I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 ,   p p .   2 5 4 9 ~ 2 5 6 1   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 16 . i 4 . p p 2 5 4 9 - 2 5 6 1           2549       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Bidirectio na l A C/ DC conv ert er c o n necting A C and  D micro g rids for sm a rt  g rids       Ng uy en  V a n Du ng 1 ,   Ng uy en  T he  V inh 2, 3   1 S c h o o l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   E l e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g ,   H a n o i   U n i v e r si t y   o f   I n d u s t r y ,   H a n o i ,   V i e t n a m   2 A u t o ma t i o n   a n d   R o b o t i c La b o r a t o r y - A R L   La b ,   F a c u l t y   o f   El e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g   I   P o st s   a n d   T e l e c o mm u n i c a t i o n s   I n s t i t u t e   o f   T e c h n o l o g y   H a n o i ,   H a n o i ,   V i e t n a m   3 F a c u l t y   o f   El e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g   I ,   P o st s   a n d   Te l e c o mm u n i c a t i o n s   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y   H a n o i ,   H a n o i ,   V i e t n a m       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   7 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Sep   1 2 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Oct  1 7 ,   2 0 2 5       Th is  p a p e p ro p o se a   c o n v e rter  c o n n e c ti n g   tw o   in d e p e n d e n A a n d   DC   m icro g rid s   in   a   fle x ib le   m icro g rid   a n d   sm a rt  g rid   sy ste m .   Wi th   th is   c o n v e rter,   b a sic   DC/DC   c o n v e rte ty p e su c h   a F ly b a c k   a re   u se d   t o   d e v e lo p   th e   p o we c ircu it   a n d   c o n tr o ll e fo th e   c o n v e rter  th a is  c a p a b le  o in teg ra ti n g   th e   o p e ra ti n g   fu n c t io n fo th e   o p e ra ti o n   b e twe e n   m icro g ri d s.  Th e   c o n v e rter   u se b id irec ti o n a l   sw it c h i n g   lo c k in g   tec h n o lo g y   t o   sim p l ify   th e   c o n tro a l g o rit h m .   Th e   e n e rg y   is  c o n v e rte d   i n   two   d irec ti o n s ,   A C/DC  a n d   DC/AC ,   with   d iffere n wo r k i n g   p ri n c ip les   o i n c re a sin g   a n d   d e c re a sin g   v o lt a g e   a c c o rd in g   to   th e   sta n d a r d o th e   d istri b u ti o n   g rid   a n d   DC m icro g rid .   Th e   TDH  v a lu e   is   sig n ifi c a n tl y   li m it e d   w h e n   u sin g   t h e   re c o v e ry   c ircu it   so lu ti o n .   Th e   c o n v e rter  is  d e sig n e d ,   sim u late d   b a se d   o n   OrCA D   so ftwa re ,   a n d   tes ted   wit h   a   c a p a c it y   in   t h e   r a n g e   o 2 - 10   kW .   Th e   DC m icro g rid   o u tp u t   v o lt a g e   is 4 0 0   VD C,   v o lt a g e   is  2 2 0   VA C.   K ey w o r d s :   AC/DC  c o n v e rter   Bi - d irec ti o n a c o n v e rter    Bi - d irec ti o n a s witch   DC/AC  c o n v e rter    M icro g ri d   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ng u y en   T h Vin h   Au to m atio n   an d   R o b o tics   L ab o r ato r y - AR L   L ab Facu lty   o f   E lectr o n ic  E n g i n ee r in g   I   Po s ts   an d   T elec o m m u n icatio n s   I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   Han o i   9 6 T r an   Ph u   Stre et,   Ha  Do n g   Dis tr ict,   Han o i,  Vietn am   E m ail:  v in h n t@ p tit.ed u . v n       1.   I NT RO D UCT I O   Mic r o g r id   s y s tem s   in   d ev elo p ed   co u n tr ies ,   s u ch   as  So u th ea s Asi in   Asi ar cu r r en tly   b ein g   f o r m ed   an d   h a v n o y et   en t er ed   th e   elec tr icity   law  d e v el o p m en s y s tem   o f   t h co u n tr i es.  Mic r o g r id s   a r n atu r ally   f o r m ed   ac co r d in g   t o   th n ee d s   o f   s o m co m p o n e n ts   in   th d is tr ib u tio n   g r id ,   s u c h   as  p o wer   s o u r ce s ,   lo ad s ,   s u p p ly   lin es,  an d   s to r a g s y s tem s   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h er e f o r e ,   m an ag e m en t,  o p er atio n ,   an d   co n tr o l   h av e   m an y   ch an g es,  r e q u ir in g   in teg r ated   co m p o n en ts   an d   a d ap tatio n   to   th ab o v e   ch an g es f o r   m ic r o g r id s .   T h tr ad itio n al  p o wer   s y s tem   in   Vietn am   an d   Asi an   co u n tr ies  is   b ased   o n   AC   d is tr ib u t io n   g r id s Natu r ally   f o r m e d   g r i d s   will  h av co n v er s io n   lin k s   b ased   o n   AC   g r id s ,   in clu d i n g   DC   m icr o g r id s   [ 3 ] ,   AC   m icr o g r id s   [ 4 ] ,   an d   h y b r id   g r id s   as  elec tr o n ic  tr an s f o r m er   tech n o lo g y   d ev el o p s   f o r   ea c h   s p ec if ic  g r id   an d   d if f er en t   p o wer   s o u r ce s .   As  r e n ewa b le  en e r g y   s o u r ce s   ( d is tr ib u ted   s o u r ce s )   d ev elo p   n at u r a lly ,   th m o n ito r in g   an d   m a n ag em e n s y s tem   is   also   p r o b lem ;   in   ad d itio n ,   d is tr ib u ted   p o we r   s o u r ce s   a r in ter m itten t.   T o   ef f ec tiv ely   m an ag d is tr ib u te d   p o wer   s o u r ce s ,   lo ad s ,   an d   p o s s ib ly   en er g y   s to r ag e ,   s y s tem atic  v iew  i s   r eq u ir ed .   B y   in teg r atin g   all   th ese  d is tr ib u ted   u n its   to g eth er ,   a   m icr o p o wer   s y s tem   i s   f o r m e d   f r o m   th e   d is tr ib u tio n   s id e,   th u s   b ein g   n o m in ated   as  m icr o g r id .   C u r r en p o wer   g r id s   u s co n v e n tio n al  p ass iv d ev ices   to   co n n ec th e   g r id   c o m p o n en t s   an d   a r t h er ef o r n o   l o n g e r   s u itab le  f o r   th e   em e r g en ce   o f   m an y   m icr o g r id s   in   th f u tu r d u to   lim itatio n s   in   m o d u lar   f lex ib ilit y   [ 5 ] ,   [ 6 ] ,   co m p atib ilit y   o f   p a r am ete r s   s u ch   as  v o ltag e,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2549 - 2 5 6 1   2550   f r eq u e n cy   with   th g r id   [ 7 ] ,   [ 8 ] .   I n   th is   s en s e,   th e   n ee d   t o   in clu d p o wer   c o n v e r ter s   i n   th ese  d e v elo p in g   s y s tem s   is   m an d ato r y   d u t o   t h eir   m o d u lar ity   an d   d ec e n tr alize d   co n tr o l c ap ab ilit ies [ 4 ] ,   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   Alter n ativ ely ,   p o wer   co n v er s io n   ap p licatio n s   ca n   b p er f o r m ed   u s in g   v ar io u s   f o r m s ,   s u ch   as  s tack in g   m u ltip le  s in g le - s tag co n v er ter s ,   c o m b in i n g   co n v er t er s   in   p ar allel  o r   in   s er ies  to   in cr ea s o r   d ec r ea s e   th in p u v al u e,   ch a n g in g   th p o wer   v alu e ,   o r   p er f o r m in g   in ter m ed iate  s tag es  f o r   o n f o r m   o f   p o wer ,   s u ch   as   DC ,   an d   th en   f u r th er   co n v er ti n g   it  to   DC   p o wer   as  r eq u ir e d .   T h e r ar e   d ir ec t   co n v er ter s   f r o m   an   AC   p o wer   s o u r ce   to   DC   p o wer   s o u r ce   th at  h av in p u t p o wer   f ac to r   co r r ec tio n   s o lu tio n s   ac co r d in g   to   s tan d ar d s   s u ch   as  I E C   1 0 0 0 - 3 - 2   [ 1 1 ] .   T h DC   to   DC   co n v er ter   ty p h as  th ab ilit y   to   ad ju s th o u tp u v o ltag u p   o r   d o wn   ac co r d in g   to   ac tu al   lo ad   r eq u i r em en ts .   T h is   r esear ch   wo r k   c o n s id er s   th e   u n i d ir ec tio n al,   b i d ir ec tio n al,   s in g le - s tag e two - s tag e   AC /D C   p o wer   co n v e r ter s .   AC /DC   two - s tag co n v er ter s   ar e   u s ed   f o r   co n v er tin g   AC   p o wer   to   DC   p o wer ,   s u ch   as  ch a r g er s   i n   th e   f o r m   o f   b i d ir ec tio n al  e n er g y   c o n v e r s io n ,   d r iv in g   DC   m o to r s ,   s u p p ly in g   p o wer   to   DC   lo ad s   in   AC   d i s tr ib u tio n   g r id s ,   o r   AC   m icr o g r id s   [ 1 2 ] .   AC /DC   two - s tag co n v er ter s   h a v a   b asic  f ir s s tag th at  f u n ctio n s   to   co n v er AC   p o wer   p ar am e ter s   in to   DC .   T h e   s ec o n d   s tag e ,   DC /D C   h as  th ab ilit y   to   in cr ea s an d   d ec r ea s cu r r en an d   v o ltag p ar a m eter s   ac co r d in g   to   o u tp u r e q u ir em en ts .   T h two - s tag co n v er ter   h as  th s am lim itatio n s   as  th s tack ed   co n v er ter ,   s o   th d o u b le  c o n v e r s io n   p o wer   o f   th tw o   s tag es  r esu lts   in   ef f icien cy   t h at  is   also   lim ited   b y   m u ltip ly in g   th e   av er a g ef f icie n c y   ac r o s s   th en tire   co n v er ter .   I n   a d d itio n ,   th e   t wo - s tag co n v er ter   also   h as   lim itatio n   th at   th er e   is   c ap ac ito r   c o n n ec tio n   b etwe en   th two   s tag es  to   s u p p o r th p o wer ,   wh ich   m ak e s   it  b u lk y   an d   r e d u ce s   th p o wer   d en s ity   o f   th e   co n v er ter   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   T wo - s tag AC /DC   co n v er ter s   ca n   h av e   h ig h   p o wer   f ac to r s ,   lo in p u c u r r en t   h ar m o n ics,  an d   r eg u lated   DC   lin k   v o ltag es,  b u th ey   h av th e   p r o b lem   o f   m an y   co m p o n e n ts   in   th c o n v e r ter ,   an d   t h co n tr o l   p ar is   co m p licated   b ec au s o f   th two   p r o ce s s es  in   th co n v er ter .   So m s o lu tio n s   wh en   u s in g   s in g le - s tag AC /D C   co n v er ter   with   s o m d esig n   co n s id er atio n s   f o r   th e   p o wer   cir c u it ,   s u ch   as  lo c o s t,  s m all  s ize  [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   Pra ctica co n v er ter s   all  u s b asic  co n v er te r   ty p es  s u ch   as  f ly b ac k ,   h alf - b r id g e ,   o r   f u ll - b r id g e   co n v er ter s o r   co m b i n co n v er ter s   to g eth er   to   cr ea te  co n v er ter   ac co r d in g   to   th r eq u ir em e n ts   to   m ee th in p u p o we r   an d   DC   o r   AC   o u tp u p o wer   t y p es.  T h co m b in atio n   will  cr ea te  f lex ib ilit y   in   p o wer   ty p as  well  as   th ac tu al  p o wer   r eq u ir em en ts .   AC /DC   c o n v er ter s   also   h av b asic  ty p es  aim in g   at  in cr ea s in g   p o wer   f ac to r   an d   r e d u cin g   in p u h ar m o n ics  o f   cu r r en a n d   v o ltag e ,   th er e   ar s o m s o lu tio n s .   T h e   s in g le - s tag co n v er ter   is   ch ea p er ,   s m aller   in   s ize,   th e   en er g y   d en s ity   in cr ea s es ,   an d   th c o n tr o is   s im p ler   wh ile  s till   en s u r in g   th e   en er g y   co n v er s io n   p r o ce s s   [ 1 3 ] - [ 1 7 ] .   I n   th is   p ap er ,   an   AC /DC   co n v er ter   is   p r o p o s ed .   T h c o n v er ter   p er f o r m s   d ir ec a n d   is o lated   b id ir ec tio n al  p o wer   c o n v e r s io n   b etwe en   two   AC   an d   DC   g r id s .   T h e   co n ce p o f   th e   p r o p o s ed   co n v er ter   is   b ased   o n   th p r im a r y   s id o f   t h tr an s f o r m e r ,   b u with o u th b r id g d io d e,   wh ich   f u r th er   elim in ates  th lin f r eq u e n cy   r ec tific atio n   lo s s es.  Sin g le - s tag co n v er ter s   d e r iv ed   f r o m   t h b asic  Fly b ac k   an d   Fu ll - B r id g co n v er ter s ,   with   t h ad v a n ta g es  o f   th b asic  co n v e r ter s ,   h av in tr o d u ce d   s o m s o lu ti o n s   in   th eir   i n ter n al  s tr u ctu r to   cr ea te  is o lated   AC - DC   b id ir ec tio n al  co n v er ter s .   Fig u r 1   s h o ws  th o p er atio n   an d   p o wer   co n v er s io n   b etwe en   two   m icr o g r id s   an d   th e   in d e p en d e n in ter n al  m icr o g r id s .   W h en   th g r id   is   u n av ailab le ,   th b atter y   s u p p lies   p o wer   to   t h AC   an d   DC   lo ad s .   W h en   t h g r id   is   av ailab le,   th AC   an d   DC   lo ad s   ar m et  alo n g   with   th b atter y   c h ar g i n g .   T h p ap er   also   in clu d es  i)   r ed u ctio n   o f   co m p o n en ts   d u to   th e   u s o f   th e   s am co m p o n en ts   in   b o th   p o wer   d ir ec tio n s ,   ii)   g alv an ic   is o latio n ,   iii)  m i n im u m   n u m b er   o f   ac tiv e   s witch es ,   iv )   lo r ip p le ,   v )   r elativ ely   h ig h   ef f icien cy   in   th en er g y   c o n v er s io n   p r o ce s s ,   an d   v i)   m ee th o p er atio n al   f lex ib ilit y ,   an d   m ee th c o n ti n u ity   o f   p o wer   s u p p l y   f o r   two   p o wer   g r id s .   I n   DC   o r   AC   p o wer   g r id s ,   th er ar e   f lex ib le  co n v er ter s   ca p ab le  o f   o p er atin g   i n ter n al  en e r g y   ex ch an g with in   th g r id   [ 1 8 ] - [2 5 ].       2.   P RO P O SE AC/D C O NV E RT E S T RUC T UR E   T h e   D C   m i c r o g r i d   a l s o   i n c l u d es   s e v e r a l   c o m p o n e n t s   i n   t h e   p o w e r   s y s te m   s u c h   a s   DC   l o a d s ,   d i s t r i b u t e d   e n e r g y   s o u r c e s   t r a n s m i t t e d   o n   a   D C   l i n e ,   as   s h o w n   i n   F i g u r e   1 .   T h e   D C   m i c r o g r i d   c a n   b e   c o n n e c t e d   t o   a   s i n g l e - p h a s e   o r   t h r e e - p h a s e   AC   m ic r o g r i d   w i t h   d i f f e r e n t   c o n v e r s i o n   f o r m s   a n d   c a n   a l s o   b e   d i r e c tl y   c o n n e c t e d   t o   t h d i s t r i b u ti o n   g r i d .   I n   t h e   c o n t e n t   o f   t h e   w o r k ,   t h e   c o n n e c t i o n   t o   a   s i n g l e - p h a s e   m i c r o g r i d   is   i m p l e m e n t e d .   T h e   D C   m i c r o g r i d   h a s   n o w   e m e r g e d   w it h   t h e   d e m a n d   f o r   l o a d s   as   w e ll   as   d is t r i b u t e d   e n e r g y   s o u r c e s   w i t h   a d v a n ta g e s   i n   e f f i c i e n c y   d u r i n g   l o n g - d i s t a n c t r a n s m is s i o n   a n d   e n e r g y   s t o r ag e   i n   t h e   p o we r   s y s t e m .   T h e r e f o r e ,   t h e   c o n n e c t i o n   b e t w e e n   t h e   D C   m i c r o g r i d   a n d   t h e   A C   m i c r o g r i d   w i l l   i m p r o v e   e f f i c i e n c y   a n d   e n e r g y   s t o r a g e   d u r i n g   t h e   u s e   o f   e n e r g y   c o m b i n e d   i n   a   s y s t e m .   I t   a l s o   r e p r e s e n t s   a n   i n d e p en d e n t   o p e r a t i n g   m o d e   w h e n   t h e   g r i d s   a r e   n o t   i n   d e m a n d   a n d   s u p p o r t   e n e r g y   e x c h a n g e   w i t h   e a c h   o t h e r .   T h e   c o n v e r t e r   p e r f o r m s   i s o l a t i o n   c o n v e r s i o n   u s i n g   a   p u l s e   t r a n s f o r m e r   w i t h   t w o   s y m m e t r i c a l l y   c o n n e c t e d   s e c o n d a r y   w i n d i n g s .   B a s e d   o n   t h e   F l y b a c k   c o n v e r t e r ,   t h i s   p r o p o s e d   i m p r o v e m e n t   t o   t h e   A C / D C   c o n v e r t e r   m a k e s   t h e   c o n v e r s i o n   b i d i r e c t i o n a l l y   i s o l a t e d .   F i g u r e   2   s h o w s   t h e   p o w e r   c i r c u i t   s t r u c t u r e   o f   t h e   A C / D C   c o n v e r t e r .   T h e   c o n v e r t e r   u s e s   h i g h - f r e q u e n c y   D C   m o d u l a t i o n   a n d   i s   c a p a b l e   o f   b i d i r e c t i o n a l   e n e r g y   c o n v e r s i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         B id ir ec tio n a l A C /DC   co n ve r t er c o n n ec tin g   A C   a n d   DC   micro g r id s   fo r   s ma r t g r id s   ( N g u ye n   V a n   D u n g )   2551   f r o m   t h e   A C   m i c r o g r i d   t o   D C   a n d   v i c e   v e r s a .   T h e   c i r c u i t   o p e r a t e s   o n   t w o   h a l f - c y c l e s   o f   t h e   5 0   H z   a l t e r n a t i n g   c u r r e n t .   I n   t h e   p r i m a r y   p a r t   o f   t h e   t r a n s f o r m e r ,   a   b i d i r e c t i o n a l   s w i t c h   S 1   a n d   S 2   i s   u s e d .   T h e   s e c o n d a r y   s i d e   o f   t h e   t r a n s f o r m e r   i s   c o n n e c t e d   t o   t h e   D C   m i c r o g r i d   i n   t h e   f o r m   o f   a   h a l f - b r i d g e   w i t h   b i d i r e c t i o n a l   s w i t c h e s   S 3 - S 6 .   T h e   c o m b i n a t i o n   o f   t h e   b o o s t   i n d u c t o r   a n d   t h e   h a l f - b r i d g e   c o n t r i b u t e s   t o   s h a p i n g   t h e   c u r r e n t   i n p u t   a n d   t h e   r e q u i r e d   o u t p u t   v o l t a g e   w i t h   a   l a r g e r   a m p l i t u d e .   T h e   c o i l   i s   c h a n g e d   a s   t h e   p r i m a r y   c o i l   i f   t h e   t e r m i n a l   i s   i n p u t ,   i f   t h e   t r a n s f o r m e r   c o i l   i s   s e c o n d a r y   w h e n   t h e   t e r m i n a l   i s   o u t p u t ,   t h e   p r i m a r y   c o i l   w o r k i n g   i n   b o o s t   m o d e   w i l l   w o r k   i n   c o n t i n u o u s   c o n d u c t i o n   m o d e   ( C C M )   c o n n e c t e d   t o   t h e   m i c r o - AC   g r i d   t o   s h a p e   t h e   i n p u t   s i g n a l   s t a b l y .           Fig u r 1 .   Sy s tem   co n n ec tin g   two   AC   an d   DC   m icr o g r id s   u s i n g   AC /DC   b id ir ec tio n al  co n v e r ter           Fig u r 2 .   Sch em atic  d iag r am   o f   th p r o p o s ed   s y s tem       2 . 1 .     O pera t ing   princip le  o f   t he  co nv er t er   E n er g y   is   co n v er te d   in   th d ir ec tio n   f r o m   th AC   m icr o g r id   to   th DC   g r id .   T h o p er atin g   m o d o f   th co n v e r ter   is   s h o wn   in   two   m ain   m o d es a s   f o llo ws:   -   M o d e   1 :   H a l f - c y c l e   p o s it i v e   A C   c u r r e n t   a n d   v o l t a g e   t i m e   p e r i o d   f r o m   ( 0 - p i )   t h e   p o w e r   s w it c h   S 1   a n d   D 2   o p e n   t o   l e t   t h e   c u r r e n t   f l o w   f r o m   t h e   A C   s o u r c e   t h r o u g h   t h e   c o i l   L 1   t o   g r o u n d .   E n e r g y   i s   c o n v e r t e d   t h r o u g h   t h e   t w o   c o i l s   L 2   a n d   L 3   w h e n   t h e   s w i t c h es   S 3   a n d   S 5   o p e n   r e s p e c t i v el y ,   d i o d e s   D 6   a n d   D 8   o p e n   t o   l e t   t h e   c u r r e n t   f l o w   t o   t h e   D C   g r i d .   M o d e   1   o p e r a t i o n   is   d es c r i b ed   i n   F i g u r 3 .   T h e   c as e   i n   m o d e   1   o p e r a t es  s p e c i f i ca l l y   as   d e s c r i b e d   i n   F i g u r e   3 ( a ) .   T h e   c a s e   i n   m o d e   1   i s   d e s c r i b e d   i n   Fi g u r e   3 ( b ) .   I n   t h i s   c a s e ,   w e   h a v g i v e n   t h e   c o n t r o l   m e t h o d   o f   t h e   s w i tc h e s   a n d   t h e   c o n d i t i o n   t h a t   t h e   o p e n i n g   t i m e   o f   t h e   s w i tc h e s   S 3   a n d   S 5   i n   t h i s   ca s e   i s   l e s s   t h a n   h a l f   o f   th e   c o n t r o l   t i m e   t o   o p e n   t h e   s w it c h   S 1   a s   i n   ( 1 ) .     3 = 5 = < 1 / 2 1   ( 1 )     W h er e:   i)   d3 : d u ty   cy cle  o f   s witch   S3 ; ii)   d5 : d u ty   cy cle  o f   s witch   S5 ; a n d   iii)  d1 d u ty   c y c le  o f   s witch   S1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2549 - 2 5 6 1   2552   ( a)     ( b )       Fig u r 3 .   Mo d 1   o p er atio n   d i ag r am :   ( a)   c ase  1   in   m o d 1   a n d   ( b )   c ase  2   in   m o d 1       -   M o d e   2 :   H a l f - c y c l e   n e g a t i v e   A C   v o l t a g e   p e r i o d   f r o m   - 2   p o w e r   s w i tc h e s   S 2   a n d   D 1   o p e n   t o   l e t   c u r r e n f l o w   f r o m   t h e   n e g a t i v e   A C   s o u r c e   t h r o u g h   c o i l   L 1 .   E n e r g y   i s   c o n v e r t e d   t h r o u g h   t w o   c o i l s ,   L 2   a n d   L 3 ,   w h e n   s w it c h e s   S 3   a n d   S 5   o p e n ,   r esp e c t i v e l y ,   a n d   d i o d e s   D 4   a n d   D 6   o p e n   t o   l e c u r r e n t   f l o w   i n t o   t h e   DC   g r i d .   M o d e   2   o p e r a t i o n   i s   d e s c r i b ed   i n   F i g u r e   4 .   R e ct i f i e d   v o l tag e   o n   t h e   D C   g r i d   s i d e   c a n   b e   i n c r e a s e d   b y   c o n t r o l l i n g   s w it c h e s   S 1   a n d   tr a n s f o r m e r   r a t i o   T r .   O p e r a t i o n   1   i n   m o d e   2   i s   d e s c r i b e d   i n   F i g u r e   4 ( a ) .   O p e r a t i o n   2   i n   m o d e   2   i s   d e s c r i b e d   i n   F i g u r e   4 ( b ) .   I n   t h i s   c a s e ,   w e   h a v e   g i v e n   t h e   c o n t r o l   m e t h o d   o f   t h s w it c h e s   a n d   t h e   c o n d i ti o n   t h a t h e   o p e n i n g   t i m e   o f   t h e   s w i t c h e s   S 3   a n d   S 5   i n   t h i s   c a s is   l es s   t h a n   h a l f   o f   t h c o n t r o l   t i m e   t o   o p e n   t h e   s w it c h   S 1 ,   a s   i n   ( 2 ) .     3 = 5      4 = 6 = < 1 / 2 1   ( 2 )     T h r ec tifie r   v o ltag ca lcu lati o n   ex p r ess io n   is   as   ( 3 )   ac co r d i n g   to   th e   f ly b ac k   with   2   s ec o n d ar y   win d i n g s .      =  2 1 1 1 1   ( 3 )     W h er e   i)   N1   p r im ar y   co il  o f   tr an s f o r m er   T R ;   ii)  N2   s ec o n d ar y   c o il  L 2   o r   L 3 ;   an d   iii)  d1   d u t y   cy cle   o f   s witch   S1   o r   S2 .   Fig u r 4 ( c)   s h o ws  th c u r r e n an d   v o ltag e   s ig n al  o n   th e   s witch   S1   wh e n   o p er atin g   with   a   p ea k   v o ltag v al u o f   m o r th an   2 0 0   V.   T h v o ltag at  t h DC   m icr o g r id   r ea ch es  4 0 0   V DC .   T h p o wer   tr an s m itted   f r o m   t h AC   to   th DC   m icr o g r id   is   n ea r ly   3   k W .     -   M o d e   3 :   I n   t h e   c a s e   o f   e n e r g y   c o n v e r s i o n   f r o m   D C   m i c r o g r i d   t o   a n   A C   g r i d .   T h e   c o n v e r t e r   o p e r a t e s   i n   t h f o l l o w i n g   m o d e s :   I n   m o d e   3   o f   t h e   c o n v e r t e r   o p e r a t i o n ,   s wi tc h e s   S 4   a n d   S 6   a r e   a ct i v e ,   d i o d e s   D 3   a n d   D 5   c o n d u c t   t h e   e n e r g y   f l o w   f r o m   t h e   D C   g r i d   s u p p l i e d   t h r o u g h   t h e   t r a n s f o r m e r   T R   t h r o u g h   t h e   c o i l s   L 2   a n d   L 3 .   T h e   o p e r a t i o n   p r o c e s s   i s   i n   t h e   n e g a t i v e   c y c l e   p e r i o d .   S w itc h   S 1   a n d   d i o d e   D 2   o p e r a t e   a c c o r d i n g   t o   t h e   S PW M   m o d u l a t i o n   c o n t r o l   t h r o u g h   t h e   c o i l   L 1 ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   5 .   F i g u r e s   5   ( a )   a n d   5 ( b )   d e s c r i b e   t h e   o p e r a t i o n   o f   c a s e   1   a n d   c as e   2   in   m o d e   3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         B id ir ec tio n a l A C /DC   co n ve r t er c o n n ec tin g   A C   a n d   DC   micro g r id s   fo r   s ma r t g r id s   ( N g u ye n   V a n   D u n g )   2553   (a )     (b )     (c )       Fig u r 4 .   Op e r atio n   m o d o f   t h p r o p o s ed   co n v er te r   m o d 2   an d   s im u latio n   g r ap h :   ( a)   o p e r atio n   1   in   m o d e   2 ,   ( b )   o p er atio n   2   in   m o d 2 ,   an d   ( c)   s im u latio n   g r ap h   o f   m o d e s   1   an d   2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2549 - 2 5 6 1   2554   ( a)     ( b )       Fig u r 5 .   Op e r atio n   d ia g r am   o f   m o d 3   co n v er ter :   ( a)   o p er ati o n   1   in   m o d 3   a n d   ( b )   o p er ati o n   2   in   m o d 3       -   M o d e   4   s w it c h e s   S 4   a n d   S 6   o p e r a t e   f o r   c u r r e n t   t o   p as s   t h r o u g h ,   d i o d e s   D 3   a n d   D 5   c o n d u c t   en e r g y   f l o w   f r o m   t h e   D C   p o w e r   g r i d   s u p p l i e d   th r o u g h   t r a n s f o r m e r   T R   t h r o u g h   c o i l s   L 2   a n d   L 3 .   T h e   o p e r a t i o n   p r o c e s s   is   d u r i n g   t h e   n e g a t i v e   c y c l e   o f   t h e   A C   p o w e r   s o u r c e .   S w it c h e s   S 1   a n d   S 2 ,   d i o d e s   D 1   a n d   D 2   o p e r a t e   a c c o r d i n g   t o   S PW M   m o d u l a t i o n   c o n t r o t h r o u g h   c o i l   L 1   as   d e s c r i b e d   i n   F i g u r e   6   ( s e A p p e n d i x ) .   I n   t h i s   ca s e ,   t h v o l t a g e   wi l d e c r e as e   i n   a m p l itu d e   t o   t h v a l u e   c o n n e ct e d   t o   t h e   d i s t r i b u t i o n   g r i d ,   a s   s h o w n   i n   ( 4 ) .   F i g u r es  6 ( a )   a n d   6 ( b )   d e s c r i b e   t h e   o p e r a t i n g   p r i n c i p l e   o f   o p e r a t i o n   1   an d   o p e r a t i o n   2   i n   m o d e   4 .      = 2  1 2     ( 4 )   d   d u ty   cy cle  o f   s witch   S4   o r   S 6   Fig u r 6   ( c)   s h o ws  th e   cu r r en t   an d   v o ltag e   p atter n s   o f   th e   DC   m icr o g r id   an d   AC   m icr o g r i d ,   th e   o p e r atin g   cu r r en o f   s witch   S2 ,   an d   t h o p er atin g   cu r r en o f   t h e   p r im ar y   win d in g   o f   tr an s f o r m er   T R .   T h ey   tr an s m itted   an d   r ec ei v ed   p o wer   in   th ca s o f   en er g y   f r o m   th DC   g r id   to   AC .       3.   CO NT RO L   T E CH NIQU E AND  SI M U L AT I O RE SU L T S     T h co n tr o tech n iq u f o r   th co n v er ter   is   im p lem en te d   b y   SP W M   m o d u latio n   f o r   th s witch es  S1 ,   S2 ,   an d   PW S3 - S6 .   T h e   SP W co n tr o is   im p lem e n ted   i n   r ec tifie r   a n d   in v er ter   m o d es.  T h r ec tific atio n   m o d ( m ain   o p e r atio n   is   m o d 1 ,   m o d 2   in   th p r o p o s ed   co n v er ter   o p er atio n   an al y s is )   o f   th co n v er ter   is   im p lem en ted   with   th s witch es  S1   an d   S2 ,   th s witch es  o n   th DC   m icr o g r id   co n n ec tio n   s id ar S3   an d   S5 S4 ,   S6   u n d er   th co n d itio n s   o f   ( 1 )   an d   ( 2 )   th DC   o u tp u v o l tag is   f ee d b ac k   b y   th co n v e n tio n al  PID   co n tr o l   lo o p   to   r eg u late  th v o ltag s t ab ly   s h o ws in   F ig u r 7 .   T h in v er ter   m o d o f   th p r o p o s ed   co n v e r ter   with   th m ain   s witch   S3 - S6   b y   SP W an d   S1 ,   S2   b y   PW i s   s im i lar ly   co n tr o lled   u n d er   th c o n d itio n s   o f   ( 4 ) ,   th o p en in g   tim o f   th tw o   r ec tific atio n   an d   in v er ter   m o d es  is   g u ar an teed   to   b e   less   th an   5 0 s o   th lo s s   o n   th s witch es  is   im p r o v e d .   Feed b ac k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         B id ir ec tio n a l A C /DC   co n ve r t er c o n n ec tin g   A C   a n d   DC   micro g r id s   fo r   s ma r t g r id s   ( N g u ye n   V a n   D u n g )   2555   p ar am eter s   ar e   cu r r e n t,  v o ltag e,   an d   p o wer   wh en   th e   co n v er s io n   d ir ec tio n   is   co r r esp o n d i n g ,   f o r   e x am p le,   th en er g y   is   co n v er ted   f r o m   an   AC   m icr o g r id   to   DC   m icr o g r id ,   th f ee d b ac k   s ig n al  f r o m   th DC   m icr o g r id   is   as d escr ib ed   in   F ig u r e   7 .           Fig u r 7 .   Feed b ac k   co n tr o l sig n als o f   th p r o p o s ed   co n v er ter : ( a)   en er g y   co n v er s io n   f r o m   AC   g r id   to   DC   g r id   an d   ( b )   en er g y   c o n v e r s io n   f r o m   DC   g r id   to   AC   g r id       I n   Fi g u r e s   8 ( a )   an d   8 ( b ) ,   we  s e t h b i d i r e cti o n al  c o n v er s i o n   en er g y   c o r r es p o n d i n g   t o   t h v o lt ag g ai n   an d   lo s s   f ac t o r s   o f   t h e   c o n v er t er   a n d   t h lo a d   p o we r   v a lu c o r r esp o n d in g   t o   e ac h   g r i d .   I n   Fig u r 8 ( a ) ,   we   s e th a t   th e   p r o p o r ti o n a ef f i cie n c y   is   r e d u c e d   co m p a r e d   t o   th e   i n c r e asi n g   v o lt ag g ai n   f a ct o r ;   t h e   p r o p o r t io n al  ef f ic ie n c y   d e cr ea s es  wit h   t h e   i n c r e asi n g   l o a d   p o w er   v al u e .   I n   F ig u r e   8 ( b ) ,   th e   l o a d   p o wer   w it h   t h e   l ar g est   ef f ic ie n c y   is   7   k W   c o r r esp o n d i n g   t o   th p r ess u r e   d r o p   f a ct o r   o f   0 . 7 ,   t h e   c o n v e r te r   ef f ic ie n c y   c h a n g es   s ig n i f ic a n tl y   ac c o r d i n g   t o   t h e   p r ess u r d r o p   f a ct o r   i n   t h r a n g e   o f   9 3 - 9 6 % ,   t h e   e f f ici e n c y   c h a n g es  ac co r d i n g   t o   th e   l o a d   p o w er   v al u e   i n   t h e   r a n g o f   9 3 - 9 6 %,   t h is   r es u l s h o ws  t h at   w h e n   th l o ad   p o w er   c h a n g es ,   i wi ll a f f ec t   alm o s t   t h e   p r ess u r d r o p   f ac t o r   i n   t h en er g y   c o n v er s io n   p r o c ess   i n   t h is   p r o p o s e d   c o n v e r te r .   I n   Fig u r 9   ( a) ,   we  s ee   th at  th av er ag ef f icien cy   o f   th A C /D C   co n v er ter   p o wer   tr an s m is s io n   ten d s   to   d ec r ea s g r ad u ally   as  th e   p o wer   v alu e   in cr ea s es  f r o m   t h e   r ec eiv in g   s id e ,   in   th e   ef f icien cy   r an g f r o m   m o r e   th an   9 6 to   n ea r ly   9 3 . 3 %.  T h av er ag e   ef f icien cy   o f   th DC /A C   co n v er ter   p o wer   tr an s m is s io n   ten d s   to   in cr ea s with   th p o wer   v alu e   in   th e   r an g o f   2 - 7   k W   an d   t h en   g r ad u ally   d ec r ea s es ;   th e f f icien cy   f lu ctu ates   in   th r an g o f   9 3 . 3 - 9 4 . 8 %.  Fig u r 9 ( a )   s h o ws  th av er ag ef f icien cy   o f   th en tire   co n v e r s io n   f o r   th ca s es   an d   m o d es  o s cillatin g   in   s m all  r an g clo s to   th v alu e   o f   9 5 %.  C o r r esp o n d in g ly ,   th p o wer   lo s s   in   th e   m ain   elem en ts   in   th co n v er te r ,   s u ch   as  th MO STFE T   s w it ch in g   s witch   an d   d io d e ,   is   s h o wn   in   Fig u r 9 ( b ) .   I n   Fig u r e   9 ( b ) ,   it  is   s h o wn   th a th p o wer   lo s s   v alu wh e n   p er f o r m in g   in v e r ter   m o d will  b h ig h e r   b ec au s e   m o r m ain   s witch es a r u s ed   t h an   in   r ec tifie r   m o d e .           ( a)   ( b )     Fig u r 8 .   E f f icien cy   c h ar ac ter i s tics   o f   th p r o p o s ed   b id ir ec ti o n al  co n v er ter : ( a )   en er g y   co n v er s io n   f r o m   AC   g r id   to   DC   g r id   an d   ( b )   e n er g y   co n v er s io n   f r o m   DC   g r id   to   AC   g r id       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2549 - 2 5 6 1   2556       ( a)   ( b )     Fig u r 9 .   Av e r ag ef f icien cy   a n d   lo s s   o f   th p r o p o s ed   co n v er ter :   ( a)   av er a g ef f icien c y   an d   ( b )   av e r ag lo s s       Fig u r 1 0 ( a)   s h o ws  th v o ltag h ar m o n ics  an d   in p u t   v o ltag in   th ca s o f   e n er g y   co n v e r s io n   f r o m   AC   p o wer   s o u r ce   f r o m   AC   m icr o g r id   to   DC   m icr o g r i d .   T h DC   p o wer   g r id   v o ltag is   co n ce n tr ated   at  0   Hz   f r eq u e n cy ,   an d   th h a r m o n ic  s tep s   ar co n ce n tr ated   at  5 0   Hz  an d   1 0 0   Hz  f r e q u en c y .   T h AC   v o ltag is   co n ce n tr ated   at  5 0   Hz  f r eq u e n cy .   E n s u r th q u ality   o f   th o u tp u v o ltag e.   T h co n v er s io n   Fig u r 1 0 ( b )   s h o ws  th en er g y   co n v er s io n   p r o ce s s   f r o m   DC   m icr o g r id   t o   AC ,   th AC   o u tp u v o ltag h as  h ar m o n ic  s tep s   co n ce n tr ated   at  1 0 0   Hz  an d   1 5 0   Hz  f r eq u en cy .       ( a )     ( b )       Fig u r 1 0 .   Har m o n ic  v o ltag o f   th AC   an d   DC   m icr o g r id :   ( a)   h ar m o n ic  v o ltag d u r in g   AC /D C   co n v er s io n   an d   ( b )   h ar m o n ic  v o ltag d u r i n g   DC /AC   co n v er s io n               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         B id ir ec tio n a l A C /DC   co n ve r t er c o n n ec tin g   A C   a n d   DC   micro g r id s   fo r   s ma r t g r id s   ( N g u ye n   V a n   D u n g )   2557   4.   E XP E R I M E N T A L   RE SUL T S   T h e   c o n v e r t e r   i s   i m p l e m e n t e d   i n   t h e   l a b o r a t o r y   wi t h   t h e   i n p u t   p a r a m e t e r s   a s   s h o w n   i n   T ab l e   1 .   T h e x p e r i m e n t a l   c o n v e r t e r   is   i l l u s t r a t e d   i n   F i g u r 1 0 .   I n   t h c o n v e r t e r ,   t h e   c o m p o n e n t s   a r g i v e n   f r o m   t h e   a ct u a r e q u i r e m e n t s   o n   t h e   A C   a n d   DC   p o w e r   g r i d s .   T h e   c o n v e r t e r   co n v e r t s   e n e r g y   i n   t w o   f l e x i b le   d i r e c t i o n s ,   w h i c h   is   t e s te d   a s   d e s c r i b e d   i n   t h p i c tu r e   i n   F i g u r e   1 1 .   I n   t h e   e x p e r im e n t ,   t h e   c o n v e r t e r   i s   p e r f o r m e d   a c c o r d i n g   t o   t h c a s es ,   s u c h   as   s i m u l a ti o n ,   a n d   s h o w s   s o m e   p o w e r   v al u e s   o f   t h e   l o a d   a t   t h e   AC   a n d   DC   m ic r o g r i d   i n   t h e   s y s t e m .   Fig u r 1 2 ( a )   s h o ws  th v o ltag p r o f ile  ac r o s s   s witch   S1   in   th ca s o f   AC   g r id   p o wer   b ei n g   s u p p lied   to   th e   DC   g r id ;   th e   ap p lied   v o ltag e   is   m o r t h an   2 0 0   v o lts .   Fig u r e   1 2 ( b )   s h o ws  t h r ec tifie d   v o ltag e   m ea s u r em en to   th e   DC   m icr o g r id   in   b lu e   is   ap p r o x im ately   4 0 0   VDC ,   an d   t h in p u v o lta g m ea s u r em e n to   th co n v er te r   in   y ello is   2 2 0   VAC,  f r eq u en cy   5 0   Hz.   Fig u r 1 3 ( a)   s h o ws  th d if f er en c u r r en t,  v o ltag e,   an d   p o wer   v alu es  f r o m   th AC   m icr o g r id   p o wer   s u p p ly   to   th DC   m icr o g r id   m ea s u r ed   s ch e m atica lly   f r o m   th e   v ar iab le  co n v er ter   test   in p u t;   th v alu e   ch ar c h an g es  f r o m   2   k W   to   m o r e   th an   5 k W .   I n   th is   r ec tific atio n   m o d e,   th r eq u ir ed   o u tp u v o l tag f r o m   th AC   m icr o g r id   t o   th DC   m icr o g r id   m ee ts   th r eq u ir em en with in   400   VDC ,   a n d   s im ilar ly ,   th m ea s u r em en r esu lts   f r o m   th DC   m icr o g r i d   s u p p ly i n g   p o wer   to   th AC   m icr o g r id   ( in v er ter   m o d e ) ,   th co n v er ter   wo r k s   n o r m ally ,   an d   th e   m ea s u r em e n p a r am et er s   ar as  s h o wn   in   Fig u r 1 3 ( b ) .   T h ex p e r im en t al  r esu lts   s h o th at  th s ig n al  r esu lts ,   as  s h o wn   in   Fig u r 1 2 ( b ) ,   d em o n s tr ate  th ass u r an ce   o f   th in p u an d   o u tp u s ig n al  f o r m s   o f   th c o n v er ter   d u r in g   th en e r g y   c o n v er s io n   p r o ce s s ,   tr an s m itti n g   en er g y   in   two   d ir ec tio n s   in   r ea lity .       T ab le  1 E x p er im en tal  d ev ice  an d   co m p o n e n t p ar am ete r s   o f   th p r o p o s ed   co n v er ter   Eq u i p me n t   P a r a me t e r s   A C   m i c r o g r i d   50   H z ,   2 2 0   V   D C   m i c r o g r i d   4 0 0   V D C   Tr a n sf o r mer T R   L1 : 1 mH ;   L 2   =   L3   =   10   mH ;   f   =   10 - 100   k H z ;   6   k V A   S w i t c h   S 1 - S6   I P W 6 0 R 0 4 1 P 6   D i o d e   D 1 - D6   VS - 6 0 EPU 0 4 - N3   C a p a c i t o r   C d c   10   F ,   5 0 0   VDC   D C   o r   A C   l o a d   10   kW           Fig u r 1 1 .   Ph o to g r ap h   o f   th e   e x p er im en tal  co n v er te r   in   th la b o r ato r y ,   e x p er im en tal  m ea s u r em en t o f   th e   o p er atin g   p ar am eter s   o f   th p r o p o s ed   AC /DC   co n v er ter           ( a)   ( b )     Fig u r 1 2 .   E x p e r im en tal  m ea s u r em en t sig n als d u r in g   AC /DC   co n v er s io n : ( a)   v o ltag ac r o s s   s wi tch   S1   an d   ( b )   r ec tifie d   DC   v o ltag an d   AC   in p u t w av ef o r m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  16 ,   No .   4 Dec em b er   20 25 :   2549 - 2 5 6 1   2558   ( a)           ( b )               Fig u r 1 3 .   Me asu r em en v alu es f o r   d if f e r en t p o wer   ca s es :   ( a)   m ea s u r em en p ar am eter s   f r o m   th AC   m icr o g r id   wh en   p o wer in g   th DC   m icr o g r id ,   an d   ( b )   m ea s u r em en t p ar am eter s   f r o m   th DC   m icr o g r id   wh e n     p o wer in g   a n   AC   m icr o g r i d       Fig u r 1 4   s h o ws  th av er a g p o wer   c o n v er s io n   ef f icien cy   o f   t h ex p e r im en tal  co n v er ter .   T h e   ex p er im en tal  v alu in   th e   r a n g o f   2 - 8   k W   h as  an   ef f icien cy   v alu e   s m aller   th an   th e   av er ag s im u latio n   ef f icien cy   o f   th c o n v e r ter   an d   lar g er   th an   th e f f icien cy   v a lu o f   th co n v er ter   in   r e f er en ce   [ 2 1 ] .   T h is   s h o ws  th at  th p r o p o s ed   AC /DC   b id ir ec tio n al  co n v er ter   h as  th p o ten tial  f o r   in te r co n n ec tio n   b etwe en   AC   an d   DC   m icr o g r id s ,   a p p ly in g   d is tr ib u t ed   en er g y   s o u r ce s .           Fig u r 1 4 .   C o m p ar ativ p er f o r m an ce   f r o m   s im u latio n ,   r ef er e n ce   an d   e x p er im e n t o f   t h p r o p o s ed   co n v er ter       5.   CO NCLU SI O   T h e   b i d i r e c t i o n a l   c o n v e r t e r   c o n n e c t i n g   A C   a n d   D C   m i c r o g r i d s   c a n   b e   s t u d i e d   t o   g i v e   t h e   a b o v e   r e s u l t s ,   t h e   e n e r g y   c a n   b e   c o n v e r t e d   f r o m   t h e   e n e r g y   s o u r c e s   a n d   s t o r a g e   s y s t e m s   o f   t h e   g r i d s   a n d   c a n   b e   s u p p l i e d   t o   t h e   r e q u i r e d   l o a d s   t h r o u g h   t h e   p r o p o s e d   c o n v e r t e r   c a s e s   w i t h   e f f i c i e n c y   a b o v e   9 4 . 2 % ,   t o t a l   e n e r g y   c o n v e r s i o n   h a r m o n i c s   a r e   s m a l l .   A   p r o m i s i n g   f e a t u r e   o f   t h e   m i c r o g r i d   i s   t h a t   i t   c a n   p r o v i d e   u n i n t e r r u p t e d   p o w e r   s u p p l y   d u r i n g   g r i d   o u t a g e s ,   o f t e n   r e f e r r e d   t o   a s   s e a m l e s s   s w i t c h i n g   d u r i n g   s t a n d - a l o n e   o p e r a t i o n .   F o r   A C   m i c r o g r i d   s y s t e m s ,   i t   i s   d i f f i c u l t   t o   d e t e r m i n e   w h e n   t o   s w i t c h   t h e   e n e r g y   s t o r a g e   c o n v e r t e r   t o   s t a n d - a l o n e   m o d e   b e c a u s e   o f   t h e   c o n f l i c t   b e t w e e n   t h e   p o t e n t i a l   l o w - v o l t a g e   g r i d   c o d e   r e q u i r e m e n t   a n d   s e a m l e s s   s w i t c h i n g .   T h e   r e a s o n   i s   t h a t   v o l t a g e   s a g s   d u e   t o   t r a n s m i s s i o n   t e n d   t o   c a u s e   l o w   v o l t a g e s   o v e r   a   l a r g e   a r e a   o f   t h e   d i s t r i b u t i o n   s y s t e m ,   s o   c l o s e - k n i t   m i c r o g r i d s   c o n n e c t e d   t o   t h i s   c o n v e r t e r   w o u l d   b e   a   s o l u t i o n   t o   i n t e r c o n n e c t   l a r g e   a r e a s   a n d   i n c r e a s e   v o l t a g e   s t a b i l i t y   a n d   p o w e r   q u a l i t y   f o r   t h e   l o a d   a n d   t h e   p o w e r   s y s t e m   a s   a   w h o l e .   A   p o s s i b l e   s c e n a r i o   i n   t h e   f u t u r e   i s   t h a t   t h e   u t i l i t y   g r i d   o p e r a t o r   w o u l d   r e q u i r e   d i s t r i b u t e d   s o u r c e s   o r   m i c r o g r i d s   t o   b e   c o n n e c t e d   f o r   a   p r e - d e t e r m i n e d   p e r i o d   o f   t i m e ,   s u c h   a s   a   f e w   h u n d r e d   m i l l i s e c o n d s ,   b e f o r e   d i s c o n n e c t i n g   w h e n   t h e   v o l t a g e   r e m a i n s   a b o v e   a   s m a l l   p e r c e n t a g e   o f   t h e   n o m i n a l   v a l u e .   T h i s   w o u l d   b e   f e a s i b l e   f o r   s y s t e m s   w i t h   f l e x i b l e   b i d i r e c t i o n a l   c o n v e r t e r s   c o n n e c t e d   t o   b o t h   A C   a n d   D C   m i c r o g r i d s   w i t h   h i g h   p e n e t r a t i o n   o f   s m a l l   t o   m e d i u m - s i z e d   r e n e w a b l e   e n e r g y   s o u r c e s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.