Mô phỏng số kỹ thuật điện phục vụ nghiên cứu và đào tạo

Tóm tắt

Mô phỏng số là sự phát triển và hoàn thiện của phương pháp mô hình hóa trong đó các biến trạng thái và hành vi của hệ được phản ánh một cách đầy đủ thông qua hệ phương trình trạng thái. Ở đây, toán học là công cụ chủ đạo. Vấn đề mấu chốt là biết cách mô tả chính xác các hành vi của hệ thống thực. Mô phỏng số không chỉ tham gia ở giai đoạn phân tích, tổng hợp thông số mà còn có mặt trong suốt chu trình của sản phẩm hoặc hệ thống. Số lượng biến trạng thái và các hành vi của chúng nói chung không hạn chế; các siêu máy tính có khả năng gần như vô hạn [1, 2]. Ví dụ: để nghiên cứu quá trình quá độ và ổn định của hệ thống điện Việt Nam đến 2010 nếu chỉ sử dụng mô hình mạch thông thường ta chỉ có thể giải quyết bài toán với một số giả thuyết đơn giản hóa. Tuy nhiên với kỹ thuật mô phỏng số ta có thể xem xét đầy đủ mọi thông số của hệ thống thực. Với phần mềm mô phỏng và tính toán PSS/E cho phép dễ dàng tính toán của hệ thống điện Việt Nam với 1442 nút và 117 máy phát điện có tổng công suất 14.420 MW + j6480 MVAR trong chế độ vận hành bình thường cũng như các chế độ sự cố khác nhau.

Ngoài thế mạnh của mô phỏng số là linh hoạt và vạn năng, mô phỏng số còn cho phép dự báo những tình huống xấu nhất có thể xảy ra đối với một hệ thống. Do đó, mô phỏng số có thể được coi như một dạng nghiên cứu thứ 3 bổ sung cho nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Việc thâm nhập của mô phỏng số vào tất cả các hoạt động của một dự án kỹ thuật bất kỳ nào đó, xuyên suốt toàn bộ quá trình thực hiện một dự án, từ đề xuất ý tưởng thiết kế cho đến thực hiện và vận hành hệ thống thực, mô phỏng cho phép kiểm tra, đánh giá nhiều phương án khác nhau, từ đó lựa chọn phương án thích hợp nhất. Trải qua một quá trình phát triển lâu dài, lĩnh vực mô phỏng đã có những bước tiến đáng kể. Các phần mềm mô phỏng ngày càng trở nên linh hoạt, mạnh mẽ, thân thiện và gần gũi với người sử dụng, là một công cụ cần thiết và hữu ích đối với các nhà khoa học. Các bài toán của hệ thống lớn như hệ thống điện, hệ thống điều khiển quá trình,... đòi hỏi mô hình ngày càng phức tạp. Các kỹ sư công nghệ và tin học cần tiếp cận với lĩnh vực đang nghiên cứu sôi động này.