Mục lục · 11 phần
Dòng DC bơm vào lưới (DC current injection) là thành phần dòng điện một chiều (DC) lẫn trong dòng điện xoay chiều (AC) do biến tần (inverter) đưa vào lưới điện, phổ biến nhất ở biến tần hòa lưới không dùng biến áp.[1][2] Về lý tưởng, đầu ra của biến tần không chứa thành phần một chiều nào.[2] Dòng DC bơm vào lưới quá mức có thể làm tăng ăn mòn thiết bị đặt ngầm và làm bão hòa máy biến áp.[3] Biểu mẫu thử G98 của Anh giới hạn dòng DC ở 0,25% dòng gốc, với dòng gốc bằng công suất đăng ký chia cho 230 V.[4] Với biến tần một pha 3,68 kW, dòng gốc là 3.680 / 230 = 16 A, nên giới hạn là 0,25% × 16 = 0,04 A, tức 40 mA. Datasheet dòng biến tần hybrid Deye SUN-3K đến SUN-6K-SG04LP1-EU in thông số này dưới dạng phần trăm: "DC Injection Current <0.5% In".[5]
Dòng định mức đầu ra dùng làm mốc tính phần trăm được giải thích ở bài Dòng điện đầu ra định mức.
Tóm tắt nhanh
| Mục | Thông tin chính |
|---|---|
| Tên tiếng Anh | DC current injection, DC injection; biên bản VDE ghi Feed-in of direct currents[6] |
| Định nghĩa | Dòng DC bơm vào lưới (DC current injection) là thành phần dòng điện một chiều (DC) lẫn trong dòng điện xoay chiều (AC) do biến tần (inverter) đưa vào lưới điện, phổ biến nhất ở biến tần hòa lưới không dùng biến áp[1][2] |
| Nguyên nhân chính | Linh kiện công suất không đồng đều, xung kích bất đối xứng, sai số cảm biến đo[7] |
| Tác hại | Bão hòa máy biến áp phân phối, tăng tổn hao, ăn mòn dây nối đất[7] |
| IEC 61727 | Không quá 1% dòng định mức đầu ra của biến tần[8] |
| IEEE 1547-2018 | Không quá 0,5%[7][17] |
| G98 và G99 (Anh) | Không quá 0,25% dòng định mức AC[10][11] |
| Cách hạn chế | Biến áp cách ly, tụ chặn DC, vòng điều khiển ép dòng DC về không[2] |
| Ví dụ datasheet | Deye SUN-3K đến SUN-6K-SG04LP1-EU: DC Injection Current <0.5% In[5] |
1. Dòng DC bơm vào lưới (DC current injection) là gì?
Dòng DC bơm vào lưới (DC current injection) là thành phần dòng điện một chiều (DC) lẫn trong dòng điện xoay chiều (AC) do biến tần (inverter) đưa vào lưới điện, phổ biến nhất ở biến tần hòa lưới không dùng biến áp.[1][2] Đầu ra của biến tần không biến áp có thể chứa thành phần dòng một chiều, và thành phần này đi vào lưới.[1] Dòng DC bơm vào lưới quá mức có thể ảnh hưởng tới các thiết bị của lưới phân phối.[1]
Thành phần một chiều nằm trong dòng điện xoay chiều
Biến tần nguồn áp một pha nối nguồn năng lượng tái tạo cỡ nhỏ vào lưới phân phối hạ áp và cấp cho lưới dòng điện hình sin.[12] Về lý tưởng, đầu ra của biến tần không chứa thành phần một chiều nào.[2] Trên thực tế, dòng điện đầu ra của biến tần có thể chứa thành phần dòng một chiều không mong muốn.[2] Các thiết bị dùng bộ biến đổi công suất trở thành nguồn dòng điện hài, trong đó có cả dòng một chiều.[1]
Vì sao biến tần không biến áp dễ bơm dòng DC vào lưới
Biến tần nối lưới không biến áp thường cho hiệu suất cao hơn loại có biến áp khoảng 1% đến 2%.[13] Đổi lại, biến tần không biến áp mất cách ly điện (galvanic isolation), và dòng DC bơm vào lưới trở thành một rủi ro.[13] Biến áp cách ly ở đầu ra là cách truyền thống và phổ biến để ngăn dòng DC đi vào lưới.[1] Khi không dùng biến áp đầu ra, biến tần phải tự ngăn dòng DC bơm vào lưới vượt giới hạn tiêu chuẩn.[12]
Dòng DC bơm vào lưới tính theo phần trăm dòng định mức
IEC 61727 lấy mốc là dòng định mức đầu ra của biến tần (rated inverter output current).[8] Biểu mẫu G98 lấy dòng gốc bằng công suất đăng ký (W) chia cho 230 V.[4] Biểu mẫu G99 ghi kết quả theo phần trăm dòng định mức AC (rated AC current).[11] Điện áp lưới dùng trong các phép tính này được giải thích ở bài Điện áp lưới định mức.
Tên gọi của dòng DC bơm vào lưới trên tài liệu kỹ thuật
Datasheet Deye ghi thông số này là "DC Injection Current".[5] Biểu mẫu G98 và G99 xếp phép thử "DC injection" vào mục chất lượng điện năng (Power quality).[10][11] Biên bản thử theo VDE-AR-N 4105:2018 gọi mục 5.2.6 là "Feed-in of direct currents".[6] Tài liệu nghiên cứu dùng các tên dc current injection, dc component và DC offset.[7][2]
Dòng DC bơm vào lưới khác tổng méo hài dòng điện THDi
Bộ biến đổi nối lưới vừa có thể sinh dòng điện hài không mong muốn, vừa có thể bơm thành phần dòng DC vào lưới.[14] Datasheet Deye SUN-3K đến SUN-6K-SG04LP1-EU in hai dòng riêng: THDi dưới 3% công suất định mức và dòng DC bơm vào lưới dưới 0,5% In.[5] Biên bản thử VDE-AR-N 4105:2018 ghi giới hạn của dòng DC ở dòng bậc 0 trong bảng hài, với mức 0,5% dòng tham chiếu.[15] Tổng méo hài dòng điện THDi được trình bày ở bài Sóng hài.
Định nghĩa ở mục 1 cho thấy dòng DC là phần không mong muốn trong dòng ra của biến tần. Mục 2 trình bày các nguyên nhân sinh ra phần dòng này.
2. Nguyên nhân sinh ra dòng DC bơm vào lưới
Dòng DC ở đầu ra biến tần sinh ra do các module công suất không đồng đều, xung kích bất đối xứng và sai số của cảm biến đo.[7] Nguyên nhân còn gồm tín hiệu điều chế độ rộng xung (PWM, Pulse Width Modulation) và tính phi tuyến của linh kiện đóng cắt.[2]
Độ trễ đóng cắt giữa các tín hiệu PWM
Quá trình đóng cắt theo xung PWM của biến tần chịu ảnh hưởng của độ trễ đóng và ngắt giữa các tín hiệu PWM.[1] Sự bất đối xứng của xung kích (asymmetry of driving pulses) là một nguyên nhân sinh ra dòng DC.[7] Tín hiệu PWM và tính phi tuyến của linh kiện đóng cắt cũng được xếp vào nhóm nguyên nhân gây lệch DC.[2]
Linh kiện công suất không đồng đều
Sự chênh lệch giữa các module công suất trong biến tần là một nguyên nhân sinh ra dòng DC.[7] Dòng lệch DC (offset current) còn đến từ sự không hoàn hảo của linh kiện trong mạch.[2]
Sai số và trôi điểm không của cảm biến dòng điện
Biến tần điều khiển dòng ra dựa trên tín hiệu phản hồi của cảm biến áp và cảm biến dòng.[2] Độ trôi của các cảm biến phản hồi này sinh ra lệch DC.[2] Cảm biến dòng có sai số tuyến tính và trôi điểm không (offset drift).[1] Tính phi tuyến và độ trôi của bộ chuyển đổi dòng và mạch lấy mẫu sinh ra thành phần DC trong dòng ra.[7] Bộ điều khiển dòng ép dòng DC đầu ra về không dễ mắc lỗi do tính phi tuyến và độ lệch của cảm biến dòng.[3]
Sai số đo điện áp lưới và từ dư của cảm biến Hall
Độ lệch DC trong phép đo điện áp lưới tạo ra thành phần DC trong dòng điện bơm vào lưới.[7] Cảm biến dòng hiệu ứng Hall có từ dư (remanence), và từ dư đưa một độ lệch DC vào hệ điều khiển.[7] Cảm biến Hall được dùng rộng rãi trong bộ biến đổi công suất nhờ giá thấp và kích thước nhỏ.[1]
Tải phi tuyến và các bộ biến đổi khác trên lưới
Tải phi tuyến như bộ truyền động AC, bộ nguồn xung và bộ biến đổi nối lưới đều có thể bơm thành phần dòng DC vào lưới.[14] Các thiết bị dùng bộ biến đổi công suất trở thành nguồn dòng điện hài, kể cả dòng DC.[1]
Mục 3 trình bày tác hại của dòng DC khi đi vào lưới phân phối.
3. Tác hại của dòng DC bơm vào lưới
Dòng DC bơm vào lưới có thể làm bão hòa máy biến áp phân phối và tăng tổn hao hệ thống.[7] Dòng DC còn có thể làm dây nối đất bị ăn mòn nhanh và giảm chất lượng điện năng.[7] Dòng DC bơm vào lưới ảnh hưởng tới điều kiện vận hành lưới và cả việc thiết kế, chế tạo bộ biến đổi điện mặt trời.[16]
Bão hòa lõi thép máy biến áp phân phối
Một lượng nhỏ dòng DC có thể làm dịch điểm làm việc của máy biến áp.[1] Thành phần dòng DC có thể đưa máy biến áp phân phối vào trạng thái bão hòa từ, làm dòng điện méo hơn và gây quá nhiệt.[14] Dòng DC bơm vào lưới cũng có thể làm bão hòa từ các máy biến áp công suất.[7]
Tăng dòng từ hóa, tổn hao, rung và nóng máy biến áp
Dòng DC làm tăng giá trị hiệu dụng (RMS) của dòng từ hóa và gây thêm tổn hao trong cuộn dây.[2] Hệ quả gồm tổn hao quá mức, quá nhiệt và giảm tuổi thọ máy biến áp.[2] Bão hòa lõi sắt từ còn gây rung và quá nhiệt máy biến áp.[1] Dòng sơ cấp tăng có thể làm cầu chì đầu vào tác động và làm nóng cuộn dây máy biến áp.[1]
Ăn mòn dây nối đất và kết cấu kim loại chôn ngầm
Dòng DC bơm xuống đất tạo ra dòng rò lạc (stray current) trong các kết cấu kim loại.[1] Dòng DC chạy qua dây dẫn chôn ngầm trong thời gian dài làm hỏng tiếp xúc với đất.[1] Dòng DC có thể làm dây nối đất bị ăn mòn nhanh.[7] Dòng DC bơm vào lưới quá mức làm tăng ăn mòn thiết bị đặt ngầm.[3]
4. Giới hạn dòng DC bơm vào lưới trong tiêu chuẩn quốc tế
Mục này trình bày giới hạn dòng DC trong IEC 61727, IEEE 1547, G98, G99, VDE-AR-N 4105 và ABNT NBR 16149.
IEC 61727 giới hạn 1% dòng định mức đầu ra
IEC 61727 áp cho hệ điện mặt trời nối lưới chạy song song với lưới qua biến tần tĩnh (bán dẫn) không tách đảo.[18] Ấn bản 2 của IEC 61727 phát hành tháng 12/2004, thay ấn bản đầu tiên năm 1995.[18] Điều 4.4 của IEC 61727 mang tên DC injection.[18] IEC 61727 cấm hệ điện mặt trời bơm dòng DC lớn hơn 1% dòng định mức đầu ra của biến tần vào giao diện AC của lưới.[8] Giới hạn 1% áp dụng ở mọi điều kiện vận hành.[8] Nội dung đầy đủ của tiêu chuẩn có ở bài IEC 61727.
IEEE 1547-2018 giới hạn 0,5%
IEEE 1547-2018 là tiêu chuẩn về đấu nối và tương tác giữa nguồn năng lượng phân tán (DER) với lưới điện.[19] IEEE 1547-2018 được duyệt ngày 15/02/2018, phát hành ngày 06/04/2018 và thay thế IEEE 1547-2003.[19] Hạn chế dòng DC bơm vào lưới nằm trong nhóm yêu cầu chất lượng điện năng của IEEE 1547-2018.[20] Giới hạn dòng DC theo IEEE 1547-2018 là 0,5%, số liệu lấy từ hai tài liệu dẫn lại tiêu chuẩn.[7][17]
G98 và G99 của Anh giới hạn 0,25%
G98 và G99 là khuyến nghị kỹ thuật (Engineering Recommendation) của ENA.[10][11] Biểu mẫu thử G98 giới hạn dòng DC ở 0,25% tại mọi mức công suất thử.[10][4] Biểu mẫu G99 cho biến tần loại A (Type A) dùng cùng giới hạn 0,25% dòng định mức AC.[11][21] Quy định G83/1 của Anh từng đặt giới hạn dưới 20 mA cho biến tần không biến áp và không đặt giới hạn cho biến tần có biến áp.[1][2] Yêu cầu G99 được trình bày ở bài G99.
VDE-AR-N 4105 thử dòng DC chung bảng với dòng điện hài
Biên bản thử theo VDE-AR-N 4105:2018 gộp mục 5.2.4 về hài và liên hài với mục 5.2.6 về dòng một chiều đưa vào lưới (Feed-in of direct currents).[6] Biên bản thử áp VDE-AR-N 4105:2018 cùng DIN VDE V 0124-100:2020.[6][15] Giới hạn ghi ở dòng bậc 0 của bảng là 0,5% dòng tham chiếu IR.[15] Biên bản của dòng biến tần myenergi LIBBI-HS3680 và LIBBI-HS5000 thử trên mẫu LIBBI-HS5000, ghi giới hạn 0,5% và số đo cao nhất 0,15% ở 30% công suất.[6] Quy tắc đấu nối này được trình bày ở bài VDE-AR-N 4105.
ABNT NBR 16149 kèm thời gian ngắt 1 giây
ABNT NBR 16149 của Brazil yêu cầu hệ điện mặt trời ngừng cấp điện trong 1 s khi thành phần DC vượt 0,5% dòng định mức biến tần.[22][17] Tiêu chuẩn Brazil được trình bày ở bài ABNT NBR 16149.
Bảng so sánh giới hạn dòng DC bơm vào lưới
| Tiêu chuẩn | Giới hạn | Mốc tính phần trăm | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| IEC 61727:2004 | 1%[8] | Dòng định mức đầu ra của biến tần[8] | Áp dụng ở mọi điều kiện vận hành[8] |
| IEEE 1547-2018 | 0,5%[7][17] | Nguồn đã mở không ghi | Có phép thử phù hợp trong IEEE 1547.1[20] |
| G98, G99 | 0,25%[10][11] | Dòng định mức AC; G98 lấy công suất đăng ký chia 230 V[4] | G98 thử 4 mức, G99 thử 3 mức công suất[10][11] |
| VDE-AR-N 4105:2018 (theo biên bản thử) | 0,5%[15] | Dòng tham chiếu IR[15] | Thử chung bảng hài, bậc 0[6][15] |
| ABNT NBR 16149:2013 | 0,5%[22] | Dòng định mức của biến tần[22] | Ngắt trong 1 s[22] |
Mục 5 trình bày các biện pháp biến tần dùng để giữ dòng DC dưới các giới hạn trên.
5. Cách biến tần hạn chế dòng DC bơm vào lưới
Biến tần hạn chế dòng DC bằng biến áp cách ly, tụ điện chặn DC hoặc vòng điều khiển ép độ lệch DC về không.[2] Các phương án được chia thành hai nhóm: phương án thụ động và kỹ thuật chủ động bằng phần cứng hoặc phần mềm.[7]
Biến áp cách ly ở đầu ra biến tần
Biến áp cách ly thường được đặt ở đầu ra biến tần để ngăn dòng DC không mong muốn đi vào lưới.[2] Biến áp cách ly là cách truyền thống và phổ biến để ngăn dòng DC bơm vào lưới.[1] Máy biến áp đấu nối thuộc sở hữu của khách hàng cũng có thể chặn dòng DC bơm vào lưới.[9] Bỏ biến áp mang lại hiệu suất chuyển đổi cao hơn cho ứng dụng điện mặt trời.[3]
Tụ điện chặn DC mắc nối tiếp
Một cách thụ động là đặt tụ điện trên đường dòng điện bơm vào lưới.[7] Tụ AC có thể được mắc nối tiếp với lưới để chặn dòng DC.[2] Một phương án khác mắc tụ DC thay cho tụ AC, nối tiếp giữa biến tần và lưới.[7] Một phương án nữa dùng tụ hóa được kẹp áp và phân cực sẵn (clamped and offset electrolytic capacitor) để ngăn dòng DC.[1] Cấu trúc nửa cầu hai bậc hoặc ba bậc dùng chính tụ khâu trung gian một chiều (DC link) để chặn dòng DC.[7]
Vòng điều khiển ép dòng DC về không
Một cách là lọc tách thành phần DC rồi đưa vào bộ điều khiển tỷ lệ tích phân (PI) có giá trị đặt bằng không.[2] Kỹ thuật bù cho biến tần không biến áp dùng bộ điều khiển PI để ép độ lệch DC về không.[2] Phần dòng DC do sai số đo dòng lưới có thể được ước lượng từ gợn sóng tần số lưới trên điện áp khâu DC.[7] Phương án tụ ảo (virtual capacitor) bằng phần mềm đã được đề xuất cho biến tần một pha và ba pha.[7] Triệt hoàn toàn dòng DC chỉ bằng các phương pháp điều khiển dòng thông thường là việc khó.[13]
Đo chính xác dòng DC bên trong biến tần
Điện trở shunt là một trong những cách nhạy nhất để đo dòng điện AC hoặc DC.[1] Mạch lọc thụ động có thể đo chính xác thành phần DC, và tín hiệu DC sau lọc được dùng để điều khiển biến tần một pha.[12] Bộ khuếch đại vi sai có thể lấy mẫu điện áp lệch DC giữa điểm giữa của hai nhánh cầu.[2] Dòng DC bơm vào lưới cũng có thể được xác định chính xác bằng cách tách thành phần tần số lưới trong dòng khâu DC.[13]
Tự hiệu chỉnh cảm biến dòng khâu DC
Ở các trạng thái dòng tự do (freewheeling), dòng qua cảm biến khâu DC giảm về không.[1] Đầu ra của cảm biến lúc đó được lấy mẫu để loại bỏ độ lệch.[1] Kỹ thuật tự hiệu chỉnh này giữ thành phần DC dưới 8,63 mA khi dòng ra của biến tần là 10 A, 50 Hz.[1] Với dòng 10 A, mức 8,63 mA bằng 0,00863 / 10 ≈ 0,086% dòng ra.
Mục 6 trình bày cách phòng thử nghiệm và điện lực đo dòng DC bơm vào lưới.
6. Cách đo và thử nghiệm dòng DC bơm vào lưới
Phép thử dòng DC đo dòng một chiều ở nhiều mức công suất rồi so với giới hạn tính theo phần trăm dòng định mức AC.[10][11] Bộ tiêu chuẩn thử IEEE 1547.1 có phép thử phù hợp riêng cho dòng DC bơm vào lưới.[20]
Thử theo G98 ở bốn mức công suất
Biểu mẫu G98 Issue 1 Amendment 4 yêu cầu thử dòng DC ở 20%, 50%, 75% và 100% công suất.[10] Phép thử G98 bản này làm theo phụ lục D.3.10 của EN 50438.[10] Kết quả được ghi bằng ampe và bằng phần trăm dòng định mức AC.[10] Ở Amendment 7, phép thử dẫn chiếu mục A 1.3.4 và lấy dòng gốc bằng công suất đăng ký chia cho 230 V.[4]
Thử theo G99 ở ba mức công suất
Biểu mẫu G99 thử dòng DC ở ba mức công suất 10%, 55% và 100%, mỗi mức sai lệch cho phép ±5%.[11] Phép thử G99 làm theo phụ lục A.7.1.4.4 và thực hiện trên một tổ máy phát (Generating Unit).[11] Biến tần SolaX X1-AC-3.6 đo được 0,13% ở 10%, 0,08% ở 55% và 0,22% ở 100% công suất, dưới giới hạn 0,25%.[21]
Thử thời gian ngắt khi dòng DC vượt giới hạn
Biên bản thử ABNT NBR 16149 của biến tần FoxESS G10.5 ghi dòng DC từ 259 mA đến 269 mA, vượt giới hạn 238 mA.[22] Ở cả chiều dòng dương và chiều dòng âm, biến tần ngắt trong 3,9 ms đến 17,1 ms, dưới mức 1 s.[22] Mẫu FoxESS G10.5 có công suất 10,5 kW và dòng định mức 47,7 A.[22] Giới hạn 238 mA ứng với 0,5% × 47,7 A ≈ 0,2385 A.
Đo riêng từng pha ở biến tần ba pha
Biên bản IEC 61727 của hệ ATESS MA HPS50 ghi dòng DC riêng cho từng pha L1, L2, L3 ở ba mức tải.[23] Ba mức tải là 33%, 66% và 100%.[23] Số đo dao động từ 0,034% ở pha L1 khi 100% tải đến 0,372% ở pha L2 khi 33% tải.[23] Biên bản này ghi giới hạn theo yêu cầu riêng của MEA là 0,5% Inom.[23]
Đo tại điểm đấu nối khi nghiệm thu
Khi nghiệm thu, dòng DC có thể được thử bằng dụng cụ đo phù hợp đặt tại hoặc gần điểm đấu nối chung (PCC).[9] Dụng cụ đo phải được chọn cẩn thận để không chặn dòng DC, vì biến dòng (CT) có thể chặn dòng DC.[9] Dòng DC trên lưới còn được phát hiện bằng cách đo thành phần điện áp DC trên cuộn dây máy biến áp phân phối.[14]
Mục 7 hướng dẫn đọc dòng DC bơm vào lưới trên datasheet và biên bản thử.
7. Đọc dòng DC bơm vào lưới trên datasheet và biên bản thử
Datasheet dòng biến tần hybrid Deye SUN-3K đến SUN-6K-SG04LP1-EU in dòng DC bơm vào lưới dưới dạng "<0.5% In".[5] Biên bản thử G98 và VDE-AR-N 4105 ghi số đo ở từng mức công suất.[4][15]
Trích datasheet Deye SUN-3K đến SUN-6K-SG04LP1-EU
Bảng chép các dòng về chất lượng điện năng đầu ra trên datasheet dòng Deye SUN-3K đến SUN-6K-SG04LP1-EU. Mỗi dòng in một giá trị chung cho mọi model.[5]
| Dòng trên datasheet Deye[5] | Giá trị in |
|---|---|
| DC Injection Current | <0.5% In |
| Total Current Harmonic Distortion THDi | <3% (of nominal power) |
| Grid Connection Form | L+N+PE |
Dòng DC bơm vào lưới và THDi nằm ở hai dòng riêng trên datasheet Deye.[5]
Ký hiệu In trong mức "<0.5% In"
Biên bản thử của ATESS ghi cùng một giới hạn 0,5% theo hai cách: theo dòng định mức đầu ra của biến tần và theo Inom.[23] IEC 61727 cũng lấy mốc là dòng định mức đầu ra của biến tần.[8] Cách tính dòng định mức từ công suất và điện áp được trình bày ở bài Dòng điện đầu ra định mức.
Đổi phần trăm ra miliampe
Biểu mẫu G98 tính phần trăm dòng DC bằng số đo dòng DC (A) chia cho dòng gốc.[4] Đổi ngược, giới hạn bằng ampe là phần trăm giới hạn nhân dòng gốc: 0,25% × 16 A = 0,04 A, tức 40 mA. Với mẫu FoxESS G10.5, mức 0,5% của dòng 47,7 A cho giới hạn 238 mA.[22] Công suất AC định mức được giải thích ở bài Công suất AC định mức.
Đọc số đo trong biên bản thử
Biên bản G98 của myenergi ghi số đo dòng DC bằng ampe và bằng phần trăm ở bốn mức công suất.[4] Biên bản VDE-AR-N 4105 của biến tần EAST EAHI-3000-SL lấy dòng tham chiếu 13,05 A.[15] Số đo của mẫu này từ 0,358% khi không tải đến 0,496% ở 70% tải, so với giới hạn 0,5%.[15] Mẫu EAHI-6000-SL lấy dòng tham chiếu 26,09 A và có số đo cao nhất 0,402% ở 100% tải.[15]
Hai cặp thông số dễ nhầm
- Dòng DC bơm vào lưới và THDi: datasheet Deye in hai thông số ở hai dòng riêng. Dòng DC tính theo In, còn THDi tính theo công suất định mức.[5]
- Phần trăm và miliampe: giới hạn in theo phần trăm, còn biên bản ghi cả ampe, ví dụ 0,0371 A tương ứng 0,23%.[4]
Mục 8 dùng số liệu của một biểu mẫu G98 để tính giới hạn dòng DC theo từng bước.
8. Ví dụ tính giới hạn dòng DC cho biến tần một pha 3,68 kW
Ví dụ dùng biểu mẫu G98 Issue 1 Amendment 7 của biến tần không biến áp myenergi libbi LIBBI-HS3680, công suất đăng ký 3,68 kW một pha.[4] Mọi số trong mục này là số quy đổi từ giá trị trong biểu mẫu, phép tính ghi ngay trong câu.
Bước 1: tính dòng gốc theo G98
Biểu mẫu G98 lấy dòng gốc bằng công suất đăng ký (W) chia cho 230 V.[4] Dòng gốc của LIBBI-HS3680 là 3.680 W / 230 V = 16 A.
Bước 2: tính giới hạn 0,25%
Giới hạn dòng DC theo G98 là 0,25% dòng gốc.[4] Với dòng gốc 16 A, giới hạn là 0,25% × 16 A = 0,04 A, tức 40 mA.
Bước 3: đối chiếu số đo ở bốn mức công suất
Bảng chép số đo trong biểu mẫu và kiểm lại phần trăm bằng cách chia cho dòng gốc 16 A.
| Mức công suất | Dòng DC đo được[4] | Phần trăm in trên biểu mẫu[4] | Kiểm lại (quy đổi) |
|---|---|---|---|
| 20% | 0,0079 A | 0,049% | 0,0079 / 16 ≈ 0,049% |
| 50% | 0,0106 A | 0,07% | 0,0106 / 16 ≈ 0,066% |
| 75% | 0,0371 A | 0,23% | 0,0371 / 16 ≈ 0,232% |
| 100% | 0,0295 A | 0,18% | 0,0295 / 16 ≈ 0,184% |
Số đo cao nhất là 0,0371 A ở 75% công suất, thấp hơn giới hạn 0,04 A.[4] Số đo lớn nhất không rơi vào mức 100% công suất.[4]
Bước 4: so với giới hạn của IEEE 1547 và IEC 61727
Giả định dòng định mức đầu ra cũng bằng 16 A. Giới hạn 0,5% của IEEE 1547-2018 khi đó là 0,5% × 16 = 0,08 A, tức 80 mA.[7] Giới hạn 1% của IEC 61727 là 1% × 16 = 0,16 A, tức 160 mA.[8]
Bước 5: so với một mẫu không đạt IEC 61727
Mẫu biến tần 3,1 kW, 220 V có dòng định mức 14,1 A và đo được dòng DC 1,07 A, bị đánh giá không đạt IEC 61727.[8] Giới hạn 1% của mẫu này là 1% × 14,1 = 0,141 A. Số đo bằng 1,07 / 14,1 ≈ 7,6% dòng định mức, gấp khoảng 7,6 lần giới hạn.
Ví dụ trên dùng các giới hạn quốc tế. Mục 9 trình bày văn bản pháp lý về hệ thống phân phối điện tại Việt Nam.
9. Quy định dòng DC bơm vào lưới tại Việt Nam
Thông tư 05/2025/TT-BCT ngày 01/02/2025 của Bộ Công Thương quy định hệ thống truyền tải điện, phân phối điện và đo đếm điện năng.[24]
Thông tư 05/2025/TT-BCT về hệ thống phân phối điện
Nội dung Thông tư 05/2025/TT-BCT kế thừa các quy định từ Thông tư 39/2015/TT-BCT về hệ thống điện phân phối và Thông tư 30/2019/TT-BCT.[24] Thông tư 05/2025/TT-BCT còn kế thừa Thông tư 25/2016/TT-BCT về hệ thống điện truyền tải và Thông tư 42/2015/TT-BCT về đo đếm điện năng.[24] Thông tư 05/2025/TT-BCT có hiệu lực từ ngày 01/02/2025 và được Thông tư 46/2025/TT-BCT ngày 06/08/2025 sửa đổi một số điều.[25]
Các tiêu chuẩn đấu nối lưới liên quan
Các bộ tiêu chuẩn đấu nối lưới cho biến tần được tổng hợp ở bài Tiêu chuẩn kết nối lưới. Yêu cầu riêng của từng tiêu chuẩn nằm ở các bài IEC 61727, VDE-AR-N 4105, G99 và ABNT NBR 16149 đã dẫn ở mục 4.
Mục 10 trả lời các câu hỏi hay gặp về dòng DC bơm vào lưới.
10. Câu hỏi thường gặp về dòng DC bơm vào lưới
Q1Dòng DC bơm vào lưới bao nhiêu là đạt?
Q2Biến tần có biến áp cách ly có bơm dòng DC vào lưới không?
Biến tần có biến áp cách ly ở đầu ra dùng biến áp để ngăn dòng DC không mong muốn đi vào lưới.[2] Quy định cũ G83/1 của Anh không đặt giới hạn cho biến tần có biến áp, và đặt giới hạn dưới 20 mA cho biến tần không biến áp.[1] G98 có hiệu lực từ ngày 27/04/2019 cho máy phát cỡ nhỏ đưa vào vận hành từ ngày đó, còn G83 là yêu cầu có trước.[26]
Q3Biến tần không biến áp có lợi gì so với biến tần có biến áp?
Q4Dòng DC "<0.5% In" trên datasheet bằng bao nhiêu mA?
Q5Dòng DC bơm vào lưới làm hại máy biến áp thế nào?
Q6Dòng DC bơm vào lưới có gây ăn mòn không?
Q7Vì sao đo dòng DC bơm vào lưới phải cẩn thận với biến dòng (CT)?
Q8Dòng DC bơm vào lưới khác THDi ở điểm nào?
Dòng DC bơm vào lưới và THDi là hai thông số in riêng trên datasheet Deye: dòng DC dưới 0,5% In, THDi dưới 3% công suất định mức.[5] Biên bản VDE-AR-N 4105 ghi giới hạn dòng DC ở bậc 0 của bảng hài.[15] THDi được giải thích ở bài Sóng hài.
Q9Biến tần vượt giới hạn dòng DC bị xử lý thế nào?
Q10Dòng DC bơm vào lưới được thử ở mấy mức công suất?
Q11Vì sao biến tần đã có vòng điều khiển vẫn còn dòng DC?
11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng
Việt Nam Solar là công ty cung cấp toàn bộ giải pháp điện mặt trời, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu thiết bị. Công ty hoạt động từ năm 2018, làm tổng thầu EPC và ESCO cho các dự án điện mặt trời. Đội kỹ thuật tư vấn chọn biến tần dựa trên dòng DC bơm vào lưới, tiêu chuẩn đấu nối và biên bản thử của từng thiết bị trong dự án. Khách hàng được khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh. Ba chi nhánh tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa trưng bày sản phẩm thật và nhận yêu cầu báo giá.
| Chi nhánh | Địa chỉ | Kho | Đường dây nóng |
|---|---|---|---|
| Trụ sở chính Hồ Chí Minh | 188 ĐHT41, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 2939 QL1A, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 088.60.60.660 |
| Chi nhánh Cần Thơ | 41D Mậu Thân, Phường Cái Khế, Tp. Cần Thơ | Khu vực Tràng Thọ A, Phường Trung Nhứt, Tp. Cần Thơ | 094.42.44.424 |
| Chi nhánh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | 081.60.60.660 |
Thông tin chi nhánh lấy theo danh sách cửa hàng của Việt Nam Solar.[27]
Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế
- 1Berba, F. H. B. (2012). Minimisation of Output DC Current Component in Grid-Connected Inverters for Solar Power Applications, PhD thesis. Newcastle University.
- 2Omar, A., El-Rfaey, A., Moussa, M. F., & Dessouky, Y. G. (2018). Review of DC Offset Compensation Techniques for Grid Connected Inverters. International Journal of Power Electronics and Drive System, 9(2), 478-494. Institute of Advanced Engineering and Science.
- 3Menniti, D., & Pinnarelli, A. (2012). A novel compensation approach for DC current component in a grid-connected photovoltaic generation system. IEEE Power and Energy Society General Meeting 2012. Università della Calabria.
- 4Myenergi Ltd. (n.d.). ENA Engineering Recommendation G98 Issue 1 Amendment 7 (2022), Form C, Type Test Verification Report, libbi LIBBI-HS3680. Myenergi.
- 5Ningbo Deye Inverter Technology. (n.d.). Datasheet SUN-3K, 3.6K, 5K, 6K-SG04LP1-EU hybrid inverter. Deye.
- 6TÜV SÜD Certification and Testing (China), Guangzhou Branch. (2022). Test report 64.290.22.30943.01, VDE-AR-N 4105:2018 and DIN VDE V 0124-100:2020, LIBBI-HS3680 and LIBBI-HS5000. Myenergi.
- 7Guo, B., Su, M., Sun, Y., Wang, H., Li, X., Liao, Y., Lin, J., & Yang, Y. (2021). Cost-Effective DC Current Suppression for Single-Phase Grid-Connected PV Inverter. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 9(2). Aalborg University.
- 8Lee, J. H., Yoon, Y. H., & Kim, J. M. (2015). Analysis of IEC 61727 Photovoltaic (PV) systems Characteristics of the utility interface. International Journal of Internet, Broadcasting and Communication, 7(2), 90-95. KoreaScience.
- 9FirstEnergy. (2016). Distributed Generation Commissioning Test Requirements Guideline, Distributed Generation Witness Testing. FirstEnergy Corp.
- 10ENA. (2019). Engineering Recommendation G98 Issue 1 Amendment 4, Form C, Type Test Verification Report. National Grid Electricity Distribution.
- 11ENA. (2019). Engineering Recommendation G99 Issue 1 Amendment 4, Form A2-3, Compliance Verification Report for Type A Inverter Connected Power Generating Modules. National Grid Electricity Distribution.
- 12Ahmed, A., & Li, R. (2012). Precise detection and elimination of grid injected DC from single phase inverters. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 13(8), 1341-1347. Soongsil University.
- 13Zhang, W., Armstrong, M., & Elgendy, M. (2019). DC Injection Suppression in Transformer-less Grid Connected Inverter using a DC Link Current Sensing and Active Control Approach. IEEE Transactions on Energy Conversion, 34(1), 396-404. Newcastle University ePrints.
- 14Buticchi, G., & Lorenzani, E. (2013). Detection Method of the DC bias in Distribution Power Transformers. IEEE Transactions on Industrial Electronics. Università di Parma.
- 15TÜV SÜD Certification and Testing (China), Guangzhou Branch. (2023). Test report 64.290.23.30722.01, VDE-AR-N 4105:2018, EAHI-3000-SL to EAHI-6000-SL. EAST Group.
- 16Zhang, W. (2019). Mitigation of DC Current Injection in Transformerless Grid-Connected Inverters, PhD thesis. Newcastle University.
- 17Bastos, L. B. (2024). Análise comparativa das normas e regulamentos para inversores e sistemas fotovoltaicos conectados à rede, Brasil em perspectiva internacional, đề cương khóa luận cử nhân. Universidade Federal de Campina Grande.
- 18International Electrotechnical Commission. (2004). IEC 61727 Ed. 2.0, Photovoltaic (PV) systems, Characteristics of the utility interface, preview. VDE Verlag.
- 19Institute of Electrical and Electronics Engineers. (2018). IEEE 1547-2018, Standard for Interconnection and Interoperability of Distributed Energy Resources with Associated Electric Power Systems Interfaces. IEEE Standards Association.
- 20Narang, D. (2021). Highlights of IEEE Standard 1547-2018 Implementation Considerations, NREL/PR-5D00-81028. National Renewable Energy Laboratory.
- 21SolaX Power Network Technology. (2020). ENA Engineering Recommendation G99 Issue 1 Amendment 6, Form A2-3, X1-AC-3.0 and X1-AC-3.6. SolaX Power.
- 22Guangdong HuaChuang Technology Service. (2022). Test report 211224BW002-1230-EG-BR-001, ABNT NBR 16149:2013 and ABNT NBR 16150:2013, FoxESS G10.5. FoxESS.
- 23EMTEK (Shenzhen) Co., Ltd. (2019). Test report ES190602003P, IEC 61727 and IEC 62116, ATESS hybrid power system MA HPS50. Shenzhen ATESS Power Technology.
- 24Bộ Công Thương. (2025). Thông tư của Bộ trưởng Bộ Công Thương quy định hệ thống truyền tải điện, phân phối điện và đo đếm điện năng. Cổng thông tin điện tử Bộ Công Thương.
- 25Bộ Công Thương. (2025). Văn bản hợp nhất Thông tư 05/2025/TT-BCT và Thông tư 46/2025/TT-BCT quy định hệ thống truyền tải điện, phân phối điện và đo đếm điện năng. Bộ Công Thương.
- 26Energy Networks Association. (2019). Engineering Recommendation G98 Issue 1 Amendment 4, Requirements for the connection of Fully Type Tested Micro-generators (up to and including 16 A per phase). ENA.
- 27Việt Nam Solar. (n.d.). Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.
Bài viết do đội ngũ 50 kỹ sư của Công ty TNHH Việt Nam Solar biên soạn và kiểm duyệt. Công ty hoạt động liên tục trong lĩnh vực điện mặt trời từ năm 2018, đã khảo sát, thiết kế và thi công hàng nghìn công trình trên cả nước, đồng thời là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu biến tần, tấm pin và pin lưu trữ. Mọi kỹ sư tham gia biên soạn đều nắm chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng do cơ quan quản lý Nhà nước cấp.
Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân, gồm Giấy phép hoạt động điện lực số 175/GP-SCT do Sở Công Thương cấp, Giấy phép năng lực hoạt động xây dựng HCM-00076550 công bố trên cổng thông tin Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền số 604703 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp văn bằng bảo hộ. Công ty duy trì ba chứng nhận hệ thống quản lý còn hiệu lực gồm ISO 9001:2015, ISO 14001:2018 và ISO 45001:2018, trạng thái hiệu lực xác minh trên IAF CertSearch.
Mọi số liệu kỹ thuật, thông tin pháp lý và mốc thời gian nêu trong bài đều được đối chiếu với hồ sơ chính hãng của nhà sản xuất và văn bản pháp luật hiện hành trước khi xuất bản, để nội dung công bố có thể kiểm chứng độc lập.
