Mục lục · 11 phần
Tổng méo hài dòng điện THDi (Total current harmonic distortion) là tỷ số giữa trị hiệu dụng của các sóng hài trong dòng điện và trị hiệu dụng của dòng điện tần số cơ bản, phổ biến nhất là dòng ra của biến tần (inverter).[1][2] THDi ghi bằng phần trăm khi nhân tỷ số trên với 100.[3][4] THDi 3% nghĩa là trị hiệu dụng tổng của các dòng điện hài bằng 3% dòng điện bậc cơ bản.[1][3] IEC 61727 yêu cầu tổng méo hài dòng điện của hệ điện mặt trời nối lưới dưới 5%.[5] NRS 097-2-1 đặt cùng mức dưới 5%, đo tại công suất ra định mức của biến tần.[6] Datasheet dòng biến tần ba pha Sungrow SG5.0RT đến SG10RT ghi THD dưới 3 % ở công suất định mức.[7] Khi hệ phát dưới 20% công suất định mức, THD dòng điện tăng cao, có hệ đo được đỉnh 21,5% lúc khoảng 7 giờ 30 sáng.[3]
Giới hạn dòng điện hài cho thiết bị có dòng từ trên 16 A đến 75 A mỗi pha được trình bày ở bài IEC/EN 61000-3-12.
Tóm tắt nhanh
| Mục | Thông tin chính |
|---|---|
| Tên tiếng Anh | Total current harmonic distortion, viết tắt THDi; từ vựng IEC gọi là total harmonic ratio, đồng nghĩa THD[1] |
| Định nghĩa | Tổng méo hài dòng điện THDi (Total current harmonic distortion) là tỷ số giữa trị hiệu dụng của các sóng hài trong dòng điện và trị hiệu dụng của dòng điện tần số cơ bản, phổ biến nhất là dòng ra của biến tần (inverter)[1][2] |
| Sóng hài | Thành phần hình sin có bậc là số nguyên lớn hơn 1, tần số bằng bậc nhân tần số cơ bản; lưới 50 Hz có bậc 3 ở 150 Hz[8][9] |
| Công thức | THDi (%) = căn bậc hai tổng bình phương các dòng điện hài bậc 2 đến H, chia dòng bậc cơ bản, nhân 100[4][3] |
| Nguồn sinh sóng hài trong biến tần | Chuyển mạch PWM, thời gian chết, méo điện áp lưới, khâu đồng bộ với lưới[10] |
| Giới hạn cho biến tần nối lưới | Dưới 5% tại công suất ra định mức; bậc lẻ 3 đến 9 dưới 4%[6][5] |
| Giá trị trên datasheet | Dưới 3 % ở công suất định mức, ví dụ Sungrow SG5.0RT đến SG10RT[7] |
| Khi phát ít công suất | THD tăng cao, nhất là dưới 20% công suất định mức[3][2] |
| Quy định tại Việt Nam | Nhà máy điện đấu nối trung áp, hạ áp: tổng 5%, riêng lẻ 4% theo Thông tư 05/2025/TT-BCT[11] |
| Đo lường | Thiết bị đo theo IEC 61000-4-7, sóng hài tới bậc 50, dải tới 9 kHz[12] |
1. Tổng méo hài dòng điện THDi (Total current harmonic distortion) là gì?
Tổng méo hài dòng điện THDi (Total current harmonic distortion) là tỷ số giữa trị hiệu dụng của các sóng hài trong dòng điện và trị hiệu dụng của dòng điện tần số cơ bản, phổ biến nhất là dòng ra của biến tần (inverter).[1][2] Dòng điện tuần hoàn bị méo được phân tích thành chuỗi Fourier gồm thành phần cơ bản và các thành phần hài.[8][4] THDi cho biết phần méo này lớn bao nhiêu so với thành phần cơ bản.[1]
Sóng hài (Harmonics) là gì?
Sóng hài (Harmonics) là các thành phần hình sin của dòng điện hoặc điện áp tuần hoàn, có bậc là số nguyên lớn hơn 1.[8][4] Bậc sóng hài là tỷ số giữa tần số của thành phần đó và tần số cơ bản, nên thành phần cơ bản có bậc 1.[9] Với tần số cơ bản 50 Hz, sóng hài bậc 3 có tần số 3 × 50 = 150 Hz.[9][4] Sự có mặt của dòng điện hài và điện áp hài trong hệ thống điện làm méo dạng sóng hình sin.[13] Tần số định mức (tần số danh định) của hệ thống điện quốc gia Việt Nam là 50 Hz.[11] Tần số này được giải thích ở bài Tần số lưới định mức.
Sóng hài dòng điện (Current harmonics) là gì?
Sóng hài dòng điện (Current harmonics) là các thành phần hình sin của dòng điện có tần số gấp 2, 3, 4 lần trở lên tần số cơ bản.[8][9] Các thành phần này sinh ra từ thiết bị điện tử công suất.[13] Trên lưới 50 Hz, dòng điện hài bậc 2, bậc 3 và bậc 5 có tần số 100 Hz, 150 Hz và 250 Hz.[9][4] Sóng hài dòng điện là gì và THDi là gì là hai câu hỏi khác nhau.[8][1] Sóng hài là từng thành phần, còn THDi là tỷ số gộp các thành phần đó so với thành phần cơ bản.[1]
Bậc sóng hài và tần số của từng bậc
Bậc sóng hài h là tỷ số giữa tần số của một thành phần hình sin và tần số cơ bản.[9] Sóng hài bậc h vì vậy có tần số bằng h lần tần số cơ bản.[9][4] Thành phần cơ bản có bậc bằng 1.[9] Công thức tần số viết đủ chữ là: tần số sóng hài bậc h (Hz) = bậc h × tần số cơ bản (Hz).[9][4] Bảng dưới áp công thức này cho lưới 50 Hz và lưới 60 Hz.
| Bậc h | Tần số ở lưới 50 Hz (quy đổi) | Tần số ở lưới 60 Hz (quy đổi) |
|---|---|---|
| 1 (cơ bản) | 50 Hz | 60 Hz |
| 2 | 100 Hz | 120 Hz |
| 3 | 150 Hz | 180 Hz |
| 5 | 250 Hz | 300 Hz |
| 7 | 350 Hz | 420 Hz |
| 11 | 550 Hz | 660 Hz |
| 50 | 2.500 Hz | 3.000 Hz |
IEC 61000-2-2 xét nhiễu dẫn từ 0 kHz đến 9 kHz trên lưới hạ áp công cộng 50 Hz hoặc 60 Hz, với sóng hài tới bậc 50.[14]
Thành phần cơ bản và phần méo trong dòng điện
Phần méo của dòng điện gọi là nội dung hài (harmonic content), bằng tổng các thành phần hài của đại lượng tuần hoàn.[15] Nội dung hài và tỷ số hài tổng đều phụ thuộc vào cách chọn thành phần cơ bản.[15][1] Khi ngữ cảnh chưa rõ, cần ghi rõ thành phần cơ bản đã dùng.[1]

Tên gọi THD, THDi và tỷ số hài tổng
Tên của đại lượng này trong từ vựng IEC (mục IEV 551-20-13) là tỷ số hài tổng (total harmonic ratio), tên đồng nghĩa là total harmonic distortion, viết tắt THD.[1] Chữ i trong THDi chỉ THD tính cho dòng điện, với các dòng điện hài Ih và dòng bậc cơ bản I1.[13][3] Tổng méo hài điện áp THDv là đại lượng cùng dạng, tính cho điện áp thay cho dòng điện.[11]
Định nghĩa ở mục 1 là một tỷ số giữa hai trị hiệu dụng. Mục 2 viết tỷ số đó thành công thức tính từ từng dòng điện hài.
2. Công thức tính THDi
Công thức tính THDi lấy căn bậc hai của tổng bình phương các dòng điện hài, rồi chia cho dòng điện bậc cơ bản.[4][1] Kết quả nhân 100 để ra phần trăm.[3]
Công thức THDi viết bằng chữ
Công thức viết đủ chữ như sau.[4][3]
Tổng bình phương lấy từ dòng điện hài bậc 2 đến bậc lớn nhất H.[3][4] Trong công thức, I1 là trị hiệu dụng dòng bậc cơ bản, Ih là trị hiệu dụng dòng điện hài bậc h.[13][3]
Bậc lớn nhất đưa vào tổng: 40 hay 50
Bảng giới hạn dòng điện hài của IEEE 519 có nhóm bậc cuối từ 35 đến 50.[2][16] IEC 61000-3-12 tính tổng dòng điện hài từ bậc 2 đến bậc 40.[17] Một số phép đo trên hệ điện mặt trời cũng lấy tổng từ bậc 2 đến bậc 40.[3] Tỷ số hài tổng có thể giới hạn tới một bậc nhất định, và bậc đó phải được ghi rõ.[1]

Tổng dòng điện hài THC trong IEC 61000-3-12
Tổng dòng điện hài THC (Total harmonic current) trong IEC 61000-3-12 là trị hiệu dụng tổng của các thành phần dòng điện hài từ bậc 2 đến bậc 40.[17] Dòng điện hài có trọng số từng phần PWHC (Partial weighted harmonic current) chỉ xét bậc 14 đến bậc 40, mỗi bình phương được nhân với bậc h.[17] Dòng tham chiếu Iref là trị hiệu dụng dòng vào của thiết bị, xác định theo điều 4.1 và dùng để đặt giới hạn phát xạ.[17]
Ví dụ tính THDi từ hai dòng điện hài
Ví dụ dùng số giả định để minh họa công thức THDi.[3] Giả định một biến tần có dòng bậc cơ bản 10 A, dòng điện hài bậc 5 là 0,3 A, bậc 7 là 0,4 A, các bậc khác bằng 0.
- Bình phương từng dòng điện hài: 0,3 × 0,3 = 0,09 và 0,4 × 0,4 = 0,16.
- Cộng các bình phương: 0,09 + 0,16 = 0,25; căn bậc hai của 0,25 là 0,5 A.
- Chia cho dòng bậc cơ bản: 0,5 / 10 = 0,05, tức THDi bằng 5%.
- Riêng bậc 7 chiếm 0,4 / 10 = 4% dòng bậc cơ bản.
THDi 5% trong ví dụ chưa đạt yêu cầu dưới 5% của IEC 61727.[5]
Mục 3 xét các dòng điện hài trong công thức sinh ra từ đâu.

3. Nguyên nhân sinh ra sóng hài dòng điện
Sóng hài dòng điện sinh ra từ thiết bị điện tử công suất.[13] Trong hệ điện mặt trời độc lập, biến tần, bộ biến đổi DC/DC tăng áp và bộ sạc pin là các nguồn sóng hài lớn nhất.[13] Bên trong biến tần, các nguyên nhân gồm chuyển mạch, thời gian chết, méo điện áp lưới và khâu đồng bộ.[10]
Bộ biến tần cấp cho động cơ và khâu DC sang AC
Bộ biến tần nguồn áp dùng PWM cấp cho động cơ lấy dòng không hình sin từ lưới, nên sinh dòng điện hài bậc cao.[18] Khâu chuyển đổi DC sang AC của biến tần điện mặt trời góp phần đáng kể vào méo hài.[3]
Chuyển mạch PWM và sóng hài quanh tần số đóng cắt
Biến tần điện mặt trời dùng kỹ thuật điều chế độ rộng xung trên linh kiện SiC MOSFET và IGBT, đóng cắt ở tần số cao.[3] Sóng hài do PWM tạo ra là các dải biên nằm quanh tần số đóng cắt và bội số của tần số đóng cắt.[10] Tụ lọc đầu ra của biến tần dùng chủ yếu để lọc các sóng hài tần số cao do đóng cắt.[10]
Thời gian chết và độ trễ đóng cắt
Thời gian chết (dead time) và độ trễ bật, tắt không tuyến tính của linh kiện góp phần tạo méo hài bậc thấp.[10] Trong thử nghiệm một biến tần một pha, bộ điều khiển dòng cộng hưởng tỷ lệ (PR) đơn thuần cho THD dòng lưới 8,64%.[10]
Méo điện áp lưới và khâu đồng bộ
Méo điện áp lưới làm ảnh hưởng chất lượng dòng điện biến tần phát ra.[10] Hiệu năng của khâu đồng bộ với lưới, ví dụ vòng khóa pha (PLL), cũng tác động tới chất lượng dòng điện.[10]

Dao động điện áp khâu trung gian một chiều
Điện áp khâu trung gian một chiều (DC link) của biến tần một pha thường chứa thành phần ở tần số gấp đôi tần số lưới.[10] Dao động điện áp DC link làm biến tần điện mặt trời một pha bơm vào lưới các dòng điện hài bậc lẻ.[10] THDi của biến tần còn tăng khi bức xạ thấp, nội dung của mục 7.[2]
Mục 4 trình bày tác hại của dòng điện hài khi chạy trong dây dẫn và thiết bị.
4. Tác hại của sóng hài dòng điện
Tác hại chính của sóng hài dòng điện là tăng tổn hao, phát nhiệt và giảm tuổi thọ thiết bị.[2][13] Sóng hài còn có thể làm thiết bị bảo vệ tác động sai.[2] Các tác hại này xuất hiện cả trong hệ điện mặt trời.[13]
Tăng tổn hao trong dây dẫn, máy biến áp và máy phát
Dòng điện hài làm tăng tổn hao Joule trong mọi dây dẫn có dòng chạy qua.[19][2] Sóng hài gây thêm tổn hao trong máy biến áp và máy phát, ví dụ tổn hao lõi thép.[2] Tổn hao thêm làm máy biến áp, thiết bị đóng cắt và cáp nóng thêm.[19][2] Sóng hài làm tăng tổn hao máy biến áp và giảm hiệu quả sử dụng điện năng.[3][2]
Quá nhiệt, giảm tuổi thọ và tác động sai của bảo vệ
Sóng hài làm thiết bị quá nhiệt, giảm tuổi thọ và có thể làm thiết bị bảo vệ tác động sai.[2]

Tác hại trong hệ điện mặt trời độc lập
Trong hệ điện mặt trời độc lập, sóng hài làm tăng tổn hao của các phần tử trong hệ.[13] Cáp, bộ biến đổi DC/DC, bộ biến đổi DC/AC, pin lưu trữ và tấm pin mặt trời có thể bị quá nhiệt.[13] THDi cao còn làm thuật toán MPPT hoạt động sai và có thể kích mở sai IGBT, MOSFET.[13] Tuổi thọ của bộ biến đổi, biến tần, pin lưu trữ và tấm pin bị rút ngắn.[13]
Mục 5 trình bày các giới hạn dòng điện hài của IEEE 519 và bộ IEC 61000.
5. Giới hạn sóng hài dòng điện trong IEEE 519, IEC 61000-3-2 và IEC 61000-3-12
IEEE 519 đặt giới hạn méo hài tại điểm đấu nối chung của khách hàng.[20] IEC 61000-3-2 và IEC 61000-3-12 giới hạn dòng điện hài của từng thiết bị nối lưới hạ áp công cộng.[21][22]
IEEE 519 đặt giới hạn tại điểm đấu nối chung (PCC)
IEEE 519-2022 là tiêu chuẩn kiểm soát sóng hài trong hệ thống điện, phê duyệt ngày 13/05/2022 và thay thế IEEE 519-2014.[20] IEEE 519-2022 xét giới hạn ở trạng thái xác lập và đặt chất lượng điện năng cần đạt tại điểm đấu nối chung.[20] IEEE 519-2022 gọi điểm giao giữa nguồn và tải là điểm đấu nối chung (PCC).[20] Các giới hạn méo điện áp và dòng điện ở trạng thái xác lập của IEEE 519 áp tại PCC của khách hàng có tải sinh sóng hài.[20]
Giới hạn dòng điện hài và TDD theo IEEE 519
IEEE 519 ghi giới hạn dòng điện hài theo tỷ số Isc/IL, với Isc là dòng ngắn mạch và IL là dòng tải cực đại.[2][16] Ở hàng Isc/IL dưới 20, giới hạn bậc lẻ dưới 11 là 4,0%, bậc 11 đến dưới 17 là 2,0%.[2][16] Cùng hàng này, bậc 17 đến dưới 23 giới hạn 1,5%, bậc 23 đến dưới 35 là 0,6% và bậc 35 đến 50 là 0,3%.[2][16]
| Isc/IL | TDD tối đa |
|---|---|
| Dưới 20[2][16] | 5,0% |
| 20 đến dưới 50[2][16] | 8,0% |
| 50 đến dưới 100[2][16] | 12,0% |
| 100 đến dưới 1.000[2][16] | 15,0% |
| Trên 1.000[2][16] | 20,0% |
Giới hạn TDD tăng theo tỷ số Isc/IL, từ 5,0% ở hàng dưới 20 lên 20,0% ở hàng trên 1.000.[2][16]

Tổng méo theo nhu cầu TDD (Total demand distortion) là gì?
Tổng méo theo nhu cầu TDD (Total demand distortion) là tỷ số giữa căn bậc hai tổng bình phương các dòng điện hài và dòng tải cực đại IL.[2][16] THD lấy dòng bậc cơ bản làm mẫu số, còn TDD lấy dòng tải cực đại IL.[2][1] THDi nên đo ngay tại đầu ra biến tần, còn TDD đánh giá dòng điện hài tại PCC sau khi gộp hệ điện mặt trời và tải.[2] Thông tư 05/2025/TT-BCT cũng dùng ký hiệu TDD cho tổng biến dạng sóng hài dòng điện.[11]
IEC 61000-3-2 cho thiết bị đến 16 A mỗi pha
IEC 61000-3-2:2018, ấn bản 5.0, phát hành ngày 26/01/2018, giới hạn dòng điện hài bơm vào lưới cung cấp điện công cộng.[21] IEC 61000-3-2 áp cho thiết bị điện, điện tử có dòng vào định mức tới 16 A mỗi pha, nối lưới phân phối hạ áp công cộng.[21] Bản hợp nhất mới nhất là IEC 61000-3-2:2018+AMD1:2020+AMD2:2024.[21] Thiết bị được chia thành bốn loại A, B, C và D, mỗi loại có giới hạn riêng.[23][24]
Loại A gồm thiết bị ba pha cân bằng và mọi thiết bị không thuộc ba loại kia.[24][25] Giới hạn của loại A tính bằng ampe cho từng bậc.[24][25]
| Bậc h | Dòng điện hài tối đa cho phép, loại A[24][25] |
|---|---|
| 2 | 1,08 A |
| 3 | 2,30 A |
| 4 | 0,43 A |
| 5 | 1,14 A |
| 6 | 0,30 A |
| 7 | 0,77 A |
| 9 | 0,40 A |
| 11 | 0,33 A |
| 13 | 0,21 A |
| Bậc lẻ 15 đến 39 | 2,25 / h (A) |
| Bậc chẵn 8 đến 40 | 1,84 / h (A) |
Giới hạn của loại B bằng 1,5 lần giới hạn loại A.[25][24]

IEC 61000-3-12 cho thiết bị trên 16 A đến 75 A mỗi pha
IEC 61000-3-12:2011, ấn bản 2.0 phát hành ngày 12/05/2011, áp cho thiết bị có dòng vào định mức trên 16 A đến 75 A mỗi pha.[22] Bản hợp nhất hiện hành là IEC 61000-3-12:2011+AMD1:2021.[22] Giới hạn phát xạ của IEC 61000-3-12 được đặt theo dòng tham chiếu Iref của thiết bị.[17] Với thiết bị ba pha, tỷ số ngắn mạch Rsce bằng công suất ngắn mạch Ssc chia cho công suất thiết bị Sequ.[17][25] Cách tính Rsce được trình bày ở bài IEC/EN 61000-3-12.
Mục 6 trình bày giới hạn THDi riêng cho biến tần nối lưới trong IEC 61727, NRS 097-2-1 và quy định tại Việt Nam.
6. Giới hạn THDi của biến tần nối lưới và quy định tại Việt Nam
IEC 61727 và IEEE 1547-2003 yêu cầu THD dòng lưới của biến tần dưới 5%.[10] NRS 097-2-1 đặt cùng mức dưới 5% tại công suất ra định mức.[6] Tại Việt Nam, Thông tư 05/2025/TT-BCT giới hạn sóng hài dòng điện của nhà máy điện đấu nối lưới phân phối.[11]
IEC 61727: THD dưới 5%
IEC 61727 yêu cầu tổng méo hài dòng điện của hệ điện mặt trời nối lưới dưới 5%.[5][10] Từ bậc 3 đến bậc 9, mỗi dòng điện hài bậc lẻ được giới hạn dưới 4%.[5][10] Bậc chẵn được giới hạn ở 25% giới hạn của bậc lẻ.[10][6] Các yêu cầu khác của IEC 61727 được trình bày ở bài IEC 61727.
Bảng giới hạn dòng điện hài từng bậc theo IEC 61727
| Nhóm bậc | Giới hạn theo IEC 61727[5][6] |
|---|---|
| Bậc lẻ 3 đến 9 | Dưới 4,0% |
| Bậc lẻ 11 đến 15 | Dưới 2,0% |
| Bậc lẻ 17 đến 21 | Dưới 1,5% |
| Bậc lẻ 23 đến 33 | Dưới 0,6% |
| Bậc chẵn 2 đến 8 | Dưới 1,0% |
| Tổng méo hài dòng điện THD | Dưới 5% |
Mức bậc chẵn 2 đến 8 bằng 25% mức bậc lẻ 3 đến 9: 25% × 4,0% = 1,0%.[6][5] Một biến tần 3,1 kW thử theo IEC 61727 đo được THD 2,78%, đạt mức dưới 5%.[5]

NRS 097-2-1 lấy giới hạn từ IEC 61727
NRS 097-2-1:2024, ấn bản 3, yêu cầu tổng méo hài dòng điện dưới 5% tại công suất ra định mức của biến tần.[6] Bảng 1 của NRS 097-2-1 ghi giới hạn theo phần trăm dòng định mức, và chú thích ghi các giới hạn này lấy từ IEC 61727.[6] Các mức bậc lẻ 4,0%, 2,0%, 1,5% và 0,6% trong Bảng 1 trùng với bảng IEC 61727 ở trên.[6][5] NRS 097-2-1 thêm nhóm bậc 35 đến 50 với giới hạn bậc lẻ 0,6 / 2 = 0,3%.[6] Bậc chẵn trong NRS 097-2-1 giới hạn ở 25% giới hạn bậc lẻ, ví dụ 1,0% cho bậc dưới 11 và 0,5% cho bậc 11 đến dưới 17.[6] Chi tiết tiêu chuẩn Nam Phi nằm ở bài NRS 097-2-1.
IEEE 1547 và mức 5%
IEEE 1547-2003 yêu cầu THD dòng lưới của biến tần dưới 5%, cùng mức với IEC 61727.[10] IEEE 1547-2018, phê duyệt ngày 15/02/2018, đã thay thế IEEE 1547-2003 và có sửa đổi 1547a-2020.[26] Phần tóm tắt của IEEE 1547-2018 liệt kê chất lượng điện năng là một nhóm yêu cầu.[26] Tổng quan các tiêu chuẩn đấu nối nằm ở bài Tiêu chuẩn kết nối lưới.
Giới hạn tính theo dòng định mức của biến tần
Bảng 1 của NRS 097-2-1 tính giới hạn dòng điện hài theo phần trăm dòng định mức của biến tần.[6] IEEE 519 tính giới hạn theo tỷ số Isc/IL và dòng tải cực đại IL.[2][16] Thông tư 05/2025/TT-BCT tính theo dòng bậc cơ bản ở chế độ phụ tải, công suất phát cực đại.[11] Dòng định mức của biến tần được giải thích ở bài Dòng điện đầu ra định mức.
Thông tư 05/2025/TT-BCT giới hạn sóng hài dòng điện tại Việt Nam
Thông tư 05/2025/TT-BCT quy định hệ thống truyền tải điện, phân phối điện và đo đếm điện năng, ban hành và có hiệu lực từ 01/02/2025.[11] Điều 8 của Thông tư 05/2025/TT-BCT dùng ký hiệu TDD cho tổng biến dạng sóng hài dòng điện.[11] Nhà máy điện đấu nối vào lưới điện phân phối phải đảm bảo không gây ra biến dạng sóng hài dòng điện vượt mức cho phép trong bảng dưới.[11]
Hạ áp trong Thông tư 05/2025/TT-BCT là cấp điện áp danh định đến 1 kV.[11] Điều 8 đặt giới hạn cho nhà máy điện và không nêu mức riêng cho biến tần.[11] Thông tư 05/2025/TT-BCT cho phép đỉnh nhọn bất thường vượt giới hạn, miễn 95% giá trị đo trong ít nhất 1 tuần nằm trong giới hạn.[11]
Mục 7 xét THDi thay đổi thế nào khi biến tần phát ít công suất.
7. THDi thay đổi theo công suất phát như thế nào?
THDi của biến tần tăng khi bức xạ thấp, vì dòng bậc cơ bản lúc sáng sớm và chiều muộn nhỏ hơn.[2] THD cao dễ gặp ở điều kiện nhu cầu thấp, nhất là khi điện năng phát dưới 20% công suất định mức.[3]
THDi tăng khi biến tần phát ít công suất
THDi là tỷ số giữa dòng điện hài và dòng bậc cơ bản.[1] Ở bộ biến tần cấp cho động cơ, THDi dòng vào lên khoảng 100% hoặc cao hơn khi không tải.[18] Số liệu khoảng 45% của hãng cho bộ biến tần động cơ đó chỉ áp khi đầy tải.[18] Công suất định mức làm mốc cho các mức phần trăm được giải thích ở bài Công suất AC định mức.
Số đo tại một hệ điện mặt trời 400 kWp
Một hệ điện mặt trời 400 kWp của một trường đại học gần xích đạo, có kèm hệ pin lưu trữ, được đo THD dòng điện.[3] Phần tóm tắt nghiên cứu ghi hệ 400 kWp, phần mô tả hệ ghi 430 kWp, phần kết luận dùng cả hai số.[3] Phần mô tả hệ chia hệ thành giai đoạn 1 là 150 kWp và giai đoạn 2 là 250 kWp.[3] THD dòng điện của hệ vượt các mức 5% và 8%, đạt đỉnh 21,5% vào khoảng 7 giờ 30 sáng.[3] Phần kết luận còn ghi THD 22% ở pha 1 lúc 8 giờ 35 sáng.[3] Giá trị THD lớn nhất xuất hiện vào sáng sớm và gần 17 giờ.[3]

Kết quả mô phỏng theo bức xạ
Trong mô phỏng một hệ điện mặt trời 250 kW, THDi tại thanh cái của hệ là 1,61% ở 1.000 W/m² và 3,49% ở 400 W/m².[2] Ở 200 W/m², THDi trong cùng mô phỏng tăng lên 6,97%.[2] Cùng mô phỏng cho TDD tại điểm đấu nối chung chỉ từ 1,73% đến 2,15% ở các mức bức xạ này.[2] Ở hệ điện mặt trời độc lập, THD dòng điện giảm mạnh khi bức xạ tăng.[13]

THD và TDD khác nhau khi phát ít công suất
Ở 200 W/m², THDi tại đầu ra biến tần trong mô phỏng là 6,97%, còn TDD tại điểm đấu nối chung là 1,73%.[2] Thông tư 05/2025/TT-BCT tính tổng biến dạng sóng hài dòng điện theo dòng bậc cơ bản ở chế độ công suất phát cực đại.[11] NRS 097-2-1 đặt mức dưới 5% tại công suất ra định mức của biến tần.[6]
Mục 8 đọc con số THDi và điều kiện đo trên một datasheet cụ thể.
8. Cách đọc THDi trên datasheet biến tần
Datasheet Sungrow SG5.0RT đến SG10RT ghi THD ở nhóm đầu ra AC, với giá trị dưới 3 % ở công suất định mức.[7] Mục 8 đọc từng dòng trên datasheet đó và tính dòng điện hài cho một biến tần đã thử nghiệm.
Dòng THD trong nhóm đầu ra AC
Nhóm Output (AC) của datasheet Sungrow SG5.0RT đến SG10RT ghi các dòng sau[7]:
- Rated AC voltage: 3 / N / PE, 230 V / 400 V.
- Rated grid frequency: 50 Hz / 60 Hz.
- Harmonic (THD): < 3 % (at rated power).
- Power factor at Rated power / Adjustable power factor: > 0.99 / 0.8 leading đến 0.8 lagging.
Hàng Harmonic (THD) nằm trong nhóm đầu ra AC, cùng nhóm với điện áp, tần số và hệ số công suất.[7]
Điều kiện đo tại công suất định mức
Chú thích at rated power trên datasheet Sungrow nghĩa là giá trị dưới 3 % ở công suất định mức.[7] NRS 097-2-1 cũng đặt yêu cầu tổng méo hài dòng điện dưới 5% tại công suất ra định mức.[6] THDi của biến tần tăng khi bức xạ thấp, như số đo và mô phỏng ở mục 7.[2][3]
Bảng giá trị THDi điển hình
| Trường hợp | THDi | Điều kiện |
|---|---|---|
| Giới hạn IEC 61727[5] | Dưới 5% | Toàn bộ dòng điện hài |
| Datasheet Sungrow SG5.0RT đến SG10RT[7] | Dưới 3 % | Ở công suất định mức |
| Biến tần 3,1 kW thử theo IEC 61727[5] | 2,78% | Kết quả thử nghiệm |
| Mô phỏng hệ 250 kW ở 200 W/m²[2] | 6,97% | Bức xạ thấp |
| Hệ 400 kWp lúc sáng sớm[3] | Đỉnh 21,5% | Khoảng 7 giờ 30 sáng |

Ví dụ tính dòng điện hài cho biến tần 3,1 kW
Ví dụ dùng số liệu của biến tần 3,1 kW đã thử theo IEC 61727.[5] Phép tính áp công thức THDi[3] và bảng giới hạn của IEC 61727.[5]
- Đọc thông số: biến tần có công suất định mức 3,1 kW, điện áp 220 V, dòng định mức 14,1 A, tần số 60 Hz, THD đo được 2,78%.[5]
- Tính tổng dòng điện hài: giả định dòng bậc cơ bản bằng dòng định mức 14,1 A, tổng dòng điện hài là 0,0278 × 14,1 ≈ 0,392 A.
- So với mức 5%: mức 5% ứng với 0,05 × 14,1 = 0,705 A; 0,392 A nhỏ hơn mức này.[5]
- So với giới hạn từng bậc: mỗi bậc lẻ từ 3 đến 9 phải dưới 4%, tức dưới 0,04 × 14,1 = 0,564 A.[5]
- Đổi bậc sang tần số: lưới thử nghiệm là 60 Hz, nên bậc 5 có tần số 5 × 60 = 300 Hz.[9]
- Giả định phát 20% công suất: giả định cùng điện áp, dòng bậc cơ bản còn 0,2 × 14,1 = 2,82 A, dòng điện hài giữ 0,392 A. THDi lúc đó là 0,392 / 2,82 ≈ 13,9%.
- Tính theo dòng định mức: cùng 0,392 A chia cho dòng định mức 14,1 A vẫn ra 2,78%. TDD của IEEE 519 lấy dòng tải cực đại IL làm mẫu số thay cho dòng bậc cơ bản.[2][16]

Các thông số đầu ra AC đọc cùng THDi
Datasheet Sungrow ghi hệ số công suất lớn hơn 0,99 tại công suất định mức, chỉnh được từ 0,8 sớm pha đến 0,8 trễ pha.[7] Hệ số công suất λ là tỷ số giữa công suất tác dụng P và công suất biểu kiến S.[6][27] Hệ số công suất cơ bản λ1, còn gọi là hệ số công suất dịch pha, bằng |cos φ1| và chỉ xét các đại lượng tần số cơ bản.[28][27] Hai đại lượng này được giải thích ở bài Hệ số công suất. Thành phần một chiều trong dòng ra của biến tần được trình bày ở bài Dòng DC bơm vào lưới.
Mục 9 trình bày cách đo THDi và các biện pháp giảm sóng hài dòng điện.
9. Đo THDi và cách giảm sóng hài dòng điện
THDi được đo bằng thiết bị đo sóng hài theo IEC 61000-4-7.[12] Sóng hài dòng điện của biến tần được giảm bằng bộ lọc đầu ra, thuật toán điều khiển và bộ lọc sóng hài chủ động.[10][13]
Thiết bị đo theo IEC 61000-4-7
IEC 61000-4-7 ấn bản 2, phát hành tháng 08/2002, thay thế ấn bản 1 năm 1991.[12] IEC 61000-4-7 áp cho thiết bị đo các thành phần phổ tới 9 kHz chồng lên thành phần cơ bản của lưới 50 Hz và 60 Hz.[12] Thiết bị đo phải đo được sóng hài tới bậc 50.[12]
Đo tại điểm đấu nối theo Thông tư 05/2025/TT-BCT
Thông tư 05/2025/TT-BCT đánh giá sóng hài trên số đo ít nhất 1 tuần, lấy mẫu 10 phút một lần, với 95% giá trị đo nằm trong giới hạn.[11]
Bộ lọc đầu ra của biến tần
Tụ trong bộ lọc đầu ra của biến tần nối lưới dùng chủ yếu để lọc sóng hài tần số cao do đóng cắt.[10] Các giải pháp lọc đã công bố gồm bộ lọc chặn dải (notch) và bộ lọc thông cao.[2] Danh sách này còn có bộ lọc tích cực song song và bộ bù sóng hài dùng bộ lọc LCL.[2] Một giải pháp khác điều chỉnh phần tử lọc thụ động, gồm cuộn kháng, theo mức bức xạ.[2] Trong mô phỏng, giải pháp này đưa THDi ở 200 W/m² xuống 1,38%.[2]
Thuật toán điều khiển bù sóng hài
Bộ điều khiển cộng hưởng tỷ lệ (PR) kết hợp điều khiển lặp (RC) bám nhanh dòng cơ bản và triệt gần hết sóng hài.[10] Trong thử nghiệm biến tần một pha, THD dòng lưới là 8,64% với bộ PR.[10] THD giảm còn 2,98% khi thêm bộ cộng hưởng đa tần (MRC) và 1,67% khi thêm điều khiển lặp.[10] Bộ cộng hưởng đa tần làm tăng khối lượng tính toán và dễ làm hệ mất ổn định.[10]

Bộ lọc sóng hài chủ động
Với hệ điện mặt trời độc lập, bộ lọc sóng hài chủ động được khuyến nghị dùng khi bức xạ thấp.[13] Không dùng bộ lọc chủ động, đơn vị vận hành có thể phải dùng bộ lọc lớn và đắt hơn.[13] Đơn vị vận hành lưới có thể áp mức phạt khi THDi cao.[13]
Các câu hỏi dưới đây gom những tình huống thường gặp khi đọc và đo THDi.
10. Câu hỏi thường gặp về tổng méo hài dòng điện THDi
Q1THDi bao nhiêu là đạt với biến tần nối lưới?
Q2Vì sao THDi lúc sáng sớm cao hơn buổi trưa?
Q3THDi 3% trên datasheet tương ứng bao nhiêu ampe dòng điện hài?
Q4Sóng hài bậc 5 trên lưới 50 Hz có tần số bao nhiêu?
Q5Giới hạn sóng hài bậc 3 của biến tần theo IEC 61727 là bao nhiêu?
Giới hạn sóng hài bậc 3 của biến tần theo IEC 61727 là dưới 4,0%, chung nhóm bậc lẻ 3 đến 9.[5][10] NRS 097-2-1 giữ mức 4,0% này và tính theo phần trăm dòng định mức của biến tần.[6] Với biến tần 3,1 kW có dòng định mức 14,1 A, mức này ứng với 0,04 × 14,1 = 0,564 A.[5]
Q6THDi cao lúc tải nhẹ được IEEE 519 đánh giá thế nào?
Q7Hệ số công suất có bị ảnh hưởng bởi sóng hài không?
Hệ số công suất bị ảnh hưởng bởi sóng hài.[29] Với tải phi tuyến, hệ số công suất thực được dùng thay cho hệ số công suất dịch pha 50/60 Hz.[29] Hệ số công suất λ là tỷ số giữa công suất tác dụng và công suất biểu kiến.[6][27] Hệ số công suất cơ bản λ1 bằng |cos φ1| và chỉ xét các đại lượng tần số cơ bản.[28][27] Datasheet Sungrow ghi hệ số công suất lớn hơn 0,99 ở công suất định mức.[7]
Q8Sóng hài dòng điện gây hại gì cho hệ điện mặt trời?
Q9Máy đo THDi cần đo tới bậc bao nhiêu?
Q10THDi của biến tần thay đổi thế nào khi lưới bị sụt áp?
THDi của biến tần khi lưới sụt áp còn 0,45 lần điện áp định mức được đo trong một thử nghiệm biến tần một pha.[10] Với bộ PR kết hợp điều khiển lặp, THD lúc sụt áp là 2,28%; với bộ PR kết hợp cộng hưởng đa tần, THD là 3,16%.[10] Khả năng biến tần giữ kết nối khi điện áp lưới thấp được trình bày ở bài LVRT.
Q11Thông tư 05/2025/TT-BCT giới hạn sóng hài dòng điện của nhà máy điện đấu nối hạ áp bao nhiêu?
Thông tư 05/2025/TT-BCT giới hạn sóng hài dòng điện của nhà máy điện đấu nối trung áp và hạ áp ở mức tổng 5%, riêng lẻ 4%.[11] Tỷ lệ này tính so với dòng bậc cơ bản ở chế độ công suất phát cực đại.[11] Đỉnh nhọn bất thường được chấp nhận khi 95% giá trị đo trong ít nhất 1 tuần nằm trong giới hạn.[11]
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 nối lưới dựa trên THDi, hệ số công suất và tiêu chuẩn đấu nối 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.[30]
Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế
- 1International Electrotechnical Commission. (n.d.). IEV 551-20-13, total harmonic ratio (total harmonic distortion, THD). IEC Electropedia.
- 2Xiong, L., Nour, M., & Radwan, E. (2020). Harmonic Analysis of Photovoltaic Generation in Distribution Network and Design of Adaptive Filter. International Journal of Computing and Digital Systems, 9(1), 77-85. University of Bahrain.
- 3Arteaga, J.-A., López, Y. U., López, J. A., & Posada, J. (2025). Decoding Harmonics: Total Harmonic Distortion in Solar Photovoltaic Systems with Integrated Battery Storage. Electricity, 6(2), 28. MDPI.
- 4Schneider Electric. (n.d.). Definition of harmonics. Electrical Installation Guide.
- 5Lee, 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.
- 6Eskom Technical Governance. (2024). NRS 097-2-1:2024, Edition 3. SSEG.
- 7Sungrow Power Supply. (2024). SG5.0/7.0/8.0/10RT Multi-MPPT String Inverter datasheet, V14 EN(AU). Sungrow.
- 8International Electrotechnical Commission. (n.d.). IEV 103-07-25, harmonic component (harmonic). IEC Electropedia.
- 9International Electrotechnical Commission. (n.d.). IEV 103-07-24, harmonic order. IEC Electropedia.
- 10Yang, Y., Zhou, K., & Blaabjerg, F. (2016). Current Harmonics from Single-Phase Grid-Connected Inverters, Examination and Suppression. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 4(1), 221-233. Aalborg University.
- 11Bộ Công Thương. (2025). Thông tư 05/2025/TT-BCT quy định hệ thống truyền tải điện, phân phối điện và đo đếm điện năng. Caselaw.vn.
- 12International Electrotechnical Commission. (2002). IEC 61000-4-7 Ed. 2.0, General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, preview. VDE Verlag.
- 13Adak, S., Cangi, H., Eid, B., & Yilmaz, A. S. (2020). Developed analytical expression for current harmonic distortion of the PV system's inverter in relation to the solar irradiance and temperature. Electrical Engineering. Springer.
- 14International Electrotechnical Commission. (2002). IEC 61000-2-2 Ed. 2.0, Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signalling in public low-voltage power supply systems, preview. VDE Verlag.
- 15International Electrotechnical Commission. (n.d.). IEV 551-20-12, harmonic content. IEC Electropedia.
- 16Hoevenaars, A. (n.d.). A Practical and Effective Way of Applying IEEE Std 519-2014 Harmonic Limits, White Paper. Mirus International.
- 17International Electrotechnical Commission. (2011). IEC 61000-3-12 Edition 2.0 2011-05, sample pages. iTeh Standards.
- 18Khandakji, K. A. (2016). Effect of Loading of VSI-Fed Three-Phase Induction Motor on the Line Current THD. Jordan Journal of Electrical Engineering, 2(1), 53-60. Tafila Technical University.
- 19Schneider Electric. (n.d.). Effects of harmonics, Increased losses. Electrical Installation Guide.
- 20Institute of Electrical and Electronics Engineers. (2022). IEEE 519-2022 IEEE Standard for Harmonic Control in Electric Power Systems. IEEE Standards Association.
- 21International Electrotechnical Commission. (2018). IEC 61000-3-2:2018 Electromagnetic compatibility (EMC), Part 3-2: Limits, Limits for harmonic current emissions (equipment input current ≤16 A per phase). IEC Webstore.
- 22International Electrotechnical Commission. (2011). IEC 61000-3-12:2011 Electromagnetic compatibility (EMC), Part 3-12: Limits for harmonic currents produced by equipment connected to public low-voltage systems with input current >16 A and ≤ 75 A per phase. IEC Webstore.
- 23International Electrotechnical Commission. (2018). IEC 61000-3-2 Edition 5.0, Limits for harmonic current emissions, preview. VDE Verlag.
- 24Universidade Estadual de Campinas, FEEC. (n.d.). Electromagnetic Compatibility (EMC) Low-Frequency Standards, IEC 61000-3-2, lecture slides. UNICAMP.
- 25van den Bergh, M. (2021). Tutorial on Harmonics, Flicker and Related Immunity. Absolute EMC.
- 26Institute of Electrical and Electronics Engineers. (2018). IEEE 1547-2018 IEEE Standard for Interconnection and Interoperability of Distributed Energy Resources with Associated Electric Power Systems Interfaces. IEEE Standards Association.
- 27Schneider Electric. (n.d.). Harmonic distortion indicators, Power factor. Electrical Installation Guide.
- 28International Electrotechnical Commission. (n.d.). IEV 845-27-127, fundamental power factor. IEC Electropedia.
- 29Electric Power Research Institute. (n.d.). Harmonics and how they relate to power factor, EPRI-TR-104581. U.S. DOE OSTI.
- 30Việt 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.




































