Luận văn thạc sĩ về thiết kế bộ nghịch lưu một pha nối lưới trong kỹ thuật điện

Đề tài khảo sát thiết kế bộ nghịch lưu một pha nối lưới trong kỹ thuật điện với dữ liệu thực nghiệm, giải pháp cụ thể cho bài toán thực tế công nghệ

• Tác giả: Trần Vũ Đức
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đình Tuyên
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
• Đề tài: Phân Tích Và Thiết Kế Bộ Nghịch Lưu Một Pha Nối Lưới
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. GIỚI THIỆU
• 1.2. MÔ TẢ HỆ THỐNG
• 2. CHƯƠNG 2: BỘ CHUYỂN ĐỔI DC-DC
• 2.1. PHÂN TÍCH MẠCH DC-DC ISOLATED INTERLEAVED BOOST
• 2.2. THIẾT KẾ BỘ CHUYỂN ĐỔI DC-DC
• 2.3. MÔ PHỎNG BỘ CHUYỂN ĐỔI DC-DC BẰNG PLECS
• 2.3.1. Giới thiệu phần mềm Plecs
• 2.3.2. Mô hình pin mặt trời trong Plecs
• 2.3.3. Giải thuật dò MPPT bằng phương pháp P&O
• 2.3.4. Mô phỏng với nguồn vào Vdc cố định
• 3. CHƯƠNG 3: BỘ CHUYỂN ĐỔI DC-AC
• 3.1. CẤU TRÚC MẠCH DC-AC
• 3.2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
• 3.3. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ PWM
• 4. CHƯƠNG 4: ĐIỀU KHIỂN NỐI LƯỚI
• 4.1. Phương pháp điều khiển dòng điện
• 4.2. PHÉP BIẾN ĐỔI HỆ QUY CHIẾU DQ
• 4.3. VÒNG KHÓA PHA PLL
• 4.4. TRÌNH TỰ ĐIỀU KHIỂN
• 4.5. MÔ PHỎNG micro inverter 250w bằng plecs
• 4.5.1. Mô hình mô phỏng
• 4.5.2. Kết quả mô phỏng
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN PHẦN MÔ PHỎNG
• 5.1. Kết quả đạt được
• 5.2. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 6.1. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 6.1.1. Mạch điều khiển
• 6.1.2. Mạch động lực
• 6.2. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 6.2.1. Điều khiển vòng kín điện áp
• 6.2.1.1. Kết quả thực nghiệm
• 6.2.2. Điều khiển dòng điện vòng kín (tải R)
• 6.2.2.1. Kết quả thực nghiệm với id_ref = 1
• 6.2.2.2. Kết quả thực nghiệm với id_ref = 0
• 6.3. Hiện tượng Zero-Crossing Distortion
• 6.3.1. Hiện trạng của vấn đề
• 6.3.2. Nguyên nhân và hướng giải quyết
• 6.4. Vấn đề khi nối lưới
• 6.4.1. Yêu cầu khi nối lưới
• 6.4.2. Giải quyết vấn đề vọt lố khi nối lưới
• 6.5. Kết quả nối lưới
• 6.5.1. Thông số điều khiển nối lưới
• 6.5.2. Kết quả nối lưới
• 7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu thiết kế bộ nghịch lưu một pha nối lưới trong kỹ thuật điện đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các hệ thống năng lượng tái tạo. Bộ nghịch lưu (inverter) được sử dụng để chuyển đổi điện DC từ các nguồn năng lượng như pin mặt trời thành điện AC phù hợp với lưới điện. Việc sử dụng một pha giúp đơn giản hóa thiết kế và giảm chi phí. Đặc điểm nổi bật của bộ nghịch lưu một pha là khả năng điều chỉnh công suất tác dụng và phản kháng, qua đó tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Theo nghiên cứu, hiệu suất tổng thể có thể đạt tới 96% khi thiết kế đúng cách. Việc nối lưới là cần thiết để đảm bảo rằng nguồn năng lượng tái tạo có thể cung cấp điện cho các thiết bị tiêu thụ một cách ổn định.

1.1 Tính cần thiết

Với sự gia tăng nhu cầu sử dụng năng lượng tái tạo, việc phát triển các bộ nghịch lưu nối lưới ngày càng trở nên cấp thiết. Các bộ nghịch lưu này không chỉ giúp chuyển đổi năng lượng mà còn đảm bảo chất lượng điện năng đầu ra. Sự phát triển của các công nghệ như công nghệ năng lượng tái tạo đã thúc đẩy nhu cầu về các giải pháp hiệu quả trong việc biến đổi điện. Hệ thống này không chỉ giúp giảm thiểu tác động đến môi trường mà còn tạo ra một nguồn năng lượng bền vững cho tương lai.

II. Phân tích và thiết kế bộ nghịch lưu

Phân tích cấu trúc và nguyên lý hoạt động của bộ nghịch lưu một pha là bước đầu tiên trong quá trình thiết kế. Cấu trúc mạch của bộ nghịch lưu thường được xây dựng trên nền tảng các mạch DC-DC và DC-AC. Việc sử dụng mạch DC-DC giúp tăng điện áp lên mức cần thiết trước khi chuyển đổi sang AC. Cấu hình Full Bridge là một trong những lựa chọn phổ biến cho mạch DC-AC. Nguyên lý điều chế PWM được áp dụng để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của bộ nghịch lưu. Các thông số như tần số chuyển mạch và chu kỳ làm việc cũng cần được tính toán cẩn thận để đảm bảo hiệu suất cao nhất. Theo nghiên cứu, việc sử dụng các bộ điều khiển PI trong hệ thống sẽ giúp đạt được giá trị cài đặt mong muốn cho dòng điện và điện áp đầu ra.

2.1 Phân tích mạch DC DC

Mạch DC-DC được thiết kế để tăng điện áp từ nguồn đầu vào lên mức cần thiết cho bộ nghịch lưu. Cấu trúc Isolated Interleaved Boost được lựa chọn cho thiết kế này. Mạch này bao gồm các tụ điện, cuộn cảm và MOSFET, giúp tối ưu hóa quá trình chuyển đổi điện năng. Việc sử dụng hai cuộn cảm sẽ giúp giảm thiểu độ gợn của dòng điện và cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống. Các thông số như tần số chuyển mạch và chu kỳ làm việc cần được tính toán và điều chỉnh phù hợp để đảm bảo hoạt động hiệu quả trong điều kiện tải khác nhau.

III. Mô phỏng và thực nghiệm

Mô phỏng bộ nghịch lưu một pha nối lưới được thực hiện bằng phần mềm PLECS, cho phép kiểm tra và tối ưu hóa thiết kế trước khi thực hiện thực nghiệm. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng bộ nghịch lưu có thể đạt được hiệu suất mong muốn khi điều kiện đầu vào được kiểm soát chính xác. Thực nghiệm trên mạch phần cứng cho thấy sự phù hợp giữa kết quả thực nghiệm và mô phỏng, từ đó khẳng định tính khả thi của thiết kế. Việc so sánh giữa kết quả thực nghiệm và mô phỏng giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và đưa ra các giải pháp cải tiến thiết kế.

3.1 Kết quả mô phỏng

Kết quả mô phỏng cho thấy rằng bộ nghịch lưu có thể hoạt động ổn định với hiệu suất cao trong các điều kiện khác nhau. Đặc biệt, các thông số như điện áp đầu ra và dòng điện đều nằm trong giới hạn cho phép, đảm bảo rằng bộ nghịch lưu hoạt động hiệu quả khi nối lưới. Việc sử dụng các thuật toán điều khiển tiên tiến cũng giúp cải thiện khả năng điều chỉnh công suất phản kháng, từ đó nâng cao tính ổn định của hệ thống khi kết nối với lưới điện.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Nghiên cứu thiết kế bộ nghịch lưu một pha nối lưới đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa cấu trúc mạch và các thông số hoạt động là rất quan trọng để đạt được hiệu suất cao. Các kết quả thực nghiệm cho thấy tính khả thi của thiết kế và khả năng áp dụng trong thực tế. Hướng phát triển tiếp theo có thể bao gồm việc nghiên cứu và áp dụng các công nghệ mới như điều khiển thông minh và tích hợp các giải pháp năng lượng tái tạo khác nhằm nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Việc tiếp tục nghiên cứu trong lĩnh vực này sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững của năng lượng tái tạo trong tương lai.

4.1 Hướng phát triển

Hướng phát triển trong tương lai có thể tập trung vào việc cải thiện khả năng điều khiển và tối ưu hóa hiệu suất của bộ nghịch lưu. Việc áp dụng các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo trong điều khiển có thể giúp nâng cao tính linh hoạt và khả năng thích ứng của hệ thống. Đồng thời, nghiên cứu về việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo khác như điện gió cũng sẽ là một lĩnh vực tiềm năng để phát triển các giải pháp năng lượng bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Nhu cầu khai thác năng lượng tái tạo, đặc biệt là nguồn năng lượng mặt trời áp mái, đang ghi nhận mức tăng trưởng hơn 25% mỗi năm nhờ tính bền vững và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, tính bất định của bức xạ mặt trời đòi hỏi các bộ biến đổi công suất phải đảm bảo chất lượng điện năng cao trước khi cấp vào lưới điện quốc gia. Trong thực tế, các bộ nghịch lưu truyền thống cấu hình ba tầng thường có hiệu suất chuyển đổi thấp dưới 92% do tổn hao đóng cắt lớn, trong khi cấu hình một tầng lại không có khả năng điều khiển độc lập công suất phản kháng theo yêu cầu kỹ thuật của đơn vị vận hành lưới.

Luận văn tập trung giải quyết bài toán phân tích, tính toán thiết kế và hiện thực hóa bộ vi nghịch lưu (Micro-Inverter) một pha nối lưới công suất định mức 250W với cấu trúc hai tầng chuyển đổi công suất cải tiến. Mục tiêu cụ thể bao gồm việc tối ưu hóa hiệu suất tổng thể đạt trên 96%, thực hiện giải thuật dò điểm công suất cực đại (MPPT) cho dàn pin quang điện, kiểm soát điện áp một chiều DC-link ở mức 380V - 400V và điều khiển độc lập công suất tác dụng, phản kháng đưa lên lưới điện 220V/50Hz.

Nghiên cứu được triển khai thực hiện từ tháng 09/2022 đến tháng 12/2022 tại Phòng Thí nghiệm Điện tử Công suất (PELAB) thuộc Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM. Đề tài mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp giải pháp công nghệ vi nghịch lưu dạng mô-đun hóa với độ méo sóng hài thấp, khả năng cách ly cao áp an toàn và độ tin cậy vận hành vượt trội cho hệ thống điện mặt trời phân tán.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết biến đổi điện tử công suất hiện đại và lý thuyết điều khiển tự động trong hệ quy chiếu quay đồng bộ. Khung lý thuyết cốt lõi bao gồm:

Mô hình cấu trúc mạch tăng áp hai nhánh xen kẽ cách ly (Isolated Interleaved Boost - IIB) kết hợp mạch nhân áp ngõ ra diode-tụ điện. Cấu trúc này cho phép hai khóa bán dẫn MOSFET chuyển mạch lệch pha 180 độ ở tần số 35 kHz, triệt tiêu độ gợn dòng điện ngõ vào, giảm tỷ số vòng dây biến áp xung xuống mức n = 2.6 và hạn chế đáng kể từ thông rò.

Lý thuyết điều khiển dòng điện trên hệ quy chiếu quay dq (Direct-Quadrature Transformation) cho hệ thống xoay chiều một pha. Bằng cách trễ pha 90 độ tín hiệu dòng điện đo được để tạo hệ hai pha tĩnh alpha-beta, hệ thống thực hiện chuyển đổi sang hệ tọa độ đồng bộ dq quay cùng tốc độ góc của lưới điện.

Hệ thống tích hợp các khái niệm then chốt gồm: giải thuật quan sát và nhiễu loạn (Perturb and Observe - P&O) để bám điểm công suất cực đại với bước nhảy điện áp tối ưu; vòng khóa pha (Phase-Locked Loop - PLL) để bám sát góc pha theta và tần số lưới 50Hz; phương pháp điều chế độ rộng xung Sin (SPWM) bất đối xứng kết hợp bộ lọc ngõ ra LCL có tần số cộng hưởng tính toán đạt khoảng 5.5 kHz để triệt tiêu sóng hài bậc cao.

Phương pháp nghiên cứu

Dữ liệu đặc tính quang điện được xây dựng dựa trên mô hình toán học và bảng tra 3 chiều (3D Look-up Table) của mô-đun pin mặt trời BP365 công suất 65W, phản ánh chính xác tương quan phi tuyến giữa điện áp (0V - 25V), cường độ bức xạ (0 - 1000 W/m²) và nhiệt độ môi trường (0°C - 50°C). Cỡ mẫu khảo sát mô phỏng bao gồm 500 chu kỳ làm việc liên tục ở các mức điện áp ngõ vào từ 20V đến 40V và dải công suất tải thay đổi từ 10% đến 100% công suất định mức. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng theo các kịch bản biến động bức xạ thời tiết được áp dụng để đánh giá toàn diện độ ổn định động học.

Phương pháp phân tích mô phỏng số được tiến hành trên phần mềm chuyên dụng PLECS kết hợp lập trình nhúng khối C-Block. Lý do lựa chọn giải pháp này là khả năng mô phỏng chính xác hành vi phi tuyến của van bán dẫn, mạch từ cao tần và cho phép biên dịch trực tiếp mã nguồn điều khiển tương thích với vi điều khiển thực tế. Quá trình thực nghiệm được triển khai trên mô hình phần cứng mạch động lực và mạch điều khiển DC-AC chuyên biệt trong giai đoạn 15 tuần nghiên cứu để đối soát dữ liệu với mô phỏng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình mô phỏng và thực nghiệm đã mang lại những kết quả kỹ thuật nổi bật:

Bộ chuyển đổi DC-DC cấu trúc IIB nâng áp thành công từ dải điện áp ngõ vào 20V - 40V lên điện áp DC-link danh định 380V. Việc điều khiển lệch pha 180 độ giữa hai nhánh giúp giảm hơn 45% độ gợn dòng điện ngõ vào so với cấu hình boost đơn thông thường, đạt hiệu suất chuyển đổi tầng một ước tính trên 97%.

Giải thuật MPPT P&O kiểm soát chính xác điểm làm việc của dàn pin mặt trời, đạt hiệu suất bám công suất cực đại trên 98.5%. Thời gian xác lập nạp đầy tụ điện tuyến DC-link dung lượng 36.5 uF đạt mức điện áp 400V diễn ra trong thời gian dưới 1.0 giây trước khi kích hoạt hòa lưới.

Tầng nghịch lưu DC-AC sử dụng cấu hình Full-Bridge cải tiến với hai khóa đóng cắt tần số cao 17.4 kHz và hai khóa đóng cắt theo tần số lưới 50Hz. Cấu trúc kết hợp diode Schottky ngoài giúp loại bỏ hoàn toàn dòng phục hồi ngược của diode ký sinh, cắt giảm hơn 50% tổn thất chuyển mạch so với mạch cầu truyền thống.

Thuật toán điều khiển dòng điện dq kết hợp bộ điều chỉnh PI giúp điều khiển độc lập công suất tác dụng và phản kháng, duy trì hệ số công suất xấp xỉ 1.0 với dòng điện ngõ ra hiệu dụng 1.98A ở chế độ đầy tải 250W.

Thảo luận kết quả

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan thông qua bảng so sánh thông số kỹ thuật giữa lý thuyết và thực nghiệm, cùng các đồ thị dạng sóng 4 kênh hiển thị đồng thời điện áp lưới, dòng điện nghịch lưu, điện áp ngõ ra và thành phần dòng điện trục d. Đồ thị cho thấy dạng sóng dòng điện bơm vào lưới có dạng hình sin chuẩn, biên độ đồng pha hoàn hảo với điện áp lưới 220V RMS.

Hiện tượng méo dạng tại điểm chuyển mạch qua mức 0 (Zero-Crossing Distortion) phát sinh do ảnh hưởng của thời gian chết (dead-time) đã được nhận diện rõ nét trong thực nghiệm ban đầu. Nguyên nhân là do các van công suất không thể chuyển mạch tức thời khi điện áp đổi dấu. Nhóm nghiên cứu đã khắc phục triệt để vấn đề này bằng cách điều chỉnh mẫu xung điều chế PWM tại vùng lân cận các góc pha 0 độ và 180 độ.

Đồng thời, hiện tượng vọt lố dòng điện quá độ khi đóng kết nối hòa lưới tại thời điểm t = 1.0 giây đã được triệt tiêu hoàn toàn nhờ việc đồng bộ hóa biên độ và tần số thông qua khối PLL trước khi kích hoạt tải, giúp giảm biên độ đỉnh quá độ hơn 60% và bảo vệ an toàn tuyệt đối cho hệ thống van bán dẫn.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hoàn thiện và nâng cao khả năng ứng dụng thực tiễn của bộ vi nghịch lưu nối lưới, các giải pháp cụ thể được đề xuất:

Tối ưu hóa phần cứng bằng cách tích hợp toàn bộ hai tầng công suất DC-DC và DC-AC trên một bo mạch in 4 lớp duy nhất. Đội ngũ kỹ sư phần cứng cần triển khai thiết kế trong vòng 6 tháng tới, hướng tới mục tiêu tăng mật độ công suất đạt trên 1.5 W/cm³ và đạt hiệu suất chuyển đổi toàn hệ thống trên 96.5%.

Nâng cấp thuật toán bám điểm công suất cực đại từ phương pháp P&O truyền thống sang giải thuật dẫn xuất điện dẫn gia tăng (Incremental Conductance) kết hợp logic mờ. Nhóm lập trình nhúng cần thực hiện trong thời gian 3 tháng nhằm giảm thời gian đáp ứng khi bức xạ thay đổi đột ngột xuống dưới 50 mili-giây và hạn chế dao động quanh điểm cực đại dưới 1.0%.

Phát triển giải thuật bù tích cực (Active Damping) cho bộ lọc LCL ngõ ra thay thế cho phương pháp suy giảm thụ động. Kỹ sư điều khiển cần ứng dụng trên dòng vi xử lý DSP 32-bit trong thời hạn 9 tháng để giảm tổng độ biến dạng sóng hài dòng điện (THDi) xuống dưới 3.0%, đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế khắt khe.

Bổ sung tính năng bảo vệ chống vận hành độc lập (Anti-Islanding Detection) theo tiêu chuẩn IEEE 1547. Phòng thí nghiệm và đơn vị kiểm chuẩn cần phối hợp thử nghiệm trong 12 tháng để đảm bảo hệ thống ngắt kết nối an toàn trong thời gian dưới 100 mili-giây khi xảy ra sự cố mất điện lưới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Học viên cao học và sinh viên ngành Kỹ thuật Điện, Điện tử Công suất: Tiếp cận tài liệu tham khảo hoàn chỉnh về quy trình tính toán, thiết kế mô phỏng PLECS và xây dựng mạch điều khiển vi nghịch lưu hai tầng.

Kỹ sư nghiên cứu và phát triển (R&D) tại các doanh nghiệp năng lượng: Khai thác giải pháp mạch tăng áp cách ly IIB tần số 35 kHz và phương pháp xử lý méo dạng zero-crossing để ứng dụng trực tiếp vào sản phẩm thương mại.

Giảng viên và cán bộ nghiên cứu: Sử dụng làm học liệu chuyên đề cho các môn học Điện tử công suất nâng cao, Năng lượng tái tạo và Điều khiển truyền động điện.

Doanh nghiệp sản xuất thiết bị điện mặt trời áp mái: Nắm bắt cấu trúc công nghệ vi nghịch lưu 250W hiệu suất cao để xây dựng phương án nội địa hóa sản phẩm, tiết kiệm chi phí đầu tư so với nhập khẩu.

Câu hỏi thường gặp

Bộ vi nghịch lưu hai tầng có ưu điểm gì so với cấu hình một tầng và ba tầng? Cấu hình hai tầng mang lại hiệu suất tối ưu khoảng 96% nhờ giảm số lượng linh kiện chuyển mạch so với cấu hình ba tầng. Khác với cấu hình một tầng, hệ thống hai tầng cho phép điều khiển độc lập công suất tác dụng và phản kháng theo chuẩn hệ quy chiếu dq, đáp ứng đầy đủ quy chuẩn đấu nối của lưới điện.

Tại sao mạch tăng áp ngõ vào lại chọn cấu trúc Isolated Interleaved Boost? Cấu trúc IIB hoạt động ở tần số 35 kHz với hai nhánh lệch pha 180 độ giúp triệt tiêu độ gợn dòng điện ngõ vào trên 45%. Nhờ tích hợp mạch nhân áp, tỷ số biến áp cao tần giảm xuống n = 2.6, hạn chế từ thông rò và nâng cao hiệu suất tầng DC-DC lên trên 97%.

Biện pháp nào được sử dụng để loại bỏ hiện tượng méo dạng dòng điện tại điểm qua 0? Hiện tượng méo dạng tại điểm qua 0 xảy ra do thời gian chết của van bán dẫn và đặc tính diode. Nghiên cứu đã xử lý bằng cách lập trình bù xung điều chế PWM chuyên biệt tại vùng lân cận các góc pha 0 độ và 180 độ, giúp dạng sóng dòng điện giữ được hình sin chuẩn xác.

Vòng khóa pha PLL thực hiện vai trò gì trong quá trình hòa lưới điện? Vòng khóa pha PLL trích xuất chính xác góc pha theta và tần số lưới 50Hz từ tín hiệu điện áp đo về. Dữ liệu này giúp bộ vi nghịch lưu đồng bộ hóa biên độ và góc pha ngõ ra với lưới điện trước khi kết nối, triệt tiêu dòng điện vọt lố quá độ tại thời điểm hòa lưới.

Tại sao phần mềm PLECS kết hợp khối C-Block được lựa chọn để mô phỏng? PLECS là công cụ mô phỏng chuyên sâu cho điện tử công suất với tốc độ xử lý nhanh và độ chính xác cao. Khối C-Block cho phép lập trình thuật toán điều khiển bằng ngôn ngữ C tương đương vi điều khiển thực tế, giúp việc chuyển đổi từ mô hình tính toán sang phần cứng đạt độ tin cậy tuyệt đối.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích và thiết kế thành công bộ vi nghịch lưu một pha nối lưới 250W với cấu trúc hai tầng chuyển đổi công suất tối ưu.
• Tầng DC-DC cách ly hai nhánh xen kẽ (IIB) tần số 35 kHz nâng áp ổn định lên 380V và tích hợp giải thuật MPPT P&O với hiệu suất bám cực đại đạt trên 98.5%.
• Tầng DC-AC Full-Bridge cải tiến tần số 17.4 kHz kết hợp điều khiển hệ quy chiếu quay dq thực hiện phát dòng điện hình sin chuẩn lên lưới 220V/50Hz với hệ số công suất xấp xỉ 1.0.
• Giải quyết triệt để vấn đề méo dạng zero-crossing và triệt tiêu hơn 60% biên độ vọt lố dòng điện quá độ khi hòa lưới.
• Toàn bộ mô hình lý thuyết, mô phỏng PLECS và thực nghiệm phần cứng được kiểm chứng đồng nhất tại phòng thí nghiệm PELAB.

Trong giai đoạn 2023 - 2024, dự án định hướng mở rộng nghiên cứu sang điều khiển linh hoạt tần số, nâng công suất định mức và tích hợp thuật toán thông minh trên chip DSP chuyên dụng. Các đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp quan tâm có thể ứng dụng trực tiếp kết quả luận văn này để phát triển các dòng sản phẩm vi nghịch lưu thế hệ mới cho hệ thống điện mặt trời thông minh.