thầy hướng dẫn GS.TSKH. Nguyễn Phùng Quang,
hai thầy đã định hướng và tận tình hướng dẫn để tôi có thể hoàn thành luận án.
Tôi xin cảm ơn các cán bộ Phòng Công nghệ Tự động hóa – Viện Công nghệ
thông tin, các đồng nghiệp thuộc khoa Công nghệ thông tin, khoa Kỹ thuật điều khiển
tự động hóa, khoa Kỹ Thuật Điện và Ban Giám hiệu trường Đại học Điện lực đã động
viên và trao đổi kinh nghiệm trong quá trình hoàn thành luận án.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, người thân, các bạn đồng
nghiệp những người luôn dành cho tôi những tình cảm nồng ấm, luôn động viên và
sẻ chia những lúc khó khăn trong cuộc sống và tạo điều kiện tốt nhất để tôi có thể
hoàn thành quá trình nghiên cứu.
Hà Nội, ngày 8 tháng 7 năm 2020
Tác giả luận án
Ngô Ngọc Thành
v
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. iii
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................... iv
MỤC LỤC ............................................................................................................................. v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .......................................................... vii
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .................................................................................. xi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................. xv
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: CẤU TRÚC HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ CHIẾN
LƯỢC TĂNG HIỆU SUẤT LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG TRONG ĐIỀU KIỆN BỊ CHE
PHỦ MỘT PHẦN ................................................................................................................. 8
1.1 Tổng quan về hệ thống năng lượng mặt trời ......................................................... 8
1.1.1 Năng lượng mặt trời ...................................................................................... 8
1.1.2 Bức xạ mặt trời .............................................................................................. 9
1.1.3 Điện mặt trời ................................................................................................ 10
1.1.4 Các cấu trúc kết nối TPQĐ .......................................................................... 18
1.1.5 Cấu trúc cơ bản của hệ thống NLMT hòa lưới có kho điện ........................ 22
1.1.6 Các cấu trúc kết nối TPQĐ và bộ chuyển đổi ............................................. 24
1.2 Tổng quan chiến lược tăng hiệu suất làm việc của hệ thống NLMT trong điều
kiện bị che phủ một phần ................................................................................................. 28
1.2.1 Ảnh hưởng của che phủ một phần ............................................................... 28
1.2.2 Các kỹ thuật để giảm thiểu suy giảm công suất do che phủ một phần ........ 30
1.2.3 Phương pháp tái cấu trúc cho mạch kết nối TCT ........................................ 32
1.2.4 Phương pháp tái cấu trúc cho mạch kết nối SP ........................................... 48
1.2.5 So sánh các phương pháp đã trình bày ........................................................ 52
1.2.6 Định hướng nghiên cứu ............................................................................... 53
1.3 Kết luận chương 1 ............................................................................................... 55
CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU .......................... 56
2.1 Khái quát về bài toán điều khiển tối ưu ............................................................... 56
2.1.1 Điều khiển tối ưu tĩnh .................................................................................. 57
2.1.2 Điều khiển tối ưu động ................................................................................ 58
2.2 Thiết lập bài toán điều khiển tối ưu ..................................................................... 59
2.2.1 Cấu trúc điều khiển trong hệ thống NLMT ................................................. 59
2.2.2 Bộ tái cấu trúc .............................................................................................. 62
2.2.3 Đề xuất hệ thống điều khiển ........................................................................ 64
2.2.4 Đề xuất phương pháp điều khiển tối ưu ...................................................... 65
vi
2.3 Một số bài toán tối ưu sử dụng trong luận án ...................................................... 66
2.3.1 Bài toán Subset sum problem ...................................................................... 66
2.3.2 Bài toán Munkres' Assignment Algorithm .................................................. 68
2.4 Kết luận chương 2 ............................................................................................... 77
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG SÁCH LƯỢC TÁI CẤU TRÚC HỆ DỰA TRÊN BÀI
TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU ........................................................................................... 78
3.1 Chiến lược cân bằng bức xạ với mạch kết nối TCT ............................................ 78
3.2 Đo dòng điện, điện áp các TPQĐ ........................................................................ 81
3.3 Ước tính bức xạ mặt trời ..................................................................................... 82
3.4 Đề xuất mô hình toán và 02 thuật toán cho bài toán tìm kiếm cấu hình cân bằng
bức xạ 83
3.4.1 Xây dựng mô hình toán ............................................................................... 83
3.4.2 Thuật toán quy hoạch động (Dynamic programming) ................................ 85
3.4.3 Thuật toán SmartChoice .............................................................................. 92
3.5 Đề xuất mô hình toán và 02 thuật toán bài toán lựa chọn phương pháp chuyển
mạch tối ưu ...................................................................................................................... 98
3.5.1 Giới thiệu ma trận chuyển mạch (Dynamic Electrical Scheme) ................. 98
3.5.2 Đề xuất mô hình toán ................................................................................ 103
3.5.3 Phương pháp tìm kiếm cấu hình với số lần chuyển mạch là ít nhất sử dụng
MAA 107
3.5.4 Phương pháp cân bằng số lần đóng mở khóa của ma trận chuyển mạch sử
dụng MAA cải tiến .................................................................................................... 112
3.6 Kết luận chương 3 ............................................................................................. 119
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM ...................................................... 121
4.1 Mô phỏng ........................................................................................................... 121
4.1.1 Mô phỏng đánh giá hiệu quả phương pháp lựa chọn cấu hình cân bằng bức
xạ 121
4.1.2 Mô phỏng và đánh giá hiệu quả phương pháp lựa chọn phương pháp chuyển
mạch tối ưu. ............................................................................................................... 130
4.2 Thực nghiệm ...................................................................................................... 132
4.2.1 Bộ tái cấu trúc các tấm pin quang điện ...................................................... 132
4.2.2 Các thành phần bộ tái cấu trúc .................................................................. 133
4.2.3 Kết quả thực nghiệm ................................................................................. 135
4.3 Kết luận chương 4 ............................................................................................. 139
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 141
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ......................................................... 143
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 145
vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Danh mục chữ viết tắt
Ký hiệu Tiếng anh Tiếng việt
AC Alternating current Điện xoay chiều
BL Bridge-Link Mạch bắc cầu
CT Publications Công trình công bố
DC Direct current Điện 1 chiều
DES Dynamic Electrical Scheme
Ma trận chuyển mạch
động
ĐMTTT Concentrated solar power Điện mặt trời tập trung
DP Dynamic programming Quy hoạch động
ĐTĐK Object control Đối tượng điều khiển
EI Equalization index Chỉ số cân bằng
HC Honey-Comb Mạch tổ ong
I-V Current-Voltage Dòng điện - Điện áp
MAA
Munkres' Assignment
Algorithm
Thuật toán phân việc
Munkres
MPP Maximum Power Point Điểm làm việc cực đại
MPPT
Maximum Power Point
Tracking
Theo dõi điểm làm việc
cực đại
NLMT Solar power Năng lượng mặt trời
P-V Power-Voltage Công suất - Điện áp
SC SmartChoice Lựa chọn thông minh
SP Serries-Parallel Mạch nối tiếp-song song
TBĐK Device control Thiết bị điều khiển
TBQĐ Photovoltaic cells Tế bào quang điện
TCT Total-Cross-Tied Mạch song song-nối tiếp
TPQĐ Photovoltaic panel Tấm pin quang điện
UV Ultraviolet Tia cực tím
viii
Danh mục ký hiệu
Ký hiệu
Đơn vị
tính
Ý nghĩa
A Mảng giá trị các phần tử
Ad Hệ số chất lượng của điốt
As Tập đồ vật
avg W/m2 Giá trị trung bình tổng bức xạ mặt trời tại các hàng
C Ma trận chi phí
c Khả năng chịu trọng lượng của ba lô
CiMjM Chi phí khi giao công nhân iM thực hiện công việc jM
EI Chỉ số cân bằng
G Ma trận bức xạ mặt trời
g Tổng số tấm pin quang điện
G_OP Ma trận bức xạ mặt trời sau khi cân bằng bức xạ
Gi W/m2 Tổng mức độ chiếu sáng của hàng i
Gij W/m2
Giá trị chiếu sáng của tấm pin quang điện thuộc hàng
i và cột j
GS Bức xạ mặt trời TPQĐ tính toán
GSTC
giá trị bức xạ mặt trời ở điều kiện tiêu chuẩn
(1000W/m2
)
I A Dòng điện
i Chỉ số hàng
I0 Dòng bão hòa
ik Chỉ số hàng trong ma trận S
IL Dòng quang điện
iM Chỉ số công nhân
IMPP A Dòng điện tại điểm PMPP
Iout
Dòng điện tổng các TPQĐ trong mạch nối tiếp/song
song
ISC A Dòng ngắn mạch
!"#$% Dòng điện tạo ra bởi TBQĐ tại điều kiện tiêu chuẩn
ix
j Chỉ số cột
jM Chỉ số công việc
k Hằng số Bolzamann
m Số hàng
m-throw Số hàng trong mạch TCT tối ưu
mAS
Số lượng đồ vật chọn từ 1..mAS có giá trị tối ưu bằng
giới hạn trọng lượng khi chọn các phần tử từ 1..mAS
(MImin)step k
Số lần đóng mở khoá ít nhất cho lần tái cấu trúc thứ
stepk
MIstepk Số lần đóng mở khóa tại lần tái cấu trúc thứ stepk
n Số cột
n_opi Số lượng phần tử tại hàng i của ma trận G_OP
nAS Số đồ vật
NCi
Số lượng cấu hình có thể sản xuất dòng DC khác
nhau trong mạch TCT
ni Số TPQĐ kết nối song song thuộc hàng thứ i
nM Số công nhân, công việc
np Số TBQĐ mắc song song
NPV Tổng số TPQĐ trong mạch TCT
Nrowmax Số hàng lớn nhất có thể tái cấu trúc trong mạch TCT
Nrowmin Số hàng nhỏ nhất có thể tái cấu trúc trong mạch TCT
Nrows Số hàng trong mạch TCT sau khi tái cấu trúc
ns Số TBQĐ mắc nối tiếp
NSW Số lượng các thiết bị chuyển mạch
P W Công suất
Pout
Công suất tổng các TPQĐ trong mạch nối tiếp/song
song
q Điện tích electron
Q Mảng các khóa đơn
RS Điện trở nối tiếp
RSH Điện trở song song
x
S Ma trận số lần đóng mở khóa của các khóa kép
SG Tổng bức xạ mặt trời của toàn hệ thống
SI Chỉ số cân bằng của ma trận S
Sij Số lần đóng mở khóa tại hàng i, cột j trong DES
stepk Số lần tái cấu trúc
T Nhiệt độ tuyệt đối
Tc Nhiệt độ của TBQĐ
&'()' Nhiệt độ tại điều kiện tiêu chuẩn (298.15 K)
V V Điện áp của TBQĐ
VMPP V Điện áp tại điểm MPP
VOC V Điện áp mở mạch
Vout
Điện áp tổng các TPQĐ trong mạch nối tiếp/song
song
wj Trọng lượng đồ vật thứ j
xj
Bằng 1 hoặc 0 thể hiện khả năng có hay không chọn
vật j đặt vòa balo.
*+,-,
Bằng 1 hoặc 0 thể hiện khả năng có hay không công
nhân iM làm việc jM
z Giá trị lớn nhất trọng lượng có thể đặt trong balo
zP Số các TPQĐ đổi vị trí trong 01 lần tái cấu trúc
e Sai số cho phép
./01 Hệ số nhiệt độ dòng ngắn mạch
xi
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1-1. Quang phổ của bức xạ mặt trời trong không gian (màu đỏ) và trên trái đất (màu
xanh) [11] .............................................................................................................................. 9
Hình 1-2. Quá trình truyền năng lượng bức xạ mặt trời qua lớp khí quyển trái đất [12] .... 10
Hình 1-3. Hiệu ứng quang điện [13] ................................................................................... 11
Hình 1-4. Đặc tính Dòng điện - Điện áp (I-V) và Công suất - Điện áp (P-V) của tế bào
quang điện [14] .................................................................................................................... 12
Hình 1-5. Ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời đến đường cong đặc tính dòng điện - điện áp
[15] ...................................................................................................................................... 13
Hình 1-6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đường cong đặc tính dòng điện - điện áp [15] ..... 13
Hình 1-7. Mạch điện của tế bào quang điện [16] ................................................................ 14
Hình 1-8. Điểm công suất cực đại (MPP) trong biểu đồ đặc tính dòng điện - điện áp của
TBQĐ [19] ........................................................................................................................... 16
Hình 1-9. Chân anode và cathode của điốt [20] .................................................................. 16
Hình 1-10. Vị trí điốt nối tắt và điốt chặn trong kết nối TPQĐ [21] ................................... 17
Hình 1-11. Các TPQĐ trong mạch kết nối song song ......................................................... 18
Hình 1-12. Các TPQĐ trong mạch kết nối nối tiếp ............................................................. 19
Hình 1-13. Các cấu trúc kết nối của TPQĐ [22] ................................................................. 21
Hình 1-14. Mô hình căn bản của hệ thống NLMT .............................................................. 22
Hình 1-15. Đỉnh cực đại cục bộ và đỉnh cực đại toàn cục ................................................... 24
Hình 1-16. Bộ chuyển đổi trung tâm [27] ........................................................................... 25
Hình 1-17. Bộ chuyển đổi nối tiếp [27] ............................................................................... 26
Hình 1-18. Bộ chuyển đổi kết hợp nối tiếp - trung tâm [27] ............................................... 27
Hình 1-19. Bộ chuyển đổi tích hợp [27] ............................................................................. 27
Hình 1-20. Tấm pin quang điện bị che phủ [28] ................................................................. 28
Hình 1-21. Suy giảm công suất làm việc của hệ thống NLMT khi bị che phủ một phần [5]
............................................................................................................................................. 30
Hình 1-22. Một ví dụ về phương pháp cân bằng bức xạ: a) trước khi tái cấu trúc, các hàng
có tổng mức bức xạ khác nhau; b) sau khi tái cấu trúc, thay đổi vị trí một số tấm pin, các
hàng có tổng bức xạ bằng nhau [44] ................................................................................... 33
Hình 1-23. Một số cấu hình không làm thay đổi cấu hình vật lý sản xuất dòng điện DC của
hệ thống [44] ........................................................................................................................ 34
Hình 1-24. (a) Sơ đồ mạch điện đấu nối các tấm pin trong hệ thống 3x3; (b) mô hình mthrow switches [44] ............................................................................................................. 35
xii
Hình 1-25. (a) Cấu trúc DES cho 6 tấm pin mặt trời; (b) ma trận không đối xứng [47] ..... 37
Hình 1-26. Ví dụ minh họa thuật toán sắp xếp phân cấp và lặp [48] .................................. 41
Hình 1-27. (a) Hệ thống 4x4 TPQĐ, (b-c-d) chuyển mạch 2 cực, 2 vị trí (Double Pole
Double Throw - DPDT) cho các TPQĐ [49]. ...................................................................... 42
Hình 1-28. Thuật toán Best-Worst: (a) Cấu hình ban đầu, (b) Giá trị bức xạ mặt trời, (c)
Sắp xếp tìm cấu hình kết nối cân bằng bức xạ, (d) thay đổi cấu trúc kết nối dựa theo (c)
[49] ...................................................................................................................................... 43
Hình 1-29. Ma trận chuyển mạch sử dụng bởi Jazayeri [51] ............................................. 44
Hình 1-30. (a) Ma trận bức xạ mặt trời ban đầu, (b) Tách hàng 1 và hàng 4 của ma trận ban
đầu, (c) Sắp xếp lại vị trí kết nối, (d) Thay đổi kết nối hàng 1 và hàng 4, (e) Cấu trúc kết
nối cuối cùng [51]. ............................................................................................................... 45
Hình 1-31. Hệ thống đề xuất với phần TPQĐ kết nối cố định và TPQĐ kết nối động ....... 46
Hình 1-32. Ví dụ hệ thống NLMT với khác biệt bức xạ mặt trời ....................................... 47
Hình 1-33. Thuật toán tham lam tìm cấu hình Cân bằng bức xạ ......................................... 47
Hình 1-34. Cấu tạo Ma trận chuyển đổi linh hoạt trong mảng FSM [53] ........................... 49
Hình 1-35. Phương thức kết nối các tấm pin mặt trời của phương pháp kết nối theo nhóm
bức xạ [54] ........................................................................................................................... 51
Hình 2-1. Sơ đồ khối chức năng điều khiển ĐTCS nối lưới cho pin mặt trời ..................... 61
Hình 2-2. Tái cấu trúc các tấm pin: (a) Cấu hình kết nối TCT, (b) Ma trận chuyển mạch,
(c) Sơ đồ kết nối động nhờ ma trận chuyển mạch ............................................................... 62
Hình 2-3. Bộ tái cấu trúc trong hệ thống NLMT hòa lưới có dự trữ ................................... 63
Hình 2-4. Các thành phần trong bộ tái cấu trúc (CT1) ........................................................ 64
Hình 2-5. Hệ thống điều khiển hở cho Bộ tái cấu trúc ........................................................ 64
Hình 2-6. Lưu đồ phương pháp điều khiển tối ưu áp dụng trong bộ tái cấu trúc ................ 65
Hình 2-7. Ma trận chi phí C dạng tổng quát ........................................................................ 68
Hình 2-8. Lưu đồ thuật toán phương pháp hungari ............................................................. 71
Hình 3-1. Ví dụ cân bằng bức xạ: (a) trước khi cân bằng, (b) sau khi cân bằng. Biểu đồ
công suất: (c) trước khi cân bằng với hiện tượng misleading, (d) sau khi cân bằng không
còn hiện tượng misleading (CT1) ....................................................................................... 79
Hình 3-2. Mạch đo dòng điện, điện áp các TPQĐ .............................................................. 81
Hình 3-3. Mạch kết nối TCT tổng quát ............................................................................... 83
Hình 3-4. Lưu đồ phương pháp áp dụng thuật toán Quy hoạch động trong bài toán tìm ma
trận cân bằng bức xạ ............................................................................................................ 86
Hình 3-5. Hệ thống NLMT dưới điều kiện chiếu sáng không đồng nhất ............................ 88
Hình 3-6. Ma trận bức xạ mặt trời G (W/m2
) ...................................................................... 88
xiii
Hình 3-7. Sắp xếp lại ma trận G .......................................................................................... 89
Hình 3-8. Mảng giá trị A gồm các phần tử của ma trận G .................................................. 89
Hình 3-9. Hàng đầu tiên của ma trận G_OP ........................................................................ 89
Hình 3-10. Mảng giá trị A sau khi xóa một số phần tử ....................................................... 89
Hình 3-11. Mảng giá trị A sau khi sắp xếp lại ..................................................................... 90
Hình 3-12. Ma trận cân bằng bức xạ G_OP ........................................................................ 90
Hình 3-13. Cấu hình kết nối hệ thống NLMT cân bằng bức xạ tương ứng với ma trận
G_OP ................................................................................................................................... 90
Hình 3-14. Ví dụ thuật toán BWSA [48] ............................................................................. 92
Hình 3-15. Lưu đồ phương pháp áp dụng thuật toán SC trong bài toán tìm cấu hình cân
bằng bức xạ .......................................................................................................................... 93
Hình 3-16. Hệ thống NLMT dưới điều kiện chiếu sáng không đồng nhất .......................... 95
Hình 3-17. Ma trận bức xạ mặt trời G (W/m2
) .................................................................... 95
Hình 3-18. Mảng giá trị A gồm các phần tử của ma trận G ................................................ 95
Hình 3-19. Mảng giá trị A gồm các phần tử của ma trận G sau khi sắp xếp ...................... 96
Hình 3-20. Từng bước sắp xếp phần tử từ mảng giá trị A vào ma trận G_OP .................... 96
Hình 3-21. Ma trận cân bằng bức xạ G_OP ........................................................................ 96
Hình 3-22. Cấu hình kết nối hệ thống NLMT cân bằng bức xạ tương ứng với ma trận
G_OP ................................................................................................................................... 97
Hình 3-23. Ví dụ về thuật toán cân bằng bức xạ DP ........................................................... 98
Hình 3-24. Ví dụ về thuật toán cân bằng bức xạ SC ........................................................... 98
Hình 3-25. Ma trận chuyển mạch DES [47] ...................................................................... 100
Hình 3-26. Ma trận chuyển mạch (b-d) tương ứng với cấu trúc kết nối (a-c) ................... 101
Hình 3-27. Ma trận chuyển mạch DES tổng quát cho g tấm pin quang điện, m mạch song
song .................................................................................................................................... 101
Hình 3-28. Mảng Q và ma trận S thể hiện số lần đóng mở Khóa của ma trận chuyển mạch
........................................................................................................................................... 102
Hình 3-29. Ví dụ về cùng cấu hình cân bằng bức xạ nhưng có số lần chuyển mạch khác
nhau ................................................................................................................................... 103
Hình 3-30. Ví dụ về tìm kiếm cấu hình kết nối cân bằng bức xạ ...................................... 107
Hình 3-31. Số liệu thay đổi vị trí kết nối của tấm pin quang điện ..................................... 107
Hình 3-32. Ví dụ về tìm kiếm cấu hình kết nối cân bằng bức xạ ...................................... 111
Hình 3-33. Số liệu thay đổi vị trí kết nối của tấm pin quang điện ..................................... 111
Hình 3-34. Ma trận chi phí C dạng tổng quát .................................................................... 112
Hình 3-35. Ma trận S số lần đóng mở khóa tại stepk-1 = 1999 ........................................ 116
xiv
Hình 3-36. Ma trận S số lần đóng mở khóa tại stepk bằng phương pháp MAA ............... 117
Hình 3-37. Ma trận S số lần đóng mở khóa tại bước k bằng phương pháp MAA cải tiến 119
Hình 4-1. Mô phỏng hoạt động hệ thống NLMT bằng Matlab-Simulink ......................... 122
Hình 4-2. Lưu đồ hoạt động hệ thống ............................................................................... 122
Hình 4-3. Bộ tham số cơ bản của TPQĐ tại điều kiện tiêu chuẩn ..................................... 123
Hình 4-4. Sơ đồ thiết kế ma trận chuyển mạch DES cho 9 TPQĐ ................................... 124
Hình 4-5. Sơ đồ kết nối ma trận chuyển mạch DES cho 9 TPQĐ trên Matlab-Simulink . 124
Hình 4-6. Ví dụ về dữ liệu đầu vào cho bộ mô phỏng ...................................................... 126
Hình 4-7. Hệ thống NLMT trước khi tái cấu trúc (a-c) và sau khi tái cấu trúc (b-d) ........ 127
Hình 4-8. Hệ thống NLMT trước khi tái cấu trúc (a-c) và sau khi tái cấu trúc (b-d) ........ 128
Hình 4-9. Hệ thống NLMT trước khi tái cấu trúc (a-c) và sau khi tái cấu trúc (b-d) ........ 129
Hình 4-10. Dữ liệu mô phỏng hệ thống NLMT trong điều kiện hoạt động bị che phủ một
phần: (a) Hệ thống NLMT; (b) Bức xạ mặt trời của từng TPQĐ dưới điều kiện che phủ
một phần ............................................................................................................................ 130
Hình 4-11. Giao diện phần mềm mô phỏng hoạt động của bộ tái cấu trúc ....................... 131
Hình 4-12. Biểu đồ so sánh số lần đóng mở Khóa của các khóa trong DES: (a) Sử dụng
phương pháp MAA; (b) Sử dụng phương pháp MAA cải tiến. ........................................ 132
Hình 4-13. Sơ đồ tổng quan kết nối Bộ tái cấu trúc .......................................................... 133
Hình 4-14. Thiết kế tổng thể giải pháp .............................................................................. 134
Hình 4-15. Hệ thống NLMT với bộ tái cấu trúc: a) bình thường; b) Che phủ 1 phần; c) sau
khi tái cấu trúc ................................................................................................................... 135
Hình 4-16. Kết nối các TPQĐ trước khi tái cấu trúc (a) và sau khi tái cấu trúc (b) ............... 136
Hình 4-17. Mạch tái cấu trúc ............................................................................................. 136
Hình 4-18. Mạch đo dòng điện, điện áp từng TPQĐ ........................................................ 136
Hình 4-19. Biểu đồ so sánh công suất hệ thống NLMT trước và sau khi tái cấu trúc trong
11 trường hợp .................................................................................................................... 139
xv
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1. Tóm tắt đặc điểm chính của phương pháp được đề xuất bởi Guillermo VelascoQuesada và các cộng sự ....................................................................................................... 36
Bảng 1-2. Tóm tắt đặc điểm chính của phương pháp được đề xuất bởi Pietro Romano và
các cộng sự .......................................................................................................................... 40
Bảng 1-3. Tóm tắt đặc điểm chính của phương pháp được đề xuất bởi Wilson và các cộng
sự ......................................................................................................................................... 41
Bảng 1-4. Tóm tắt đặc điểm chính của phương pháp được đề xuất bởi Matam và các cộng
sự ......................................................................................................................................... 43
Bảng 1-5. Tóm tắt đặc điểm chính của phương pháp được đề xuất bởi Jazayeri và các cộng
sự ......................................................................................................................................... 45
Bảng 1-6. Tóm tắt đặc điểm chính của phương pháp được đề xuất bởi Mahmoud và các
cộng sự ................................................................................................................................. 48
Bảng 1-7. Tóm tắt đặc điểm chính của phương pháp được đề xuất bởi Alahmad và các
cộng sự ................................................................................................................................. 50
Bảng 1-8. Tóm tắt đặc điểm chính của phương pháp được đề xuất bởi B. Patnaik và các
cộng sự ................................................................................................................................. 52
Bảng 1-9. So sánh các thuật toán cân bằng bức xạ sử dụng mạch kết nối TCT [57] ......... 54
Bảng 4-1. Thông số định mức TPQĐ Schüco International KG MPE 240 PS 04 ............ 127
Bảng 4-2. Công suất định mức TPQĐ ở điều kiện tiêu chuẩn 250C ................................. 135
Bảng 4-3. Bảng so sánh hoạt động của bộ tái cấu trúc tối ưu hệ thống NLMT trong 11
trường hợp ......................................................................................................................... 138