Luận án Nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng điện năng trong lưới phân phối điện sử dụng các thiết bị D - Facts

i 
MỤC LỤC 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................................... iv 
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ .......................................................................... vii 
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1 
1. Tính cấp thiết ............................................................................................................ 1 
2. Đối tượng nghiên cứu của Luận án .......................................................................... 1 
3. Các mục tiêu nghiên cứu của Luận án ...................................................................... 2 
4. Phương pháp thực hiện ............................................................................................. 2 
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án ............................................................. 3 
6. Các đóng góp mới của Luận án ................................................................................ 4 
7. Bố cục của Luận án .................................................................................................. 4 
Chương 1. TỔNG QUAN CÁC BÀI TOÁN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG 
TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN ...................................................................................... 6 
1.1. Tổng quan về chất lượng điện năng và các giải pháp nâng cao chất lượng điện 
năng trên lưới phân phối ............................................................................................... 6 
1.1.1. Tóm tắt về các hiện tượng chất lượng điện năng trên lưới phân phối ............... 6 
1.1.2. Sụt giảm điện áp và mất điện ngắn hạn [23, 49] ................................................ 7 
1.1.3. Sóng hài [20, 30, 59, 79] .................................................................................. 13 
1.2. Tổng quan về nghiên cứu giải pháp sử dụng thiết bị CPD để nâng cao chất lượng 
điện năng lưới phân phối điện .................................................................................... 17 
1.2.1. Quan điểm về thực hiện giải pháp .................................................................... 17 
1.2.2. Mô hình bài toán nâng cao CLĐN trên lưới phân phối sử dụng thiết bị CPD . 18 
1.2.3. Tổng quan phương pháp giải ........................................................................... 22 
1.3. Những vấn đề còn tồn tại ..................................................................................... 26 
1.3.1. Đối với các nghiên cứu trên thế giới ................................................................ 26 
1.3.2. Đối với các nghiên cứu trong nước .................................................................. 27 
1.4. Lựa chọn hướng nghiên cứu của luận án ............................................................. 27 
1.5. Kết luận Chương 1 ............................................................................................... 28 
Chương 2. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG DVR VÀ D-STATCOM NHẰM NÂNG 
CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN ....................................... 29 
2.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 29 
2.2. Tóm tắt cấu trúc, nguyên lý vận hành và ứng dụng của DVR ............................ 30 
2.2.1. Cấu trúc cơ bản của DVR ................................................................................ 30 
2.2.2. Ứng dụng và các chế độ vận hành của DVR ................................................... 31 
2.2.3. Các thuật toán điều khiển áp dụng trong DVR ................................................ 35 
ii 
2.3. Tóm tắt cấu trúc, vận hành D-STATCOM và ứng dụng ..................................... 38 
2.3.1. Nguyên lý vận hành của D-Statcom................................................................. 38 
2.3.2. Ứng dụng .......................................................................................................... 39 
2.3.3. Bộ nghịch lưu nguồn áp (Voltage Source Converter - VSC) và hệ thống điều 
khiển ........................................................................................................................... 40 
2.4. Mô phỏng so sánh tác dụng DVR và D-Statcom trong việc khắc phục sụt giảm 
điện áp ngắn hạn ......................................................................................................... 40 
2.4.1. Mô phỏng lưới phân phối mẫu 13 nút của IEEE có DVR hoặc D-Statcom .... 41 
2.4.2. Mô phỏng và kết quả mô phỏng ....................................................................... 44 
2.5. Mô phỏng so sánh tác dụng DVR và D-Statcom hạn chế sóng hài ..................... 46 
2.5.1. Đặt vấn đề bài toán ........................................................................................... 46 
2.5.2. Mô phỏng lò hồ quang ..................................................................................... 46 
2.5.3. Mô phỏng lưới phân phối mẫu 13 nút có lò hồ quang và các kịch bản đặt DVR 
hoặc D-Statcom .......................................................................................................... 47 
2.5.4. Phân tích kết quả mô phỏng ............................................................................. 48 
2.6. Kết luận chương 2 ............................................................................................... 54 
Chương 3. ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN TỐI ƯU HÓA VỊ TRÍ TỤ BÙ 
NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI PHÂN PHỐI CÓ XÉT ĐẾN SÓNG HÀI..
 ............................................................................................................................................. 56 
3.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 56 
3.2. Tổng quan nghiên cứu về bài toán tối ưu hóa nâng cao CLĐN lưới phân phối sử 
dụng tụ bù công suất phản kháng ............................................................................... 56 
3.3. Phân tích, lựa chọn phương pháp giải ................................................................. 57 
3.4. Thành lập bài toán tối ưu hóa vị trí dụng tụ bù công suất phản kháng nhằm giảm 
tổn thất điện năng trên lưới phân phối ứng dụng thuật toán di truyền (GA)58 
3.4.1. Mô tả hệ thống lưới phân phối ......................................................................... 58 
3.4.2. Thành lập bài toán và phương pháp giải .......................................................... 59 
3.4.3. Phương pháp giải tổng quát ............................................................................. 61 
3.4.4. Áp dụng thuật toán di truyền để giải bài toán tối ưu hóa vị trí tụ bù CSPK .... 61 
3.4.5. Kết quả đạt được .............................................................................................. 63 
3.5. Thành lập bài toán tối ưu hóa vị trí tụ điện nhằm giảm tổn thất điện năng và biến 
dạng sóng THD trên lưới phân phối ứng dụng thuật toán di truyền (GA) ................. 66 
3.5.1. Mô tả hệ thống lưới nghiên cứu ....................................................................... 66 
3.5.2. Xây dựng mô hình bài toán và phương pháp giải ............................................ 67 
3.6. Kết luận Chương 3 ............................................................................................... 75 
Chương 4. TỐI ƯU HÓA VỊ TRÍ VÀ CÔNG SUẤT CÁC THIẾT BỊ CPD NHẰM NÂNG 
CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG DÙNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN (GA) .............. 76 
iii 
4.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 76 
4.2. Tổng quan bài toán cải thiện CLĐN lưới phân phối sử dụng thiết bị CPD nhằm 
khắc phục sụt giảm điện áp ngắn hạn ......................................................................... 76 
4.2.1. Vấn đề nghiên cứu và những tồn tại ................................................................ 76 
4.2.2. Hướng giải quyết của luận án .......................................................................... 78 
4.3. Mô hình toán của các thiết bị CPD khắc phục sụt giảm điện áp ngắn hạn.......... 78 
4.3.1. Mô hình toán của thiết bị DVR ........................................................................ 79 
4.3.2. Mô hình toán của thiết bị D-Stacom ................................................................ 79 
4.4. Xây dựng mô hình và giải bài toán lựa chọn vị trí và công suất thiết bị DVR nhằm 
khắc phục sụt giảm điện áp ngắn hạn ......................................................................... 81 
4.4.1. Xây dựng mô hình bài toán .............................................................................. 81 
4.4.2. Phân tích kết quả .............................................................................................. 89 
4.5. Xây dựng mô hình và giải bài toán lựa chọn vị trí và công suất thiết bị D-Statcom 
nhằm khắc phục sụt giảm điện áp ngắn hạn ............................................................... 93 
4.5.1. Xây dựng bài toán ............................................................................................ 94 
4.5.2. Phân tích kết quả .............................................................................................. 98 
4.6. Kết luận ............................................................................................................. 102 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 104 
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ...................................... 112 
PHỤ LỤC 1 ....................................................................................................................... 113 
PHỤ LỤC 2 ....................................................................................................................... 114 
PHỤ LỤC 3 ....................................................................................................................... 115 
PHỤ LỤC 4 ....................................................................................................................... 116 
I. Khái niệm và thuật toán .................................................................................. 116 
II. Các thành phần cơ bản của GA ....................................................................... 117 
PHỤ LỤC 5 ....................................................................................................................... 123 
PHỤ LỤC 6 ....................................................................................................................... 126 
iv 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 
AF Active power filter 
ANN Artificial Neural Network 
BĐN Biến thiên điện áp ngắn hạn 
CBEMA Computer Business Equipment Manufacturers 
Association 
CPD Custom power devices 
CLĐN Chất lượng điện năng 
CSPK Công suất phản kháng 
CSI Current Source Inverter 
DVR Dynamic voltage restorer 
D-Statcom Distribution Static Compensator 
DP Dynamic Programming 
EN European Standard 
IEEE Viện kỹ thuật điện và điện tử (Institute of Electrical 
and Electronics Engineers) 
IEC International Electrotechnical Commission 
ITIC Information Technology Industry Council 
IPFC interline power flow controller 
GA Genetic Algorithm 
GSA Gravitational Search Algorithm 
HTĐ Hệ thống điện 
HO Hybrid Optimization 
FACTS Flexible Alternating Current Transmission Systems 
MBA Máy biến áp 
NGA Niching type of GA 
NPV Net Present Value 
THD Total Harmonic Distortion 
SANH Sụt giảm điện áp ngắn hạn 
SA Simulated Annealing 
STATCOM Static synchronous compensator 
SSSC Static synchronous series compensator 
v 
SVC Static Var Compensator 
UPFC Unified power flow controller 
UPQC Unified power quality conditioner 
VSI Voltage Source Inverters 
UPS Uninterruptible Power Supply 
U1 Điện áp cơ bản 
Uk Điện áp sóng hài bậc k 
Uhd Điện áp hiệu dụng 
PCC Point of Common Connection 
PSO Particle swarm optimization 
QRA 
pu 
ĐTPT 
TTĐN 
TTCS 
Quality, reliability, and availability 
Per unit system – Hệ đơn vị tương đối 
Đồ thị phụ tải 
Tổn thất điện năng 
Tổn thất công suất 
vi 
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 
Bảng 1.1 Nhóm, đặc tính của các hiện tượng chất lượng điện năng trong hệ 
thống điện theo IEEE 1159-1995 
6 
Bảng 1.2 Tiêu chuẩn EN50610: Giới hạn Uh tại điểm cấp điện 15 
Bảng 1.3 Yêu cầu về biến dạng sóng điện áp. 15 
Bảng 1.4 Bậc và biên độ sóng hài sinh ra bởi ghép các converter 6 xung.. 16 
Bảng 2.1 Thông số chính cấu hình DVR và D-Statcom 42 
Bảng 2.2 Thông số lò hồ quang điện (Nguồn [14]) 48 
Bảng 2.3 Điện áp nút và THD trước và sau khi có DVR, kịch bản thứ nhất 50 
Bảng 2.4 Điện áp nút và THD trước và sau khi có D-Statcom, kịch bản thứ nhất 51 
Bảng 2.5 Điện áp nút trước và sau khi có DVR hoặc D-Statcom, kịch bản thứ 
hai. 
53 
Bảng 3.1 Công suất phụ tải sử dụng trong tính toán 72 
Bảng 4.1 Kết quả tính toán chọn DVR ứng với ngắn mạch tại nút 8. 89 
Bảng 4.2 Điện áp 16 nút trước và sau khi có DVR ứng với ngắn mạch tại nút 10 91 
Bảng 4.3 Kết quả tính toán chọn DVR ứng với ngắn mạch tại nút 13. 92 
Bảng 4.4 Kết quả tính toán chọn D-Statcom ứng với ngắn mạch tại nút 8.. 98 
Bảng 4.5 Kết quả tính toán chọn D-Statcom ứng với ngắn mạch tại nút 10.. 100 
Bảng 4.6 Kết quả tính toán chọn D-Statcom ứng với ngắn mạch tại nút 13.. 101 
vii 
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ 
Hình 0.1 Cấu trúc của luận án.. 5 
Hình 1.1 Phân loại các hiện tượng chất lượng điện áp (IEEE 1159-1995). 7 
Hình 1.2 Minh họa nguyên nhân gây SANH trên lưới do ngắn mạch... 8 
Hình 1.3 Sụt giảm điện áp ngắn hạn dạng chữ nhật. 8 
Hình 1.4 Sụt giảm điện áp ngắn hạn do khởi động động cơ 9 
Hình 1.5 Các đặc tính chịu điện áp CBEMA và ITIC... 10 
Hình 1.6 So sánh các đặc tính CBEMA, ITIC, SARFI 90 và SEMI F47-0200. 10 
Hình 1.7 Nguồn dự phòng UPS nối phụ tải nhạy cảm. 11 
Hình 1.8 Khắc phục lõm điện áp dùng MBA cộng hưởng sắt từ 11 
Hình 1.9 Bảo vệ phụ tải nhạy cảm dùng DVR và Statcom.. 12 
Hình 1.10 Dạng đặc tính U-I phi tuyến và biến dạng sóng điện áp tại đầu cực của lò hồ 
quang điện 
13 
Hình 1.11 Số lượng bài báo có chỉ số (indexed) trong lĩnh vực tối ưu thiết bị CPD 23 
Hình 2.1 Mô hình nối lưới của DVR 30 
Hình 2.2 DVR ứng dụng để bảo vệ tải nhạy cảm.. 32 
Hình 2.3 DVR ứng dụng để ngăn chặn phát sinh các hiện tượng CLĐN. 32 
Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động chế độ dừng của thiết bị DVR.. 33 
Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động chế độ chờ của thiết bị DVR 33 
Hình 2.6 Sơ đồ vector phương pháp bù đồng pha. 34 
Hình 2.7 Sơ đồ khối giản thiểu của thuật toán vòng khóa pha (Phase Locked Loop-
PLL).. 
38 
Hình 2.8 Cấu trúc và chức năng của D-Statcom... 39 
Hình 2.9 Lưới phân phối mô phỏng có DVR hoặc D-Statcom 41 
Hình 2.10 Mô phỏng Simulink lưới phân phối mẫu 13 nút của IEEE có DVR và D-
Statcom. 
42 
Hình 2.11 Mô phỏng  ...  do 
 Begin 
 t = t + 1; 
 Chọn lọc P(t) 
 Lai P(t) 
 Đột biến P(t) 
 Tính độ thích nghi cho các cá thể trong P(t) 
 End 
End 
1. [Bắt đầu] Nhận các tham số cho thuật toán. 
2. [Khởi tạo] Sinh ngẫu nhiên một quần thể (dân số) gồm n cá thể (là n lời giải 
cho bài toán) 
3. [Quần thể mới] Tạo quần thể mới bằng cách lặp lại các bước sau cho đến khi quần 
thể mới hoàn thành 
 a. [Thích nghi] Ước lượng độ thích nghi eval(x) của mỗi cá thể. 
 b. [Kiểm tra] Kiểm tra điều kiện kết thúc giải thuật. 
 c. [Chọn lọc] Chọn hai cá thể bố mẹ từ quần thể cũ theo độ thích nghi của 
chúng (cá thể có độ thích nghi càng cao thì càng có nhiều khả năng 
được chọn) 
 d. [Lai ghép] Với một xác suất lai ghép được chọn, lai ghép hai cá thể bố mẹ để 
tạo ra một cá thể mới. 
 e. [Đột biến] Với một xác suất đột biến được chọn, biến đổi cá thể mới 
4. [Chọn kết quả] Nếu điều kiện dừng được thỏa mãn thì thuật toán kết thúc và trả 
về lời giải tốt nhất trong quần thể hiện tại 
II. Các thành phần cơ bản của GA 
- Mã hóa (Encoding) 
- Khởi tạo quần thể ( Innitial population generation ) 
- Hàm thích nghi (Fitness Function) 
- Lựa chọn (Selection) 
118 
- Lai ghép (Crossover) 
- Đột biến (Mutation) 
- Chiến lược thay thế (Replacement Strategy) 
- Tiêu chuẩn kết thúc (Termination Criteria) 
1. Mã hóa 
Trong giải thuật di truyền cách mã hóa NST rất quan trọng nó không chỉ 
quyết định đến hiệu quả của giải thuật mà còn ảnh hưởng đến việc lựa chọn các 
toán tử trong các bước lai ghép và đột biến. Với mỗi kiều bài toán khác nhau có 
nhiều cách mã hóa NST . 
Cách mã hoá NST được đánh giá là một trong hai yếu tố quyết định trong 
xây dựng giải thuật di truyền. 
2. Mã hoá nhị phân 
Trong tất cả các phương pháp mã hóa thì phương pháp mã hoá nhị phân là 
phương pháp mã hoá nhiễm sắc thể đơn giản và ra đời sớm nhất. Trong mã hoá 
nhị phân, mỗi nhiễm sắc thể là một chuỗi nhị phân, mỗi bit trong nó có thể biểu 
diễn một đặc tính của lời giải. 
Ví dụ: hai nhiễm sắc thể 1 và 2 có chiều dài là 15. 
 Nhiễm sắc thể 1: 110110010011011 
 Nhiễm sắc thể 2: 110111100001111 
Ví dụ: Trong bài toán cái túi, để biểu diễn một cách xếp đồ vào túi, ta sẽ 
dùng một chuỗi nhị phân có kích thước bằng số đồ vật, mỗi bit tương ứng với các 
đồ vật sẽ có hai giá trị: giá trị 0 nếu đồ vật đó không được cho vào túi và giá trị 1 
nếu đồ vật được cho vào túi. 
Mã hoá nhị phân tuy là phổ biến nhưng nó có một nhược điểm là có thể tạo 
ra không gian mã hoá lớn hơn so với không gian giá trị của nhiễm sắc thể, hơn 
nữa có thể xảy ra trường hợp các toán tử lai ghép và đột biến tạo ra các cá thể 
không nằm trong không gian tìm kiếm và đòi hỏi phải có những phương pháp sửa 
chữa để làm cá thể tạo ra nằm trong không gian tìm kiếm. Do đó, với nhiều bài 
toán thì biểu diễn nhị phân là không hữu hiệu, điển hình là bài toán TSP. 
3. Mã hoá hoán vị 
Mã hoá hoán vị có thể được sử dụng trong các bài toán liên quan đến thứ tự 
như bài toán du lịch hay bài toán lập lịch. 
Trong mã hoá hoán vị, mỗi nhiễm sắc thể là một chuỗi các số biểu diễn một 
trình tự. 
Ví dụ : 
 Nhiễm sắc thể 1: 1 5 4 3 2 6 7 9 8 
 Nhiễm sắc thể 2: 9 1 7 3 8 5 6 4 2 
119 
Mã hoá hoán vị phù hợp cho các bài toán liên quan đến thứ tự. Đối với các 
bài toán này, việc thao tác trên các nhiễm sắc thể chính là hoán vị các số trong 
chuỗi đó làm thay đổi trình tự của nó. 
Ví dụ: Trong bài toán người du lịch, để biểu diễn một cách đi của người du 
lịch thì dùng một nhiễm sắc thể mà trình tự các số trong chuỗi cho biết thứ tự các 
thành phố mà người du lịch đi qua. 
4. Mã hoá theo giá trị 
Mã hoá trực tiếp theo giá trị có thể được dùng trong các bài toán sử dụng 
giá trị phức tạp như trong số thực. Trong đó, mỗi nhiễm sắc thể là một chuỗi các 
giá trị. Các giá trị có thể là bất cứ cái gì liên quan đến bài toán, từ số nguyên, số 
thực, kí tự cho đến các đối tượng phức tạp hơn. 
Ví dụ: 
 Nhiễm sắc thể 1: 1.23 5.32 0.34 2.98 3.54 
 Nhiễm sắc thể 2: (back), (back), (right), (forward), (left) 
Mã hoá theo giá trị thường dùng cho các bài toán đặc biệt. Trong cách mã 
hoá này ta thường phải phát triển các toán tử đột biến và lai ghép cho phù hợp với 
từng bài toán. 
5. Khởi tạo quần thể ban đầu 
• Quần thể là một tập hợp các cá thể có cùng một số đặc điểm nào đấy. Trong 
giải thuật di truyền ta quan niệm quần thể là một tập các lời giải của một bài 
toán. 
• Quần thể ban đầu ảnh hưởng khá nhiều đến hiệu quả giải thuật, tuy nhiên 
trong nhiều bài toán thì quần thể ban đầu thường được lựa chọn ngẫu nhiên. 
Thường phụ thuộc vào kích thước chuỗi mã hóa. VD: Nếu có NST 32 bits, 
thì kích thước quần thể nên cao hơn 16 
• Kích thước quần thể cho biết có bao nhiêu cá thể trong một quần thể trong 
mỗi thế hệ. Các nghiên cứu và các thử nghiệm đã cho thấy kích thước quần 
thể không nên quá bé cũng như không quá lớn. Nếu có quá ít cá thể thì sẽ 
làm giảm không gian tìm kiếm của giải thuật và dễ rơi vào các cục bộ địa 
phương, như vậy sẽ dễ xảy ra trường hợp bỏ qua các lời giải tốt. Tuy nhiên 
nếu có quá nhiều cá thể cũng sẽ làm cho giải thuật chạy chậm đi, ảnh hưởng 
đến hiệu quả tính toán của giải thuật. Các nghiên cứu cũng đã chỉ ra không 
có lợi khi tăng kích thước quần thể lên quá một giới hạn cho phép. 
6. Hàm tính độ thích nghi 
Hàm độ thích nghi (fitness function) là hàm đánh giá hay hàm mục tiêu thể 
hiện tính thích nghi của cá thể hay độ tốt của lời giải. 
7. Chọn lựa 
Trong tự nhiên, quá trình chọn lọc và đấu tranh sinh tồn đã làm thay đổi các 
cá thể trong quần thể. Những cá thể tốt, thích nghi được với điều kiện sống thì có 
120 
khả năng đấu tranh lớn hơn, do đó có thể tồn tại và sinh sản. Các cá thể không 
thích nghi được với điều kiện sống thì dần mất đi. Dựa vào nguyên lý của quá 
trình chọn lọc và đấu tranh sinh tồn trong tự nhiên, chọn lựa các cá thể trong GA 
chính là cách chọn các cá thể có độ thích nghi tốt để đưa vào thế hệ tiếp theo hoặc 
để cho lai ghép, với mục đích là sinh ra các cá thể mới tốt hơn. Có nhiều cách để 
lựa chọn nhưng cuối cùng đều nhằm đáp ứng mục tiêu là các cá thể tốt sẽ có khả 
năng được chọn cao hơn. 
8. Cơ chế lựa chọn 
Cơ chế lựa chọn được áp dụng khi quần thể P(t+1) được tạo ra từ việc chọn 
các cá thể từ quần thể P(t) để thực hiện việc lai ghép và đột biến. Có nhiều cách 
để lựa chọn các cá thể từ một quần thể. Sau đây sẽ giới thiệu một số cơ chế hay 
áp dụng. 
Để tiện mô tả các cơ chế lựa chọn ta đưa ra một số kí hiệu sau: 
Cách biểu diễn các nhiễm sắc thể thứ i là vi. 
Hàm tính độ thích nghi của nhiễm sắc thể vi là f(vi). 
Kích thước quần thể là pop_size. 
Số nhiễm sắc thể cần chọn là N. 
9. Lựa chọn tỷ lệ (bánh xe Roulet) 
Trước khi lựa chọn thì tính các giá trị sau: 
• Tính tổng độ thích nghi của cả quần thể: 
• Tính xác suất chọn pi cho mỗi nhiễm sắc thể vi: pi = f(vi)/F 
• Tính vị trí xác suất qi của mỗi nhiễm sắc thể : 
Cơ chế lựa chọn theo bánh xe Roulet được thực hiện bằng cách quay bánh 
xe Roulet N lần. Mỗi lần chọn một nhiễm sắc thể từ quần thể hiện hành vào quần 
thể mới bằng cách sau : 
• Phát sinh ngẫu nhiên một số r trong khoảng [0,1]. 
• Nếu r < q1 (tức là r < 1) thì chọn nhiễm sắc thể v1; ngược lại thì chọn nhiễm 
sắc thể thứ i (2 i pop_size = M) sao cho qi-1 r qi 
Với cơ chế lựa chọn như thế này thì có một số nhiếm sắc thể sẽ được chọn 
nhiều lần. Điều này phù hợp với lý thuyết lược đồ: Các nhiễm sắc thể tốt nhất thì 
có nhiều bản sao, nhiễm sắc thể trung bình thì không đổi, nhiễm sắc thể kém thì 
chết đi. 
10. Lựa chọn xếp hạng 
Cơ chế lựa chọn xếp hạng được mô tả như sau: 

=
=
sizepop
i
ivfF
_
1
)(

=
=
i
j
ji Pq
1
121 
• Sắp xếp các nhiễm sắc thể trong quần thể theo độ thích nghi từ thấp đến cao. 
• Đặt lại độ thích nghi cho quần thể đã sắp xếp theo kiểu: nhiễm sắc thể thứ 
nhất có độ thích nghi là 1, NST thứ hai có độ thích nghi là 2,.v.v, NST thứ 
pop_size có độ thích nghi là pop_size. 
Theo phương pháp này việc một NST được chọn nhiều lần như trong lựa 
chọn theo kiểu bánh xe Roulet đã giảm đi. Nhưng nó có thể dẫn đến sự hội tụ 
chậm và NST có độ thích nghi cao cũng không khác mấy so với các NST khác. 
11. Lựa chọn theo cơ chế lấy mẫu ngẫu nhiên 
Cơ chế lựa chọn: 
• Biểu diễn xác suất chọn các NST lên trên một đường thẳng. 
• Đặt N điểm chọn lên đường thẳng. Các điểm chọn này cách nhau 1/N, điểm 
đầu tiên đặt ngẫu nhiên trong khoảng [0,1/N] 
• Với một điểm chọn, NST gần với nó nhất về bên phải sẽ được chọn. 
Phương pháp này có đặc điểm là các điểm chọn được phân bố đều trên trục 
số, do đó sẽ gần với điểm xứng đáng được chọn. 
12. Lựa chọn tranh đấu 
Cơ chế lựa chọn : 
• Lấy một số NST trong quần thể, NST nào có độ thích nghi cao nhất được 
chọn. 
• Lặp lại thao tác trên N lần. 
13. Lai ghép 
Lai ghép trong tự nhiên là sự kết hợp các tính trạng của bố mẹ để sinh ra thế 
hệ con. Trong giải thuật di truyền, lai ghép được coi là một sự tổ hợp lại các tính 
chất (thành phần) trong hai lời giải cha mẹ nào đó để sinh ra một lời giải mới mà 
có đặc tính mong muốn là tốt hơn thế hệ cha mẹ. Đây là một quá trình xảy ra chủ 
yếu trong giải thuật di truyền. 
14. Đột biến 
Đột biến là một sự biến đổi tại một (hay một số) gen của nhiễm sắc thể ban 
đầu để tạo ra một nhiễm sắc thể mới. Đột biến có xác suất xảy ra thấp hơn lai 
ghép. Đột biến có thể tạo ra một cá thể mới tốt hơn hoặc xấu hơn cá thể ban đầu. 
Tuy nhiên trong giải thuật di truyền thì ta luôn muốn tạo ra những phép đột biến 
cho phép cải thiện lời giải qua từng thế hệ. 
15. Các tiêu chuẩn kết thúc thuật toán 
• Thuật toán dừng khi quần thể hội tụ, i.e. cá thể tốt nhất trong quần thể giống 
với kết quả mong muốn 
• Kết thúc khi số thế hệ sinh ra đạt đến số sinh ra trước 
• Kết thúc khi các cả thể trở lên giống nhau 
122 
• Kết thúc khi cá thể tốt nhất trong quần thể không thay đổi theo thời gian 
16. Ưu nhược điểm thuật toán Gen 
Ưu điểm 
• Ưu điểm chính là khả năng song song của thuật toán 
• Gas duyệt qua không gian tìm kiếm sử dụng nhiều cá thể (and with genotype 
rather than phenotype) và ít mắc phải cực trị địa phương như các thuật toán 
khác. 
• Dễ thể hiện. 
• Khi đã có thuật toán gen cơ bản, chỉ cần viết một NST mới (just one object) 
để xử lý bài toán khác. 
• Với cùng cách mã hóa bạn có thể thay đổi hàm thích nghi. 
• Mặc dù vậy, trong một số trường hợp chọn và thể hiện mã hóa sẽ gặp khó 
khăn. 
Nhược điểm 
• Nhược điểm chính của GA là thới gian tính toán 
• GAs có thể chậm hơn các thuật toán khác 
• Có thể kết thúc tính toán bất cứ lúc nào 
123 
PHỤ LỤC 5 
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CHƯƠNG 4 
Bảng PL 5.1. Điện áp 16 nút trước và sau khi có DVR ứng với ngắn mạch tại nút 8 
• 
Bảng PL 5.2. Điện áp 16 nút trước và sau khi có DVR ứng với ngắn mạch tại nút 10 
Nút 
Zf = 0,25 + j0,16 (pu) Zf = 0,1 + j0,08 (pu) 
Không DVR Có DVR Không DVR Có DVR 
1 1,0583 1,0583 1,0539 1,0539 
2 0,9253 0,9253 0,8889 0,8889 
3 0,8718 0,8718 0,8375 0,8375 
4 0,8378 1,0000 0,8048 1,0000 
5 0,8082 0,9732 0,7764 0,9732 
6 0,6193 0,6193 0,4853 0,4853 
7 0,6077 0,6077 0,4763 0,4763 
8 0,4507 0,4507 0,2511 0,2511 
9 0,8730 0,8730 0,8386 0,8386 
10 0,8745 0,8745 0,8400 0,8400 
11 0,8683 0,8683 0,8341 0,8341 
12 0,8523 0,8523 0,8187 0,8187 
13 0,8488 0,8488 0,8153 0,8153 
14 0,8228 0,9712 0,7904 0,9712 
15 0,8208 0,9709 0,7885 0,9709 
16 0,8530 0,8530 0,8194 0,8194 
Nút 
Zf = 0,25 + j0,16 (pu) Zf = 0,1 + j0,08 (pu) 
Không DVR Có DVR Không DVR Có DVR 
1 1,0578 1,0578 1,0532 1,0532 
2 0,9212 0,9212 0,8835 0,8835 
3 0,8680 0,8680 0,8324 0,8324 
4 0,8341 1,0000 0,8000 1,0000 
5 0,8046 0,9732 0,7717 0,9732 
6 0,8884 0,8884 0,8521 0,8521 
7 0,8719 0,8719 0,8362 0,8362 
8 0,8486 0,8486 0,8139 0,8139 
9 0,6804 0,6804 0,5627 0,5627 
10 0,4766 0,4766 0,2662 0,2662 
11 0,8644 0,8644 0,8290 0,8290 
12 0,8485 0,8485 0,8138 0,8138 
13 0,8450 0,8450 0,8104 0,8104 
14 0,8191 0,9712 0,7856 0,9712 
15 0,8172 0,9709 0,7837 0,9709 
16 0,6648 0,6648 0,5498 0,5498 
124 
Bảng PL 5.3. Điện áp 16 nút trước và sau khi có DVR ứng với ngắn mạch tại nút 13 
Bảng PL 5.4. Điện áp 16 nút trước và sau khi có D-Statcom ứng với ngắn mạch tại nút 8 
Nút 
Zf = 0,25 + j0,16 (pu) Zf = 0,1 + j0,08 (pu) 
Không 
D-Statcom 
Có 
D-Statcom 
Không 
D-Statcom 
Có 
D-Statcom 
1 1,0583 1,0643 1,0539 1,0615 
2 0,9253 0,9782 0,8889 0,9565 
3 0,8718 0,9226 0,8375 0,9026 
4 0,8378 0,8851 0,8048 0,8657 
5 0,8082 0,8545 0,7764 0,8360 
6 0,6193 0,6688 0,4853 0,5502 
7 0,6077 0,6567 0,4763 0,5406 
8 0,4507 0,6168 0,2511 0,4004 
9 0,8730 0,9573 0,8386 0,9582 
10 0,8745 1,0000 0,8400 1,0000 
11 0,8683 0,9182 0,8341 0,8982 
12 0,8523 0,9019 0,8187 0,8825 
13 0,8488 0,8983 0,8153 0,8790 
14 0,8228 0,8696 0,7904 0,8507 
15 0,8208 0,8674 0,7885 0,8486 
16 0,8530 0,9350 0,8194 0,9359 
Nút 
Zf = 0,25 + j0,16 (pu) Zf = 0,1 + j0,08 (pu) 
Không DVR Có DVR Không DVR Có DVR 
1 1,0417 1,0417 1,0399 1,0399 
2 0,9334 0,9334 0,9198 0,9198 
3 0,6982 0,6982 0,6486 0,6486 
4 0,6669 0,6669 0,6195 0,6195 
5 0,6412 0,6412 0,5957 0,5957 
6 0,8975 0,8975 0,8835 0,8835 
7 0,8798 0,8798 0,8661 0,8661 
8 0,8548 0,8548 0,8415 0,8415 
9 0,8774 1,0000 0,8637 1,0000 
10 0,8789 0,9578 0,8652 0,9578 
11 0,5091 0,5091 0,4195 0,4195 
12 0,3845 0,3845 0,2655 0,2655 
13 0,3012 0,3012 0,1527 0,1527 
14 0,6538 0,6538 0,6074 0,6074 
15 0,6521 0,6521 0,6058 0,6058 
16 0,8560 0,9572 0,8427 0,9572 
125 
Bảng PL 5.5. Điện áp 16 nút trước và sau khi có D-Statcom ứng với ngắn mạch tại nút 10 
Nút 
Zf = 0,25 + j0,16 (pu) Zf = 0,1 + j0,08 (pu) 
Không 
D-Statcom 
Có 
D-Statcom 
Không 
D-Statcom 
Có 
D-Statcom 
1 1,0578 1,0646 1,0532 1,0619 
2 0,9212 0,9817 0,8835 0,9610 
3 0,8680 0,9260 0,8324 0,9072 
4 0,8341 0,8882 0,8000 0,8700 
5 0,8046 0,8576 0,7717 0,8404 
6 0,8884 0,9640 0,8521 0,9660 
7 0,8719 1,0000 0,8362 1,0000 
8 0,8486 0,9197 0,8139 0,9216 
9 0,6804 0,7370 0,5627 0,6361 
10 0,4766 0,6580 0,2662 0,4568 
11 0,8644 0,9216 0,8290 0,9027 
12 0,8485 0,9053 0,8138 0,8870 
13 0,8450 0,9017 0,8104 0,8836 
14 0,8191 0,8727 0,7856 0,8550 
15 0,8172 0,8706 0,7837 0,8529 
16 0,6648 0,7209 0,5498 0,6227 
Bảng PL 5.6. Điện áp 16 nút trước và sau khi có D-Statcom ứng với ngắn mạch tại nút 13 
Nút 
Zf = 0,25 + j0,16 (pu) Zf = 0,1 + j0,08 (pu) 
Không 
D-Statcom 
Có 
D-Statcom 
Không 
D-Statcom 
Có 
D-Statcom 
1 1,0417 1,0475 1,0399 1,0463 
2 0,9334 0,9845 0,9198 0,9758 
3 0,6982 0,7462 0,6486 0,7028 
4 0,6669 0,7108 0,6195 0,6696 
5 0,6412 0,6840 0,5957 0,6446 
6 0,8975 0,9474 0,8835 0,9392 
7 0,8798 0,9293 0,8661 0,9213 
8 0,8548 0,9043 0,8415 0,8967 
9 0,8774 0,9359 0,8637 0,9394 
10 0,8789 1,0000 0,8652 1,0000 
11 0,5091 0,5544 0,4195 0,4722 
12 0,3845 0,4262 0,2655 0,3157 
13 0,3012 0,3837 0,1527 0,2409 
14 0,6538 0,6972 0,6074 0,6569 
15 0,6521 0,6954 0,6058 0,6552 
16 0,8560 0,9129 0,8427 0,9119 
126 
PHỤ LỤC 6 
a. Điện áp nút 646 khi chưa có DVR và D-Statcom 
b. Điện áp nút 684 khi chưa có DVR và D-Statcom