acecook

Ứng dụng AI để cảnh báo sự cố, nâng cao hiệu suất hệ thống điện mặt trời

Công nghiệp năng lượng
25/10/2022 08:00
Trong bài báo sẽ trình bày các phân tích về một số vấn đề quan trọng trong việc triển khai các NMĐ - NLTT. Đặc biệt, công trình nhấn mạnh giải pháp Ứng dụng Trí tuệ nhân tạo trong hệ thống điện có nguồn phân tán: khắc phục tác động khi mức xâm nhập tăng dần của các NMĐ - quy định trong vấn đề ổn định điện áp trong trạng thái xác lập, tổn thất công suất, cũng như vấn đề ổn định động của lưới điện trong trạng thái quá độ.
aa

TÓM TẮT

Các nguồn phát điện từ năng lượng tái tạo (NLTT), năng lượng gió và năng lượng mặt trời (NLMT) đã và đang dần được đấu nối càng nhiều vào lưới điện hiện hữu của Việt Nam. Từ đó cung cấp nguồn điện phân tán hiệu quả giúp giải quyết vấn đề về nhu cầu sử dụng năng lượng tăng cao, đồng thời kết nối các cộng đồng ở vùng sâu, vùng xa khó khăn khi kết nối với lưới điện. Trước đây, khi số lượng và quy mô công suất của các nhà máy điện (NMĐ) từ NLTT chưa cao, vấn đề tác động của mức độ xâm nhập của các NMĐ – NLTT lên hệ thống là không đáng kể, và chưa đặt ra vấn đề lớn về phương diện ổn định đối với hệ thống lưới điện (xét về mặt ổn định điện áp, tần số).

• Nghiên cứu giá điện và giải quyết tắc nghẽn truyền tải trong thị trường điện nhằm đảm bảo tính ổn định
• Tính toán tổn thất công suất hệ thống điện mặt trời áp mái nối lưới

Trong bài báo sẽ trình bày các phân tích về một số vấn đề quan trọng trong việc triển khai các NMĐ – NLTT. Đặc biệt, công trình nhấn mạnh giải pháp Ứng dụng Trí tuệ nhân tạo trong hệ thống điện có nguồn phân tán: khắc phục tác động khi mức xâm nhập tăng dần của các NMĐ – quy định trong vấn đề ổn định điện áp trong trạng thái xác lập, tổn thất công suất, cũng như vấn đề ổn định động của lưới điện trong trạng thái quá độ.

I. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP: TÍCH HỢP CÁC NGUỒN ĐIỆN HIỆU QUẢ VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Bài viết này trình bày một phương pháp lọc dữ liệu có xem xét đến độ tin cậy của nguồn dữ liệu bằng cách phân tích trên nhiều mức độ tin cậy khác nhau và có thực hiện đối chiếu, so sánh kết quả với các phương pháp lọc dữ liệu trước đây. Cụ thể là ứng dụng trí tuệ nhân tạo để phân tích sự cố và sóng hài cũng như dự đoán phụ tải trong hệ thống điện có nguồn phân tán.

Machine learning như là một công cụ để con người ngày càng tiến tới gần hơn AI. Machine learning được định nghĩa là: ”Machine learning focuses on the development of computer programs that can access data and use it learn for themselves.” Chương trình máy tính được tập trung phát triển để truy cập dữ liệu và sử dụng nó để tự học. Có bốn loại học chính là học có giám sát (Supervised Machine learning), học không có giám sát (Unsupervised machine learning), học bán giám sát (Semi-supervised machine learning) và học tăng cường (Reinforcement machine learning)

1.1. Mô tả giải pháp

  • Thiết kế và chế tạo thiết bị đo sóng hài: PQ measurement (harmonics, Samples per cycle, sag/swell, unbalanced, voltage flicker) và Communication protocol (Ethernet và IEC61850)
  • Thiết kế hệ thống: Năng lượng gió, năng lượng mặt trời, lưu trữ năng lượng, microgridds và các hệ thống lưới điện thông minh khác.1.2. Một số tính năng chính của giải pháp
  • Chẩn đoán và dự báo lỗi của các thiết bị (MBA,…) thông qua phân tích tần số quét FRA.
  • Nghiên cứu dự báo phụ tải nguồn tái tạo. (Hình 1 và 2)
  • Chẩn đoán và dự báo tấm pin mặt trời bị lỗi thông qua xử lý hình ảnh
  • Ứng dụng trí tuệ nhân tạo để phân tích sự cố và sóng hài cũng như dự báo phụ tải trong hệ thống ĐMT
  • Giám sát biện độ sóng hài, độ ẩm của hệ thống ĐMT và điện gió tại thiết bị đầu cuối. Từ đó, xây dựng Server Cloud thu thập data (chuyên gia): ngày, giờ
  • Cảnh báo và xử lý khi hệ thống ĐMT bị sự cố
  • Xây dựng APP trên điện thoại.

    ung dung ai de canh bao su co nang cao hieu suat he thong dien mat troi
    Hình 1. Mô hình dự báo nhu cầu phụ tải dự đoán chính xác 95-99%.

    Bước 1: Nhập dữ liệu
    Một trong những thuật toán cơ bản của Machine learning là Perception, được phát triển bởi Frank Rosenblatt vào năm 1957. Thuật toán classification dùng để dự đoán nhãn cho 1 dữ liệu mới khi cho trước hai tập hợp dữ liệu đã được gán nhãn. Để làm được vấn đề, chúng ta cần tìm được ranh giới giữa 2 phân lớp được gọi là Boundary. Những boundary này được biểu diễn dưới dạng một hàm số tuyến tính.

    Dựa trên định dạng tập dữ liệu, cấu trúc mạng nơ-ron như thuật toán huấn luyện, số lượng nút ẩn, tỷ lệ dữ liệu huấn luyện, phương pháp tiền xử lý, phương pháp hậu xử lý, hàm chi phí và hàm kích hoạt cho các lớp khác nhau.

    ung dung ai de canh bao su co nang cao hieu suat he thong dien mat troi
    Hình 2. Biểu đồ điểm: plt.scatter, plt.plot(x, y, ‘’)

    ung dung ai de canh bao su co nang cao hieu suat he thong dien mat troi

    ung dung ai de canh bao su co nang cao hieu suat he thong dien mat troi
    Hình 3: Phổ sóng hài dòng điện ở hạ áp (0,4kV) tập trung ở bậc 5.

    Bước 2: Định cấu hình mạng nơ-ron

    ung dung ai de canh bao su co nang cao hieu suat he thong dien mat troiKỹ thuật dừng sớm và điều chỉnh Bayesian sẽ được xử lý tự động để tránh các vấn đề quá tải trong quá trình huấn luyện. Điều đó sẽ giảm bớt gánh nặng của nhiệm vụ nhà thiết kế. Trong ví dụ này, 70% tập dữ liệu huấn luyện được sử dụng để huấn luyện bộ phân loại mạng nơ-ron.ung dung ai de canh bao su co nang cao hieu suat he thong dien mat troiBước 3: Huấn luyện mạng nơ-ronung dung ai de canh bao su co nang cao hieu suat he thong dien mat troiBước 4: Đánh giá mạng nơ-ron

    Sau khi mạng nơ-ron được huấn luyện, nó cần được đánh giá để phân tích, xem xét nó có hoạt động tốt trong tập xác nhận và kiểm tra hay không. Trong ví dụ này, vì Bayesian Regulification được sử dụng, bộ xác thực không bắt buộc. Chỉ 30% tập dữ liệu đào tạo được sử dụng để đánh giá hiệu suất mạng nơ-ron. Cả ma trận nhầm lẫn và đường cong ROC đều được hỗ trợ để cung cấp cho nhà thiết kế cái nhìn sâu sắc về hiệu suất và độ ổn định của trình phân loại.ung dung ai de canh bao su co nang cao hieu suat he thong dien mat troiBước 5 Triển khai mạng nơ-ron

    ung dung ai de canh bao su co nang cao hieu suat he thong dien mat troiII. KẾT LUẬN

    Nhằm khắc phục nhược điểm trên, một giải pháp mới loại điều khiển tạo lưới dần được phát triển để thích ứng làm việc với hạ tầng điện sử dụng Trí tuệ nhân tạo với khả năng điều chỉnh điện áp và tần số qua việc điều khiển phi tập trung và tại chỗ (local de-centralized control). Trước khi xem xét các đặc tính cần có của thế hệ biến tần mới này, cần xem xét các thách thức kĩ thuật phải giải quyết. Đầu tiên, ứng dụng trí tuệ nhân tạo mới này sẽ dần được đưa vào làm việc trên lưới điện, cùng với việc tỉ lệ NLTT xâm nhập ngày càng cao vào lưới điện trong nhiều năm, nhiều thập kỉ tới. Đối với các lưới điện lớn, điều này cũng có nghĩa số lượng có thể lên đến hàng triệu các máy phát biến tần sẽ được vận hành trong một phạm vi địa lí rộng lớn.

    Ngô Đăng Lưu (Công ty Anh Minh Global)
    Nguyễn Đình Long (Trường Đại học Đồng Nai)
    Nguyễn Hùng (Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh)

mca
Tin bài khác
Tạp chí Công nghiệp Nông thôn: Cầu nối phát triển nông nghiệp và công nghiệp nông thôn bền vững

Tạp chí Công nghiệp Nông thôn: Cầu nối phát triển nông nghiệp và công nghiệp nông thôn bền vững

Qua 15 năm hoạt động, với sự bám sát tôn chỉ mục đích và phục vụ tốt các đối tượng bạn đọc, Tạp chí Công nghiệp Nông thôn đã khẳng định vị thế là tạp chí lý luận, chính trị, khoa học hàng đầu trong lĩnh vực cơ khí nông nghiệp và công nghiệp nông thôn, thuộc danh mục tạp chí quốc gia có uy tín.
Triển lãm công nghiệp thiết bị điện tử công suất Châu Á (PCIM25): Nơi quy tụ công nghệ cho xe điện

Triển lãm công nghiệp thiết bị điện tử công suất Châu Á (PCIM25): Nơi quy tụ công nghệ cho xe điện

PCIM25 là nền tảng lựa chọn hàng đầu cho các nhà sản xuất thiết bị nổi tiếng trong và ngoài nước giới thiệu sản phẩm mới và công nghệ tiên tiến. Nhiều doanh nghiệp trong lĩnh vực vật liệu điện tử, linh kiện cảm ứng và sản phẩm linh kiện thụ động sẽ lần đầu tiên ra mắt.
Doanh nhân, doanh nghiệp lớn sẵn sàng xây dựng mô hình Toàn cảnh Kinh tế tư nhân Việt Nam

Doanh nhân, doanh nghiệp lớn sẵn sàng xây dựng mô hình Toàn cảnh Kinh tế tư nhân Việt Nam

Nhiều doanh nhân, doanh nghiệp lớn cùng đồng lòng và sẵn sàng góp sức để xây dựng mô hình Toàn cảnh Kinh tế tư nhân Việt Nam.
Xi măng tái tạo năng lượng: Vật liệu xây dựng có thể tích trữ điện và phục hồi hiệu suất

Xi măng tái tạo năng lượng: Vật liệu xây dựng có thể tích trữ điện và phục hồi hiệu suất

Nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Aarhus, Đan Mạch vừa giới thiệu một loại vật liệu xây dựng đặc biệt có thể tích trữ năng lượng. Đó là xi măng “sống”, có khả năng lưu trữ điện như pin, đồng thời có thể tái kích hoạt hiệu suất khi được cung cấp dưỡng chất cần thiết, mở ra hướng đi mới cho xây dựng xanh và đô thị thông minh.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 13/9/2025: Tuổi Hợi khởi sắc, tuổi Mão sa sút

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 13/9/2025: Tuổi Hợi khởi sắc, tuổi Mão sa sút

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 13/9/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 12/9: Tâm lý lạc quan trở lại, VN Index duy trì đà hồi phục

Thị trường chứng khoán ngày 12/9: Tâm lý lạc quan trở lại, VN Index duy trì đà hồi phục

Bất chấp áp lực điều chỉnh giữa phiên, VN Index ngày 12/9 kết phiên trong sắc xanh nhờ sự hỗ trợ mạnh từ MSN, HPG và VNM. Với độ rộng thị trường tích cực khi có tới 252 mã tăng, tâm lý nhà đầu tư cho thấy sự lạc quan trở lại sau nhịp giảm trước đó.
Thủ tướng Chính phủ chỉ đạo vượt mục tiêu 3.000 km cao tốc và 1.700 km đường ven biển

Thủ tướng Chính phủ chỉ đạo vượt mục tiêu 3.000 km cao tốc và 1.700 km đường ven biển

Tối 10/9, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính, Trưởng Ban Chỉ đạo Nhà nước các công trình, dự án quan trọng quốc gia, trọng điểm ngành giao thông vận tải chủ trì họp phiên thứ 20 của Ban Chỉ đạo. Phiên họp được tổ chức với 2 hình thức trực tiếp và trực tuyến, kết nối với 27 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương đang có các công trình, dự án quan trọng quốc gia, trọng điểm ngành giao thông vận tải trên địa bàn.
Masterise Group: Bước vào kỷ nguyên mới cùng dân tộc

Masterise Group: Bước vào kỷ nguyên mới cùng dân tộc

Xuất hiện tại triển lãm “Thành tựu Đất nước”, Masterise Group không chỉ mang đến câu chuyện vươn mình phát triển thành một tập đoàn tư nhân vững mạnh mà còn khẳng định cam kết và khát vọng đồng hành cùng đất nước trên hành trình kiến tạo một tương lai thịnh vượng.
Việt Nam hướng tới trung tâm công nghiệp sạch và bền vững khu vực

Việt Nam hướng tới trung tâm công nghiệp sạch và bền vững khu vực

Tại Diễn đàn "Đầu tư và Xây dựng Nhà máy công nghiệp 2025", các chuyên gia khẳng định Việt Nam đang là điểm đến hấp dẫn của dòng vốn FDI nhờ môi trường chính trị ổn định, chính sách ưu đãi và lực lượng lao động trẻ. Định hướng đến năm 2030, Việt Nam đặt mục tiêu trở thành trung tâm công nghiệp sạch và bền vững, gắn với chuyển đổi xanh và đổi mới sáng tạo.
Nhận định phiên giao dịch ngày 12/9: VN-Index hồi phục, rung lắc còn hiện hữu

Nhận định phiên giao dịch ngày 12/9: VN-Index hồi phục, rung lắc còn hiện hữu

VN-Index đã có phiên đảo chiều ấn tượng ngày 11/9 khi đóng cửa tăng hơn 14 điểm nhờ lực cầu bắt đáy, song thanh khoản vẫn ở mức thấp và áp lực bán tại vùng đỉnh lịch sử khiến rủi ro rung lắc trong phiên 12/9 được dự báo khó tránh khỏi.
song-gia-tri