Luận án Nghiên cứu một số phương pháp nâng cao hiệu quả khai thác nguồn pin mặt trời

t được mô tả trên hình 3. 15. 
 a. Sơ đồ mô phỏng khối PVg 
 b. Bộ điều khiển IB-SMC cho BBĐ DC/DC buck 
 c. Bộ điều khiển IB-SMC cho BBĐ DC/DC boost 
 Hình 3. 15 Sơ đồ mô phỏng trên Matlab/Simulink khối PVg và bộ điều khiển IB-SMC 
 -68- 
 Kết quả mô phỏng đáp ứng của PVg khi áp dụng phương pháp IB-SMC cho 
BBĐ DC/DC buck và DC/DC boost được mô tả trên hình 3. 16. 
 1000
 950
 900
 G (W/m2)
 850
 800
 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
 Thoi gian (s) 
 a. Sự biến thiên của G 
 160 
 140
 120
 100 A(t)=3x136 Ws
 80
 p (t)
 60 pv
 Pmpp(t)
 IB-SMC BBD DC/DC buck A(t)
 40
 20
 0 
 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
 Thoi gian (s) 
 b. BBĐ DC/DC buck 
 160 
 140
 120
 100 A(t)=3x136 Ws
 80
 ppv (t)
 60 Pmpp(t)
 A(t)
 IB-SMC BBD DC/DC boost 40
 20
 0 
 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
 Thoi gian (s) 
 c. BBĐ DC/DC boost 
Hình 3. 16 Đặc tính ppv, Pmpp, A(t) khi điều khiển BBĐ DC/DC theo phương pháp IB-SMC 
 -69- 
 Hiệu quả năng lượng tương ứng với hai BBĐ được xác định từ công thức 
(3.35) với kết quả được xác định bởi (3.36): 
 3× 136
 H%= 100%= 99.83% (3.36) 
 408.7
 Kết quả cho thấy phương pháp IB-SMC đã khai thác được gần như hoàn toàn 
năng lượng của PVg ở mọi thời điểm. Các kết quả trên hình 3. 16 cũng đã cho thấy 
đường ppv(t) luôn bám đường Pmpp(t) ở cả những thời điểm không có sự biến thiên 
của G (duy trì ổn định tĩnh) hoặc ở những thời điểm có sự tăng, giảm của G (đảm 
bảo ổn định động) trong suốt quá trình vận hành PVg. 
3.3.2 Phương pháp IB-AVC 
3.3.2.1 Nguyên lý chung của phương pháp IB-AVC 
 Phương pháp IB-AVC sử dụng kỹ thuật AVC để đưa vpv từ trạng thái vận 
hành bất kỳ về giá trị điện áp tính toán được của MPPT tại mỗi thời điểm nhờ sử 
dụng kỹ thuật IB đã trình bày trong chương 2. Điều này có nghĩa là với cấu trúc 
điều khiển BBĐ DC/DC trên hình 3. 1, đích điều khiển được thiết lập về điện áp ở 
đầu vào BBĐ tương ứng với mref =Vmpp. Phương pháp này khác biệt với các phương 
pháp trước đây ở chỗ đích điều khiển là Vmpp chính xác tại MPP được xác định 
trước và không đổi nếu không có sự biến thiên về các giá trị của (G, T). 
 Với phân tích trên, cấu trúc điều khiển theo phương pháp IB-AVC dù áp dụng 
cho BBĐ DC/DC buck hay BBĐ DC/DC boost cũng đều có cấu trúc mạch vòng 
điều khiển dòng điện ở vòng trong và mạch vòng điều khiển điện áp ở vòng ngoài 
như mô tả trên hình 3. 17 [46], [56], [60], [62]. 
 BBĐ DC/DC 
 SW 
 PVg 
 Cuộn cảm DCbus
 vpv CS
 iL 1 
 - Bộ điều - Bộ điều Bộ 
 V d 
 mpp khiển iLref khiển dòng phát 
 + 
 điện áp + điện xung 
 Hình 3. 17 Mạch vòng điều khiển PVg theo phương pháp IB-AVC 
 -70- 
 Cấu trúc mạch vòng dòng điện, mạch vòng điện áp được mô tả trên hình 3.18. 
 iLref + d 
 Gci(s) GPWM(s) Gid(s) iL 
 - 
 G (s) 
 fi
 a. Cấu trúc mạch vòng dòng điện 
 Vmpp + 
 Gcv(s) Gk(s) Gvi(s) vpv 
 - 
 Gfv(s) 
 b. Cấu trúc mạch vòng điện áp 
Hình 3.18 Cấu trúc mạch vòng dòng điện và mạch vòng điện áp điều khiển BBĐ DC/DC 
 Trong đó: 
 Gcv, Gci là hàm truyền của bộ điều khiển vòng điện áp, dòng điện, 
 Gfv, Gfi là hàm truyền của bộ lọc nhiễu đo điện áp, dòng điện, 
 GPWM là hàm truyền của bộ phát xung, 
 Gk(s) là hàm truyền của mạch vòng kín dòng điện, 
  
 Gid(s) là hàm truyền thể hiện mối quan hệ giữa iL với d , 
 
 Gvi là hàm truyền thể hiện mối quan hệ giữa v pv và iL . 
 Hàm truyền của khâu lọc tín hiệu điện áp, dòng điện được xác định bởi (3.37): 
 1
 GG= = (3.37) 
 fv fi T
 1s+ S
 2
trong đó: TS=1/fS là chu kỳ phát xung PWM. 
 Đối với kỹ thuật AVC, mô hình tín hiệu nhỏ của các BBĐ DC/DC như đã mô 
tả trên hình 3.5 và hình 3.8 được sử dụng để xác định thông số của các bộ điều 
khiển. 
 -71- 
3.3.2.2 Phương pháp IB-AVC cho BBĐ DC/DC buck 
 Mạch vòng dòng điện 
 Thay (3.9) vào (3.10) ta có (3.38) [46], [56], [60], [62]: 
 d(I−  i )
 R (I− i ) + L LL =(V + v )(D −− d) V 
 dc L L dc dt pv pv dc
 di
 ⇔ −R i − LL = VD − RI −+ Vd vD −− vd V (3.38) 
 dc L dcdt pv dc L pv pv pv dc
 Viết lại (3.38) với điều kiện V0=DVpv - RdcIL lược bớt thành phần vô cùng bé 
 
vd pv và sử dụng biến đổi Laplace, có (3.39): 
 
 (Rdc+=− sL dc )i L V pv d v pv D (3.39) 
 Với vòng điều khiển dòng điện, coi rằng vpv biến thiên không nhanh so với sự 
 ~
biến thiên của dòng điện (coi vpv = 0 với mạch vòng dòng điện) ta có hàm truyền 
quan hệ giữa i với d được xác định theo (3.40): 
 L 
 i V
 G =L = pv
 id  (3.40) 
 d Rdc+ sL dc
 Hàm truyền xung PWM được xác định gần đúng theo (3.41) [96]: 
 1
 G = (3.41) 
 PWM T
 1s+ S
 2
 Hàm truyền hệ hở của mạch vòng dòng điện được xác định bởi (3.42): 
 Vmpp
 R dc
 Gih= GGG ci id PWM G fi= G ci (3.42) 
 Ldc
 (1++ s )(1 sTS )
 R dc
 Bộ điều khiển Gci cho mạch vòng dòng điện được xác định bởi (3.43) [9]: 
 K
 GK= + ii (3.43) 
 ci ip s
 -72- 
 Ldc R dc
trong đó: K,ip = Kii = 
 2Vmpp T S 2Vmpp T S
 Với thông số bộ điều khiển dòng điện Gci đã lựa chọn như (3.43), hàm truyền 
Gk cho mạch vòng kín của dòng điện được xác định bởi (3.44): 
 G (s)
 G (s) = ih
 k 1+ G (s)
 ih 
 1
 ⇔=G (s) (3.44) 
 k 1++ 2T s 2T22 s
 SS
 Mạch vòng điện áp 
 Trong bài toán xây dựng bộ điều khiển, mô hình Thevenin mạch điện tương 
đương của PVg có dạng như hình 3. 19, trong đó nguồn áp tương đương Veq thay 
thế cho nguồn dòng, điện trở tương đương Req thay cho Rp và RS thông qua phương 
trình (3.45) và (3.46) [56], [61]: 
 Veq= (I ph − I D )R p (3.45) 
 Req= RR p + S (3.46) 
 Req 
 + ipv 
 ipv 
 RS 
 Iph-ID vpv + 
 Veq vpv 
 - 
 Rp 
 - 
 Hình 3. 19 Mô hình Thevenin mạch điện tương đương của PVg 
 Thế hệ phương trình (3.9) vào phương trình (3.13) và sử dụng toán tử hóa 
Laplace ta có phương trình (3.47): 
 dv
 i= Cpv + id 
 pv dt L
 VVv−−
 eq pv pv   
 ⇔ =Cpv v pv s + I L D −−+ I L d iD L id L (3.47) 
 Req
 -73- 
 Viết lại phương trình (3.47) với điều kiện IDL= I pv , Veq= IR pv eq + V pv , bỏ qua 
 
thành phần vô cùng nhỏ idL , coi rằng iL biến thiên không nhanh so với sự biến thiên 
 ~
của độ rộng xung (coi d = 0 với mạch vòng điện áp) ta có quan hệ hàm truyền ta có 
 
hàm truyền quan hệ giữa v pv và iL được xác định theo (3.48): 
 1
 +=
 v pv  Cpv s iD L
 Req 
 v pv DReq
 ⇔==G (s) (3.48) 
 vi 
 iL 1CRs+ pv eq
 Từ kết quả tổng hợp mạch vòng kín của mạch vòng dòng điện ta được hàm 
truyền hệ kín của mạch vòng dòng điện gần đúng như sau (bỏ qua thành phần vô 
cùng bé bậc cao): 
 1
 Gk (s) = (3.49) 
 1+ 2TS s
 Sử dụng (3.48), (3.49) và bỏ qua thành phần vô cùng bé bậc cao, hàm truyền 
hệ hở cho mạch vòng điện áp được xác định theo (3.50): 
 Gvh= G cv G vi (s)G k (s)G fv
 DR eq 1
 ⇔=GG (3.50) 
 vh cv + 5
 (1 CRspv eq ) 1+ Ts
 2 S
 Bộ điều khiển Gcv cho mạch vòng điện áp được xác định bởi (3.51) [9]: 
 K
 GK= + vi (3.51) 
 cv vp s
 CVpv mpp V
trong đó: K,= K = mpp
 vp 5V T vi 5V T R
 dc S dc S eq 
3.3.2.3 Phương pháp IB-AVC cho BBĐ DC/DC boost 
 Mạch vòng dòng điện 
 Thay (3.14) vào phương trình (3.15) ta có (3.52) [46], [56], [60], [62]: 
 -74- 
 d(I−  i )
 R (I− i ) + L LL=V + v −−+ (1 D d)V (3.52) 
 dc L L dc dt pv pv dc
 Viết lại phương trình (3.52) với điều kiện Vpv =−+ (1 D)Vdc R dc I L , coi rằng 
 ~
vpv biến thiên không nhanh so với sự biến thiên của dòng điện (coi vpv = 0 với 
mạch vòng dòng điện) và sử dụng biến đổi Laplace, ta có hàm truyền ta có hàm 
  
truyền quan hệ giữa iL với d được xác định theo (3.53): 
 (R+ sL )i += v V d
 dc dc L pv dc 
 i V
 ⇔==G L dc
 id  (3.53) 
 d Rdc+ sL dc
 Hàm truyền hệ hở của mạch vòng dòng điện được xác định bởi (3.54): 
 Vdc
 R 1
 G= GGG G= G dc (3.54) 
 ih ci id PWM fi ci L +
 1s+ dc 1 TsS
 Rdc
 Bộ điều khiển Gci cho mạch vòng dòng điện được xác định bởi (3.55) [9]: 
 K
 GK= + ii (3.55) 
 ci ip s
 Ldc R dc
trong đó: K,ip = Kii = 
 2Vdc T S 2Vdc T S
 Với thông số bộ điều khiển dòng điện Gci đã lựa chọn như (3.55), hàm truyền 
Gk cho mạch vòng kín của dòng điện được xác định bởi (3.56): 
 G (s)
 G (s) = ih
 k 1+ G (s)
 ih 
 1
 ⇔=G (s) (3.56) 
 k 1++ 2T s 2T22 s
 SS
 Mạch vòng điện áp 
 Thế (3.14) vào (3.13) và sử dụng toán tử hóa Laplace có (3.57): 
 -75- 
 dvpv
 iCpv= pv + i L
 dt 
 VVv−−
 eq pv pv 
 ⇔ =sCpv v pv +− I L i L (3.57) 
 Req 
 Viết lại (3.57) với điều kiện IIL= pv , Veq= IR pv eq + V pv có quan hệ hàm truyền 
điện áp với dòng điện trên cuộn cảm: 
 1 
 v pv (+= Cpv s) i L
 Req 
 vR pv eq
 ⇔==G (3.58) 
 vi 
 iL 1CRs+ pv eq
 Từ kết quả tổng hợp mạch vòng kín của mạch vòng dòng điện ta được hàm 
truyền hệ kín của mạch vòng dòng điện gần đúng như sau (bỏ qua thành phần vô 
cùng bé bậc cao): 
 1
 Gk (s) = (3.59) 
 1+ 2TS s
 Sử dụng (3.58) và (3.59), ta có hàm truyền hệ hở cho mạch vòng điện áp: 
 Gvh= G cv G vi (s)G k (s)G fv
 R eq 1
 ⇔=GG (3.60) 
 vh cv 1+ CRs 5
 pv eq 1+ Ts
 2 S
 Bộ điều khiển Gcv cho mạch vòng điện áp được xác định bởi (3.61) [9]: 
 K
 GK= + vi (3.61) 
 cv vp s
 Cpv 1
trong đó: K,vp = Kvi = 
 5TS 5TS R eq
3.3.2.4 Chiến lược điều khiển BBĐ DC/DC theo phương pháp IB-AVC 
 Như đã phân tích trong những nội dung trên, kỹ thuật AVC được sử dụng để 
đưa điện áp ở đầu vào BBĐ DC/DC về giá trị mong muốn do kỹ thuật IB cung cấp. 
 -76- 
Thông qua việc sử dụng mô hình tín hiệu nhỏ, các thông số của bộ điều khiển cho 
mạch vòng điện áp đã được xác định và đều phải thay đổi theo trạng thái vận hành 
hiện thời (Vmpp, Req) nên sẽ là bộ điều khiển thích nghi thông số. Với bộ thông số 
điều khiển đã xác định cho mạch vòng dòng điện và điện áp, hằng số thời gian của 
các bộ điều khiển được xác định theo (3.62) và (3.63). 
 Hằng số thời gian của mạch vòng dòng điện: 
 Ldc
 Ti = (3.62) 
 R dc
 Hằng số thời gian của mạch vòng điện áp: 
 Tv= CR pv eq (3.63) 
 Trong đó, Req của PVg từ cỡ panel trở lên luôn nhận giá trị cỡ trên 1 kΩ, Ldc 
 -2 -3 -2
thường nhận giá trị (10 ÷ 10 ) H, Rdc nhận giá trị cỡ từ 10 đến vài Ω. Đồng thời 
Req có xu hướng tăng khi G giảm. Như vậy, có thể lựa chọn các thông số BBĐ để 
giá trị của Ti luôn đảm bảo nhỏ hơn Tv trong mọi điều kiện vận hành. Phân tích này 
đã cho thấy việc thiết kế các bộ điều khiển đã đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật 
khi sử dụng cấu trúc hai mạch vòng xếp chồng. 
 Chiến lược điều khiển theo phương pháp IB-AVC được mô tả trên hình 3.20. 
 -77- 
 Start 
 Đo G, T 
 MPPT (Thuật toán IB) 
 Vmpp, Impp 
 Đo v
 pv 
 Bộ điều khiển IB-AVC 
 |V -v |>ε S 
 mpp pv
 Đ 
 Duy trì vpv=Vmpp 
 Tiếp tục thực hiện S 
 Stop 
 (cài đặt thời gian) 
 Đ S 
 Có sự thay đổi G, T 
 Hình 3.20 Chiến lược điều khiển theo phương pháp IB-AVC cho BBĐ DC/DC 
3.3.2.5 Kết quả mô phỏng phương pháp IB-AVC 
 Sử dụng PVg loại MF165EB3 và thông số BBĐ đã cho trong mục 3.3.1.4, các 
thông số của các bộ điều khiển dòng điện, bộ điều khiển điện áp được xác định theo 
theo các biểu thức (3.43), (3.51), (3.55), (3.61). Sơ đồ mô phỏng bộ điều khiển 
IB-AVC được biểu diễn trên hình 3. 21. 
 Hình 3. 21 Sơ đồ mô phỏng bộ điều khiển IB-AVC 
 Sơ đồ mô phỏng trên Matlab/Simulink khi sử dụng BBĐ DC/DC buck và 
BBĐ DC/boost được mô tả trên hình 3. 22 và hình 3. 23. 
 78 
Hình 3. 22 Sơ đồ mô phỏng trên Matlab/Simulink điều khiển BBĐ DC/DC buck theo phương pháp IB-AVC 
 -79- 
Hình 3. 23 Sơ đồ mô phỏng trên Matlab/Simulink điều khiển BBĐ DC/DC boost theo phương pháp IB-AVC
 80 
 Kết quả mô phỏng đáp ứng của PVg khi áp dụng phương pháp IB-AVC cho 
BBĐ DC/DC buck và DC/DC boost được mô tả trên hình 3. 24. 
 1000
 950
 900
 G (W/m2)
 850
 800
 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
 Thoi gian (s) 
 a. Sự biến thiên của G 
 160 
 140
 120
 100
 A(t)=3x136.2 Ws
 80
 p (t)
 60 pv
 Pmpp(t)
 IB-AVC BBD DC/DC buck A(t)
 40
 20
 0 
 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
 Thoi gian (s)
 b. BBĐ DC/DC buck 
 160 
 140
 120
 100 A(t)=3x136.2 Ws
 80
 ppv (t)
 60 Pmpp(t)
 A(t)
 IB-AVC BBD DC/DC boost 40
 20
 0 
 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
 Thoi gian (s) 
 c. BBĐ DC/DC boost 
Hình 3. 24 Đặc tính ppv, Pmpp, A(t) khi điều khiển BBĐ DC/DC theo phương pháp IB-AVC 
 -81- 
 Các kết quả trên hình 3. 24 cho thấy ppv(t) luôn bám Pmpp(t) ở cả những thời 
điểm không có sự biến thiên của G (duy trì ổn định tĩnh) hoặc ở những thời điểm có 
sự tăng, giảm của G (đảm bảo ổn định động) trong quá trình vận hành PVg. Với cả 
hai BBĐ, phương pháp IB-AVC đã giúp khai thác được gần như hoàn toàn năng 
lượng của PVg (99.9%). 
3.3.3 So sánh hiệu quả năng lượng và khả năng ứng dụng 
 Để so sánh hiệu quả khai thác năng lượng giữa các kỹ thuật tìm MPP, luận án 
sẽ thực hiện đối chiếu kỹ thuật IB với một số kỹ thuật sau: 
 Nhóm offline không sử dụng thông tin về (G, T): Kỹ thuật CV (Vmpp=Vmppstc) 
 Nhóm offline sử dụng thông tin về T: Kỹ thuật Temp. 
 (Vmpp=Vmppstc(1+CTV(T-Tstc)) 
 Nhóm online tạo dao động có tính chất giống nhau (P&O, INC, trọng lượng 3 
điểm): Kỹ thuật P&O với bước nhảy ∆d=0.2%. 
 Nhóm online can thiệp trực tiếp vào mạch: Kỹ thuật OV. Để thực hiện kỹ 
thuật OV, cần sử dụng một SW mắc nối tiếp vào mạch để tìm VOC với chu kỳ đóng 
mở 0.4s (Thời gian đóng mạch: 0.3 s, thời gian hở mạch: 0.1 s và Vmpp=0.8VOC|G,T). 
 Do các kỹ thuật CV, Temp, OV đều cung cấp giá trị Vmpp nên các kỹ thuật này 
đều được kết hợp với kỹ thuật AVC. 
 Điều kiện vận hành PVg là 3 mức giá trị của G: 1000 W/m2, 600 W/m2 và 
200 W/m2 khi T có giá trị 25 0C, 35 0C, 45 0C, 55 0C, 65 0C. 
 Thời gian vận hành với mỗi mức giá trị của G là 3s. Kết quả so sánh được biểu 
diễn trên các hình từ hình 3. 25 đến hình 3. 30. 
 -82- 
 100 
 95
 90
 85 IB-SMC
 IB-AVC
 80 P&O
 OV-AVC
 75 CV-AVC
 Temp-AVC
 70
 H% BBD DC/DC boost G=1000 W/m2
 65
 60 
 25 30 35 40 45 50 55 60 65
 Nhiet do ( 0 C) 
Hình 3. 25 Đồ thị hiệu quả năng lượng khi sử dụng BBĐ DC/DC buck và G=1000 W/m2 
 100 
 95
 90
 85 IB-SMC
 IB-AVC
 80 P&O
 OV-AVC
 75 CV-AVC
 Temp-AVC
 70
 H% BBD DC/DC buck G=600 W/m2
 65
 60 
 25 30 35 40 45 50 55 60 65
 Nhiet do ( 0 C) 
 Hình 3. 26 Đồ thị hiệu quả năng lượng khi sử dụng BBĐ DC/DC buck và G=600 W/m2 
 -83- 
 100 
 90
 80
 70
 60
 IB-SMC
 50
 IB-AVC
 40 P&O
 OV-AVC
 30
 CV-AVC
 H% BBD DC/DC buck G=200 W/m2 20 Temp-AVC
 10
 0 
 25 30 35 40 45 50 55 60 65
 Nhiet do ( 0 C) 
 Hình 3. 27 Đồ thị hiệu quả năng lượng khi sử dụng BBĐ DC/DC buck và G=200 W/m2 
 100 
 95
 90
 85 IB-SMC
 IB-AVC
 80 P&O
 OV-AVC
 75 CV-AVC
 Temp-AVC
 70
 H% BBD DC/DC boost G=1000 W/m2
 65
 60 
 25 30 35 40 45 50 55 60 65
 0
 Nhiet do ( C) 
Hình 3. 28 Đồ thị hiệu quả năng lượng khi sử dụng BBĐ DC/DC boost và G=1000 W/m2 
 -84- 
 100 
 95
 90
 85 IB-SMC
 IB-AVC
 80 P&O
 OV-AVC
 75 CV-AVC
 Temp-AVC
 70
 H% BBD DC/DC boost G=600 W/m2
 65
 60 
 25 30 35 40 45 50 55 60 65
 0
 Nhiet do ( C) 
Hình 3. 29 Đồ thị hiệu quả năng lượng khi sử dụng BBĐ DC/DC boost và G=600 W/m2 
 100 
 90
 80
 70
 60
 IB-SMC
 50
 IB-AVC
 40 P&O
 OV-AVC
 30 CV-AVC
 Temp-AVC
 H% BBD DC/DC boost G=200 W/m2 20
 10
 0 
 25 30 35 40 45 50 55 60 65
 Nhiet do ( 0 C) 
Hình 3. 30 Đồ thị hiệu quả năng lượng khi sử dụng BBĐ DC/DC boost và G=200 W/m2 
 -85- 
 Các đồ thị trên cho thấy MPPT sử dụng các kỹ thuật tìm MPP trước đây đã 
bộc lộ những nhược điểm chỉ đạt hiệu quả năng lượng cao khi G gần với Gstc hoặc T 
gần với Tstc. Điều này đã thể hiện đúng bản chất của các kỹ thuật tìm MPP truyền 
thống như đã phân tích trong chương 1. Đồng thời, MPPT sử dụng kỹ thuật IB luôn 
đem lại hiệu quả năng lượng cao nhất (gần như tuyệt đối) trong mọi điều kiện vận 
hành về (G, T) và luôn cao hơn các kỹ thuật tìm MPP trước đây do có sự kết hợp 
của mô hình đầy đủ của PVg với sự chủ động trong việc xác định sự biến thiên của 
mức năng lượng đầu vào nhờ PYR và TempS. Điều này cũng cho thấy giải pháp 
điều khiển sử dụng kỹ thuật IB trong MPPT kết hợp với kỹ thuật SMC hoặc AVC 
sẽ giúp nâng cao khả năng khai thác năng lượng từ PVg, trong đó phương pháp 
IB-SMC và IB-AVC cho hiệu quả năng lượng gần như tương đương nhau. Những 
phân tích trên đã cho thấy hiệu quả khai thác năng lượng từ PVg chỉ phụ thuộc vào 
kỹ thuật tìm MPP mà không phụ thuộc vào loại kỹ thuật điều khiển được sử dụng. 
 Mặt khác, các kết quả mô phỏng cho thấy dòng điện iC có thể được xem như 
một dạng dòng điện xoay chiều xung vuông (với BBĐ DC/DC buck) hoặc xung tam 
giác biên độ rất nhỏ (với BBĐ DC/DC boost) và có cùng tần số với tần số cắt của 
bộ điều khiển (biểu diễn trên hình PL. 3). Kỹ thuật SMC yêu cầu độ chính xác cao 
đối với các thiết bị đo lường để có được thông tin chính xác về dòng điện tức thời iC 
và các giá trị của (G, T) trong khi các ứng dụng thực tế luôn gặp phải một số vấn đề 
bất cập như: sai số của bản thân các thiết bị đo lường, độ trễ thời gian thu thập và 
xử lý thông tin cũng như các hạn chế của thiết bị. Các vấn đề trên đều có thể khắc 
phục được bằng các giải pháp kỹ thuật cao nhưng sẽ khiến cho giá thành toàn hệ 
thống tăng lên rất nhiều. Khi những vấn đề về kỹ thuật và giá thành được khắc 
phục, kỹ thuật SMC mới có thể áp dụng rộng rãi trong các hệ thống khai thác PVg. 
 Trong khi đó, việc điều khiển đưa điện áp ở đầu vào BBĐ DC/DC về giá trị 
đặt đối với kỹ thuật AVC được thực hiện đơn giản hơn, mặc dù có sự dao động 
xung quanh giá trị đặt với biên độ nhỏ nhưng sự dao động này khá tương đồng với 
cách thức làm việc của PVg khi vpv luôn có xu hướng dao động dù chỉ có những 
tương tác rất nhỏ khi tải thay đổi (do quá trình chuyển mạch SW gây nên). Hơn nữa, 
giá trị của Vmpp cũng không thay đổi nhiều khi (G, T) có sai lệch nhất định nào đó 
gây ra bởi sai số của các thiết bị đo lường và các tính toán trong MPPT. 
 -86- 
 Các phân tích trên cho thấy bộ điều khiển phía PVg sử dụng kỹ thuật AVC có 
thể được sử dụng nhiều hơn so với kỹ thuật SMC trong các ứng dụng thực tế. Trong 
luận án này, kỹ thuật AVC sẽ được tiếp tục sử dụng để điều khiển PVg cho bài toán 
ghép nối lưới và thực nghiệm. 
3.4 Điều khiển ghép nối lưới cho nguồn pin mặt trời 
3.4.1 Cấu trúc điều khiển ghép nối lưới 
 Đối với các nguồn phát kết nối lưới, kỹ thuật hòa đồng bộ và khóa pha đã 
được nghiên cứu khá hoàn thiện [37], [45], [96]. Do mục tiêu chính của luận án là 
khai thác được tối đa công suất từ PVg nên hệ thống có kết nối lưới là cần thiết. 
Thực ra, lưới điện đóng vai trò như một nguồn thu công suất không hạn chế, điều 
này khác hẳn với các tải thụ động hay ắc quy. Tuy nhiên, một số vấn đề cần được 
giới hạn để tập trung cho mục tiêu chính, đó là: 
 - Luôn coi tần số lưới ổn định, kể cả khi có sai lệch so với tần số chuẩn trong 
phạm vi cho phép thì trạng thái làm việc vẫn luôn là xác lập; 
 - Lượng công suất từ PVg đẩy vào lưới hoàn toàn do bộ điều khiển dòng điện 
quyết định; 
 - Trường hợp nếu lưới có sự cố làm mất đồng bộ tạm thời trong thời gian ngắn 
thì hệ thống khai thác PVg sẽ được đảm bảo an toàn bằng các bảo vệ tự động cắt và 
kết nối lại sau khi chắc chắn sự cố trên lưới đã được giải trừ nhưng các vấn đề này 
không nằm trong mục tiêu nghiên cứu của luận án. 
 Mục 3.3 đã giải quyết được vấn đề khai thác công suất tại MPP của PVg, 
trong đó lượng công suất phát ra từ PVg đã được đưa đến DCbus thông qua BBĐ 
DC/DC. BBĐ DC/AC thực hiện hai nhiệm vụ đồng thời: thực hiện vai trò của một 
bộ nghịch lưu (truyền công suất từ phía DC sang phía AC) và thực hiện vai trò của 
một bộ chỉnh lưu tích cực (ổn định điện áp điện áp Vdc trên DCbus). Với những 
phân tích trên, cấu trúc điều khiển ghép nối lưới được thực hiện bởi 2 mạch vòng 
điều khiển (mạch điều khiển điện áp ở vòng ngoài, mạch điều khiển dòng điện ở 
vòng trong) như mô tả trên hình 3. 31. 
 -87- 
 Vdc ig 
 - - 
 Bộ điều khiển 
 V Bộ điều khiển igref uref Bộ điều chế xung 
 dcref dòng điện CS2 
 + điện áp + điều khiển 
 Hình 3. 31 Cấu trúc điều khiển phía lưới 
 Trong đó: 
 Nhiệm vụ của bộ điều khiển điện áp là đánh giá sai lệch giữa giá trị điện áp 
đặt Vdcref với giá trị Vdc phản hồi đo được trên DCbus để cung cấp thông tin về igref 
cho mạch vòng điều khiển dòng điện ở vòng trong. 
 Nhiệm vụ của bộ điều khiển dòng điện là