Điều chỉnh điện áp và tần số dựa trên cơ sở điều khiển droop cho các bộ nghịch lưu kết nối song song trong lưới siêu nhỏ

Văn Tấn Lượng, Nguyễn Thị Thanh Trúc, Trần Hoàn 
126 
8. Akhmatov V. - Analysis of dynamic behavior of electric power systems with large 
amount of wind power, Ph.D. dissertation, Department of Electrical Power 
Engineering, Technical University of Denmark, Kongens Lyngby, Denmark, 2003.
9. Abbey C. and Joos G. - Supercapacitor energy storage for wind energy applicatons, 
IEEE Transactions on Industry Applications 43 (3) (2007) 769-776.
10. Nguyen T. H. and Lee D.-C. - Improved LVRT capacity and power smoothening of 
DFIG wind turbine systems, Journal of Power Electronics 11 (4) (2011) 568-575.
11. Van T. L. and Ho V. C. - Enhanced fault ride-through capability of DFIG wind turbine 
systems considering grid-side converter as STATCOM, Lecture Notes in Electrical 
Engineering (2015) 185-196.
12. Nielsen J. G. and Blaabjerg F. - A detailed comparison of system topologies for 
dynamic voltage restorers, IEEE Transactions on Industry Applications 41 (5) (2005)
1272–1280.
13. Wessels C., Gebhardt F., and Fuchs F.W. - Fault ride-through of a DFIG wind turbine 
using a dynamic voltage restorer during symmetrical and asymmetrical grid faults, 
IEEE Transactions Power Electronics 26 (3) (2011) 807-815.
14. Kim K.-H., Van T. L., Lee D.-C., Song S.-H., and Kim E.-H. - Maximum output 
power tracking control in variable-speed wind turbine systems considering rotor 
inertial power, IEEE Transactions on Industrial Electronics 60 (8) (2013) 3207-3217.
ABSTRACT 
OVERVIEW OF LOW-VOLTAGE RIDE-THROUGH SOLUTIONS 
FOR DFIG WIND TURBINE SYSTEM 
Van Tan Luong*, Nguyen Thi Thanh Truc, Tran Hoan
Ho Chi Minh City University of Food Industry 
*Email: luonghepc@gmail.com
Doubly-fed induction generator wind turbines are very sensitive to grid disturbances, 
especially to voltage dips, since they are connected directly to the grid. The ability of a wind 
turbine to survive a short voltage dip without tripping is referred to as the low-voltage ride-
through (LVRT) capability. Crowbar, dynamic voltage restorer (DVR) and energy storage 
system (ESS) are the solutions which are adopted in this study. In order to test the LVRT 
capability of the wind turbine system, the PSCAD/EMTDC simulation has been performed 
for a 2 MW DFIG wind turbine system. In comparison of the LVRT techniques, although the 
ESS, with relatively high cost, outperforms the crowbar, the DVR system presents the best 
performances of the wind turbines through keeping the stator voltage at constant under grid 
fault condition despite the balanced and unbalanced voltage dips as well as normal condition. 
Keywords: Crowbar, doubly-fed induction generator (DFIG), dynamic voltage restorer,
energy storage system, voltage sag.
Tạp chí Khoa học công nghệ và Thực phẩm 15 (1) (2018) 127-139 
127 
ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP VÀ TẦN SỐ DỰA TRÊN CƠ SỞ 
ĐIỀU KHIỂN DROOP CHO CÁC BỘ NGHỊCH LƯU KẾT NỐI 
SONG SONG TRONG LƯỚI SIÊU NHỎ 
 Lê Thành Tới, Phạm Thị Xuân Hoa*, Hoàng Đắc Huy 
Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM 
*Email: hoaptx@cntp.edu.vn 
Ngày nhận bài: 07/7/2017; Ngày chấp nhận đăng: 18/5/2018 
TÓM TẮT 
Điều khiển droop để chia công suất tải cho các bộ nghịch lưu kết nối song song là một 
trong những phương pháp phổ biến hiện nay vì những ưu điểm của nó so với các phương 
pháp khác. Một số nghiên cứu đã trình bày phương pháp điều khiển droop truyền thống và 
droop cải tiến, tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu chỉ nhằm mục đích chia đều công suất tải 
cho các bộ nghịch lưu mà chưa có mục đích giảm thiểu độ lệch điện áp và tần số để nâng cao 
chất lượng điện năng. Vì vậy, bài báo này trình bày một phương pháp điều chỉnh điện áp và 
tần số dựa vào điều khiển mờ với mục đích làm giảm thiểu độ lệch điện áp và tần số, nhằm 
nâng cao chất lượng điện cho microgrid. Bộ điều khiển này bao gồm bộ điều khiển droop kết 
hợp với logic mờ để điều khiển thay đổi độ dốc của đường đặc tính công suất khi tải thay 
đổi, từ đó độ lệch điện áp và tần số cũng được điều chỉnh. Phương pháp điều khiển đề xuất 
này được gọi là phương pháp droop-fuzzy logic. Các kết quả mô phỏng sẽ chứng minh cho 
sự phù hợp của phương pháp điều khiển này. 
Từ khóa: Điều khiển công suất, logic mờ, bộ nghịch lưu, lưới siêu nhỏ, chia công suất. 
1. GIỚI THIỆU 
Kết nối song song các bộ nghịch lưu trong hệ thống nguồn năng lượng mặt trời để nâng 
cao hiệu suất nguồn phát, nâng cao độ tin cậy. Tuy nhiên, phải điều khiển chia công suất cho 
các bộ nghịch lưu. Tải phi tuyến làm méo dạng dòng điện nguồn của bộ nghịch lưu, dòng tải 
luôn có thành phần sóng hài. Nếu thành phần hài này không phân đều giữa các bộ nghịch lưu 
sẽ làm nóng bộ nghịch lưu và làm cho tuổi thọ của chúng giảm đi rất nhiều. Dựa vào các 
đường đặc tính công suất của nguồn phát, các nghiên cứu trước đây đã đưa ra mô hình toán 
học của bộ điều khiển droop. Bộ điều khiển này thực hiện điều khiển chia công suất giữa các 
bộ nghịch lưu hoạt động song song theo tỷ lệ công suất định mức của chúng. Mối quan hệ giữa 
công suất định mức và công suất thực được thể hiện bằng độ dốc [1-15]. Vì vậy, các nghiên 
cứu này đã dựa vào các hệ số độ dốc để thực hiện chia công suất cho các bộ nghịch lưu song 
song. Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây thường cố định các hệ số độ dốc này [1-15], cho 
nên khi thông số tải thay đổi thì các bộ điều khiển droop này sẽ cho tần số và điện áp ngõ ra 
của bộ nghịch lưu lệch đi nhiều so với giá trị định mức. Bộ điều khiển droop điện áp và tần số 
trong nghiên cứu của Jie Fung Hu et al. là bộ điều khiển droop truyền thống nên không điều 
chỉnh được độ lệch điện áp và tần số khi phụ tải thay đổi trong quá trình điều khiển chia công 
suất [4]. Bộ điều khiển chia công suất của Saleh Ahmadi et al. cũng dựa vào phương pháp điều 
khiển droop điện áp và tần số, bộ điều khiển droop này có thể điều khiển thích nghi theo sự 
thay đổi thông số của phụ tải, nên nó có thể điều chỉnh được độ lệch tần số và điện áp so với 
định mức [8]. Tuy nhiên, bộ điều khiển này lại phụ thuộc mạnh vào thông số trở kháng của 
Lê Thành Tới, Phạm Thị Xuân Hoa, Hoàng Đắc Huy 
128 
đường dây. Vì vậy, nghiên cứu này đề xuất bộ điều khiển droop- fuzzy logic nhằm khắc phục 
nhược điểm của các bộ điều khiển droop trước đây. Bộ điều khiển droop-fuzzy logic sẽ có sự 
tự động điều chỉnh các hệ số độ dốc của các đường đặc tính công suất khi tải thay đổi, hệ số độ 
dốc được chọn theo độ lệch điện áp và tần số so với định mức. Do đó, bộ điều khiển này thích 
nghi được sự thay đổi thông số của tải, làm giảm thiểu độ lệch tần số và điện áp, từ đó cải thiện 
được chất lượng điện năng trong microgrid. Sơ đồ điều khiển của một microgrid độc lập gồm 
các bộ nghịch lưu hoạt động song song được thể hiện ở Hình 1. 
Hình 1. Sơ đồ điều khiển của microgrid hoạt động độc lập 
Trong chế độ hoạt động độc lập, microgrid phải tự ổn định được điện áp và tần số trong 
điều kiện tải thay đổi theo thời gian thực. Hệ thống điều khiển gồm có: bộ điều khiển bên 
ngoài là bộ điều khiển công suất droop-fuzzy logic để điều khiển chia công suất cho các bộ 
nghịch lưu, bộ điều khiển bên trong là bộ điều khiển dòng điện và điện áp để điều khiển 
dòng điện và điện áp ở ngõ ra bộ nghịch lưu. 
2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 
2.1. Phương pháp điều khiển droop-fuzzy logic 
Theo các nghiên cứu [1-8], cơ sở lý thuyết của phương pháp điều khiển trượt được giải 
thích bằng cách xem xét một mạch tương đương của một bộ nghịch lưu kết nối với bus AC 
được thể hiện ở Hình 2. 
Hình 2. Mạch điện tương đương của bộ nghịch lưu kết nối với tải 
(a) Sơ đồ phát công suất của một bộ nghịch lưu, (b) đồ thị vec tơ dòng điện và điện áp 
Lê Thành Tới, Phạm Thị Xuân Hoa, Hoàng Đắc Huy 
128 
đường dây. Vì vậy, nghiên cứu này đề xuất bộ điều khiển droop- fuzzy logic nhằm khắc phục 
nhược điểm của các bộ điều khiển droop trước đây. Bộ điều khiển droop-fuzzy logic sẽ có sự 
tự động điều chỉnh các hệ số độ dốc của các đường đặc tính công suất khi tải thay đổi, hệ số độ 
dốc được chọn theo độ lệch điện áp và tần số so với định mức. Do đó, bộ điều khiển này thích 
nghi được sự thay đổi thông số của tải, làm giảm thiểu độ lệch tần số và điện áp, từ đó cải thiện 
được chất lượng điện năng trong microgrid. Sơ đồ điều khiển của một microgrid độc lập gồm 
các bộ nghịch lưu hoạt động song song được thể hiện ở Hình 1. 
Hình 1. Sơ đồ điều khiển của microgrid hoạt động độc lập 
Trong chế độ hoạt động độc lập, microgrid phải tự ổn định được điện áp và tần số trong 
điều kiện tải thay đổi theo thời gian thực. Hệ thống điều khiển gồm có: bộ điều khiển bên 
ngoài là bộ điều khiển công suất droop-fuzzy logic để điều khiển chia công suất cho các bộ 
nghịch lưu, bộ điều khiển bên trong là bộ điều khiển dòng điện và điện áp để điều khiển 
dòng điện và điện áp ở ngõ ra bộ nghịch lưu. 
2. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 
2.1. Phương pháp điều khiển droop-fuzzy logic 
Theo các nghiên cứu [1-8], cơ sở lý thuyết của phương pháp điều khiển trượt được giải 
thích bằng cách xem xét một mạch tương đương của một bộ nghịch lưu kết nối với bus AC 
được thể hiện ở Hình 2. 
Hình 2. Mạch điện tương đương của bộ nghịch lưu kết nối với tải 
(a) Sơ đồ phát công suất của một bộ nghịch lưu, (b) đồ thị vec tơ dòng điện và điện áp 
Điều chỉnh điện áp và tần số dựa trên cơ sở điều khiển droop cho các bộ nghịch lưu 
129 
Từ Hình 2, công suất phát ra bởi bộ nghịch lưu được tính: 
 𝑃𝑃 =
𝑉𝑉
𝑅𝑅2 + 𝑋𝑋2
[𝑅𝑅(𝑉𝑉 − 𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐) + 𝑋𝑋𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑐𝑐𝑠𝑠𝑠𝑠𝑐𝑐] (1)
𝑄𝑄 =
𝑉𝑉
𝑅𝑅2 + 𝑋𝑋2
[−𝑅𝑅𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑐𝑐𝑠𝑠𝑠𝑠𝑐𝑐 + 𝑋𝑋(𝑉𝑉 − 𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐)] (2)
Từ (1) và (2) suy ra: 
𝑐𝑐𝑠𝑠𝑠𝑠𝑐𝑐 =
𝑋𝑋𝑃𝑃 − 𝑅𝑅𝑄𝑄
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃
 (3)
𝑉𝑉 − 𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 =
𝑅𝑅𝑃𝑃 + 𝑋𝑋𝑄𝑄
𝑉𝑉
 (4)
 Trong đường dây phân phối, nếu X>>R và  nhỏ, thì sin  và cos 1 [1-15], khi đó 
công thức (3) và (4) có thể viết: 
{
 𝑐𝑐 ≅
𝑋𝑋𝑃𝑃
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃
 (5)
𝑉𝑉 − 𝑉𝑉𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃𝑃 ≅
𝑋𝑋𝑄𝑄
𝑉𝑉
 (6)
Công thức (5) và (6) cho thấy tần số phụ thuộc vào công suất tác dụng P, độ lệch điện 
áp phụ thuộc vào công suất kháng Q. Vì vậy, điện áp ngõ ra bộ nghịch lưu được điều khiển 
bởi Q, tần số được điều khiển bởi P. Từ công thức (5) và (6) có thể cho công thức điều khiển 
droop P/f và Q/V: 
𝑓𝑓 = 𝑓𝑓0 −𝑚𝑚𝑝𝑝(𝑃𝑃 − 𝑃𝑃0) (7) 
 𝑉𝑉 = 𝑉𝑉0 −𝑚𝑚𝑞𝑞(𝑄𝑄 − 𝑄𝑄0) (8) 
Trong đó: 
P, Q là công suất tác dụng và phản kháng do bộ nghịch lưu phát ra. 
V0, f0 là điện áp định mức và tần số định mức của nguồn và tải. 
V, f là điện áp và tần số ở ngõ ra của bộ nghịch lưu. 
P0, Q0 là công suất tác dụng và phản kháng định mức của bộ nghịch lưu. 
Hệ số độ dốc mp và mq được chọn theo độ thay đổi điện áp và tần số góc cho phép so 
với định mức [1-12]: 
𝑚𝑚𝑝𝑝 =
𝑓𝑓0 − 𝑓𝑓𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑃𝑃𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 − 𝑃𝑃0
 ;𝑚𝑚𝑞𝑞 =
𝑉𝑉0 − 𝑉𝑉𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝑄𝑄𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 − 𝑄𝑄0
 (9) 
Hình 3. Đồ thị biểu diễn đường đặc tính droop (a) Đặc tính droop P/f, (b) Đặc tính droop Q/V 
Lê Thành Tới, Phạm Thị Xuân Hoa, Hoàng Đắc Huy 
130 
Từ phương trình (7) và (8) có thể thấy: 
{
𝑉𝑉 = 𝑉𝑉0
𝑓𝑓 = 𝑓𝑓0
 chỉ có được khi {
𝑄𝑄 = 𝑄𝑄0
𝑃𝑃 = 𝑃𝑃0
Khi công suất tác dụng của tải tăng P > P0 thì f < f0 và khi công suất tác dụng của tải 
giảm P f0. Khi công suất phản kháng của tải tăng Q > Q0 thì V < V0 và khi công 
suất phản kháng của tải giảm Q V. Nghĩa là, ứng với độ thay đổi công suất 
kháng Q của phụ tải thì sẽ gây ra độ lệch điện áp V và ứng với độ thay đổi công suất tác 
dụng P của phụ tải thì sẽ gây ra độ lệch tần số f. Với mong muốn là khi phụ tải thay đổi 
thì độ lệch tần số f và độ lệch điện áp V càng nhỏ càng tốt. Nghĩa là, muốn giữ tần số và 
điện áp gần với giá trị định mức. Để làm được điều này, tác giả dựa vào phương trình (7), (8) 
và đường đặc tính droop ở Hình 3, chỉ có thể điều khiển các hệ số trượt mp và mq, hay nói 
cách khác là điều khiển thay đổi độ dốc của đường đặc tính công suất. Khi tải thay đổi, cần 
điều khiển mp và mq sao cho các đường đặc tính P/f và Q/V càng ít dốc thì khi đó độ lệch tần 
số f và độ lệch điện áp V càng nhỏ. 
2.2. Thiết kế bộ điều khiển droop-fuzzy logic 
 Mục tiêu của droop-fuzzy logic là điều khiển sao cho V tiến gần đến V0 và f tiến gần 
đến f0 trong khi các thông số tải thay đổi, nghĩa là điều khiển sao cho tín hiệu điện áp V và 
tần số f do bộ nghịch lưu phát ra bám theo tín hiệu đặt. Điều này được thực hiện bằng cách 
thay đổi các hệ số góc của đường đặc tính P/f và Q/V thông qua bộ điều khiển mờ. Sơ đồ 
khối cho bộ điều khiển bao gồm vòng điều khiển công suất droop-fuzzy logic ở bên ngoài để 
điều khiển chia công suất và vòng điều khiển dòng điện, điện áp bên trong như ở Hình 4. 
Hình 4. Sơ đồ điều khiển cho bộ điều khiển droop-fuzzy logic 
và bộ điều khiển dòng điện, điện áp cho bộ nghịch lưu 
Tín hiệu ngõ vào của hai bộ điều khiển mờ: 
Tín hiệu ngõ vào của bộ điều khiển mờ droop-fuzzy logic Q/V: 
Tín hiệu vào thứ nhất là sai lệch giữa công suất kháng thực tế và công suất kháng định mức: 
eq = Q – Q0 
Tín hiệu vào thứ hai là tốc độ biến thiên của công suất kháng thực tế theo thời gian: 𝑑𝑑𝑑𝑑
𝑑𝑑𝑑𝑑
Tín hiệu ngõ vào của bộ điều khiển mờ droop-fuzzy logic P/f: 
Tín hiệu vào thứ nhất là sai lệch giữa công tác dụng thực tế và công suất tác dụng định mức: 
ep = P – P0 
Lê Thành Tới, Phạm Thị Xuân Hoa, Hoàng Đắc Huy 
130 
Từ phương trình (7) và (8) có thể thấy: 
{
𝑉𝑉 = 𝑉𝑉0
𝑓𝑓 = 𝑓𝑓0
 chỉ có được khi {
𝑄𝑄 = 𝑄𝑄0
𝑃𝑃 = 𝑃𝑃0
Khi công suất tác dụng của tải tăng P > P0 thì f < f0 và khi công suất tác dụng của tải 
giảm P f0. Khi công suất phản kháng của tải tăng Q > Q0 thì V < V0 và khi công 
suất phản kháng của tải giảm Q V. Nghĩa là, ứng với độ thay đổi công suất 
kháng Q của phụ tải thì sẽ gây ra độ lệch điện áp V và ứng với độ thay đổi công suất tác 
dụng P của phụ tải thì sẽ gây ra độ lệch tần số f. Với mong muốn là khi phụ tải thay đổi 
thì độ lệch tần số f và độ lệch điện áp V càng nhỏ càng tốt. Nghĩa là, muốn giữ tần số và 
điện áp gần với giá trị định mức. Để làm được điều này, tác giả dựa vào phương trình (7), (8) 
và đường đặc tính droop ở Hình 3, chỉ có thể điều khiển các hệ số trượt mp và mq, hay nói 
cách khác là điều khiển thay đổi độ dốc của đường đặc tính công suất. Khi tải thay đổi, cần 
điều khiển mp và mq sao cho các đường đặc tính P/f và Q/V càng ít dốc thì khi đó độ lệch tần 
số f và độ lệch điện áp V càng nhỏ. 
2.2. Thiết kế bộ điều khiển droop-fuzzy logic 
 Mục tiêu của droop-fuzzy logic là điều khiển sao cho V tiến gần đến V0 và f tiến gần 
đến f0 trong khi các thông số tải thay đổi, nghĩa là điều khiển sao cho tín hiệu điện áp V và 
tần số f do bộ nghịch lưu phát ra bám theo tín hiệu đặt. Điều này được thực hiện bằng cách 
thay đổi các hệ số góc của đường đặc tính P/f và Q/V thông qua bộ điều khiển mờ. Sơ đồ 
khối cho bộ điều khiển bao gồm vòng điều khiển công suất droop-fuzzy logic ở bên ngoài để 
điều khiển chia công suất và vòng điều khiển dòng điện, điện áp bên trong như ở Hình 4. 
Hình 4. Sơ đồ điều k ... 
thay đổi. Theo Hình 3a, nếu không thay đổi độ dốc của đường đặc tính công suất khi tải thay 
đổi thì ứng với một độ lệch công suất P sẽ cho một độ lệch tần số tương ứng f, và khi tải 
thay đổi nhiều thì f sẽ lớn. 
Hình 11. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi về hệ số trượt và sự thay đổi về tần số và điện áp 
khi tải thay đổi 
Tương tự, Hình 11d và 11e cho thấy ứng với một độ lớn của sai lệch công suất phản 
kháng eq thì sẽ cho một giá trị của hệ số trượt mq nằm trong miền giá trị đã chọn. Khi độ lớn sai 
lệch eq giảm thì hệ số trượt mq tăng và ngược lại, tại t = 6 s thì độ lớn sai lệch eq lại tiếp tục 
giảm so với trước đó nên hệ số trượt mq tại tiếp tục tăng. Điều này hoàn toàn phù hợp với luật 
điều khiển mờ đã thành lập ở Bảng 1. Hình 11f cho thấy khi hệ số trượt mq thay đổi thì cũng 
làm thay đổi tương ứng điện áp ở ngõ ra của bộ điều khiển droop-fuzzy logic hay điện áp ngõ 
ra của bộ nghịch lưu. Đường đặc tính điện áp cho thấy, khi tải tăng thì điện áp giảm, điều này 
cũng hoàn toàn phù hợp với công thức trượt (8) và đường đặc tính công suất ở Hình 3b. Giá trị 
V cũng được tính theo mq và eq ở công thức (8), độ lệch điện áp so với định mức được tính ở 
Bảng 3, ta thấy sai lệch điện áp là rất nhỏ. Điều này có được là do bộ điều khiển đề xuất có thể 
điều khiển thay đổi độ dốc đường đặc tính công suất khi tải thay đổi. Theo Hình 3b, nếu không 
thay đổi độ dốc của đường đặc tính công suất khi tải thay đổi thì ứng với một độ lệch công suất 
 Q sẽ cho một độ lệch điện áp tương ứng V, và khi tải thay đổi nhiều thì V sẽ lớn. 
0 1 2 3 4 5 6 7 8-4000
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
(a) t(s)
ep (W)
0 1 2 3 4 5 6 7 80
0.5
1
1.5
2x 10
-4
mp
(b) t(s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
49.96
49.98
50
50.02
50.04
50.06
50.08
f(Hz)
(c) t(s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8-15
-10
-5
0
5
10
(d) t(s)
eq(Var)
0 1 2 3 4 5 6 7 81.2
1.4
1.6
1.8
2x 10
-4
mq
(e) t(s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8309.998
309.999
310
310.001
310.002
310.003
 Vcref(V)
(f) t(s)
Lê Thành Tới, Phạm Thị Xuân Hoa, Hoàng Đắc Huy 
136 
giảm. Điều này hoàn toàn phù hợp với luật điều khiển mờ đã thành lập ở Bảng 1. Hình 11c cho 
thấy, khi hệ số trượt mp thay đổi thì cũng làm thay đổi tương ứng tần số ở ngõ ra của bộ điều 
khiển droop-fuzzy logic hay tần số ngõ ra của bộ nghịch lưu. Đường đặc tính tần số cho thấy, 
khi tải tăng thì tần số giảm, điều này cũng hoàn toàn phù hợp với công thức trượt (7) và đường 
đặc tính công suất ở Hình 3a. Giá trị f cũng được tính theo mp và ep ở công thức (7). Độ lệch 
tần số so với định mức được tính ở Bảng 3 cho thấy sai lệch tần số là rất nhỏ, điều này có được 
là do bộ điều khiển đề xuất có thể điều khiển thay đổi độ dốc đường đặc tính công suất khi tải 
thay đổi. Theo Hình 3a, nếu không thay đổi độ dốc của đường đặc tính công suất khi tải thay 
đổi thì ứng với một độ lệch công suất P sẽ cho một độ lệch tần số tương ứng f, và khi tải 
thay đổi nhiều thì f sẽ lớn. 
Hình 11. Đồ thị biểu diễn sự thay đổi về hệ số trượt và sự thay đổi về tần số và điện áp 
khi tải thay đổi 
Tương tự, Hình 11d và 11e cho thấy ứng với một độ lớn của sai lệch công suất phản 
kháng eq thì sẽ cho một giá trị của hệ số trượt mq nằm trong miền giá trị đã chọn. Khi độ lớn sai 
lệch eq giảm thì hệ số trượt mq tăng và ngược lại, tại t = 6 s thì độ lớn sai lệch eq lại tiếp tục 
giảm so với trước đó nên hệ số trượt mq tại tiếp tục tăng. Điều này hoàn toàn phù hợp với luật 
điều khiển mờ đã thành lập ở Bảng 1. Hình 11f cho thấy khi hệ số trượt mq thay đổi thì cũng 
làm thay đổi tương ứng điện áp ở ngõ ra của bộ điều khiển droop-fuzzy logic hay điện áp ngõ 
ra của bộ nghịch lưu. Đường đặc tính điện áp cho thấy, khi tải tăng thì điện áp giảm, điều này 
cũng hoàn toàn phù hợp với công thức trượt (8) và đường đặc tính công suất ở Hình 3b. Giá trị 
V cũng được tính theo mq và eq ở công thức (8), độ lệch điện áp so với định mức được tính ở 
Bảng 3, ta thấy sai lệch điện áp là rất nhỏ. Điều này có được là do bộ điều khiển đề xuất có thể 
điều khiển thay đổi độ dốc đường đặc tính công suất khi tải thay đổi. Theo Hình 3b, nếu không 
thay đổi độ dốc của đường đặc tính công suất khi tải thay đổi thì ứng với một độ lệch công suất 
 Q sẽ cho một độ lệch điện áp tương ứng V, và khi tải thay đổi nhiều thì V sẽ lớn. 
0 1 2 3 4 5 6 7 8-4000
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
(a) t(s)
ep (W)
0 1 2 3 4 5 6 7 80
0.5
1
1.5
2x 10
-4
mp
(b) t(s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
49.96
49.98
50
50.02
50.04
50.06
50.08
f(Hz)
(c) t(s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8-15
-10
-5
0
5
10
(d) t(s)
eq(Var)
0 1 2 3 4 5 6 7 81.2
1.4
1.6
1.8
2x 10
-4
mq
(e) t(s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8309.998
309.999
310
310.001
310.002
310.003
 Vcref(V)
(f) t(s)
Điều chỉnh điện áp và tần số dựa trên cơ sở điều khiển droop cho các bộ nghịch lưu 
137 
Hình 12. Dạng sóng và phổ của điện áp và dòng điện qua tải 
Hình 12 cho thấy phương pháp điều khiển droop-fuzzy logic đề xuất cho đáp ứng động 
học tốt ngay khi tải thay đổi, dòng và áp ổn định tốt trở lại ngay sau khi tải thay đổi. Tổng độ 
méo dạng sóng hài (THD) của dòng điện qua tải và điện áp đặt lên tải là 0,39%. 
Hình 13. Công suất ngõ ra của 2 bộ nghịch lưu 
Hình 13 cho thấy phương pháp điều khiển droop - fuzzy logic đề xuất có khả năng chia 
công suất chính xác ngay cả khi tải thay đổi đột ngột. 
Bảng 3 thể hiện sự so sánh về kết quả chia công suất của phương pháp droop truyền 
thống và droop–fuzzy logic. 
Bảng 3. Kết quả cho độ lệch tần số và điện áp so với giá trị định mức 
Thông số tải 
Độ lệch tần số tham chiếu ở ngõ ra của 
bộ điều khiển so với tần số định mức 
(Hz) 
Độ lệch điện áp tham chiếu ở ngõ ra 
của bộ điều khiển so với điện áp định 
mức (V) 
Droop-fuzzy logic Droop truyền thống Droop-fuzzy logic 
Droop truyền 
thống 
Z1 = 30 + j0,1256 () 
(từ 0 s đến 6 s) 
∆f = 50 - 50,0276 
= -0,0276 
∆f = 50 - 49,9 
= 0,1 
∆V = 310 - 310,0016 
= -0,0016 
∆V = 310 - 309,9 
= 0,1 
Z2 = 15 + j0,06283() 
(từ 6 s trở đi) 
∆f = 50 - 49,9686 
= 0,0314 
∆f = 50 - 49,804 
= 0,196 
∆V = 310 - 309,98 
= 0,002 
∆V = 310 - 308 
= 2 
5.9 5.92 5.94 5.96 5.98 6 6.02 6.04 6.06 6.08 6.1-30
-20
-10
0
10
20
30
IL(A)
t(s)
5.9 5.92 5.94 5.96 5.98 6 6.02 6.04 6.06 6.08 6.1-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
VL(V)
t(s)
0 1 2 3 4 5 6 7 80
1000
2000
3000
4000
5000
P(W)
t(s)
P1=P2
0 1 2 3 4 5 6 7 80
10
20
30
t(s)
Q(Var)
Q1=Q2
Lê Thành Tới, Phạm Thị Xuân Hoa, Hoàng Đắc Huy 
138 
4. KẾT LUẬN 
Nghiên cứu này đã đề xuất phương pháp điều khiển droop-fuzzy logic, bộ điều khiển này 
đã điều khiển được 2 hoặc nhiều bộ nghịch lưu kết nối song song trong microgrid độc lập. Các 
kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp này đã giảm thiểu được độ lệch điện áp và tần số so 
với định mức khi tải thay đổi đột ngột, cải thiện được chất lượng điện cung cấp cho tải, cho 
đáp ứng động học tốt và đảm bảo chia đều công suất tải cho các bộ nghịch lưu. Phương pháp 
này đã khắc phục được nhược điểm của các phương pháp droop truyền thống hay cải tiến trước 
đây ở chỗ: độ dốc của đường đặc tính công suất luôn giữ cố định, nên khi tải thay đổi thì không 
điều chỉnh được độ lệch điện áp và tần số để nâng cao chất lượng điện năng. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Cristina Guzman, Alben Cardenas, Kodjo Agbossou. - Hardware implementation of 
droop control for isolated AC microgrids, IEEE Electrical Power and Energy 
Conference (2012) 265-274. 
2. Yasser Abdel-Rady Ibrahim Mohamed, Ehab F. El-Saadany. - Adaptive decentralized 
droop controller to preserve power sharing stability of paralleled inverters in 
distributed generation microgrids, IEEE Transactions on Power Electronics 23 (6) 
(2008) 2806–2816. 
3. Vandoorn T. L., Renders B., Degroote L., Meersman B., Vandevelde L. - Active load 
control in islanded microgrids based on the grid voltage, IEEE Transactions on 
Smart Grid 2 (1) (2011) 139–151. 
4. Jie Feng Hu, Jian Guo Zhu, Glenn Platt. - A droop control strategy of parallel-
inverter-based microgrid, International Conference on Applied Superconductivity 
and Electromagnetic Devices, Sydney (2011) 141–152. 
5. Hassan Bevrani, Shoresh Shokoohi. - An intelligent droop control for simultaneous 
voltage and frequency regulation in islanded microgrids, IEEE Transactions on Smart 
Grid 4 (3) (2013) 423–434. 
6. Joan Rocabert, Alvaro Luna, Frede Blaabjerg, Pedro Rodríguez. - Control of power 
converters in AC microgrids, IEEE Transactions on Power Electronics 27 (11) 
(2012) 4734–4749. 
7. Alireza Kahrobaeian and Yasser Abdel-Rady I. Mohamed. - Suppression of interaction 
dynamics in DG converter-based microgrids via robust system-oriented control 
approach, IEEE Transactions on Smart Grid 3 (4) (2012) 1800–1811. 
8. Saleh Ahmadi, Shoresh Shokoohi, Hassan Bevrani. - A fuzzy logic-based droop 
control for simultaneous voltage and frequency regulation in an AC microgrid, 
International Journal of Electrical Power & Energy Systems 64 (2015) 148–155. 
9. Meiqin Mao, Kai Shen, Liuchen Chang. - Accurate output power control of inverters for 
microgrids based on local measurement, 4th IEEE International Symposium on Power 
Electronics for Distributed Generation System (PEDG), Rogers, USA (2013) 1–7. 
10. Du Yan, Liuchen Chang, Meiqin Mao, Jianhui Su, Ning Liu. - Improved droop 
controller for microgrid inverter considering the line impedance mismatching, 
International Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE ASIA) 
(2014) 2668–2672. 
Lê Thành Tới, Phạm Thị Xuân Hoa, Hoàng Đắc Huy 
138 
4. KẾT LUẬN 
Nghiên cứu này đã đề xuất phương pháp điều khiển droop-fuzzy logic, bộ điều khiển này 
đã điều khiển được 2 hoặc nhiều bộ nghịch lưu kết nối song song trong microgrid độc lập. Các 
kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp này đã giảm thiểu được độ lệch điện áp và tần số so 
với định mức khi tải thay đổi đột ngột, cải thiện được chất lượng điện cung cấp cho tải, cho 
đáp ứng động học tốt và đảm bảo chia đều công suất tải cho các bộ nghịch lưu. Phương pháp 
này đã khắc phục được nhược điểm của các phương pháp droop truyền thống hay cải tiến trước 
đây ở chỗ: độ dốc của đường đặc tính công suất luôn giữ cố định, nên khi tải thay đổi thì không 
điều chỉnh được độ lệch điện áp và tần số để nâng cao chất lượng điện năng. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Cristina Guzman, Alben Cardenas, Kodjo Agbossou. - Hardware implementation of 
droop control for isolated AC microgrids, IEEE Electrical Power and Energy 
Conference (2012) 265-274. 
2. Yasser Abdel-Rady Ibrahim Mohamed, Ehab F. El-Saadany. - Adaptive decentralized 
droop controller to preserve power sharing stability of paralleled inverters in 
distributed generation microgrids, IEEE Transactions on Power Electronics 23 (6) 
(2008) 2806–2816. 
3. Vandoorn T. L., Renders B., Degroote L., Meersman B., Vandevelde L. - Active load 
control in islanded microgrids based on the grid voltage, IEEE Transactions on 
Smart Grid 2 (1) (2011) 139–151. 
4. Jie Feng Hu, Jian Guo Zhu, Glenn Platt. - A droop control strategy of parallel-
inverter-based microgrid, International Conference on Applied Superconductivity 
and Electromagnetic Devices, Sydney (2011) 141–152. 
5. Hassan Bevrani, Shoresh Shokoohi. - An intelligent droop control for simultaneous 
voltage and frequency regulation in islanded microgrids, IEEE Transactions on Smart 
Grid 4 (3) (2013) 423–434. 
6. Joan Rocabert, Alvaro Luna, Frede Blaabjerg, Pedro Rodríguez. - Control of power 
converters in AC microgrids, IEEE Transactions on Power Electronics 27 (11) 
(2012) 4734–4749. 
7. Alireza Kahrobaeian and Yasser Abdel-Rady I. Mohamed. - Suppression of interaction 
dynamics in DG converter-based microgrids via robust system-oriented control 
approach, IEEE Transactions on Smart Grid 3 (4) (2012) 1800–1811. 
8. Saleh Ahmadi, Shoresh Shokoohi, Hassan Bevrani. - A fuzzy logic-based droop 
control for simultaneous voltage and frequency regulation in an AC microgrid, 
International Journal of Electrical Power & Energy Systems 64 (2015) 148–155. 
9. Meiqin Mao, Kai Shen, Liuchen Chang. - Accurate output power control of inverters for 
microgrids based on local measurement, 4th IEEE International Symposium on Power 
Electronics for Distributed Generation System (PEDG), Rogers, USA (2013) 1–7. 
10. Du Yan, Liuchen Chang, Meiqin Mao, Jianhui Su, Ning Liu. - Improved droop 
controller for microgrid inverter considering the line impedance mismatching, 
International Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE ASIA) 
(2014) 2668–2672. 
Điều chỉnh điện áp và tần số dựa trên cơ sở điều khiển droop cho các bộ nghịch lưu 
139 
11. Prodanovic M., Green T. C., and Mansir H. - A survey of control methods for three-
phase inverters in parallel connection, 8th International Conference on Power Electronics 
and Variable Speed Drives (IEE Conf. Publ. No. 475), London (2000) 472–477. 
12. Siri K., Lee C. Q., Wu T. F. - Current distribution control for parallel connected converters, 
IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems 28 (3) (1992) 841–851. 
13. Phạm Thị Xuân Hoa, Nguyễn Minh Huy. - Phương pháp điều khiển sliding mode và 
droop control cho các bộ nghịch lưu trong microgrid, Tạp chí Phát triển Khoa học và 
Công nghệ - ĐHQG-HCM 19 (K2) (2016) 40–50. 
14. Lê Minh Phương, Hoàng Võ Đức Duy, Phạm Thị Xuân Hoa, Nguyễn Minh Huy. -
New adaptive droop control with combined line impedance estimation method for 
parallel inverters, Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ - ĐHQG-HCM 19 (K7) 
(2016) 45–64. 
15. Lê Minh Phương, Nguyễn Minh Huy, Phạm Thị Xuân Hoa, Trần Quang Thọ. - Phân 
tích thiết kế sơ đồ điều khiển droop mới các bộ nghịch lưu kết nối song song trong 
microgrid độc lập, Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ - ĐHQG-HCM 19 
(K2) (2016) 5–19. 
ABSTRACT 
ADJUSTING THE VOLTAGE AND FREQUENCY BASED ON DROOP CONTROL 
FOR PARALLEL INVERTERS IN MICROGRIDS 
Le Thanh Toi, Pham Thi Xuan Hoa*, Hoang Dac Huy 
Ho Chi Minh City University of Food Industry 
*Email: hoaptx@cntp.edu.vn 
Droop control for load sharing between parallel inverters is one of the power sharing 
methods popular today because of its advantages compared with other methods. Some 
articles have presented traditional and improved droop control method. However, most 
studies aim at only load sharing for the inverters but not reducing the voltage and frequency 
deviation to improve power quality. Therefore, this paper shows the adjustment of the 
voltage and frequency method based on fuzzy logic with the aim to minimize the voltage and 
frequency deviation for improvement of power quality in microgrids. This controller consists 
of a droop combined with fuzzy logic to control changes of the slope of the power curve 
when the load changes, thereby the voltage and frequency deviation could be adjusted. This 
proposed control method is called the droop-fuzzy logic control method. Experimental 
results confirm the validity of the proposed control. 
Keywords: Droop control, fuzzy logic, inverters, microgrid, power sharing.