Luận án Điều khiển nghịch lưu nguồn Z ứng dụng cho hệ phát điện phân tán

đi$u khi n này, rAt nhi$u các thuHt toán c; th đ xác đGnh đi m làm vic có 
công suAt l4n cho h pin m%t tr>i, v4i các ưu nhưc đi m khác nhau v$ t3c 
đ9 h9i t; và kh1 nng đáp ?ng khi các đi$u kin làm vic thay đLi [51, 52, 
53]. Trong th+c t2, đ%c tính i-v c.a các tAm pin m%t tr>i có th xuAt hin 
nhi$u đi m c+c trG khác nhau, do có hin tưng bóng che m9t phn (Shaded 
Condition). Trong các đi m c+c trG này, cho có m9t đi m c+c trG th+c s+ đưa 
ra công suAt l4n nhAt, nên cn ph1i có thuHt toán xác đGnh đưc chính xác 
đi m c+c trG này và vAn đ$ này đưc nghiên c?u gi1i quy2t v4i các thuHt toán 
có th thay đLi đưc bư4c tính đin áp đ%t, d+a trên đ9 cong c.a đư>ng đ%c 
tính p – v [ 52, 53]. Do đó, đ3i v4i cAu trúc đi$u khi n NLNZ, ta có th sP 
d;ng m9t trong các thuHt toán trên đ tính toán toán lưng đ%t cho m!ch 
vòng phía m9t chi$u. Xét cho trư>ng hp khi thi2t k2 cAu trúc đi$u khi n 
NLNZ cho pin m%t tr>i, ta có th l+a chBn thuHt toán xác đGnh đi m làm vic 
có công suAt l4n nhAt đưc th+c hin theo phương pháp “Incremental 
Conductance” v4i đ!i lưng đi$u khi n là đin áp đu ra pin m%t tr>i pvu cho 
ra trên Hình 3.11 (gi1 thi2t các tAm pin m%t tr>i có cùng đi$u kin làm vic 
gi3ng nhau). Đây là thuHt toán có đ9 chính xác cao, th+c hin t3t trong đi$u 
kin môi trư>ng có nhi$u bi2n đLi, phù hp cài đ%t vào vi đi$u khi n. 
ThuHt toán này bSt ngu/n tI bi u th?c tính công suAt c.a h pin m%t tr>i: 
pv pv pvp u i= (3.5) 
Đ!o hàm riêng theo pvu (3.5) có: 
pv pv
pv pv
pv pv
dp di
i u
du du
= + (3.6) 
Xét các vG trí c.a đi m làm vic : 
 + £ đi m có công suAt l4n nhAt, ta có : 
3.3 Thi2t k2 cAu trúc đi$u khi n nghGch lưu ngu/n Z n3i lư4i cho pin m%t tr>i 57 
0pv
pv
dp
du
= do đó pv pv
pv pv
di i
du u
= − (3.7) 
 + £ phía bên trái đư>ng đ%c tính công suAt – đin áp (đ%c tính p-v) . 
0pv
pv
dp
du
> do đó pv pv
pv pv
di i
du u
> − (3.8) 
 + £ phía bên ph1i đư>ng đ%c tính công suAt – đin áp (đ%c tính p-v).
 0pv
pv
dp
du
< do đó pv pv
pv pv
di i
du u
< − (3.9) 
pv pv
pv pv
di i
du u
>−
pv pv
pv pv
di i
du u
=−
pv pv
pv pv
di i
du u
<−
Hình 3.10 Minh hBa thuHt toán “Incremental Conductance” trên đ%c tính ( )pv pvp u 
Ý tư|ng c.a thuHt toán là bDng vic xét m3i quan h t• s3 gia t3c đ9 bi2n 
thiên dòng đin, đin áp v4i t• s3 dòng đin, đin áp t?c th>i đ xác đGnh vG 
trí hin t!i c.a đi m làm vic trên đư>ng đ%c tính p - v. TI đó, gi nguyên 
ho%c thay đLi lưng đ%t đin áp *pvu cho b9 đi$u chonh v4i bư4c thay đLi đưc 
xác đGnh b|i giá trG pvu∆ . 
+ N2u đi m làm vic trùng v4i đi m có công suAt l4n nhAt trên đư>ng đ%c 
tính p – v gi nguyên đin áp đ%t *pvu 
+ N2u đi m làm vic | bên trái đi m có công suAt l4n nhAt trên đư>ng đ%c 
tính p – v tng đin áp đ%t *pvu 
+ N2u đi m làm vic | bên ph1i đi m có công suAt l4n nhAt trên đư>ng 
đ%c tính p – v gi1m đin áp đ%t *pvu 
Quá trình này đưc ti2p t;c th+c hin cho đ2n khi xác đGnh đưc đi m làm 
vic có công suAt l4n nhAt thông qua đ!i lưng đi$u khi n đin áp *pvu và luHt 
đi$u khi n s" đi$u chonh cho đin áp sơ cAp đ%t vào NLNZ bám theo giá trG 
đin áp đ%t *pvu . 
 3 THI¤T K¤ C¥U TRÚC ĐI§U KHI¨N NGH CH L–U NGU¡N Z CHO PIN M©T TRªI 58
Đo ipv(k) upv(k)
0iu i
u
∆
+ =
∆
* *( ) ( 1)pv pv pvu k u k u= − − ∆ * *( ) ( 1)pv pv pvu k u k u= − + ∆* *( ) ( 1)pv pv pvu k u k u= − − ∆* *( ) ( 1)pv pv pvu k u k u= − + ∆
0iu i
u
∆
+ >
∆
* *( ), ( )pv pvu k i k
đúng
đúng
đúng
đúng
đúng
sai
sai
sai sai
sai
ipv(k) upv(k)
0i∆ >
0i∆ =
0u∆ =
( ) ( )
( ) ( )
1
1
pv pv
pv pv
u u k u k
i i k i k
∆ = − −
∆ = − −
Hình 3.11 ThuHt toán xác đGnh đi m làm vic có công suAt l4n nhAt theo phương 
pháp “Incremental Conductance” 
3.3.2 Mạch vòng điều chỉnh dòng điện phía xoay chiều nghịch lưu nguồn Z 
Do đ%c đi m mô hình, nên b9 đi$u chonh dòng đin phía xoay chi$u c.a 
NLNZ đưc k2 thIa các b9 đi$u chonh dòng đin đã đưc xây d+ng cho 
NLNA [18, 19, 20]. Trong luHn án này, tác gi1 sP d;ng b9 đi$u chonh dòng 
đin ki u deadbeat cho NLNZ ba pha n3i lư4i, trên h tBa đ9 t+a đin áp lư4i 
VOC. B9 đi$u chonh dòng đin ki u deadbeat cho phép có đáp ?ng đ9ng hBc 
nhanh trong hai chu k“ trích m…u b9 đi$u chonh dòng đin cT , đin áp đi$u 
khi n đưc tính toán bL sung thêm th>i gian tr‰ th+c hin vi đi$u khi n. Đây 
là b9 đi$u chonh đưc sP d;ng phL bi2n cho b9 bi2n đLi đin tP công suAt 
ho%c h truy$n đ9ng đin xoay chi$u ba pha [42, 50]. 
Đ b1o v m!ch đin tP công suAt, trong th+c t2 cho đo giá trG dòng đin | 
đu ra m!ch NLNZ. Vì vHy, trong quá trình thi2t k2 b9 đi$u chonh deadbeat 
tI (2.27), dòng đin gi s" đưc tính theo (2.22) và (2.23). Theo [42], vector 
đin áp đu ra m!ch NLNZ us xác đGnh như sau: 
( ) ( )
( ) ( )
1 ( 1)
1 ( 1)
f c
sd d Nvd
c f
f c
sq q Nvq
c f
L T
u k y k e k
T L
L T
u k y k e k
T L
  
+ = + +  
   

 
+ = + + 
  
 (3.10) 
3.3 Thi2t k2 cAu trúc đi$u khi n nghGch lưu ngu/n Z n3i lư4i cho pin m%t tr>i 59 
Trong đó, đu ra y đưc tính như dư4i đây: 
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
* * *
* * *
- - 1- - - - - 2
- - 1- - - - 2
c f
d gd gd gd gd s c gq gq d
f
c f
q gq gq gq gq s c gd gd q
f
T R
y k i k i k i k i k T i k i k y k
L
T R
y k i k i k i k i k T i k i k y k
L
ω
ω
  
     = +          

 
     = + +        
 
 (3.11) 
Biên đ9 vector đin áp us tính toán tI đu ra c.a b9 đi$u chonh dòng đin, 
cho có th tng đ2n m9t giá trG t3i đa nào đó và ph; thu9c vào giá trG đin áp 
trên t; ( )1 2&C C . Do đó, biên đ9 vector đin áp us ph1i đưc gi4i h!n d+a vào 
đin áp trên t; ( )1 2&C C c.a ngu/n Z theo (2.20). 
3.3.3 Mạch vòng điều chỉnh điện áp phía một chiều nghịch lưu nguồn Z 
TI h phương trình (2.35) và m!ch đin tương đương phía m9t chi$u 
NLNZ v4i đu vào ngu/n dòng cho ra trên Hình 2.6 ,thu đưc mô hình toán 
hBc phía m9t chi$u NLNZ ghép n3i pin m%t tr>i theo (3.12). Trong đó, inu 
thay th2 b|i pvu , ini thay th2 b|i pvi , inC thay th2 b|i pvC 
( ) ( )
( ) ( )
d 2 1 1
d
d 1 2 1
d
d
d
L
C pv
C
L inv
pv
pv pv L
iL d u d u
t
uC d i d i
t
u
C i i
t

= − + −


= − + −


= −

 (3.12) 
Do nhim v; c.a m!ch vòng phía m9t chi$u là đi$u khi n đin áp sơ cAp 
đ%t vào NLNZ bám theo đin áp *pvu - đưc tính tI thuHt toán MPPT, nên ta 
s" sP d;ng hai phương trình trong h phương trình (3.12) đ thi2t k2 b9 đi$u 
chonh cho m!ch vòng phía m9t chi$u NLNZ như sau: 
( ) ( )d 2 1 1
d
d
d
L
C pv
pv
pv pv L
iL d u d u
t
u
C i i
t

= − + −


= −

 (3.13) 
3.3.3.1 Thiết kế theo phương pháp backstepping 
Trong h phương trình (3.13), Li coi là “bi2n đi$u khi n 1o” c.a phương 
trình th? hai và mô t1 là tr!ng thái trong phương trình th? nhAt c.a (3.13). 
Do đó, h phương trình (3.13) có d!ng “tam giác dư4i” nên có th vHn d;ng 
phương pháp backstepping thi2t k2 b9 đi$u chonh cho m!ch vòng phía m9t 
chi$u NLNZ [45, 54]. 
Đ%t bi2n tr!ng thái [ ]1 2 TTT L pvx x i ux  = =   cho h phương trình (3.13). 
 3 THI¤T K¤ C¥U TRÚC ĐI§U KHI¨N NGH CH L–U NGU¡N Z CHO PIN M©T TRªI 60
( ) ( )1 2
2 1
2 1 1C
pv pv
Lx d u d x
C x i x
 = − + −

= −
ɺ
ɺ
 (3.14) 
M;c tiêu đi$u khi n cho 2x bám theo đin áp 
*
pvu . Trong đó, lưng đ%t đin 
áp *pvu ph1i có ràng bu9c bG gi4i h!n, kh1 vi cAp 2 bDng bHc c.a h (3.14) và 
ph1i là nghim c.a h (3.14). 
Bư4c 1: Sai lch gia 2x và đin áp 
*
pvu là 1z như sau: 
*
1 2 pvz x u= − (3.15) 
LAy đ!o hàm 1zɺ . 
* *1
1 2
pv
pv pv
pv pv
i x
z x u u
C C
= − = − −ɺ ɺ ɺɺ (3.16) 
V4i m;c tiêu đi$u khi n 1 0z → , chBn hàm 1V xác đGnh dương. 
 21 1
1
2
V z= (3.17) 
LAy đ!o hàm (3.17). 
 ( )21 1 1 1 1 1 1 1 1V z z k z z k z z= = − + +ɺ ɺ ɺ (3.18) 
V4i hDng s3 1k > 0 (tham s3 b9 đi$u chonh). 
Đ 1Vɺ xác đGnh âm đ%t 1 1 1z k z= −ɺ k2t hp (3.16) xác đGnh 1
pv
x
C
: 
*1
1 1
pv
pv
pv pv
ix
u k z
C C
= − +ɺ (3.19) 
Trong (3.19) 1
pv
x
C
 là tín hiu đi$u khi n 1o, tuy nhiên th+c t2 thì 1x là bi2n 
tr!ng thái. Do đó, hàm tìm đưc cho là hàm mong mu3n 1
pv
x
C
và đưc đ%t 1α 
như sau: 
*
1 1 1
pv
pv
pv
i
u k z
C
α = − +ɺ (3.20) 
1α đưc gBi là hàm Ln đGnh. 
Bư4c 2: Sai lch 1
pv
x
C
 và 1α là 2z như dư4i đây: 
 12 1
pv
x
z
C
α= − (3.21) 
TI (3.16), (3.20), (3.21) ta có 1zɺ : 
1 2 1 1z z k z= − −ɺ (3.22) 
TI (3.20), (3.21) ta có 2zɺ : 
( ) ( ) *1 22 1 1 12 1 1 pvC pv
pv pv pv pv
iux x
z d d u k z
C LC LC C
α
 
= − = − + − − − + 
  
ɺɺ
ɺ ɺɺɺ ɺ (3.23) 
3.3 Thi2t k2 cAu trúc đi$u khi n nghGch lưu ngu/n Z n3i lư4i cho pin m%t tr>i 61 
H phương trình tr!ng thái (3.14) đưc mô t1 l!i trên không gian tr!ng 
thái m4i ( )1 2,z z theo (3.22), (3.23). TI đây, bài toán đi$u khi n bám h 
(3.14), tr| thành thi2t k2 b9 đi$u khi n ph1n h/i tr!ng thái đ h kín Ln đGnh 
tim cHn t!i đi m cân bDng ( ) ( )1 2, 0, 0z z = trên không gian tr!ng thái ( )1 2,z z . 
ChBn hàm V xác đGnh dương. 
2
2 21
1 1 1 2
1 1
2 2pv
xV V z z
C
α
 
= + − = +  
 
 (3.24) 
LAy đ!o hàm Vɺ . 
1 1 2 2V z z z z= +ɺ ɺ ɺ (3.25) 
Thay (3.22) vào (3.25) qua vài phép bi2n đLi toán hBc ta có: 
[ ]2 21 1 2 2 2 2 2 2 1V k z k z z z k z z= − − + + −ɺ ɺ (3.26) 
V4i hDng s3 2 0k > (tham s3 b9 đi$u chonh). Đ Vɺ xác đGnh âm ta đ%t bi u 
th?c trong ngo%c vuông (3.26) bDng 0. 
2 2 2 1 0z k z z+ − =ɺ (3.27) 
TI (3.23), (3.27) h s3 đi$u ch2 “ngSn m!ch” d đưc xác đGnh: 
( ) ( )
( )
* 2
1 1 1 2 2 2
2
1
2
pv
pv pv pv pv C
pv
C
i
LC u LC k z LC k k z u x
C
d
u x
  
− + − − + + −      
=
−
ɺ
ɺɺ
 (3.28) 
Kh1o sát tính Ln đGnh c.a cAu trúc đi$u khi n m!ch vòng đin áp m9t 
chi$u c.a NLNZ theo phương pháp backstepping v4i đu vào ngu/n dòng. 
Thay luHt đi$u khi n (3.28) vào (3.23) ta có mô hình đ3i tưng m!ch vòng 
đin áp phía m9t chi$u (3.13) đưc mô t1 l!i trên không gian tr!ng thái m4i 
( )1 2,z z như sau: 
1 2 1 1
2 1 2 2
z z k z
z z k z
= − −

= −
ɺ
ɺ
 (3.29) 
H có đi m cân bDng ( ) ( )1 2, 0, 0z z = . 
Xét hàm V xác đGnh dương như dư4i đây: 
2 2
1 2
1 1
2 2
V z z= + (3.30) 
LAy đ!o hàm Vɺ . 
1 1 2 2V z z z z= +ɺ ɺ ɺ (3.31) 
Thay (3.29) vào (3.31) ta có: 
2 2
1 1 2 2V k z k z= − −ɺ (3.32) 
V4i 1 20, 0k k> > hàm Vɺ xác đGnh âm. TI đó, h (3.29) Ln đGnh tim cHn t!i 
đi m cân bDng ( ) ( )1 2, 0, 0z z = . Do đó, ( )*lim 0pv pv
t
u u
→∞
− = và hàm V là hàm đi$u 
khi n Lyapunov. 
 3 THI¤T K¤ C¥U TRÚC ĐI§U KHI¨N NGH CH L–U NGU¡N Z CHO PIN M©T TRªI 62
3.3.3.2 Thiết kế theo phương pháp backstepping thích nghi 
Do sai s3 trong quá trình ch2 t!o cu9n c1m ( )1 2&L L , sai s3 c.a t; đin 
pvC ho%c giá trG cu9n c1m và t; đin bG thay đLi trong quá trình ho!t đ9ng c.a 
b9 bi2n đLi. Khi đó, mô hình toán hBc đưc mô t1 theo (3.14) đưc coi là h 
có tham s3 bAt đGnh (Uncertainty equivalence). Vì vHy, ta không có đưc 
thông tin chính xác v$ tham s3 LCpv như thi2t k2 ban đu đ đưa vào luHt 
đi$u khi n (3.28). Đ gi1i quy2t vAn đ$ này, ta s" sP d;ng phương pháp gi1 
đGnh rõ đ thi2t k2 b9 đi$u chonh thông qua các bư4c như sau. 
Đ%t 1L L
θ = và 1C
pvC
θ =
h phương trình (3.14) đưc vi2t l!i như dư4i đây: 
( ) ( )
( )
1 2
2 1
2 1 1L C
C pv
x d u d x
x i x
θ
θ
 = − + −  

= −
ɺ
ɺ
 (3.33) 
Bư4c 1: Sai lch gia 2x và đin áp 
*
pvu là 1z như sau: 
*
1 2 pvz x u= − (3.34) 
LAy đ!o hàm 1zɺ . 
( ) *1 1C pv pvz i x uθ= − − ɺɺ (3.35) 
V4i m;c tiêu đi$u khi n 1 0z → , chBn hàm 1V xác đGnh dương. 
2 2
1 1
1 1
2 2 CC
V z θ
γ
= + ɶ (3.36) 
LAy đ!o hàm (3.36) 
( )
( ){ } ( )
2
1 1 1 1 1 1 1 1 1
2 *
1 1 1 1 1 1 1 1
1
ˆ
C C
C
C
C pv pv C pv
C
V z z k z z k z z
k z z i x u k z z i x
θ θ
γ
θθ θ
γ
= = − + + +
 
 = − + − − + + + −     
ɺɶ ɶɺ ɺ ɺ
ɺɶ
ɶɺ
 (3.37) 
Trong đó hDng s3 1 0k > và hDng s3 thích nghi 0Cγ > đưc l+a chBn khi 
thi2t k2. Thành phn Cθɶ bG trit tiêu bDng cách sP d;ng luHt thích nghi như 
sau (chú ý ˆC Cθ θ= −
ɺɺɶ ) 
( )1 1ˆC C pvz i xθ γ= −ɺ (3.38) 
Và 1x đưc l+a chBn như dư4i đây: 
*
1 1
1
ˆ
pv
pv
C
k z u
x i
θ
−
= +
ɺ
 (3.39) 
TI (3.38), (3.39) ta có đ!o hàm 1Vɺ vi2t l!i: 
 21 1 1V k z= −ɺ (3.40) 
Trong (3.39) 1x là tín hiu đi$u khi n 1o, tuy nhiên th+c t2 thì 1x là bi2n 
tr!ng thái. Do đó, hàm tìm đưc cho là hàm mong mu3n 1x và đưc đ%t 1α 
như sau: 
3.3 Thi2t k2 cAu trúc đi$u khi n nghGch lưu ngu/n Z n3i lư4i cho pin m%t tr>i 63 
*
1 1
1
ˆ
pv
pv
C
k z u
iα
θ
−
= +
ɺ
 (3.41) 
Bư4c 2: Sai lch 1x và 1α là 2z : 
 2 1 1z x α= − (3.42) 
TI (3.35), (3.41), (3.42) ta có 1zɺ : 
( )1 2 1 1 1ˆC C pvz z k z i xθ θ= − − + −ɶɺ (3.43) 
TI (3.33), (3.38) và (3.42) ta có 2zɺ : 
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )( )
* *
1 1 1 1
2 2 2
* *
1 1 1 1 1 1
2 2
ˆ ˆ
2 1 1
ˆ
ˆ
2 1 1
ˆ
pv C C pv
L C pv
C
pv C C pv pv
L C pv
C
k z u k z u
z d u d x i
k z u z i x k z u
d u d x i
θ θ
θ
θ
θ γ
θ
θ
− − −
= − + − − −  
− − − −
= − + − − −  
ɺ
ɺɺ ɺɺ
ɺɺ
ɺɺ ɺɺ
ɺ
 (3.44) 
H phương trình tr!ng thái (3.33) đưc mô t1 l!i trên không gian tr!ng 
thái m4i ( )1 2,z z theo (3.43), (3.44). TI đây, bài toán đi$u khi n bám h 
(3.33) tr| thành thi2t k2 b9 đi$u khi n ph1n h/i tr!ng thái sao cho 
( )1lim 0t z t→∞ = , ( )2lim 0t z t→∞ = . 
ChBn hàm V xác đGnh dương. 
( )2 2 2 2 2 21 1 1 1 21 1 1 1 12 2 2 2 2L C LL C LV V x z zα θ θ θγ γ γ= + − + = + + +
ɶ ɶ ɶ (3.45) 
LAy đ!o hàm Vɺ và k2t hp v4i (3.44) ta có: 
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )
1 1 2 2
2 2
1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1
2 2
1 1 2 2
* *
1 1 1 1
2 2 2 2 12
1 1
1 1
ˆ
ˆ ˆ
ˆ ˆ2 1 1
ˆ
C C L L
C L
C C pv C C L L
C L
pv C C pv
L C pv C
C
C
V z z z z
k z k z z z k z z z i x
k z k z
k z u k z u
z d u d x i k z z
θ θ θ θ
γ γ
θ θ θ θ θ θ
γ γ
θ θ
θ θ
θ
θ
= + + +
= − − + + − + − + +
= − −
 
− − − 
+ − + − − − + −   
  
+
ɺ ɺɶ ɶ ɶ ɶɺ ɺ ɺ
ɺ ɺɶ ɶ ɶ ɶ ɶɺ
ɺ
ɺɺ ɺɺ
ɺ
ɶ ( ) ( ) ( )1 1 2 22 1 1C Lpv L C
C L
z i x z d u d xθ θθ
γ γ
    
+ − + + − + −     
     
ɺ ɺɶ ɶ
ɶ
(3.46) 
Trong đó hDng s3 2 0k > và hDng s3 thích nghi 0Lγ > đưc l+a chBn khi 
thi2t k2. Thành phn ,C Lθ θɶ ɶ bG trit tiêu bDng cách sP d;ng luHt thích nghi 
như dư4i đây (chú ý ˆL Lθ θ= −
ɺɺɶ ). 
( )
( ) ( )
1 1
2 2
ˆ
ˆ 2 1 1
C C pv
L L C
z i x
z d u d x
θ γ
θ γ

= −

 = − + −  
ɺ
ɺ
 (3.47) 
Và h s3 đi$u ch2 “ngSn m!ch” d đưc l+a chBn như sau: 
 3 THI¤T K¤ C¥U TRÚC ĐI§U KHI¨N NGH CH L–U NGU¡N Z CHO PIN M©T TRªI 64
( ) ( ) ( )
( )
* *
1 1 1 1
2 2 1 22
2
ˆ ˆ
ˆ ˆ
ˆ
ˆ 2
pv C C pv
pv C L C
C
L C
k z u k z u
i k z z x u
d
u x
θ θ
θ θ
θ
θ
− − −
+ − + − −
=
−
ɺ
ɺɺ ɺɺ
ɺ
 (3.48) 
K2t hp v4i (3.47), h s3 đi$u ch2 ‘‘ngSn m!ch’’ d đưc vi2t l!i: 
( ) ( )( ) ( )
( )
* *
1 1 1 1 1 1
2 2 1 22
2
ˆ
ˆ ˆ
ˆ
ˆ 2
pv C C pv pv
pv C L C
C
L C
k z u z i x k z u
i k z z x u
d
u x
θ γ
θ θ
θ
θ
− − − −
+ − + − −
=
−
ɺɺ ɺɺ
ɺ
 (3.49) 
TI (3.47), (3.48) ta có đ!o hàm Vɺ đưc vi2t l!i: 
2 2
1 1 2 2V k z k z= − −ɺ (3.50) 
TI (3.50) cho thAy đ!o hàm Vɺ cho xác đGnh âm theo ( )1 2,z z , nên h s3 đi$u 
ch2 ‘‘ngSn m!ch’’ đưc tính toán theo (3.49) và luHt thích nghi (3.47) s" đ1m 
b1o đưc ( )1lim 0t z t→∞ = , ( )2lim 0t z t→∞ = ; ch? không đ1m b1o đưc ( )lim 0Ct tθ→∞ =ɶ , 
( )lim 0L
t
tθ
→∞
=
ɶ [45, 54]. 
3.3.3.3 Thiết kế theo phương pháp tuyến tính hóa chính xác 
H phương trình (3.13) vi2t l!i theo d!ng h Affine như dư4i đây: 
( ) ( )
( )
d
d
d
t
y g
x f x h x
x

= +

 =
 (3.51) 
Trong đó, bi2n tr!ng thái [ ]1 2 TTT L pvx x i ux  = =   và hàm ( )f x , ( )h x , ( )g x 
đưc chBn cho ra như (3.52). 
( ) ( ) ( )
2
2
2
1
2
; ;
0
C
C
pv
pv
x u
u xL
g xLi x
C
f x h x x
− 
−  
  = = =
−   
  
  
 (3.52) 
Ki m tra đi$u kin bHc tương đ3i c.a mô hình thqa mãn đi$u kin tuy2n 
tính hóa chính xác bDng cách xét đ!o hàm Lie. 
( ) ( ) [ ]
22
0 1 0
0
Cu x
L g L
− ∂  
= = =
 ∂
 
h
g
x h x
x
( ) ( ) [ ]
2
1
1
0 1
C
pv
pv pv
pv
x u
i xL
L g i x C
C
− 
 
−∂  = = =
−∂  
 
 
f
g
x f x
x
 (3.53)
( ) ( ) ( ) [ ]
2
2
2
21 0
0
C
C
u xL g x uL L g L
L
− ∂
− 
= = − =
 ∂
 
f
h f
x
x h x
x
3.3 Thi2t k2 cAu trúc đi$u khi n nghGch lưu ngu/n Z n3i lư4i cho pin m%t tr>i 65 
Do đ%c đi m làm vic NLNZ ghép n3i pin m%t tr>i 2 2 Cx u≠ nên có 
( ) 0L L gh f x ≠ . H (3.13) có bHc tương đ3i bDng 2 trong toàn b9 không gian 
tr!ng thái. Do đó, t/n t!i khâu chuy n h tBa đ9 tr!ng thái (3.54) cho đ3i 
tưng đưc mô t1 theo (3.13) tuy2n tính trên toàn b9 không gian tr!ng thái 
[45]. 
( ) ( )d p qx x ω= + (3.54) 
Trong đó: 
( ) ( )( ) ( ) ( )
2
2
2 2
1
;
2 2
C
C C
L g x u Lp q
L L g x u L L g x u
−
= − = = =
− −
f
h f h f
x
x x
x x
 (3.55) 
( ) ( ) ( ) [ ]
2
2 2
1
1 0
C
C
pv
pv
x u
LL g u xL g i x L
C
− 
 ∂
− = = − =
−∂  
 
 
f
f
x
x f x
x
 (3.56) 
Theo [45], v4i khâu chuy n h tBa đ9 (3.54), h (3.13) tr| thành tuy2n tính 
trên toàn không gian tr!ng thái m4i đưc mô t1 như sau: 
1
0 1 0d
0 0 1dt
y z
ω ω
    
= + = +    
    

=
z Az B z
 (3.57) 
Phương trình (3.57) cho ra m3i quan h gia đu ra y và đu vào m4i ω 
như dư4i đây: 
y ω=ɺɺ (3.58) 
Trong đó, m3i quan h gia tr!ng thái m4i z và tr!ng thái cE x là: 
( )
( )
2
1
1
2
pv
pv
x
gz
i x
z L g C
 
    
−= = =    
       
f
x
z
x
 (3.59) 
Đ3i tưng đưc mô t1 theo (3.57) không Ln đGnh, do có hai đi m c+c c.a 
h đ$u nDm | g3c tBa đ9. Do đó, cn thi2t k2 thêm b9 đi$u chonh tuy2n tính 
đ đu ra y c.a h (3.57) bám theo lưng đ%t cho trư4c ( )2, 0y y z→ → . 
Trong luHn án này, sP d;ng luHt đi$u khi n ph1n h/i tr!ng thái đ đ1m b1o 
đu ra y và lưng đ%t y theo quan h khâu dao đ9ng bHc hai. 
( )
( )
2
2 22
n
n n
y p
y p p p
ω
ξω ω= + + (3.60) 
TI (3.57), (3.60) đu vào ω trong (3.54) đưc xác đGnh: 
( ) ( )2 *2 2 1 12 n n pvy y y k z k z uω ξω ω= − − − = − − −ɺ (3.61) 
Trong đó: 
n
ω - tn s3 dao đ9ng riêng, ξ - h s3 tSt dn c.a khâu dao đ9ng 
bHc hai. 
TI (3.54), (3.58), (3.61) h s3 đi$u ch2 “ngSn m!ch” d đưc xác đGnh: 
 3 THI¤T K¤ C¥U TRÚC ĐI§U KHI¨N NGH CH L–U NGU¡N Z CHO PIN M©T TRªI 66
( ) 1*2 1 2 2
2 22 2
pvC
pv
C C pv
i xx u Ld k x u k
x u x u C
  
−
−
= − − +   
− −    
 (3.62) 
CAu trúc chi ti2t b9 đi$u chonh cho m!ch vòng phía m9t chi$u NLNZ cho ra 
trên Hình 3.12. 
x yd
z
[ ]1 2k k
0
T
y  
y
ω= +

=
z Az B
Cz
ɺ
( )
( )
g
L g
 
 
  f
x
x
( )g x( ) ( )u p q ω= +x x ( ) ( )d
d
d
t
x f x h x= +
ω
Hình 3.12 M!ch vòng đi$u chonh phía m9t chi$u NLNZ v4i đu vào ngu/n dòng 
thi2t k2 theo phương pháp tuy2n tính hóa chính xác 
3.4 Kết quả mô phỏng cấu trúc điều khiển nghịch lưu nguồn Z 
nối lưới cho pin mặt trời 
3.4.1 Tham số mô phỏng 
Toàn b9 cAu trúc đi$u khi n NLNZ n3i lư4i cho h pin m%t tr>i đưc mô 
phqng và ki m ch?ng bDng phn m$m Matlab/Simpower. Tham s3 mô phqng 
đưc cho ra trong B1ng 3.1, B1ng 3.2. 
B1ng 3.1 Tham s3 mô phqng nghGch lưu ngu/n Z 
Đin áp lư4i 380 V/50Hz 
Đin áp đ%t trên t; ( )1 2&C C 570 V 
Tn s3 phát xung 5 kHz 
Tham s3 LC c.a m!ng Z C1&C2 = 235 µF L1&L2 = 1,4 mH 
Tham s3 m!ch lBc LCL phía lư4i Lg = 1,25mH. Lf = 1,5mH 
Cf = 6µF. Rd =4Ω 
Tham s3 t; Cpv Cpv = 470 µF 
Tham s3 khâu dao đ9ng bHc hai ωn = 100rad/s 
ξ = 0.71 
Tham s3 tính theo phương pháp 
backstepping 
k1=5000 
k2=2000 
H s3 thích nghi γL = 0,1 ; γC = 0,5 
3.4 K2t qu1 mô phqng cAu trúc đi$u khi n nghGch lưu ngu/n Z n3i lư4i cho pin m%t 
tr>i 
67 
B1ng 3.2 Tham s3 pin nng lưng m%t tr>i Shell-SQ160 (ngu/n: [65]) 
Công suAt 1