Bidirectional DC/AC converter for flexible distributed energy integration into AC microgrids
Introduction. This work focuses on the development of microgrids in remote areas, islands and regions frequently affected by natural disasters, particularly in Vietnam and other island countries in Asia. Problem. The converters perform direct and isolated energy conversion to AC or DC microgrids, wh...
Saved in:
| Date: | 2026 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine
2026
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://eie.khpi.edu.ua/article/view/338022 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Electrical Engineering & Electromechanics |
Institution
Electrical Engineering & Electromechanics| _version_ | 1859471846679773184 |
|---|---|
| author | Vinh, N. T. Anh, D. T. |
| author_facet | Vinh, N. T. Anh, D. T. |
| author_sort | Vinh, N. T. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-03-01T22:04:33Z |
| description | Introduction. This work focuses on the development of microgrids in remote areas, islands and regions frequently affected by natural disasters, particularly in Vietnam and other island countries in Asia. Problem. The converters perform direct and isolated energy conversion to AC or DC microgrids, which are distributed grids that integrate various distributed energy sources, including renewable energy such as wind power, solar power and others. To enable the system to operate continuously providing stable power, improving the efficiency and effectiveness of distributed power sources by providing a suitable circuit design to limit losses on the main switches and the number of switches and passive components in the converter is minimal. The goal is to develop the internal structure of a boost DC converter into a multi-port converter connected to the storage system and the AC microgrid under the condition of reducing the main switching losses with the condition of intermittent charging of the storage system during the operating period of the solar power source. Methodology. The study uses the switching adjustment method and modeling simulated to analyze the operating conditions adapted to the application system. Results. Analytical expressions were derived for calculating currents, voltages, losses on components, main switches, and conventional switches. The influence of storage circuit switching on reducing losses in the main switch is shown for the operating cases. Scientific novelty. Using the developed simulation model, new expressions were derived that allow us to establish operational dependencies that reveal the relationships between the parameters of the storage device’s switching components. These dependencies determine the efficiency and performance of the operational function, meeting the requirements of the microgrid system. Practical value. Enhance the efficiency of utilizing distributed energy sources and improve the conversion efficiency of flexible operation converters for AC or DC microgrids in the power system. References 30, tables 2, figures 22. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:01Z |
| format | Article |
| id | eiekhpieduua-article-338022 |
| institution | Electrical Engineering & Electromechanics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:01Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | eiekhpieduua-article-3380222026-03-01T22:04:33Z Bidirectional DC/AC converter for flexible distributed energy integration into AC microgrids Bidirectional DC/AC converter for flexible distributed energy integration into AC microgrids Vinh, N. T. Anh, D. T. підвищувальний DC/DC перетворювач батарея акумуляторів повний DC/DC міст двонаправлені DC/DC і DC/AC перетворювачі boost DC/DC converter battery DC/DC full bridge bidirectional DC/DC and DC/AC converters Introduction. This work focuses on the development of microgrids in remote areas, islands and regions frequently affected by natural disasters, particularly in Vietnam and other island countries in Asia. Problem. The converters perform direct and isolated energy conversion to AC or DC microgrids, which are distributed grids that integrate various distributed energy sources, including renewable energy such as wind power, solar power and others. To enable the system to operate continuously providing stable power, improving the efficiency and effectiveness of distributed power sources by providing a suitable circuit design to limit losses on the main switches and the number of switches and passive components in the converter is minimal. The goal is to develop the internal structure of a boost DC converter into a multi-port converter connected to the storage system and the AC microgrid under the condition of reducing the main switching losses with the condition of intermittent charging of the storage system during the operating period of the solar power source. Methodology. The study uses the switching adjustment method and modeling simulated to analyze the operating conditions adapted to the application system. Results. Analytical expressions were derived for calculating currents, voltages, losses on components, main switches, and conventional switches. The influence of storage circuit switching on reducing losses in the main switch is shown for the operating cases. Scientific novelty. Using the developed simulation model, new expressions were derived that allow us to establish operational dependencies that reveal the relationships between the parameters of the storage device’s switching components. These dependencies determine the efficiency and performance of the operational function, meeting the requirements of the microgrid system. Practical value. Enhance the efficiency of utilizing distributed energy sources and improve the conversion efficiency of flexible operation converters for AC or DC microgrids in the power system. References 30, tables 2, figures 22. Вступ. Робота присвячена розробці мікромереж у віддалених районах, на островах і в регіонах, часто схильних до стихійних лих, зокрема у В’єтнамі та інших острівних країнах Азії. Проблема. Перетворювачі здійснюють пряме та ізольоване перетворення енергії в AC або DC мікромережі, які є розподіленими мережами, що інтегрують різні розподілені джерела енергії, включаючи відновлювані джерела, такі як вітрова, сонячна енергія тощо. Для забезпечення безперервної роботи системи та стабільного електропостачання необхідно підвищити ефективність розподілених джерел енергії за рахунок відповідної схемотехніки, що обмежує втрати на головних перемикачах, а також мінімізувати кількість перемикачів та пасивних компонентів у перетворювачі. Мета полягає в розробці внутрішньої структури підвищувального DC перетворювача в багатопортовий перетворювач, підключений до системи накопичення енергії і AC мікромережі, за умови зниження втрат на головних перемикачах і періодичної зарядки системи накопичення енергії протягом періоду роботи сонячного джерела енергії. Методика. У роботі використовується метод регулювання перемикання та моделювання для аналізу умов експлуатації, адаптованих до системи застосування. Результати. Отримані аналітичні вирази для розрахунку струмів, напруг, втрат на компонентах, головних та звичайних перемикачах. Для різних режимів роботи показано вплив перемикання кіл накопичувача на зниження втрат у головному вимикачі. Наукова новизна. За допомогою розробленої імітаційної моделі отримано нові вирази, що дозволяють встановити операційні залежності, які розкривають взаємозв’язки між параметрами комутаційних компонентів накопичувача. Ці залежності визначають ефективність та продуктивність операційного режиму, що відповідає вимогам мікромережевої системи. Практична значимість. Підвищення ефективності використання розподілених джерел енергії та покращення коефіцієнта перетворення гнучких перетворювачів для AC або DC мікромереж в енергосистемі. Бібл. 30, табл. 2, рис. 22. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and Аnatolii Pidhornyi Institute of Power Machines and Systems of NAS of Ukraine 2026-03-02 Article Article application/pdf https://eie.khpi.edu.ua/article/view/338022 10.20998/2074-272X.2026.2.10 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 2 (2026); 74-83 Электротехника и Электромеханика; № 2 (2026); 74-83 Електротехніка і Електромеханіка; № 2 (2026); 74-83 2309-3404 2074-272X en https://eie.khpi.edu.ua/article/view/338022/339388 Copyright (c) 2026 N. T. Vinh, D. T. Anh http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | boost DC/DC converter battery DC/DC full bridge bidirectional DC/DC and DC/AC converters Vinh, N. T. Anh, D. T. Bidirectional DC/AC converter for flexible distributed energy integration into AC microgrids |
| title | Bidirectional DC/AC converter for flexible distributed energy integration into AC microgrids |
| title_alt | Bidirectional DC/AC converter for flexible distributed energy integration into AC microgrids |
| title_full | Bidirectional DC/AC converter for flexible distributed energy integration into AC microgrids |
| title_fullStr | Bidirectional DC/AC converter for flexible distributed energy integration into AC microgrids |
| title_full_unstemmed | Bidirectional DC/AC converter for flexible distributed energy integration into AC microgrids |
| title_short | Bidirectional DC/AC converter for flexible distributed energy integration into AC microgrids |
| title_sort | bidirectional dc/ac converter for flexible distributed energy integration into ac microgrids |
| topic | boost DC/DC converter battery DC/DC full bridge bidirectional DC/DC and DC/AC converters |
| topic_facet | підвищувальний DC/DC перетворювач батарея акумуляторів повний DC/DC міст двонаправлені DC/DC і DC/AC перетворювачі boost DC/DC converter battery DC/DC full bridge bidirectional DC/DC and DC/AC converters |
| url | https://eie.khpi.edu.ua/article/view/338022 |
| work_keys_str_mv | AT vinhnt bidirectionaldcacconverterforflexibledistributedenergyintegrationintoacmicrogrids AT anhdt bidirectionaldcacconverterforflexibledistributedenergyintegrationintoacmicrogrids |