Nghiên cứu, đánh giá hiệu quả các phương pháp điều khiển bộ khôi phục điện áp động (DVR) để bù lồi/lõm điện áp ngắn hạn trong lưới điện phân phối

 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số 48.2018 42
KHOA HỌC
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CÁC PHƯƠNG PHÁP 
ĐIỀU KHIỂN BỘ KHÔI PHỤC ĐIỆN ÁP ĐỘNG (DVR) ĐỂ BÙ 
LỒI/LÕM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 
ANALYSIS, EFFECTIVE EVALUATION OF CONTROL METHODS FOR DYNAMIC VOLTAGE RESTORER (DVR) 
TO COMPENSATION VOLTAGE SWELL/SAG IN ELECTRICAL POWER NETWORK 
Trần Duy Trinh1, Võ Tiến Trung1, 
Nguyễn Minh Thư1, Nguyễn Quang Thuấn2 
TÓM TẮT 
Bài viết trình bày các ảnh hưởng của lồi/lõm điện áp ngắn, nguyên nhân và 
cách khắc phục nó bằng việc sử dụng bộ khôi phục điện áp động (DVR). Ba 
phương pháp điều khiển cho DVR được phân tích làm rõ về đặc điểm và các ưu, 
nhược điểm của từng phương pháp trong việc bù lồi/lõm điện áp ngắn trên lưới 
điện 3 pha, trong điều kiện điện áp lồi/lõm có dịch góc pha và không dịch góc 
pha. Kết quả này sẽ làm cơ sở cho việc xây dựng cấu trúc và thuật toán điều khiển 
của DVR. Cuối cùng là một thiết kế mô phỏng để minh chứng các đặc điểm và 
tính chất của các phương pháp trên. 
Từ khóa: Lồi/lõm điện áp, Bộ khôi phục điện áp động. Bù lồi/lõm điện áp. 
ABSTRACT 
This paper present the effects of swell/sag (dip) votage short-duration, the 
causes and solutions by using dynamic voltage restorer (DVR). Three 
compensation methods for DVRs are analyzed to clarify the advantages and 
disadvantages of each method of compensating swell/sag (dip) votage short-
duration in three-phase electrical power network with the phase angle. This 
results is the basis for building the structure and control algorithm in the DVR. A 
modelling simulation is designedto demonstrates the characteristics and 
properties the compensation methods of DVR. 
Keywords: Sag(dip) voltage, Swell voltage, Dynamic Voltage Restorer, 
swell/sag (dip) votage short-duration. 
1Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Kỹ thuật Vinh 
2Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội 
Mobil: 0913258858 
Email: votientrung.vut@gmail.com 
Ngày nhận bài: 15/6/2018 
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 15/8/2018 
Ngày chấp nhận đăng: 21/8/2018 
Phản biện khoa học: PGS. TS. Trịnh Trọng Chưởng 
1. GIỚI THIỆU 
Sơ đồ cấu trúc lưới điện có kết nối DVR để bảo vệ tải 
nhạy cảm như trên hình 1 [5]. 
Hình 1. DVR bảo vệ một tải nhạy cảm [1] 
Giả sử một sự cố ngắn mạch xảy ra tại điểm A hình 1, 
điện áp tại A bị giảm xuống 0V, điện áp tại điểm B cũng sẽ 
bị giảm xuống khoảng 64% [1]. Với điều kiện này chắc chắn 
bất kỳ tải nhạy cảm nào cũng sẽ bị ảnh hưởng với lõm điện 
áp. Để đảm bảo cho tải nhạy cảm tiếp tục hoạt động, một 
DVR được lắp đặt tại điểm nối chung (PCC). Điện áp tại PCC 
sẽ được duy trì ở giá trị định mức do có sự hiện diện của 
DVR. Điều này có nghĩa là khi một lõm điện áp xảy ra, một 
bộ khôi phục điện áp lõm tự động phát hiện và bơm vào 
các thành phần điện áp để bù lại một phần hoặc toàn bộ 
lượng điện áp bị mất do sự cố, nhằm duy trì độ lớn cũng 
như góc pha của điện áp lưới, đảm bảo cho tải hoạt động 
bình thường. 
Cấu trúc các thành phần của một DVR được mô tả ở sơ 
đồ một dây hình 2, trong đó bao gồm: bộ biến đổi VSC; bộ 
lọc LC; hệ thống lưu trữ năng lượng ES; tụ phía một chiều 
DC-Link; máy biến áp nối tiếp Tr_NT. 
SCIENCE TECHNOLOGY 
Số 48.2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 43
Hình 2. Sơ đồ bộ biến VSC và bộ lọc LC nối lưới 
Bộ biến đổi VSC được đại diện như một nguồn áp uinv. 
Bộ lọc LC được đại diện bởi các thành phần điện trở Rf, điện 
cảm Lf và tụ điện Cf. Nguồn điện lưới được mô tả bởi một 
nguồn điện áp ug nối tiếp với điện trở, điện kháng của lưới 
Rs,Ls. Máy biến áp nối tiếp được giả thiết như máy biến áp lý 
tưởng nên đại diện cho nó bởi thành phần Lt, Rt. Tải được 
đại diện bởi thành phần điện trở RL, điện cảm LL. 
Về cơ bản, DVR làm việc như một nguồn áp nối tiếp, có 
độ lớn, góc pha và tần số có thể điều chỉnh được, trong đó 
ug(t) là điện áp lưới, uinj(t) là điện áp chèn vào từ DVR và uL(t) 
là điện áp tải (Hình 3). 
Hình 3. Sơ đồ mô tả nguyên tắc hoạt động của DVR [1,2] 
Mục tiêu của DVR là khôi phục điện áp trên tải theo giá 
trị mong muốn để tải nhạy cảm không bị sự cố khi gặp phải 
tác động của lồi/lõm điện áp từ lưới nguồn cung cấp. Vì vậy 
hệ thống điều khiển DVR có nhiệm vụ tạo ra giá trị điện áp 
chèn vào lưới uinj(t) với biên độ, tần số và góc pha để thỏa 
mãn mục tiêu điều chỉnh đó. 
2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN DVR 
Có 3 phương pháp điều khiển DVR cơ bản để tạo ra điện 
áp chèn vào lưới (uịnj), bao gồm: Phương pháp “Bù trước 
lõm”; phương pháp “Bù đồng pha”; phương pháp “Bù tối 
ưu năng lượng”. 
Để thống nhất các thuật ngữ trong bài viết tác giả đã 
dùng từ “lõm điện áp” tương ứng với “giảm điện áp”. 
2.1. Phương pháp “Bù trước lõm” 
Là đảm bảo cho điện áp tải sau khi phục hồi U’L được tính 
toán để đồng pha với điện áp trước khi lõm US-Presag [1,5]. 
Trên hình 4 là đồ thị vector cho biết nguyên lý của 
phương pháp "Bù trước lõm". Khi hệ thống điện hoạt động 
trong điều kiện bình thường, độ lớn điện áp nguồn cung 
cấp Us được xác định như điện áp trước lõm và được ký hiệu 
US-presag. Trong trường hợp này, DVR không chèn bất kỳ điện 
áp nào vào lưới điện, điện áp tải ULvà điện áp nguồn cung 
cấp sẽ được xem là bằng nhau. Khi xảy ra sự cố lõm điện áp, 
độ lớn và góc pha của điện áp nguồn cung cấp có thể thay 
đổi và gọi là điện áp trong khi lõm được ký hiệu là Uspost,sag , 
khi đó DVR hoạt động và tạo ra một điện áp Uinj để chèn 
vào lưới, điện áp này được gọi là điện áp chèn vào và được 
ký hiệu là Uinj. Nếu lõm điện áp được bù đủ bởi DVR, thì 
điện áp tải sẽ bằng điện áp trước khi lõm US-presag. 
Hình 4. Đồ thị vector của phương pháp"Bù trước lõm" [1,2] 
Trên hình 4 các vector được ký hiệu như sau: Us-Postsag là 
vector điện áp nguồn trong khi lõm, US-Presag là vector điện 
áp nguồn trước khi lõm, Uinj là vector điện áp được chèn vào 
bởi DVR, UL là vector điện áp tải định mức, UL’ là vector điện 
áp tải sau khi được phục hồi, IL là dòng điện tải; IL’dòng điện 
tải sau khi phục hồi, θS-postsag là góc pha trong khi lõm, θS-
Presag là góc pha trước khi lõm, θinj góc của điện áp chèn vào 
của DVR,  góc dịch pha trong khi lõm ( = θS-postsag - θS-Presag). 
Phương pháp "Bù trước lõm" có khả năng bù cả độ lớn 
điện áp và góc pha. Trong kỹ thuật này, điện áp Uinj do DVR 
phát ra được tính toán trong hai trường hợp: 
- Trường hợp lõm điện áp không có dịch góc pha δ = 0 
biên độ điện áp Uinj bằng hiệu giữa độ lớn điện áp nguồn 
trước khi lõm US-presag và điện áp nguồn trong khi lõm 
US-postsag: 
inj esag ostsag S pr S PU U U (1) 
- Trường hợp các lõm điện áp có dịch góc pha δ ≠ 0, độ 
lớn điện áp Uinj tăng khi góc giảm δ tăng và có thể tính nó 
từ công thức: 
inj Presag P sag Presag P sag P sag Pr sag. s( )  
2 2
S S ost S S ost S ost S eU U U 2U U co (2 ) 
Góc pha được tính toán để tạo ra vector điện áp chèn 
vào đảm bảo mục tiêu của chiến lược được xác định theo 
biểu thức: 

 
 
S Presag S Presag1
inj
S Presag S Presag S Postsag S Postsag
U sin( )
tan
U cos( ) U .cos( )
 (3) 
Công suất tác dụng cần thiết bơm vào lưới khi sử dụng 
phương pháp này được xác định theo biểu thức: 
inj ( )  inj L L injP 3 U I cos (4) 
 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số 48.2018 44
KHOA HỌC
Từ (4) cho biết công suất Pinj phụ thuộc vào các tham số 
độ lớn điện áp chèn vào, góc pha inj và còn phụ thuộc vào 
góc pha L và IL, tức là phụ thuộc vào công suất tải và đặc 
tính của từng loại phụ tải khác nhau. 
Phương pháp này được coi là phương pháp bù tốt nhất, 
nó cho kết quả về sự biến dạng sóng điện áp tải thấp, 
do điện áp tải được bù không bị thay đổi cả độ lớn và góc 
pha so với điện áp trước khi lõm xảy ra. Tuy nhiên, phương 
pháp điều khiển này có độ lớn điện áp chèn vào tương đối 
lớn, dẫn đến một lượng công suất tác dụng Pinj khá lớn 
tương ứng được sử dụng để bơm vào lưới. Chiê ́n lược "Bù 
trước lõm" được áp dụng phù hợp nhất trong trường hợp 
có tải đặc biệt nhạy cảm với sự thay đổi của góc pha và độ 
lớn điện áp (ví dụ: các bộ biến tần, hệ thống thông tin công 
nghiệp, thiết bị lập trình PLC). 
2.2. Phương pháp "Bù đồng pha" 
Là đảm bảo điện áp tải sau khi phục hồi U’L đồng pha 
với điện áp nguồn trong khi lõm US-Postsag, [1,5]. Trên hình 5 
là đồ thị vector cho biết nguyên lý của phương pháp “Bù 
đồng pha”. 
Hình 5. Đồ thị phasor của phương pháp "Bù đồng pha" [5] 
Nếu một lõm điện áp xảy ra thì hệ thống bù sử dụng 
phương pháp "Bù trước lõm" sẽ phát ra điện áp tương tự 
như điện áp trong khi lõm nhưng có độ lớn và góc pha 
được xác định theo các biểu thức sau: 
- Độ lớn điện áp được chèn vào: 
inj esag ostsag S pr S PU U U 
(5) 
- Góc pha điện áp chèn vào: 
'
inj ostsag   S P LU (6) 
- Công suất cần thiết chèn vào được xác định theo biểu 
thức sau: 
inj ( ) inj L LP 3 U I cos (7) 
sup s ( ) ply S Po tsag L LP 3 U I cos (8) 
Một trong những ưu điểm của phương pháp này là độ 
lớn của điện áp chèn vào được giảm so với chiến lược 
''Trước lõm'' cho một lõm điện áp vì không phải bù góc 
pha, do vâ ̣y làm giảm bớt yêu cầu bơm vào công suất tác 
dụng Pinj. Hạn chế của phương pháp điều khiển này là, 
nếu xảy ra một lõm điện áp mà gây ra một góc dịch pha 
() trong điện áp lưới thì điện áp tải được bù sẽ chịu cùng 
một giá trị của góc dịch pha đó, tức là sự biến dạng điện 
áp/dòng điện do góc pha thay đổi là không được giảm 
thiểu. Do vậy, hoạt động của các tải nhạy cảm với sự 
thay đổi góc pha có thể bị ảnh hưởng, vì thế phương 
pháp này không phù hợp cho việc bù các tải nhạy cảm 
với góc dịch pha. 
2.3. Phương pháp “Bù tối ưu năng lượng” 
Là đảm bảo góc pha của điện áp sau khi phục hồi U’L 
được xác định trên cơ sở của điều kiện Pinj = 0 hoặc dPinj/d = 0 
[1,5]. 
Đồ thị vector của phương pháp “Bù tối ưu năng lượng” 
được minh họa trong hình 6. 
Hình 6. Đồ thị phasor của phương pháp “Bù tối ưu năng lượng”[1,5] 
Trong phương pháp điều khiển đặc biệt này việc sử 
dụng công suất tác dụng có thể thấp nhất (hoặc bằng 
không) và cần phân biệt hai trường hợp sau đây: 
- Trường hợp thứ nhất đề cập đến độ lớn lõm điện áp: 
Nếu độ lớn của điện áp lõm US-Postsag> U’L.cos L, ( L là góc 
pha công suất tải). Khi đó có thể điều khiển vectơ điện áp 
chèn vào Uinj vuông góc với vectơ dòng điện tải I'L để độ lớn 
điện áp tải nhận được UL = U'L, (Ơ ̉ đây có thể xem điện áp 
U'L bbằng điện áp định mức tải) và góc dịch bằng góc lựa 
chọn tối ưu là = opt, được xác định theo biểu thức sau 
[1,5]: 
s
os . s
  
L
opt L L
S Pa tsag
Uarcc co
U
 (9) 
Lúc này chỉ cần bơm công suất phản kháng vào lưới, do 
đó sẽ không có bất kỳ lo ngại về khả năng lưu trữ năng 
lượng và thời gian bù, như vậy chúng ta có khả năng phục 
hồi lại điện áp tải với công suất tác dụng Pinj = 0. 
- Trường hợp thứ hai là trường hợp không có giới hạn 
nào cả, khi đó điện áp chèn vào có thể được tính toán với 
độ lớn điện áp theo công thức [5]: 
' ' ' ' '
P sag P sag P sag
inj
' ' ' ' '
P sag P sag
. s( )
s( )
2 2
L S ost L S ost L S ost L L
2 2 2
L S ost L L S ost L L
U U 2UU co khi U U cos
U
U sin U U co khi U U cos
(10) 
SCIENCE TECHNOLOGY 
Số 48.2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 45
Còn góc sớm pha β được xác định bằng: 
'
P sag' ' '
P sag' '
P sag
' ' '
P sag P sag
arcsin( sin / )
. s( )
/ ar os( cos / )
 
2 2
L S ost
L S ost L L2
L S ost L
L S ost S ost L L
U U
U khi U U cos
2UU co
2 cc U 2U khi U U cos
(11) 
Công suất tác dụng hệ thống bơm vào lưới: 
' '
P sag P sag
inj '
P sag
s s( ) 
  
L L L S ost L L S ost L L
S ost L L
UI co 2U I co khi U U cos
P
0 khi U U cos
 (12) 
Bên cạnh những lợi thế rất lớn của chiến lược trong 
trường hợp một là không đòi hỏi công suất tác dụng, trong 
phương pháp thứ ba này tồn tại hai nhược điểm lớn đó 
là sự biến dạng góc pha và biên độ điện áp chèn vào là khá 
cao. Hơn nữa, việc bù với thành phần công suất phản 
kháng thuần túy chỉ có thể dành cho các lõm cạn. Nếu một 
lõm sâu xảy ra, một phần công suất tác dụng cần thiết 
được cung cấ, trong một trường hợp lõm xấu nhất nó sẽ 
trở thành như bù "Bù trước lõm". 
3. ĐIỀU KHIỂN DVR BÙ LỒI/LÕM ĐIỆN ÁP NGẮN TRÊN 
LƯỚI ĐIỆN 3 PHA 
Đối với các hệ thống ba pha, các sự cố lồi/lõm điện áp 
ngắn xảy ra có thể là lồi/lõm điện áp cân bằng cũng có thể 
là không cân bằng. Một cuộc khảo sát bởi EPRI [1,2] cho 
thấy có tới 68% là các sự cố một pha, 19% sự cố hai pha và 
13% là sự cố ba pha, qua đó có đến 87% là các sự cố không 
đối xứng. Khi xuất hiện một sự cố không đối xứng dẫn đến 
xuất hiện các lõm điện áp không cân bằng trên lưới điện, 
khi đó điện áp trên lưới ngoài thành phần thứ tự thuận còn 
xuất hiện cả thành phần thứ tự nghịch và thứ tự không, độ 
sâu lõm điện áp cũng như thời gian tồn tại lõm trên các pha 
không giống nhau, dịch góc pha trên các pha điện áp trong 
sự cố lõm điện áp cũng có thể khác nhau trên cả ba pha. 
Hình 7 là sơ đồ vector mô tả ba phương pháp tạo điện 
áp chèn vào trên lưới điện ba pha. Các vector được ký hiệu 
trên hình: Us1, Us2, Us3 là các vector điện áp pha nguồn bị 
lõm, UL1, UL2, UL3 là các vector điện áp pha tải, Uinj1, Uinj2, Uinj3 
là các vector điện áp pha chèn vào lưới, IL1, IL2, IL3 là các 
vector dòng điện pha của tải. 
(a) 
(b) 
(c) 
Hình 7. Sơ đồ vector mô tả ba phương pháp tạo điện áp chèn vào trên lưới 
điện ba pha a) "Bù trước lõm", b) "Bù đồng pha" và c) “Bù tối ưu năng lượng” 
Các phương pháp điều khiển cho DVR để bù lồi/lõm điện 
áp ngắn trên lưới điện 3 pha cơ bản được dựa trên 3 phương 
pháp đã trình bày ở trên, tuy nhiên có những khác biệt: 
- Việc bù điện áp phải được thực hiện đồng bộ trên cả ba 
pha. Tuy nhiên, vì trong một sự cố lồi/lõm điện áp thì độ lớn 
và góc pha có thể khác nhau, dẫn đến việc tính toán độ lớn 
điện áp bù và góc pha bù trên môi pha là khác nhau. Do vậy, 
nguyên lý điều khiển vector có thể được áp dụng để xây 
dựng thuật toán cho DVR trên lưới điện 3 pha là phù hợp. 
- Khâu đồng bộ điện áp lưới hết sức quan trọng, việc xác 
định được góc pha trước và trong khi xảy ra lồi, lõm điện áp 
để đồng bộ điện áp chèn vào của DVR và điện áp lưới là hết 
sức quan trọng. Việc này các phương pháp đồng bộ thông 
thường khó thực hiện mà phải cần đến phương pháp đồng 
bộ lưới bằng vòng khóa pha (PLL). Trong giới hạn bài báo 
này tác giả sẽ không đề cập sâu về khâu đồng bộ. 
- Các thành phần thứ tự nghịch và thứ tự không cần 
phải được xử lý nếu có một sự cố lồi/lõm điện áp không cân 
bằng xảy ra. Việc này cần có một thuật toán điều khiển phù 
hợp dựa trên các nguyên lý điều khiển ở trên. 
4. MÔ PHỎNG KIỂM TRA CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU 
KHIỂN DVR 
Trên hình 8 là mô hình Simulink của hệ thống DVR kết 
nối lưới điện 3 pha, trong đó các phần tử hệ thống được 
 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số 48.2018 46
KHOA HỌC
mô hình hóa là: Nguồn điện 3 pha với điện áp 230V; điện 
trở điện kháng lưới Rg, Lg; Hệ thống đo lường điện áp và 
dòng điện 3 pha (CB); Tải (có thể tải nhạy cảm hoặc tải 
thường). Bộ khôi phục điện áp động (DVR) gồm có: Máy 
biến áp nối tiếp Tr-NT; Bộ biến đổi SVC; Hệ thống lưu trữ 
năng lượng; bộ lọc LC. Các tham số cơ bản của mô hình cho 
trong bảng 1. 
Bảng 1. Các tham số cơ bản của mô hình mô phỏng 
TT Mô tả Giá trị định mức 
1 Tải định mức 10kVA 
2 Công suất định mức của DVR 5 kVA 
3 Điện áp tải 230V 
4 Điện áp DVR 0 - 115V 
5 Điện áp phía DC-link 560V 
6 Tần số nguồn 50Hz 
7 Tần số chuyển mạch 5kHz 
Hình 8. Mô hình mô phỏng Matlab/Simulink hệ thống DVR kết nối lưới điện 
3 pha 
4.1. Phương pháp điều khiển “Bù trước lõm” áp dụng 
cho bù Lồi/lõm điện áp của DVR 
Hình 9a là dạng điện áp nguồn (us) bị sụt giảm trong 
khoảng 0,03s đến 0,05s với độ lớn điện áp 50% và không 
dịch góc pha. Trong khoảng 0,05s đến 0,07s với sụt giảm 
điện áp 50% và dịch góc pha -300. 
Hình 9a. Điện áp nguồn (us) 
Hình 9b là dạng điện áp chèn vào (uinj) của DVR trong 
khoảng 0,03s đến 0,05s với sụt khi không dịch góc pha và 
khi có dịch góc pha -300 trong khoảng 0,05s đến 0,07s. 
Hình 9b. Điện áp chèn vào (uinj) của DVR 
Hình 9c là dạng điện áp tải (uL) đã được khôi phục bởi 
DVR trong khoảng 0,03s đến 0,05s với sụt giảm điện áp 
50% và không dịch góc pha. Điện áp tải (uL) đã được khôi 
phục bởi DVR trong khoảng 0,05s đến 0,07s với sụt giảm 
điện áp 50% và dịch góc pha -300. 
Hình 9c. Điện áp tải (uL) 
Hình 9d là dạng công suất tác dụng (Pinj) bơm vào bởi 
DVR trong khoảng 0,03s đến 0,05s khi điện áp nguồn us 
giảm 50%. Dạng công suất tác dụng bơm vào (Pinj) bởi DVR 
khi điện áp nguồn us bị giảm 50% và dịch góc pha -300 
trong khoảng 0,05s đến 0,07. 
Hình 9d. Công suất tác dụng (Pinj) bơm vào bởi DVR 
Nhận xét: Thông qua kết quả mô phỏng cho thấy 
phương pháp điều khiển “Bù trước lõm” đã đạt được các 
kết quả như sau: 
- Đảm bảo được điện áp cấp cho tải nhạy cảm với giá trị 
mong muốn, bằng việc chèn vào một giá trị điện áp có độ 
lớn và góc pha phù hợp. 
- Mặc dù điện áp nguồn (us) bị giảm và dịch góc pha 
nhưng điện áp trên tải đạt được giá trị mong muốn và góc 
pha trên tải vẩn đảm bảo bằng góc pha của điện áp nguồn 
trước khi xãy ra sụt giảm (góc pha trước khi - trong khi - sau 
khi không thay đổi). 
- Thời gian bù nhanh chóng, chưa đến 1/2 chu kỳ (0,01s) 
đã thực hiện bù đủ. 
- Công suất tác dụng bơm vào lưới của DVR khi bù điện 
áp trong điều kiện không dịch góc pha (thời gian từ 0,03 
đến 0,05) có giá trị nhỏ hơn công suất tác dụng khi bù có 
dịch góc pha (thời gian từ 0,05 đến 0,07). 
SCIENCE TECHNOLOGY 
Số 48.2018 ● Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 47
4.2. Phương pháp điều khiển “Bù đồng pha” áp dụng 
cho bù lồi/lõm điện áp của DVR 
Hình 10a là dạng điện áp lưới (ug) bị sụt giảm trong 
khoảng 0,03s đến 0,05s với sụt giảm điện áp 50% và không 
dịch góc pha. Trong khoảng 0,05s đến 0,07s với sụt giảm 
điện áp 50% và dịch góc pha -300. 
Hình 10a. Điện áp lưới (ug) 
Hình 10b là dạng điện áp chèn vào (uinj) của DVR trong 
khoảng 0,03s đến 0,05s với sụt giảm điện áp 50% và 
không dịch góc pha. Điện áp chèn vào (Uinj) của DVR trong 
khoảng 0,05s đến 0,07s với sụt giảm điện áp 50% và dịch 
góc pha -300. 
Hình 10b. Điện áp chèn vào (uinj)của DVR 
Hình 10c là dạng điện áp tải (uL) đã được khôi phục bởi 
DVR trong khoảng 0,03s đến 0,05s với sụt giảm điện áp 
50% và không dịch góc pha. Điện áp tải (uL) đã được khôi 
phục bởi DVR trong khoảng 0,05s đến 0,07s với sụt giảm 
điện áp 50% và dịch góc pha -300. 
Hình 10c. Điện áp tải (uL) 
Hình 10d là dạng điện áp chèn vào (Uinj) của DVR trong 
khoảng 0,03s đến 0,05s với sụt giảm điện áp 50% và 
không dịch góc pha. Điện áp chèn vào (Uinj) của DVR trong 
khoảng 0,05s đến 0,07s với sụt giảm điện áp 50% và dịch 
góc pha -300. 
Hình 10d. Công suất tác dụng (Pinj) bơm vào bởi DVR 
Nhận xét: Từ kết quả mô phỏng ở hình 10,b,c,d cho 
thấy phương pháp điều khiển bù giảm điện áp không dịch 
góc pha của DVR đã đạt được các kết quả như sau: 
- Đảm bảo được điện áp cấp cho tải nhạy cảm với giá trị 
mong muốn (điện áp tải đặt uL), bằng việc chèn vào một 
giá trị điện áp có độ lớn phù hợp. 
- Nếu điện áp nguồn (us) bị giảm và dịch góc pha thì 
điện áp trên tải đạt được giá trị mong muốn và góc pha của 
điện áp trên tải bị nhảy theo góc pha điện áp nguồn trong 
thời điểm sụt giản điện áp. 
- Thời gian bù nhanh chóng, chưa đến 1/2 chu kỳ (0,01s) 
đã thực hiện bù đủ. 
- Công suất tác dụng bơm vào lưới của DVR khi bù điện 
áp trong điều kiện không dịch góc pha (thời gian từ 0,03 
đến 0,05) có giá trị bằng công suất tác dụng khi bù có dịch 
góc pha (thời gian từ 0,05 đến 0,07). Phương pháp này 
không có khả năng bù góc pha. 
4.3. Phương pháp điều khiển cho bù lồi/lõm điện áp của 
DVR 
Hình 11a là dạng điện áp nguồn (us) bị giảm trong 
khoảng 0,03s đến 0,05s với sụt giảm điện áp 50%. Dạng 
điện áp nguồn (us) bị tăng lên 50% trong khoảng 0,05s đến 
0,07s. 
Hình 11a. Điện áp nguồn (us) 
Hình 11b là Dạng điện áp chèn vào (uinj) của DVR trong 
khoảng 0,03s đến 0,05s khi điện áp nguồn us giảm 50% và 
tăng 50% trong khoảng 0,05s đến 0,07s. 
Hình 11b. Điện áp chèn vào (uinj)của DVR 
Hình 11c là dạng điện áp tải (uL) đã được khôi phục bởi 
DVR trong khoảng 0,03s đến 0,05s khi điện áp nguồn (us) 
giảm xuống 50% và tăng 50% trong khoảng 0,05s đến 
0,07s. 
Hình 11c. Điện áp tải (uL) 
 CÔNG NGHỆ 
 Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ● Số 48.2018 48
KHOA HỌC
Hình 11d là dạng công suất tác dụng (Pinj) bơm vào bởi 
DVR trong khoảng 0,03s đến 0,05s khi điện áp nguồn us 
giảm 50% và tăng 50% trong khoảng 0,05s đến 0,07s. 
Hình 11d. Công suất tác dụng (Pinj) bơm vào bởi DVR 
Nhận xét: Kết quả mô phỏng ở hình 11a,b,c,d cho thấy 
phương pháp điều khiển bù tăng điện áp ngắn của DVR đã 
đạt được các kết quả như sau: 
- Đảm bảo được điện áp cấp cho tải nhạy cảm với giá trị 
mong muốn (điện áp tải đặt uL), bằng việc chèn vào một 
giá trị điện áp có độ lớn phù hợp và góc pha ngược 1800 với 
điện áp trên lưới. 
- Phương pháp điều khiển DVR cho bù tăng điện áp 
cũng được thực hiện cho cả trường hợp tăng điện áp có 
dịch góc pha và tăng điện áp khi không dịch góc pha. 
- Thời gian bù nhanh chóng, chưa đến 1/2 chu kỳ (0,01s) 
đã thực hiện bù đủ. 
- Công suất tác dụng bơm vào lưới của DVR khi bù tăng 
điện áp trong điều kiện không dịch góc pha có giá trị nhỏ 
hơn công suất tác dụng khi bù có dịch góc pha. Đồng thời, 
còn phụ thuộc vào mức độ tăng điện áp. 
5. KẾT LUẬN 
Bài báo phân tích 3 phương pháp điều khiển cơ bản cho 
DVR, trong đó phương pháp “Bù trước lõm” có khả năng bù 
lồi/lõm điện áp không dịch góc pha và có dịch góc pha. Tuy 
nhiên, khi bù lồi/lõm điện áp có dịch góc pha, DVR bơm 
vào lưới một lượng công suất tác dụng (Pinj) lớn hơn so với 
khi bù lồi/lõm điện áp không dịch góc pha. Với đặc điểm 
của phương pháp này, nó có thể đáp ứng hầu hết các dạng 
phụ tải nhạy cảm. Phương pháp “Bù đồng pha” chỉ có khả 
năng bù lồi/lõm điện áp không dịch góc pha, do vậy công 
suất tác dụng (Pinj) mà DVR bơm vào lưới khi sử dụng 
phương pháp “Bù đồng pha” có giá trị nhỏ hơn phương 
pháp “Bù trước lõm” trong cùng một sự cố lồi/lõm điện áp. 
Phương pháp “Bù đồng pha” không phù hợp với các tải 
nhạy cảm với góc pha, vì vậy nó có thể sử dụng phù hợp để 
bù lồi/lõm điện áp cho các phụ tải chỉ nhạy cảm với độ lớn 
điện áp. Phương pháp “Bù tối ưu năng lượng” tồn tại 
hai nhược điểm lớn đó là sự biến dạng góc pha và biên độ 
điện áp chèn vào là khá cao. Hơn nữa, việc bù với thành 
phần công suất phản kháng thuần túy chỉ có thể dành cho 
các lõm cạn. Nếu một lõm sâu xảy ra, một phần công suất 
tác dụng cần thiết phải được cung cấp, trong trường 
hợp lõm xấu nhất nó sẽ trở thành như bù “Bù trước lõm”. 
Ngoài ra phương pháp điều khiển này có phần phức tạp 
trong thực hiện vì việc chuyển đổi thuật toán điều khiển 
phải phụ thuộc và mức độ lồi/lõm của điện áp. 
Các phương pháp điều khiển DVR đã trình bày ở trên có 
thời gian bù đáp ứng tốt các yêu cầu của các tải nhạy cảm 
hiện nay. Tuy nhiên, việc vận dụng các phương pháp điều 
khiển để xây dựng cấu trúc điều khiển cho một DVR bảo vệ 
cho phụ tải, cần thiết phải có khảo sát đánh giá về đặc 
điểm nhạy cảm của tải, yêu cầu bù cũng như vị trí bù của 
tải nhạy cảm đó trên hệ thống lưới điện. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Strzelecki. Benysek, 2008. Power Electronics in Smart Electrical Energy 
Networks. © 2008 Springer-Verlag London Limited. 
[2]. Roberto chouhy Leborgne, 2005. Voltage sags characterisation and 
estimation. Chalmers University Of Technology. 
[3]. John Godsk Nielsen and Frede Blaabjerg, 2004. Control Strategies for 
Dynamic Voltage Restorer Compensating Voltage Sags with Phase Jump; by F. 
Blaabjerg on 15 November 2014. 
[4]. Trần Duy Trinh, Nguyễn Văn Liễn, Trần Trọng Minh, 2012. Giảm thiểu 
ảnh hưởng của lõm điện áp trong hệ thống điện công nghiệp bằng bộ khôi phục 
điện áp động(DVR); Tạp chí Khoa học và công nghệ, Đại học Thái nguyên, tập 122 
(08) 2014. 
[5]. Trần Duy Trinh, 2015. Nghiên cứu điều khiển bộ khôi phục điện áp động 
(DVR) để bù lõm điện áp cho phụ tải quan trọng trong xí nghiệp công nghiệp. Luận 
án tiến sĩ. Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.