Thiết kế bộ nối lưới ba pha cho hệ thống năng lượng tái tạo trong điều kiện dải điện áp thay đổi lớn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN SAIGON UNIVERSITY<br /> TẠP CHÍ KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL<br /> ĐẠI HỌC SÀI GÒN OF SAIGON UNIVERSITY<br /> Số 65 (5/2019) No. 65 (5/2019)<br /> Email: tcdhsg@sgu.edu.vn ; Website: https://tapchikhoahoc.sgu.edu.vn<br /> <br /> <br /> THIẾT KẾ BỘ NỐI LƯỚI BA PHA CHO HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG<br /> TÁI TẠO TRONG ĐIỀU KIỆN DẢI ĐIỆN ÁP THAY ĐỔI LỚN<br /> Design and implement the three-phase power grid connection using for<br /> renewable energy systems in the condition of large range voltage changing<br /> <br /> ThS. Huỳnh Lê Minh Thiện(1), TS. Hồ Văn Cừu(2), ThS. Nguyễn Xuân Tiên(3),<br /> TS. Trần Thanh Vũ(4)<br /> (1),(2),(3)Trường<br /> Đại học Sài Gòn<br /> (4)Trường<br /> Đại học Giao thông Vận tải TP.HCM<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Nghiên cứu này đề cập đến vấn đề thiết kế mạch tăng áp để duy trì điện áp nối lưới, các giải thuật điều<br /> khiển mạch Boost Interleaved, nguyên lý nối lưới và kết quả thực nghiệm.<br /> Sử dụng chip vi điều khiển STH743iiT6 của hãng ARM điều khiển bộ inverter ba pha ba bậc NPC, điều<br /> khiển nối lưới, và điều khiển giá trị điện áp ngõ ra của mạch Boost Interleaved hai nhánh để thiết kế<br /> mạch biến đổi DC – DC có khả năng điều chỉnh điện áp đầu ra cao hơn nhiều lần so với điện áp đầu<br /> vào. Từ ưu điểm đó, mạch Boost Interleaved giúp cho điện áp nối lưới sau bộ inverter luôn luôn được<br /> giữ ổn định bất chấp các điều kiện về môi trường khiến cho điện áp đầu ra của bộ năng lượng tái tạo dù<br /> đang ở dưới ngưỡng tạo điện áp nối lưới thì bộ Inverter cũng nhận được một lượng điện áp DC trong<br /> tầm ổn định, đủ để tạo điện áp xoay chiều ba pha hòa lưới.<br /> Kết quả thử nghiệm trên tải công bố trong nghiên cứu này đã minh chứng sự hiệu quả của giải pháp đã<br /> được đề xuất trong việc nối lưới ở điều kiện dải điện áp thay đổi lớn, tầm dao động của dải áp đạt<br /> ±50%.<br /> Từ khóa: nối lưới, bộ lọc LCL, vòng khóa pha PLL, bộ lọc tích cực, NPC, điều khiển nối lưới, chất<br /> lượng điện năng<br /> ABSTRACT<br /> In this study, the problem of designing a booster circuit to maintain mesh pressure, Boost circuit control<br /> algorithms, meshing principle and experimental results are mentioned.<br /> Using the STH743iiT6 microcontroller from ARM to control the three-phase three-level NPC inverter,<br /> grid-tie connecting control, and control the output voltage of the Boost Interleaved circuit to design the<br /> adjustable DC-DC circuit. The output voltage is many times higher than the input voltage. From that<br /> advantage, Boost Interleaved circuit helps to keep the voltage connected to the grid after the inverter<br /> always being stable between the environmental conditions, making the output voltage of the renewable<br /> energy even though it is below the generating threshold. For grid connection, the Inverter also receives a<br /> certain amount of voltage within the range, which is enough to alternate three phases of the grid.<br /> The experience results with the load in this study demonstrate the effectiveness of the proposed solution<br /> in the connection of the grid in the context of a large range of voltage changes, even the range of the<br /> voltage change reaches ± 50%.<br /> Keywords: grid connection, LCL filter, PLL, Active Power Filter, NPC, grid connection control, power quality<br /> <br /> Email: hlmthien@gmail.com 66<br /> HUỲNH LÊ MINH THIỆN và Cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN<br /> <br /> <br /> 1. Giới Thiệu bản vượt trội so với các vi điều khiển khác<br /> Nghịch lưu để chuyển điện một chiều như tốc độ xung 400Mhz, 176 chân, số<br /> thành điện xoay chiều nhằm mục đích sử kênh ADC 16 bit có thể lên đến 36 kênh,<br /> dụng cũng như hòa lưới đã trở nên quen hỗ trợ giao tiếp LCD-TFT, hỗ trợ giao tiếp<br /> thuộc từ nhiều năm nay. Vấn đề luôn được màn hình HMI, hỗ trợ rất nhiều chuẩn giao<br /> quan tâm là hiệu quả, trong đó hiệu quả về tiếp phổ biến và hiện đại như USART/<br /> mặt nối lưới để tận dụng năng lượng tái tạo UART/ LPUART/ SPI/ I2C/ I2S/ CAN/<br /> ngày càng được quan tâm hơn hết. Xu thế USB OTG_FS/ USB OTG_HS và một số<br /> tận dụng tối đa nguồn năng lượng phân tán chuẩn giao tiếp khác, 10 timer đa dụng, 1<br /> (Distributed Generations – DGs) [4]-[7] timer phân giải cao, 2 bộ điều khiển PWM<br /> đang dần giảm tải cho hệ thống phân phối nâng cao (Advanced-Control PWM), 5<br /> năng lượng tập trung, đặc biệt là hệ thống kênh timers công suất thấp (Low-power), 2<br /> vi lưới điện (Micro Grid) [8]-[13]. Hiện kênh timer cơ bản.<br /> nay, tất cả các nước trên thế giới cũng như Hệ thống bao gồm: nguồn điện 3 pha 3<br /> ở Việt Nam, đều tập trung nghiên cứu về dây 380V, 50Hz; tải hỗ trợ kiểm tra vận<br /> điều khiển nối lưới tự động và nối lưới tự hành hệ thống là tải phi tuyến chỉnh lưu<br /> động bộ lọc tích cực để giải quyết bài toán cầu 3 pha dùng điện trở có công suất 2kW;<br /> đảm bảo yêu cầu cao về chất lượng điện 2 tấm Pin mặt trời loại Module AD 100W-<br /> năng và sử dụng có chất lượng các nguồn 18M; Mạch Boost Interleaved 2 điều<br /> năng lượng xanh phân tán (Distributed khiển; Bộ nghịch lưu 3 pha 3 bậc NPC; Hệ<br /> Generations – DGs). Thiết bị sử dụng năng thống cảm biến Hall để cập nhật thông số<br /> lượng điện có yêu cầu rất cao về chất điện áp và dòng điện của hệ thống; Bộ lọc<br /> lượng điện, trong khi đó các nguồn năng LCL [3], [18] với điện trở giảm chấn; Màn<br /> lượng xanh phụ thuộc vào tự nhiên khi nối hình hiển thị thông tin và điều khiển HMI;<br /> lưới rất dễ làm thay đổi thông số chất CB tổng và CB điều khiển tự động STS.<br /> lượng nguồn điện lưới. Bênh cạnh đó, sự ia ic Vab Vca<br /> RECTIFIER<br /> tác động trở lại lên lưới điện của các loại vga Main bus voa<br /> <br /> <br /> tải phi tuyến phức tạp như hiện nay cũng<br /> vgb Main bus vob<br /> <br /> vgc Main bus voc<br /> đã khiến cho chất lượng lưới điện ảnh MAIN GRID<br /> CB vgab<br /> vgbc<br /> <br /> hưởng nghiêm trọng. Vì vậy, nghiên cứu STS<br /> voab<br /> vấn đề nối lưới các bộ năng lượng tái tạo Vc1 C1<br /> Three<br /> Phases<br /> Li Lg vobc<br /> <br /> Li Lg<br /> [14]-[17] mà cốt lõi của nó là các bộ Vc2<br /> Three<br /> Levels<br /> Li Lg<br /> C2 Inverter<br /> Inverter được cho là khâu trọng yếu để -<br /> PWM1 PWM2<br /> ...<br /> PWM12<br /> Rd Rd Rd<br /> igb iga<br /> đảm bảo ổn định cho các thông số chất Cf Cf Cf<br /> HMI hiển thị<br /> (+) (-) thông tin và điều<br /> lượng của lưới điện, đảm bảo duy trì tính khiển hệ thống<br /> nối lưới năng<br /> liên tục sự ổn định của thông số chất lượng lượng tái tạo<br /> From<br /> UART5<br /> (+)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> trên lưới.<br /> to HMI<br /> <br /> PV ... LOAD<br /> PWM1 PWM2 PWM12 ADC6<br /> PWM15 Vab (-)<br /> ADC7<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 2. Thiết kế hệ thống<br /> ARM Vca<br /> PWM16<br /> STM32H743iiTx ADC8 ia<br /> UART5 ADC9 ic<br /> <br /> Phần lõi điều khiển cả hệ thống sử<br /> to HMI ADC1ADC2<br /> Boost Interleaved Vc2<br /> DC/DC Vc1<br /> <br /> <br /> dụng vi điều khiển hãng ARM, chip Hình 1. Mô hình hệ thống nối lưới năng<br /> STM32H7iiT6 có các đặc tính kỹ thuật cơ lượng tái tạo sử dụng STM32H7iiTx<br /> <br /> <br /> 67<br /> SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 65 (5/2019)<br /> <br /> <br /> a. Cấu hình chân chức năng cho Bảng 1. Cấu hình chân chức năng cho vi<br /> STM32H7iiTx điều khiển<br /> Phần mềm Stm32 CubeMX cho phép STT Pins Ứng dụng<br /> thiết đặt cấu hình chân chức năng trực quan 1 59-PF11 ADC1_2<br /> và xuất file lập trình khung với các thiết 2 57-PB1 ADC1_5<br /> 3 63-PF13 ADC2_2<br /> lập ban đầu, rút ngắn rất nhiều công đoạn<br /> 4 52-PA6 ADC2_3<br /> cho tác vụ lập trình phần cứng.<br /> 5 54-PC4 ADC2_4<br /> STM32H7iiTx được cấu hình 12 PWM cho<br /> 6 35-PC3 ADC3_1<br /> bộ nghịch lưu 3 pha 3 bậc NPC vốn cần 12<br /> 7 27-PF9 ADC3_2<br /> xung điều khiển; 2 PWM cho board DC-<br /> 8 25-PF7 ADC3_3<br /> DC Boost Interleaved; 2 ADC cho 2 cảm<br /> 9 21-PF5 ADC3_4<br /> biến điện áp DC trên 2 tụ điện C1 và C2; 2<br /> 10 106-PG2 BUTTON (ACT_0)<br /> ADC cho cảm biến điện áp xoay chiều Vab<br /> 11 17-PF1 INPUT(NV1)<br /> và Vca; 2 ADC cho 2 cảm biến dòng điện<br /> 12 18-PF2 INPUT(NV2)<br /> xoay chiều ia và ic ; cấu hình UART 4 dùng<br /> 13 70-PE9 PWM1_1<br /> cho truyền thông giao tiếp giữa chip ARM<br /> 14 53-PA7 PWM1_1N<br /> và máy tính để nạp chương trình; Rx,<br /> 15 74-PE11 PWM1_2<br /> UART và Tx thông qua IC max485 giao<br /> 16 56-PB0 PWM1_2N<br /> tiếp với chân HMI(+) và chân HMI(-); 17 76-PE13 PWM1_3<br /> IN_SIG dùng điều khiển relay đóng ngắt<br /> 18 75-PE12 PWM1_3N<br /> công tắc tơ STS.<br /> 19 4-PE5 PWM15_1<br /> 20 3-PE4 PWM15_1N<br /> 21 40-PA0 PWM2_1<br /> 22 41-PA1 PWM2_2<br /> 23 115-PC6 PWM8_1<br /> 24 51-PA5 PWM8_1N<br /> 25 116-PC7 PWM8_2<br /> 26 94-PB14 PWM8_2N<br /> 27 117-PC8 PWM8_3<br /> 28 95-PB15 PWM8_3N<br /> 29 31-NRST RESET<br /> 30 11-PI9 RX<br /> 31 137-PA14 SWCLK<br /> 32 124-PA13 SWDIO<br /> 33 123-PA12 TX<br /> Hình 2. Thiết lập cấu hình chân chức năng<br /> cho vi điều khiển STM32H7iiTx 34 110-PG6 UART<br /> <br /> 68<br /> HUỲNH LÊ MINH THIỆN và Cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN<br /> <br /> <br /> b. Mạch Boost Interleaved<br /> b1. Thiết kế Boost Interleaved<br /> Như đã trình bày phần trên,<br /> STM32h7iiTx có 20 bộ PWM, trong đó sử<br /> dụng PWM15 và PWM16 cho mạch Boost<br /> Interleaved [4], [5], các thiết kế PWM<br /> tương tự như nhau, thể hiện như hình sau:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3. Mạch vi khiển STM32H743iiT6<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5. Thiết kế PWM<br /> Mạch Boost Interleaved thiết kế trên<br /> công suất 2kw sử dụng iGBT H20R1203<br /> Hình 4. Mạch layout vi khiển TO247 như hình sau:<br /> STM32H743iiT6<br /> ARM BOARD SETTING CONFIGURATION:<br />  PWM Generation<br /> o 16-Bit<br /> o 16 PWM outputs<br /> o 0 V – 3.3 V<br />  ADC<br /> o 12-Bit, 16 - Bit<br /> o Analog Input: 0 V - 3 V Hình 6. Mạch Boot Interleaved<br /> o 9 ADC outputs<br />  CLOCK SPED: 400Mhz<br />  UART4 BAUDRATE SPEED: 19200<br />  INTERNAL OSCILLATORS<br /> o 64 MHz HSI clock<br /> o 48 MHz RC oscillator<br /> o 4 MHz CSI clock<br /> o 32 kHz LSI clock<br /> Hình 7. Mạch in Boot Interleaved<br /> <br /> 69<br /> SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 65 (5/2019)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (b)<br /> <br /> Hình 8. Mạch phần cứng Boost interleaved<br /> b2. Nguyên lý hoạt động mạch Boost<br /> Interleaved<br /> Hình 10 mô tả nguyên lý mạch Boost<br /> Interleaved, cho thấy các khả năng tạo áp<br /> ngõ ra bao gồm 3 trường hợp a), b) và c)<br /> của. (c)<br /> Trong đó, a) cho thấy áp Vout tạo ra Hình 10. Các kiểu điều khiển góc kích cho<br /> do kích 2 van luân phiên, b) cho thấy áp Boost Interleaved (a), (b) và (c)<br /> Vout tạo ra do kích 2 van có khoảng thời<br /> gian trùng dẫn, thời gian nạp áp cho cuộn<br /> cảm lớn, và c) cho thấy áp Vout tạo ra do<br /> ngưng kích 2 van trùng nhau, tạo thời gian<br /> xả của cuộn cảm L lớn.<br /> Từ đó định tính cho thấy trường hợp b)<br /> sẽ cho áp Vout lớn hơn.<br /> L D<br /> Hình 11. Dạng sóng mô phỏng của mạch<br /> L1 D1<br /> Boost Interleaved có xung điều khiển S1 và S2<br /> <br /> Vg1 M Mạch biến đổi tăng áp xen kẽ hai pha<br /> Vg2 M1 được thể hiện trong Hình 10. Khi M được<br /> VDC C R<br /> BẬT, dòng điện trong cuộn cảm L tăng<br /> tuyến tính. Trong khoảng thời gian này,<br /> Hình 9. Mạch nguyên lý Boost Interleaved năng lượng được lưu trữ trong cuộn cảm L.<br /> Khi M được TẮT, diode D dẫn và năng<br /> lượng được lưu trữ trong cuộn cảm giảm<br /> xuống với độ dốc dựa trên sự chênh lệch<br /> giữa điện áp đầu vào và điện áp đầu ra.<br /> Cuộn cảm bắt đầu phóng điện và truyền<br /> dòng điện tới tải thông qua diode. Sau một<br /> nửa chu kỳ chuyển đổi của M, M1 cũng<br /> (a) được BẬT hoàn thành cùng một chu kỳ sự<br /> <br /> 70<br /> HUỲNH LÊ MINH THIỆN và Cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN<br /> <br /> <br /> kiện. Vì cả hai kênh công suất được kết Bảng 2. Đặc tính điều khiển Boost Interleaved<br /> hợp tại tụ điện đầu ra, tần số gợn hiệu quả Vinput Duty_ Freq Vout- Vout-<br /> là gấp đôi so với bộ biến đổi tăng áp một Cycle exp actual<br /> pha. Biên độ của gợn dòng điện đầu vào là 5 20% 30000 6.25 7.5<br /> nhỏ. Ưu điểm này làm cho cấu trúc Boost<br /> Interleaved trở nên rất hấp dẫn đối với các 5 40% 30000 8.33 9.01<br /> nguồn năng lượng tái tạo. Các xung kích 5 60% 30000 12.5 12.5<br /> của hai iGBT được dịch chuyển bởi độ<br /> 5 80% 30000 25.0 24.25<br /> lệch pha 360/n, trong đó n là số bộ biến đổi<br /> tăng áp song song được kết nối song song Trong đó,<br /> và được điều khiển bởi PWM15 và<br /> Vo=Vin/(1-D), or for more accurate values,<br /> PWM16 của vi điều khiển STM32<br /> Vo= {[(VIn-VIGBT*D)/(1-D)] – VDiode}<br /> H743iiT6. Đối với xen kẽ hai pha n = 2, độ<br /> dịch pha là 180 độ và được thể hiện trong IGBT: Switching Freq up to 300kHz<br /> Hình 10a. Có thể thấy rằng dòng điện đầu Max voltage at 600V<br /> vào, đối với trường hợp xen kẽ hai pha là Max current at 60A<br /> tổng của mỗi dòng điện cuộn cảm từng<br /> c. Thiết kế ADC<br /> kênh. Khi hai iGBT được dịch pha 180 độ,<br /> Các ADC đều có chung một thiết kế<br /> độ gợn sóng dòng điện đầu vào là tối thiểu.<br /> như hình 13. Trong đó ADC9 là ngõ tín<br /> Các đặc điểm mạch Boost Interleaved<br /> hiệu đưa đến từ cảm biến để đưa đến chân<br /> như sau:<br /> ADC3_4 của họ vi điều khiển<br /> V 1<br /> - Tỉ số Boost: o  (1) STM32H7iiTx, tín hiệu vào từ cảm biến<br /> Vin 1  D được lọc nhiễu bỡi 2 tụ 104, zener D_A9<br /> Trong đó D là tỉ số đóng ngắt, Vo là có áp 5.1Vol để bảo vệ cho ngõ<br /> điện áp ngõ ra, Vin là điện áp ngõ vào. input/output 3.3Vol của chip vi điều khiển,<br /> P các điện trở R_A9i dùng để chiếc áp nhằm<br /> - Dòng điện ngõ vào: I in  in (2)<br /> Vin đảm bảo cho điện áp đưa đến vi điều khiển<br /> Trong đó Iin là dòng điện ngõ vào, Pin luôn < 3.3 Vol.<br /> là công suất ngõ vào.<br /> - Độ nhấp nhô dòng điện trên cuộn<br /> V D<br /> dây: I L1, L 2  in (3)<br /> Fs L<br /> Trong đó L là giá trị cuộn dây, Fs là tần<br /> số đóng cắt iGBT<br /> V DT<br /> - Giá trị cuộn dây: L  in s (4)<br /> 2I o<br /> Vo D<br /> - Giá trị tụ điện: C  (5)<br /> RFs Vo<br /> Hình 12. Thiết kế ADC<br /> <br /> <br /> 71<br /> SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 65 (5/2019)<br /> <br /> <br /> c1. Cảm biến áp c2. Cảm biến dòng 8A<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 13. Mạch nguyên lý cảm biến áp.<br /> Hình 16. Mạch nguyên lý cảm biến dòng<br /> 8A<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 14. Mạch layout cảm biến áp.<br /> Hình 17. Layout của mạch cảm biến dòng<br /> 8A<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 15. Mạch phần cứng cảm biến áp Hình 18. Mạch phần cứng cảm biến dòng<br /> <br /> 72<br /> HUỲNH LÊ MINH THIỆN và Cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN<br /> <br /> <br /> d. Mạch động lực nghịch lưu ba pha<br /> ba bậc NPC<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 22. Màn hình HMI hiển thị thông tin<br /> đề tài nghiên cứu<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 19. Mạch động lực nghịch lưu 3 pha<br /> 3 bậc NPC<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 23. Màn hình điều khiển và hiển thị<br /> thông số hệ thống nối lưới<br /> 3. Kết quả đo thực nghiệm<br /> Để minh chứng cho kết quả thực<br /> nghiệm, sau đây là các giá trị đo đạt khi<br /> điện áp của bộ năng lượng tái tạo thay đổi<br /> trong các trường hợp biến đổi tăng; biến<br /> Hình 20. Layout của mạch động lực đổi giảm và biến thiên liên tục với giá trị<br /> nghịch lưu 3 pha 3 bậc NPC điện áp ngẫu nhiên.<br /> e. Mô hình thực nghiệm<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 24. Biểu diễn điện áp ngõ ra của bộ<br /> điều chỉnh điện áp DC-DC theo ngõ vào<br /> Hình 21. Mô hình thực nghiệm nối lưới. biến thiên tăng dần<br /> <br /> 73<br /> SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 65 (5/2019)<br /> <br /> <br /> Kết quả cho thấy điện áp đầu vào thay<br /> đổi +/-50% áp ra hầu như giữ cố định<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 25. Biểu diễn điện áp ngõ ra của bộ<br /> điều chỉnh điện áp DC-DC theo ngõ vào (a)<br /> biến thiên giảm dần<br /> Kết quả cho thấy điện áp đầu vào thay<br /> đổi -/+ 50% áp ra hầu như giữ cố định.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (b)<br /> Hình 26. Biểu diễn điện áp ngõ ra của bộ Hình 28. Áp lưới và áp inverter ở trạng<br /> điều chỉnh điện áp DC-DC theo ngõ vào thái chưa kết nối, cùng pha (a) và (b).<br /> biến thiên với giá trị áp ngẫu nhiên<br /> Kết quả cho thấy điện áp đầu vào thay<br /> đổi ngẫu nhiên áp ra hầu như giữ cố định<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 29. Xung kích cho bộ interleaved<br /> Hình 27. Vab và Vbc tương ứng khi áp thay đổi converter lệch pha 1800<br /> <br /> <br /> 74<br /> HUỲNH LÊ MINH THIỆN và Cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN<br /> <br /> <br /> chứng cho sự kỳ vọng của đề tài nghiên cứu:<br /> - Xây dựng thành công mô hình phần<br /> cứng ứng dụng.<br /> - Đảm bảo hệ thống năng lượng tái<br /> tạo luôn được nối lưới dù tầm áp dao động<br /> lớn đến ±50% điện áp định mức.<br /> - Các thông số THD, sai pha, độ lệch<br /> tần số của hệ thống nằm trong giới hạn tiêu<br /> chuẩn cho phép về quy định chất lượng điện.<br /> 4. Kết luận<br /> Trong nghiên cứu này, ngoài bộ điều<br /> khiển cộng hưởng LCL được sử dụng để<br /> điều chỉnh dòng đầu ra hình sin của biến<br /> tần kết nối lưới thì phần còn lại là sự hỗ<br /> Hình 30. Điện áp ngõ ra của bộ năng lượng trợ đắc lực của vi điều khiển<br /> tái tạo giảm 50% so với giá trị đinh mức STM32H7iiT6. Phân tích cho bộ chuyển<br /> đổi Boost Interleaved tổng quát được trình<br /> bày và các hạn chế về chế độ hoạt động<br /> được đề xuất và giải thích. Để mở rộng dải<br /> điện áp nối lưới chúng ta có thể sử dụng<br /> bộ Boost Interleaved 3 nhánh hoặc 4<br /> nhánh tùy vào mức độ yêu cầu thực tế.<br /> Phương pháp điều khiển góc lệch pha<br /> được thông qua do đã trình bày trong<br /> nghiên cứu trước đó [18]. Các dạng sóng<br /> chất lượng cao với các thành phần sóng<br /> hài giảm đi đáng kể cũng đã thu được<br /> trong nghiên cứu trước có ứng dụng trong<br /> nghiên cứu này [18]. Điều này chứng tỏ<br /> Hình 31. Điện áp ngõ ra của bộ năng lượng rằng hệ thống đã đề xuất sử dụng vi điều<br /> tái tạo tăng 50% so với giá trị đinh mức khiển STM32H7iiT6 mang lại hiệu quả<br /> Cả hai trường hợp áp ngõ ra của bộ nghiên cứu và có tính ứng dụng thực tiễn<br /> DC-DC không đổi, kéo áp xoay chiều ở cao, có phạm vi hoạt động được mở rộng<br /> ngõ ra của bộ nghịch không đổi. cho cả các thiết kế trạm phân tán DGs và<br /> Vậy, kết quả thực nghiệm đã minh hoặc các hệ thống lưới vi điện Micro-grid.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 75<br /> SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 65 (5/2019)<br /> <br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> <br /> <br /> [1] N. Altin, S. Ozdemir, H. Komurcugil, and I. Sefa, “Sliding-mode control in natural<br /> frame with reduced number of sensors for three-phase grid-tied LCL-interfaced<br /> inverters,” IEEE Trans. Ind. Electron., pp. 1–1, 2018.<br /> [2] L. Chen, A. Amirahmadi, Q. Zhang, N. Kutkut, and I. Batarseh, “Design and<br /> implementation of three-phase two-stage grid-connected module integrated converter,”<br /> IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 29, no. 8, pp. 3881–3892, Aug 2014.<br /> [3] J. Zhang, J. Liu, J. Yang, N. Zhao, Y. Wang, and T. Q. Zheng, “An LLCLC type<br /> bidirectional control strategy for an LLC resonant converter in power electronic<br /> traction transformer,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 65, no. 11, pp.<br /> 8595–8604, nov 2018.<br /> [4] M. F. Menke, A. R. Seidel, and R. V. Tambara, “LLC LED driver smallsignal<br /> modeling and digital control design for active ripple compensation,” IEEE<br /> Transactions on Industrial Electronics, vol. 66, no. 1, pp. 387–396, jan 2019.<br /> [5] J. Deng, S. Li, S. Hu, C. C. Mi, and R. Ma, “Design methodology of LLC resonant<br /> converters for electric vehicle battery chargers,” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 63,<br /> no. 4, pp. 1581–1592, may 2014.<br /> [6] H. Wang, S. Dusmez, and A. Khaligh, “Design and analysis of a fullbridge LLC-based<br /> PEV charger optimized for wide battery voltage range,” IEEE Trans. Veh. Technol.,<br /> vol. 63, no. 4, pp. 1603–1613, may 2014.<br /> [7] C. Fei, F. C. Lee, and Q. Li, “High-efficiency high-power-density LLC converter with<br /> an integrated planar matrix transformer for high-output current applications,” IEEE<br /> Transactions on Industrial Electronics, vol. 64, no. 11, pp. 9072–9082, nov 2017.<br /> [8] R. Yu, G. K. Y. Ho, B. M. H. Pong, B. W.-K. Ling, and J. Lam, “Computer-aided<br /> design and optimization of high-efficiency LLC series resonant converter,” IEEE<br /> Transactions on Power Electronics, vol. 27, no. 7, pp. 3243–3256, jul 2012.<br /> [9] C. Liu, H. Liu, G. Cai, S. Cui, H. Liu, and H. Yao, “Novel hybrid LLC resonant and<br /> DAB linear DC–DC converter: Average model and experimental verification,” IEEE<br /> Transactions on Industrial Electronics, vol. 64, no. 9, pp. 6970–6978, sep 2017.<br /> [10] X. Tan and X. Ruan, “Equivalence relations of resonant tanks: A new perspective for<br /> selection and design of resonant converters,” IEEE Transactions on Industrial<br /> Electronics, pp. 1–1, 2015.<br /> [11] H. Xu, Z. Yin, Y. Zhao, and Y. Huang, “Accurate design of highefficiency LLC<br /> resonant converter with wide output voltage,” IEEE Access, vol. 5, pp. 26 653–26<br /> 665, 2017.<br /> <br /> <br /> <br /> 76<br /> HUỲNH LÊ MINH THIỆN và Cộng sự TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN<br /> <br /> <br /> [12] X. Fang, H. Hu, F. Chen, U. Somani, E. Auadisian, J. Shen, and I. Batarseh,<br /> “Efficiency-oriented optimal design of the LLC resonant converter based on peak<br /> gain placement,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 28, no. 5, pp. 2285–<br /> 2296, may 2013.<br /> [13] H. Xu, Z. Yin, Y. Zhao, and Y. Huang, “Accurate design of highefficiency LLC<br /> resonant converter with wide output voltage,” IEEE Access, vol. 5, pp. 26 653–26<br /> 665, 2017.<br /> [14] H.-N. Vu and W. Choi, “A novel dual full-bridge LLC resonant converter for CC and<br /> CV charges of batteries for electric vehicles,” IEEE Transactions on Industrial<br /> Electronics, vol. 65, no. 3, pp. 2212–2225, mar 2018.<br /> [15] U. Kundu and P. Sensarma, “A unified approach for automatic resonant frequency<br /> tracking in LLC DC–DC converter,” IEEE Transactions on Industrial Electronics,<br /> vol. 64, no. 12, pp. 9311–9321, dec 2017.<br /> [16] S. M. S. I. Shakib and S. Mekhilef, “A frequency adaptive phase shift modulation<br /> control based LLC series resonant converter for wide input voltage applications,”<br /> IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 32, no. 11, pp. 8360–8370, Nov 2017.<br /> [17] Huynh Le Minh Thien, Ho Van Cuu, Tran Thanh Vu, and Do Dang Trinh,<br /> “Investigating the combination between LCL filter and Phase-Lock-Loop (PLL) to<br /> quickly control positive filter grid connection”, Tạp chí khoa học Đại Học Sài Gòn,<br /> Số 60 (8/2018).<br /> <br /> Ngày nhận bài: 05/3/2019 Biên tập xong: 15/5/2019 Duyệt đăng: 20/5/2019<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 77<br />