Nguyễn Đình Ngọc, Hoàng Thành Nam, Vũ Hoàng Phương, Trần Trọng Minh, Nguyễn Huy Phương; Điều khiển bộ chỉnh lưu tích cực trong điều kiện lưới mất cân bằng; VCCA 2017.

1. Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ 4 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2017
12
Điều khiển bộ chỉnh lưu tích cực trong điều kiện lưới mất cân bằng
A control of active rectifier in unbalanced grid condition
Nguyễn Đình Ngọc, Hoàng Thành Nam, Vũ Hoàng Phương, Trần Trọng Minh, Nguyễn Huy Phương
Trường ĐHBK Hà Nội
E-mail: dinhngock6@gmail.com
Abstract
As we knew, in systems which used diode or tiristor rectifier, the electric current which consumed from the gird
was non-sine (because it contained high harmonics) and had the power factor lesser 1. Therefore, efficient in use
of electricity isn’t high and make losing power due to effect of high harmonics. Besides, the non-sine current can
damge to function of other devices. So, active rectifier was researched to solve those problems. Previous studies
of active rectifier systems only refer to systems in balanced grid conditions. But in fact, grid voltages can be
unbalanced and deformed due to the influence of nonlinear loads or breakdowns on transmission lines. This paper
offers design of active rectifiers in unbalanced grid conditions.
Keywords
Active Rectifier, Unbalanced Grid, Decoupled Double Synchronous Reference Frame.
Tóm tắt
Như chúng ta đã biết, trong các hệ thống sử dụng bộ
chỉnh lưu diode hoặc thyristor, dòng điện tiêu thụ từ
lưới thông thường là dòng điện không sine (có nhiều
thành phần hài bậc cao) và có hệ số công suất nhỏ hơn
một. Điều này dẫn tới hiệu quả sử dụng năng lượng
điện không cao và gây tổn hao do các thành phần sóng
hài bậc cao gây ra. Ngoài ra, dòng điện không sine có
thể gây ảnh hưởng tới hoạt động của các thiết bị khác.
Vì vậy, bộ chỉnh lưu tích cực đã được nghiên cứu để
khắc phục các vấn đề trên. Những nghiên cứu về hệ
thống chỉnh lưu tích cực trước đây chỉ đề cập đến hệ
thống trong điều kiện lưới điện cân bằng. Nhưng trên
thực tế, điện áp lưới có thể mất cân bằng và biến dạng
do ảnh hưởng của tải phi tuyến hoặc sự cố trên đường
dây truyền tải. Bài báo này đề cập thiết kế bộ chỉnh lưu
tích cực trong điều kiện lưới điện mất cân bằng.
Ký hiệu
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa
CF F Tụ điện phía LCL
LG, LI H Cuộn cảm phía LCL
RD Ω Điện trở phía LCL
Vdc V Điện áp tụ Dc-link
*
dcV V Điện áp đặt trên tụ
Igrid A Dòng điện phía lưới
Vgrid V Điện áp nguồn
Chữ viết tắt
PWM Pulse Width Modulation
SVM Space Vector Modulation
PLL Phase locked loop
DSRF
Double Synchronous Reference
Frame
IGBT Insulated gate bipolar transistor
LCL Bộ lọc LCL
LPF Low Pass Filter
1. Phần mở đầu
Trong hệ thống điện, các hiện tượng lưới điện bị sụt áp
và quá áp thường xảy ra. Sụt áp là hiện tượng suy giảm
điện áp tức thời đột ngột tại một thời điểm mà giá trị
điện áp hiệu dụng của nó nằm giữa khoảng từ 10% đến
90% so với điện áp định mức. Các nguyên nhân gây ra
sụt áp là do các sự cố ngắn mạch, các lỗi chạm đất, khởi
động các động cơ có công suất lớn. Tùy vào lỗi trên
lưới điện và kiểu kết nối của máy biến áp năng lượng
với nguồn ta có thể phân biệt các loại sụt áp khác nhau:
sụt áp cân bằng và sụt áp không cân bằng. Quá điện áp
là hiện tượng biên độ điện áp cao hơn biên độ điện áp
định mức, thời gian xảy ra rất ngắn. Nguyên nhân trực
tiếp làm phát sinh quá điện áp là do hiện tượng phóng
điện của sét hay những thao tác đóng cắt phần tử của
hệ thống trong chế độ làm việc bình thường (đóng cắt
một đường dây không tải, cắt một máy biến áp không
tải). Ngoài ra nguyên nhân gây quá điện áp có thể là do
những sự cố trong hệ thống điện như chạm đất, ngắn
mạch, đứt dây.
Khi điện áp lưới mất cân bằng, ngoài thành phần
thứ tự thuận thì điện áp lưới còn bao gồm cả thành phần
thứ tự ngược. Vì vậy, trong trường hợp lưới điện mất
cân bằng, bộ chỉnh lưu tích muốn hoạt động được tốt
cần phải thiết kế cấu trúc điều khiển hợp lý. Trong bài
báo này, thiết kế bộ chỉnh lưu tích cực trong điều kiện
lưới điện mất cân bằng về mặt biên độ với công suất
định mức 5kVA. Các kết quả mô phỏng chứng minh
được, bộ chỉnh lưu tích cực ổn định được điện áp một
chiều trong điều kiện lưới mất cân bằng.
2. Nội dung chính
2.1 Sơ đồ mạch lực
Sơ đồ cấu trúc điều khiển chỉnh lưu tích cực được thể
hiện trên hình H. 1.

2. Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ 4 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2017
13
LILG
CF
RD
LCL Filter
Ua
Ub
Uc
Tải
H. 1 Sơ đồ mạch lực chỉnh lưu tích cực
Cấu trúc mạch lực bao gồm ba phần chính:
 Bộ lọc LCL Filter
 Mạch cầu 3 pha IGBT
 Tụ điện C
Mô hình bộ chỉnh lưu tích cực thể hiện sự tương tác
giữa hai nguồn năng lượng là năng lượng từ lưới điện
và năng lượng tích trữ trên tụ điện. Yêu cầu hệ thống
đạt ra trong hệ thống là cần đảm bảo điện áp một chiều
luôn được ổn định.
2.2 Cấu trúc điều khiển
PLL
ωL
ωL
ωL
ωL
-
SVM
R
C
Vdc
Va
Vb
Vc
Ia Ib Ic
Vdc*
LPF
abc
αβ
αβ
αβ
dq-
dq+ 1
DC
1


 1
DC
1


abc
αβ
[F]
[F]
2+
Tdq
 
 
2-
Tdq
 
 
+
+
+
+
+
-
-
-
--
+
-+
+-
-+
+-
-
-+
+
++
 
+
d
+2 +2 -2 -2
d q d q
2E
3 E +E -E -E
Ia
Ib
Ic
Li
Lg
Cf
+
dE
+
qE
dE
qE
+-
αβ
dq+
αβ
dq-
αβ
dq+
dq-
αβ
 
+
q
+2 +2 -2 -2
d q d q
2E
3 E +E -E -E
 
-
d
+2 +2 -2 -2
d q d q
-2E
3 E +E -E -E
 
-
q
+2 +2 -2 -2
d q d q
-2E
3 E +E -E -E
+
dE
+
qE
dE
qE
vαβ
+
dv
+
qv
dv
qv
+'
dv
+'
qv
'
dv
'
qv
+*
di
+*
qi
-*
di
+'
di
+'
qi
-'
di
-'
qi
+
dV
+
qV
dV
qV
Vαβ
Sabc
iαβ
+
dqi
dqi
G1 G4
G3 G6
G5 G2
LPF
LPF
LPF






BĐK dòng điện
BĐK dòng điện
BĐK dòng điện
BĐK dòng điện
BĐK điện áp phía một chiều
T
2 -2+
T Tdq dq
cos2 sin2
sin2 cos2
t t
t t
 
 
 
   
 
   
   
 
0
LPF( ) 0
F
0 LPF( )
0
f
f
f
f
ss
s
s




 
         
 
  
_
_
i u
p u
K
K
s

_
_
i i
p i
K
K
s

BĐK điện áp phía một chiều BĐK dòng điện
Chú thích
P0
Idc*
-*
qi
aU bU cU
H. 2 Cấu trúc điều khiển bộ chỉnh lưu tích cực trong điều kiện lưới mất cân bằng
Cấu trúc điều khiển bộ chỉnh lưu tích cực được thiết kế
trên hệ đồng bộ kép dq+
và dq-
. Bộ điều khiển chỉnh lưu
tích cực gồm hai mạch vòng dòng điện và mạch vòng
điện áp. Bộ điều khiển điện áp một chiều để ổn định
điện áp trên tụ, đồng thời là cơ sở để tính toán các giá
trị lượng đặt cho các bộ điều khiển dòng điện. Ngoài
ra, cấu trúc cần phải có vòng khóa pha để xác định góc
pha của điện áp lưới. Để xác định được góc pha của
điện áp lưới, cũng như giá trị phản hồi dòng điện thứ
tự thuận và thứ tự nghịch thì cần phải tách được thành
phần thứ tự thuận và nghịch của dòng điện và điện áp
lưới. Phương pháp điều chế độ rộng xung ở đây sử
dụng là phương pháp điều chế vector không gian
(SVM).
2.2.1 Tách thành phần điện áp thứ tự thuận, thứ tự
nghịch.
Hệ đồng bộ kép gồm hệ quay dq+
quay theo chiều
thuận với tốc độ ω‘
và có góc pha là θ‘
, dq-
quay theo
chiều ngược với tốc độ góc -ω‘
và có góc pha là -θ‘
:
Điện áp đầu vào v được biểu diễn như sau:
.d
dq dq
q
v
v T v
v
(1)
.d
dq dq
q
v
v T v
v
(2)
Với:
' '
' '
cos sin
sin cos
T
dq dqT T (3)

3. Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ 4 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2017
14
v
v
v
d
d
q
q
t
t



'

'

'

'

'
 '



H. 3 Các vector điện áp trên hệ đồng bộ kép.
Vecor điện áp trên hệ tọa độ αβ
cos cos( )
sin sin( )
t t
v V V
t t
(4)
Từ đây,
1 cos( 2 )
0 sin( 2 )
dq
t
v V V
t
(5)
cos 2 1
sin 2 0
dq
t
v V V
t
(6)
Theo công thức (4) và (5), xuất hiện dao động tại
tần số 2ω với ω là tấn số lưới điện cơ bản. Cần loại loại
bỏ thành phần 2ω.
Theo tài liệu tham khảo số [3], thay vì sử dụng các
kỹ thuật lọc để giảm dao động tại tần số 2ω ta sử dụng
một mạng tách để loại bỏ hoàn toàn các dao động trên
khung đồng bộ kép DDSRF.
+ +
+ +
- -
-
cos sin
n-m
'
nv
d
nvq
n
DC
m
 
 
 
 
mv
d
mvq
*nv
d
*nvq
+
H. 4 Mạng triệt tiêu thành phần xoay chiều trên trục dqn
n
m
abcV
abc
αβ
αβ
dq+
αβ
dq-
V
'
fromPLL
'

'

n
dv
n
qv
m
dv
m
qv
m
d
m
q
'

m
DC
n
 
 
 
'm
d
'm
q
n
DC
m
 
 
 
n
d
n
q
m
d
m
q
'

n
d
n
q
n'
d
n'
q
'n
dv
'n
qv
'm
dv
'm
qv
n
dE
n
qE
m
dE
m
qE
LPF
LPF
LPF
LPF
H. 5 Cấu trúc hệ đồng bộ kép tách rời DDSRF
Trong cấu trúc DDSRF khối lọc thông thấp LPF (
low pass filter) có hàm truyền:
( )
f
f
LPF s
s
(7)
Tần số cắt của bộ lọc thông thấp:
2
f
Trong đó ω là tần số lưới cơ bản.
Đặt n =1, m = -1 ta sẽ tách được thành phần điện
áp thứ tự thuận, thứ tự nghịch trong hệ thống 3 pha mất
cân bằng ở tần số cơ bản, DSRF là một công cụ hữu ích
cho bộ điều khiển đồng bộ trong suốt quá trình lưới bị
lỗi.
2.2.2 Cấu trúc vòng khóa pha
Cấu trúc vòng khóa pha được cho như hình H. 6.
++
av
bv
cv
v
v
abc
αβ
αβ
dq
PI ref
dv
qv  1
s
 
+
+
+
H. 6 Cấu trúc vòng khóa pha trên hệ đồng bộ kép
DDSRF
Hàm truyền kín của mạch vòng điều chỉnh bộ PLL
2
( )
p
p
i
p
p
i
K
K s
T
G s
K
s K s
T
(8)
Phương trình đặc tính hàm truyền kín ( )G s được
so sánh với hàm chuẩn bậc 2 có phương trình đặc tính:
2
2 2
2
( )
2
n n
n n
s
E s
s s
(9)
Trong đó ζ là hệ số dao động tắt dần ( 0< ζ<1), ωn
là tần số dao động riêng của hệ thống. Đồng nhất hệ số
2 phương trình (8) và (9) ta có :
2
2
p n
i
n
K
T
(10)
2.2.3 Cấu trúc mạch vòng dòng điện
a) Cấu trúc bộ điều khiển
Bộ điều khiển dòng dựa trên khung tham chiếu đồng
bộ dq là một giải pháp mở rộng để kiểm soát dòng điện
trong hệ thống.
Cách tốt nhất để điều khiển một vector dòng điện là
tách dòng điện thành dòng điện thứ tự thuận và thứ tự
nghịch. Sử dụng một bộ điều khiển dòng điện dựa trên
khung tọa độ quay dq ở tần số lưới cơ bản theo chiều
dương và âm tương ứng với dòng điện thứ tự thuận và
thứ tự nghịch:

4. Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ 4 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2017
15
ωL
ωL
+
-+
+
-
--
ωL
ωL
+
-+
+
-
--
abc
αβ
αβ
αβ
dq+
dq-
dq+
dq-
αβ
αβ
SVM
-
-
-
-
+
+
+
+
iabc iαβ
+
dqi
dqi

di

+
qi
qi

di

*
di
*
+
qi
*
qi
*
di
+
+
dV

qV

dV

qV

+
αβv
αβv

αβv abcs
i_i
p_i
+
s
k
k
i_i
p_i
+
s
k
k
i_i
p_i
+
s
k
k
i_i
p_i
+
s
k
k
dE

qE

qE

dE

H. 7 Cấu trúc điều khiển dựa trên khung đồng bộ
DDSRF
Trong hệ thống điện ba pha 3 dây, dòng điện lưới
được biểu diễn như sau:
sin( ) sin( )
2 2
sin( ) sin( )
3 3
2 2
sin( ) sin( )
3 3
t t
i t t
t t
I I (11)
Trong đó, I+
là thành phần thuận, I-
là thành phần
thứ tự nghịch.
Dòng điện thứ tự thuận khi chiếu lên khung tọa độ
quay dq:
cos
sin
cos(2 ) sin(2 )
cos( ) sin( )
sin(2 ) cos(2 )
d dd
dq
q qq
DCterms
ACterms
i i i
i I
i ii
t t
I I
t t
(12)
Dòng điện thứ tự nghịch khi chiếu lên khung tọa độ
quay dq :
cos
sin
cos(2 ) sin(2 )
cos( ) sin( )
sin(2 ) cos(2 )
d dd
dq
q qq
DCterms
ACterms
i i i
i I
i ii
t t
I I
t t
(13)
Các công thức (12) và (13) chứng tỏ sự ghép nối
tương hỗ giữa các tín hiệu trên hệ tọa độ dq của 2 hệ
quy chiếu đồng bộ . Ảnh hưởng của sự ghép nối này
được thể hiện bởi 1 dao động ở tần số 2ω chồng chéo
các tín hiệu DC lên hệ tọa độ dq, với ω là tần số lưới
cơ bản.
Các dao động tại tần số 2ω sẽ không thể hoàn toàn
bị hủy bỏ bằng bộ điều chỉnh PI, điều này làm phát sinh
sự không ổn định của dòng điện lưới.
Trong các kỹ thuật trước đây, ảnh hưởng của dao
động 2ω là kết quả từ sự ghép nối tương hỗ giữa các
khung tọa độ và vectơ dòng điện đã được khắc phục
bằng cách sử dụng khối lọc notch filter (NF) . Tuy
nhiên, trong các phương trình (12) và (13) có một mối
quan hệ tồn tại giữa các biên độ của các thành phần dao
động xoay chiều AC trong thành phần thứ tự thuận và
giá trị một chiều DC trong thành phần thứ tự nghịch,
và ngược lại. Vì vậy, có thể sử dụng kĩ thuật across-
decoupling network để làm cho cả hai hệ quy chiếu độc
lập với nhau:
ωL
ωL
+
-+
+
-
--
ωL
ωL
+
-+
+
-
--
[F]
[F]
abc
αβ
αβ
αβ
dq+
+
+
-
-
dq-
dq+
dq-
αβ
αβ
SVM
-
-
-
-
+
+
+
+
iabc iαβ
+
+
+
dqi
-
dqi
+'
dqi
-'
dqi
-2
dqT 
 
+2
dqT 
 
+*
di
+*
qi
+
di
+
qi
-*
di
-*
qi
-
di
-
qi
i_i
p_i
k
k +
s
i_i
p_i
k
k +
s
i_i
p_i
k
k +
s
i_i
p_i
k
k +
s
+
dE
+
qE
-
dE
-
qE
+
dV
+
qV
+
αβv
-
αβv
αβv abcS
-
dV
-
qV
H. 8 Cấu trúc bộ điều khiển dòng điện trong DDSRF cải
thiện
Ma trận [F] là ma trận chứa bộ lọc thông thấp (
LPF):
0
( ) 0
0 ( )
0
f
f
f
f
sLPF s
F
LPF s
s
(14)
Với phương pháp này ta sẽ triệt tiêu được dao động
tại tần số qua đó đầu vào bộ PI sẽ không bị dao động.
b) Thiết kế bộ điều khiển
Ta có mạch vòng điều chỉnh dòng điện ở H. 9 như sau:
+-
Bộ điều khiển dòng điện Khâu trễ
1
sL
Hàm truyền của bộ lọc
i*
i1
1 1.5 ssT_
_
1
(1 )p i
i i
K
T s

H. 9 Cấu trúc bộ điều khiển dòng điện
Sử dụng tiêu chuẩn tối ưu đối xứng với hàm truyền:
1 1.( )
1 1.5 s
G s
sT sL
(15)
Ta tính được thông số bộ điều chỉnh PI:
_
_
1.5
1.5
p i
s
i i s
L
K
aT
T aT
(16)
Với 1 < a < 4, Ts = 1/fs với fs là tần số cắt của hệ
thống. L là giá trị cuộn cảm tương đương của bộ lọc.

5. Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ 4 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2017
16
c) Tính toán lượng đặt
Công suất tác dụng tức thời đặc trưng cho dòng năng
lượng truyền tải giữa nguồn và tải
. p pp vi (17)
Trong đó p là công suất tác dụng trung bình, p là
công suất tác dụng dao động
Với công suất phản kháng:
q v i q q (18)
Giả sử P0,Q0 lần lượt là giá trị trung bình của công
suất tác dụng tức thời, công suất phản kháng tức thời.
Pc2,Ps2,Qc2,Qs2 đại diện cho thành phần công suất dao
động.Ta có biên độ thành phần công suất như sau:
4 4
0
0
2
2
M
3
2
d q d q d
q d q d q
c d q d q d
s q d q d q
P v v v v i
Q v v v v i
P v v v v i
P v v v v i
(19)
Trong hệ thống 3 pha xét đến tính cân bằng, ta phải
thành lập một số tiêu chuẩn. Thành phần Q0 ta có thể
đặt bằng 0 . Đồng thời các thành phần công suất dao
động phải đặt bằng 0 :
*
0
*
1
4 4*
*
02
M
03
0
d
q
d
q
i P
i
i
i
(20)
Từ đây, ta tính được dòng điện đặt của từng thành
phần:
2 2 2 2
* 02
3
d
d
d q d q
P E
i
E E E E
(21)
2 2 2 2
* 02
3
q
q
d q d q
EP
i
E E E E
(22)
2 2 2 2
* 02
3
d
d
d q d q
P E
i
E E E E
(23)
2 2 2 2
* 02
3
q
q
d q d q
EP
i
E E E E
(24)
2.2.4 Bộ điều khiển điện áp một chiều
Bộ điều khiển điện áp phía một chiều được thiết kế sau
khi đã thiết kế được bộ điều khiển dòng điện đạt yêu
cầu. Ta có thể coi điện áp trên tụ biến đổi chậm, vì vậy
có thể sử dụng phương trình cân bằng năng lượng để
mô hình hóa bộ điều khiển điện áp:
3
2
dc
d d q q dc dc o
dv
e i e i v C v i
dt
(25)
Mô hình tín hiệu nhỏ công thức trên (25), ta tìm
đươc hàm truyền đạt ˆˆ /dc dv i trên miền Laplace:
ˆ 3
ˆ 2 1
dc o
od
v R
R Csi
(26)
Với R0 = Vdc/I0
Sự ảnh hưởng của nhiễu tín hiệu nhỏ khi nối lưới
phải được xét đến :
ˆ
ˆ 1
dc o
oo
v R
R Csi
(27)
Cuối cùng, ảnh hưởng của nhiễu điện áp lưới lên
điện áp phía một chiều cần được xem xét, với giả thiết
Iq=0:
ˆ 3
ˆ 1
dc
d o
v
e R Cs
(28)
Từ đây thu được mô hình điều khiển điện áp một
chiều như hình H. 10
+-
++
+1
(1 )p
i
K
sT

1
o
o
R
R Cs


1
1 3 ssT
3
2 1
o
o
R
R Cs
*
dcv dcv
de
di
Bộ điều khiển điện áp Khâu trễ DC-voltage
Nhiễu từ lưới
Nhiễu từ phía 1 chiều
3
1 oR Cs
H. 10 Mô hình điều khiển điện áp phía một chiều.
Hàm truyền hệ hở có phương trình:
3 (1 )
2 (1 3 )(Cs)
p i
ov
i s
K T s
H
T s T s
(29)
Ý tưởng chính là ta chọn tần số ωc để có được biên
độ pha ψ cực đại làm giảm sai lệch của vòng điều chỉnh
điện áp :
1
3
c
saT
(30)
1 cos
sin 3
i
s
T
a
T


(31)
Hệ số tỉ lệ của bộ điều chỉnh điện áp được tính như
sau:
2 3
p
s
C
K
aT
(32)
Để độ quá điều chỉnh không quá lớn ta chọn ψ =
0.707, suy ra giá trị a = 2.4.
Từ đây ta tổng hợp được bộ điều khiển điện áp phía
một chiều :
0.12
17
p
s
i s
C
K
T
T T
(33)
3. Kết quả mô phỏng
Tiến hành mô phỏng trên phần mềm Matlab. Các tham
số mô phỏng được cho trong B. 1. Bộ chỉnh lưu tích
cực được thiết kế với công suất 5kVA.

6. Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ 4 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2017
17
B. 1 Tham số mô phỏng
Công suất bộ biến đổi P 5kVA
Điện áp lưới danh định Ugrid 380VAC/50Hz
Điện áp một chiều Udc 650V
Tần số băm xung 5kHz
Bộ điều khiển vòng khóa pha
kppll 4
kipll 20
Bộ điều khiển dòng điện
kpi 6.081
kpi 0.002
Bộ điều khiển điện áp
kpv 6.1875
kiv 0.008
Grid Measurement
Continuous
Ideal Switch
powergui
A
B
C
a
b
c
Gate
a
b
c
Active Rectifier
N
A
B
C
Three-Phase
Voltage Source
A_i
B_i
C_i
A_g
B_g
C_g
LCL Filter
Vdc.*
Vdc
Vgrid
Igrid
PWM
Controller
V_grid
I_grid
Vdc
Voe
Vdc*
H. 11 Mô hình mô phỏng trên Matlab Simulink
Sơ đồ mô phỏng cho trên H. 11. Lưới điện xảy ra
sự cố tại 0.12(s). Mô phỏng với bốn trường hợp:
• TH1. Sụt áp 1 pha còn 55% định mức
• TH2. Sụt áp 2 pha còn 55% định mức.
• TH3. Sụt áp 3 pha còn 70% định mức.
• TH4. Lồi áp 3 pha 110% định mức.
Các kết quả mô phỏng được thể hiện hình H. 12,
H. 13, H. 14, H. 15.
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
-400
-200
0
200
400
t(s)
Vgrid(V)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
-40
-20
0
20
40
60
t(s)
Igrid(A)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
0
200
400
600
800
t(s)
Vdc(V)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
0
2
4
6
8
10
t(s)
Iload(A)
a. Điện áp phía lưới b. Dòng điện phía lưới
c. Điện áp một chiều trên tụ d. Dòng điện trên tải
H. 12 Điện áp và dòng điện trong TH1
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
-400
-200
0
200
400
t(s)
Vgrid(V)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
-40
-20
0
20
40
60
t(s)
Igrid(A)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
0
200
400
600
800
t(s)
Vdc(V)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
0
2
4
6
8
10
t(s)
Iload(A)
a. Điện áp phía lưới b. Dòng điện phía lưới
c. Điện áp một chiều trên tụ d. Dòng điện trên tải
H. 13 Điện áp và dòng điện trong TH2

7. Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ 4 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2017
18
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
-400
-200
0
200
400
t(s)
Vgrid(V)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
-40
-20
0
20
40
60
t(s)
Igrid(A)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
0
200
400
600
800
t(s)
Vdc(V)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
0
2
4
6
8
10
t(s)
Iload(A)
a. Điện áp phía lưới b. Dòng điện phía lưới
c. Điện áp một chiều trên tụ d. Dòng điện trên tải
H. 14 Điện áp và dòng điện trong TH3
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
-400
-200
0
200
400
t(s)
Vgrid(V)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
-40
-20
0
20
40
60
t(s)
Igrid(A)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
0
200
400
600
800
t(s)
Vdc(V)
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
0
2
4
6
8
10
t(s)
Iload(A)
a. Điện áp phía lưới b. Dòng điện phía lưới
c. Điện áp một chiều trên tụ d. Dòng điện trên tải
H. 15 Điện áp và dòng điện trong TH4
Điện áp phía lưới được thể hiện trên H. 12(a), H.
13(a), H. 14(a), H. 15(a) với sự thay đổi điện áp tại thời
điểm 0,12(s). Trong quá trình khởi động chỉnh lưu tích
cực để tránh dòng điện tăng vọt, hệ thống sử dụng điện
trở nạp tụ. Tại thời điểm 0.08(s), tụ điện được nạp hơn
400(V), hệ thống không sử dụng điện trở nạp tụ. Giá trị
điện áp phía một chiều ở trên H. 12(c), H. 13(c), H.
14(c), H. 15(c) đã bám theo giá trị đặt 650(V) sau
khoảng 0.1(s). Khi có sự cố từ lưới ở thời điểm 0.12(s),
điện áp phía một chiều ổn định nhanh chóng ở cả 4
trường hợp. Dòng điện lưới và điện áp lưới cùng pha
với nhau đảm bảo hệ số công suất bằng 1.
4. Kết luận
Bài báo này đã đưa ra cấu trúc điều khiển bộ chỉnh lưu
tích cực trong điều kiện lưới điện mất cân bằng. Điện
áp một chiều bám giá trị đặt và ổn định tròn khoảng
gần ba chu kỳ lưới điện. Khi có sự cố mất cân bằng
điện áp lưới, bộ điều khiển nhanh chóng đưa giá trị điện
áp trên tụ về giá trụ đặt trong khoảng thời gian rất ngắn
chưa đến một chu kỳ lưới điện. Tuy nhiên, bài báo mới
chỉ đề cập đến vấn đề điện áp lưới mất cân bằng về biên
độ chưa giải quyết được vấn đề điện áp lưới mất cân
bằng về pha.
Lời cảm ơn
Qua đây nhóm tác giả xin được gửi lời cảm ơn chân
thành đến Đề tài cấp Khoa học cấp Nhà nước mã số
ĐTĐLCN.44/16 đã tạo điều kiện cho chúng tôi thực
hiện bài viết này.
Tài liệu tham khảo
[1] Bjarte Hoff, Waldemar Sulkowski, Grid
Connected VSI with LCL Filter-Models and
comparison, IEEE 2012.
[2] A.E.W.H Kalane, L. Hassaine and M. Kherchi,

8. Hội nghị - Triển lãm quốc tế lần thứ 4 về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2017
19
LCL filter design for photovoltaic grid connected
systems, Revue des Energies Renouvelables
SIENR’14 Ghardaïa (2014) 227 – 232
[3] Remus Teodorescu, Marco Liserre, Pedro
Rodr´ıguez, Grid Converters For Photovoltaic
And Wind Power Systems, This edition first
published 2011.
[4] Hong-seok Song, Kwanghee Nam, Dual Current
Control Scheme for PWM Converter Under
Unbalanced Input Voltage Conditions, IEEE
Transactions on Industrial Electronics, vol. 46,
no. 5, October 1999.
[5] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng
Minh, Giáo Trình Điện Tử Công Suất, Nhà xuất
bản giáo dục Việt Nam 2012.
[6] Pascal Rioual, Herve Pouliquen and Jean-Paul
Louis, Regulation of a PWM Rectifier in the
Unbalanced Network State Using a Generalized
Model, IEEE Transactions on Industrial
Electronics, vol. 11, no. 3, May 1996.
[7] Nguyễn Doãn Phước (2005) Lý thuyết điều khiển
tuyến tính. NXB Khoa học & Kỹ thuật.
Nguyễn Đình Ngọc sinh năm
1994, tốt nghiệp Kỹ sư về Điều
khiển và Tự động hóa trường
Đại học Bách Khoa Hà Nội
(HUST) tháng 1 năm 2017.
Hiện tại đang làm việc tại Viện
Kỹ thuật Điều khiển và Tự
động hóa (ICEA). Từ năm 2017
là Học viên Cao học trường Đại học Bách Khoa
Hà Nội, hướng nghiên cứu chính là điện tử công
suất trên nền tảng DSP, CPLD...
Hoàng Thành Nam sinh năm
1994, nhận bằng Kỹ sư về
Điều khiển và Tự động hóa
trường Đại học Bách Khoa Hà
Nội (HUST) năm 2017. Hiện
tại đang làm việc tại Viện Kỹ
thuật Điều khiển và Tự động
hóa (ICEA). Từ năm 2017 là Học viên Cao học
trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, hướng
nghiên cứu chính là điện tử công suất.
Vũ Hoàng Phương, nhận
bằng Kỹ sư Điều khiển và Tự
động hóa năm 2006, nhận học
vị Tiến sỹ tháng 08/2014, tại
trường Đại học Bách khoa Hà
Nội. Tiến sỹ Vũ Hoàng
Phương có nhiều năm nghiên
cứu, công tác và giảng dạy tại Viện Điện, Viện
Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, trường Đại
học Bách khoa Hà Nội. Hướng nghiên cứu chính
bao gồm: Kỹ thuật điều khiển Điện tử công suất
trên nền tảng DSP, CPLD…; Điều khiển mạch
lọc tích cực ba pha APF, DVR, STACOM; Điều
khiển điện tử công suất ứng dụng cho pin mặt
trời; Điều khiển bộ biến đổi cộng hưởng; Mô
hình hóa và điều khiển lưới điện Microgrid.
Trần Trọng Minh, nhận học
vị Tiến sĩ năm 2007 tại trường
Đại học Bách khoa Hà Nội.
Năm 2016 TS Trần Trọng
Minh nhận học hàm Phó giáo
sư. Hiện tại, PGS-TS Trần
Trọng Minh đang đảm nhiệm
chức vụ Trưởng bộ môn Tự
động hóa Công nghiệp – trường Đại học Bách
khoa Hà Nội. Hướng nghiên cứu chính: Phát triển
các cấu trúc bộ biến đổi bán dẫn công suất mới;
Xây dựng, phát triển các ứng dụng của Điện tử
công suất; Các vấn đề liên quan đến điều khiển và
tự động hóa các quá trình công nghiệp.
Nguyễn Huy Phương sinh
năm 1975. Anh nhận bằng
Tiến sỹ năm 2000 của trường
Đại học Năng lượng
Mátxcơva, Liên bang Nga
(Moscow Power Engineering
Institute), về nghiên cứu
phương pháp điều khiển nâng
cao đối tượng nhiệt trong nhà máy nhiệt điện.
Năm 2002, TS. Nguyễn Huy Phương bắt đầu làm
giảng viên tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội
(HUST) tham gia giảng dạy các môn Kỹ thuật lập
trình, Tự động hóa quá trình sản xuất, Điều khiển
quá trình. Hiện TS. Nguyễn Huy Phương là Viện
trưởng Viện Điện, HUST. Hướng nghiên cứu
chính là các phương pháp điều khiển, tích hợp hệ
thống điều khiển đối tượng công nghiệp.