• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.272-273
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• 2017

계통연계 인버터 시스템은 기존 L 필터보다 낮은 THD를 가지며 저가격의 작은 부피로도 효율적으로 고조파를 저감할 수 있는 LCL 필터를 많이 사용하고 있다. LCL 필터를 가지는 계통연계 인버터의 제어를 위해서는 PI 제어기가 사용되고 있으며 일반적으로 다수의 PI 제어기가 사용되고 있어 많은 제어기 이득을 동시에 설계해야 하는 한계를 지닌다. 본 논문에서는 LCL 필터를 갖는 3상 계통연계 인버터의 상태공간 모델을 이용하여 상태공간에서의 상태 궤환 제어기의 설계기법을 제시한다. 상태 궤환 제어기를 적용함으로서 다수의 PI 제어기 이득을 설계하는 번거로움을 줄일 수 있으며 체계적인 과정으로 제어기가 설계될 수 있다. 제안된 기법의 타당성과 성능이 PSIM 시뮬레이션을 통하여 입증된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.77-78
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• 2015

본 논문에서는 병렬 연결된 계통연계 인버터용 LCL 필터의 수동 댐핑 회로의 설계 및 분석을 진행한다. 인버터가 병렬연결 되었을 경우, 순환전류로 인한 LCL 필터 및 수동 댐핑 회로의 특성이 변하게 된다. 기존의 수동 댐핑 회로에 대한 연구는 주로 단일 인버터 구성을 기준으로 진행되었기 때문에 병렬 연결 된 인버터의 LCL 필터에 적용하기에 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 병렬 연결된 수동 댐핑 회로를 포함한 LCL 필터의 특성을 분석하고 분석한 내용을 토대로 병렬 연결 된 LCL 필터의 수동 댐핑 회로를 설계한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.440-445
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• 2018

This study proposes a novel control and design method for a grid-connected inverter with an LCL filter without damping. The current resonance phenomenon must be considered when designing the grid-connected inverter system with an LCL filter. Passive or active damping is used in the inverter system to reduce the resonant current. However, passive damping reduces the efficiency of the system, and active damping methods are complex. If the resonant frequency is in a specific region, then the system will be unstable. This study examines the process of stabilizing the entire region without resonant damping. The validity of the proposed method is verified through simulation and experimentation.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.221-223
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• 2019

본 논문은 전류의 스위칭 리플 저감 향상을 위한 계통연계형 단상 인버터의 LCL 필터 설계방법을 제안하였으며 LCL 필터는 %임피던스 값을 기준으로 전류리플 저감 관점에서 설계하였다. 컨버터 측 필터 인덕터는 인버터의 모듈레이션 인덱스에 따른 정격전류에 대한 스위칭 주파수 전류성분의 리플율을 고려하였으며, 필터 커패시터는 정격 조건에서 흡수되는 무효전력의 크기를 제한하였다. 계통 측 필터 인덕터는 컨버터 측 전류와 계통 측 전류의 스위칭 주파수 성분의 감쇄비를 고려하여 설계하였다. 설계된 LCL 필터를 단상 인버터에 적용하여 전류 제어 안정성 및 전류리플특성을 시뮬레이션을 통해 필터 설계의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.275-282
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• 2022

In this study, an inverter system connected to a grid through a paralleled LCL filter is proposed. The system consists of two inverters paralleled and operated with interleaved PWM for powering up and performance improvement. Two LCL filters have two separate filter inductors and one set of filter capacitor and grid inductor in common. The differential mode current circulates through two inverters and two filter inductors. The differential mode current is removed from the filter capacitor and the power grid. Accordingly, performance improvement can be achieved due to the reduced currents in the filter capacitor and the reduced harmonics into a grid. A single-phase prototype has been made and tested, and the proposal has been verified.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.18-20
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• 2007

3상 계통 연계 형 인버터 시스템은 낮은 THD를 가지는 계통 전류를 공급해주기 위해 LCL 필터를 사용한다. LCL 필터를 사용하는 가장 큰 장점은 낮은 스위칭 주파수에서도 만족할 만한 수준의 THD를 가지는 계통 전류를 생성시킬 수 있다는 점이다. 반면에, 단점은 LCL필터를 포함하는 계통 연계 형 인버터 시스템의 전달함수에 하나의 공진 극점이 존재한다는 점이다. 이것은 계통 전류 제어 loop에서, 안정성 문제에 영향을 미친다. 정확한 제어를 위해서 시스템의 전달함수는 필수적이다. 여기서 중요한 점은 많은 저자들이 시뮬레이션과 실험을 할 때, 중성점이 없는 회로에서 행하지만 회로 해석을 할 때에는 중성점이 있는 회로에서 해석을 한다는 점이다. 그래서 우리는 등가 델타회로에서 LCL 필터를 포함한 전체 시스템의 수학적인 모델을 제안한다. 이 모델은 모든 인덕터와 커패시터의 기생 저항을 고려한다. 또한 이 논문은 계통 전류를 제어하기 위한 제어기의 해석적인 설계 절차를 포함한다. 제안한 수학적인 모델을 입증하기 위해, PSIM을 통한 시뮬레이션과 Simulink를 통한 시뮬레이션 결과를 비교하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권5호
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• pp.1567-1576
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• 2018

The reliability of grid-connected inverters can be improved by algorithms capable of diagnosing faults in LCL filters. A fault diagnostic method during inverter startup is proposed. The proposed method can accurately generate and monitor information on the peak value and the location of the peak frequency component of the step response of a damped LCL filter. To identify faults, the proposed method compares the evaluated response with the response of a healthy higher-order damped LCL filter. The frequency components in the filter voltage response are first analytically obtained in closed form, which yields the expected trends for the filter faults. In the converter controller, the frequency components in the filter voltage response are computed using an appropriately designed fast Fourier transform and compared with healthy LCL response parameters using a finite state machine, which is used to sequence the proposed startup diagnostics. The performance of the proposed method is validated by comparing analytical results with the simulation and experimental results for a three-phase grid-connected inverter with a damped LCL filter.

• Journal of Power Electronics
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• 제11권4호
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• pp.456-463
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• 2011

Grid-connected converters have widely adopted LCL filters to acquire high harmonic suppression. However, the LCL filter increases the system order so that the design of the system stability would be complicated. Recently, sole-loop control strategies have been used for grid-connected converters with L or LC filters. But if the sole-loop control is directly transplanted to grid-connected converters with LCL filters, the systems may be unstable. This paper presents a novel dual-loop power control strategy composed of a power outer loop and a current inner loop. The outer loop regulates the grid-connected power. The inner loop improves the system stability margin and suppresses the resonant peak caused by the LCL filter. To obtain the control variables, a single-phase current detection is proposed based on PQ theory. The system transfer function is derived in detail and the influence of control gains on the system stability is analyzed with the root locus. Simulation and experimental results demonstrate the feasibility of the proposed control.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.168-174
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• 2016

In this paper, current control using PI controller in the synchronous reference frame is analyzed through the relationship among bandwidth, resonance frequency, and sampling frequency in the grid-connected inverter with LCL filter. Stability is investigated by using bode plot in frequency domain and root locus in discrete domain. The feedback variable is the grid current, which is regulated by the PI controller in the synchronous reference frame. System delay is modeled as 1.5Ts, which contains computational and PWM modulator delay. Two resonance frequencies are given at 815 Hz and 3.16 kHz from LCL filter parameters. Sufficient phase and gain margins can be obtained to guarantee stable current control, in case that resonance frequency is above one-sixth of the sampling frequency. Unstable current control is performed when resonance frequency is below one-sixth of the sampling frequency. Analysis results of stability from frequency response and discrete response is the same regardless of resonance frequency. Finally, stability of current control based on theoretical analysis is clearly verified through simulation and experiment in grid-connected inverters with LCL filter.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.10-17
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• 2013

In this paper, a new active damping method of LCL filter without capacitor voltage sensors is proposed for 3 phase PWM Inverter. Normally, L filter or LCL filter is used as an output filter of grid connected PWM inverter. An LCL filter has more excellent performance than L filter to reduce harmonic current, so the small inductance value can be used. However, the resonance problem in LCL filter is happen due to the zero impedance by the addition of LC branch. To solve the resonance problem, the various active damping method has been proposed so far. Generally, the virtual resistor active damping methods is required to additional hardware sensors for measurement of capacitor voltage and current. In this paper, the new active damping method is proposed without any capacitor voltage or current sensors. In the proposed method, the resonance component of the capacitor voltage of LCL filter can be observed by a simple MRAS(Model Reference Adaptive System) observer without additional hardware sensors, and this component is suppressed by feedforward compensation. The validity of the proposed method is proven by simulation and experiment on the 3-phase PWM inverter system.