Pasif seri sönümleme direncinin LCL filtreli bir fazlı şebeke etkileşimli evirici üzerine etkisi

Akif Karanfil

Pasif seri sönümleme direncinin LCL filtreli bir fazlı şebeke etkileşimli evirici üzerine etkisi

Öz

Bu çalışmada, 600 W gücündeki LCL filtreli bir fazlı şebeke etkileşimli evirici devresinin analizi, tasarımı, benzetimi ve uygulaması gerçekleştirilerek devre üzerinde pasif sönümleme direncinin etkisi incelenmiştir. Aktif güç kontrolü için oransal integral (PI), akım kontrolü için oransal rezonans (PR) denetleyici ve şebeke frekans kontrolü için ise T/4 gecikmeli faz kilitlemeli döngü (PLL) algoritması kullanılmıştır. Sistemde sönümleme direnci olmadan analizler yapılarak değişik güç değerlerinde benzetim ve deneysel sonuçlar elde edilmiştir. Daha sonra evirici devresindeki LCL filtreye sönümleme direnci dâhil edilerek sonuçlar tekrar alınmıştır. Elde edilen benzetim ve deneysel sonuçlara göre sönümleme direncinin devreye dâhil edilmesi ile birlikte şebeke akımındaki osilasyonların azaldığı ve güç geçişlerinin de daha düzgün hale geldiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

References

[1] Gomes CC, Cupertino AF, Pereira HA. “Damping techniques for grid-connected voltage source converters based on LCL filter: An overview”. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 81, 116-135, 2018.
[2] Asghari F, Safavizadeh A, Karshenas HR. “Investigation of instability in multiple grid-connected inverters with LCL output filters”. Journal of Power Electronics, 18(3), 757-765, 2018.
[3] Jia Y, Zhao J, Fu X. “Direct grid current control of LCL-filtered grid-connected inverter mitigating grid voltage disturbance”. IEEE Transactions on Power Electronics, 29(3), 1532-1541, 2014.
[4] Peng S, Luo A, Chen Y, Lv Z. “Dual-loop power control for single-phase grid-connected converters with LCL filter”. Journal of Power Electronics, 11(4), 456-463, 2011.
[5] Chatterjee A, Mohanty KB. “Current control strategies for single phase grid integrated inverters for photovoltaic applications-a review”. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 92, 554-569, 2018.
[6] Reznik A, Simoes MG, Al-Durra A, Muyeen SM. “LCL filter design and performance analysis for grid-interconnected systems”. IEEE Transactions on Industry Applications, 50(2), 1225-1232, 2014.
[7] Büyük M, Tan A, Tümay M, Bayındır KÇ. “Topologies, generalized designs, passive and active damping methods of switching ripple filters for voltage source inverter: A comprehensive review”. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 62, 46-69, 2016.
[8] Husev O, Chub A, Romero-Cadaval E, Roncero-Clemente C, Vinnikov D. “Voltage distortion approach for output filter design for off-grid and grid-connected PWM inverters”. Journal of Power Electronics, 15(1), 278-287, 2015.

[9] Beres RN, Wang X, Liserre M, Blaabjerg F, Bak CL. “A review of passive power filters for three-phase grid-connected voltage-source converters”. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 4(1), 54-69, 2016.
[10] Wu W, He Y, Tang T, Blaabjerg F. “A new design method for the passive damped LCL and LLCL filter-based single-phase grid-tied inverter”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 60(10), 4339-4350, 2013.
[11] Liu F, Zhou Y, Duan S, Yin J, Liu B, Liu F. “Parameter design of a two-current-loop controller used in a grid-connected inverter system with LCL filter”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56(11), 4483-4491, 2009.
[12] Lee JY, Cho YP, Kim HS, Jung J.H. “Design methodology of passive damped LCL filter using current controller for grid-connected three-phase voltage-source inverters”. Journal of Power Electronics, 18(4), 1178-1189, 2018.
[13] Komurcugil H, Altin N, Ozdemir S, Sefa I. “Lyapunov-function and proportional-resonant-based control strategy for single-phase grid-connected VSI with LCL filter”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 63(5), 2838-2849, 2016.
[14] Afzal R, Jamil M, Waqas A, Nawaz A, Ali MA, Mailk MH. “Design and analysis of second order passive filters for grid connected inverter with series and parallel damping resistors”. Indian Journal of Science and Technology, 9(21), 1-5, 2016.
[15] Bauer J. “Single phase voltage source inverter photovoltaic application”. Acta Polytechnic, 50(4), 7-11, 2010.
[16] Ardashir JF, Sabahi M, Hosseini SH, Blaabjerg F, Babaei E, Gharehpetian GB. “A single-phase transformerless inverter with charge pump circuit concept for grid-tied PV applications”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 64(7), 5403-5415, 2017.
[17] Kantar E, Usluer SN, Hava AM. “Design and performance analysis of a grid connected PWM-VSI system”. 8th International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ELECO), Bursa, Turkey, 28-30 November 2013.
[18] Athari H, Niroomand M, Ataei M. “Review and classification of control systems in grid-tied inverters”. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 72, 1167-1176, 2017.
[19] Arulkumar K, Palanisamy K, Vijayakumar D. “Recent advances and control techniques in grid connected PV system–A review”. International Journal of Renewable Energy Research, 6(3), 1037-1049, 2016.
[20] Shen G, Zhu X, Zhang J, Xu D. “A new feedback method for PR current control of LCL-filter-based grid-connected inverter”. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 57(6), 2033-2041, 2010.
[21] Rajeev M, Agarwal V. “Analysis and control of a novel transformer-less microinverter for PV-grid interface”. IEEE Journal of Photovoltaics, 8(4), 1110-1118, 2018.
[22] Zammit D, Staines CS, Apap M, Licari J. “Design of PR current control with selective harmonic compensators using Matlab”. Journal of Electrical Systems and Information Technology, 4(3), 347-358, 2017.
[23] Han Y, Luo M, Zhao X, Guerrero JM, Xu L. “Comparative performance evaluation of orthogonal-signal-generators-based single-phase PLL algorithms-A survey”. IEEE Transactions on Power Electronics, 31(5), 3932-3944, 2016.
[24] Kulkarni A, John V. “Design of a fast response time single-phase PLL with dc offset rejection capability”. Electric Power Systems Research, 145, 35-43, 2017.
[25] Yang Y, Blaabjerg F, Zao Z. “Benchmarking of grid fault modes in single-phase grid-connected photovoltaic systems”. IEEE Transactions on Industry Applications, 49(5), 2167-2176, 2013.
[26] Karafil A, Özbay H. “Power control of single phase active rectifier”. Balkan Journal of Electrical and Computer Engineering, 7(3), 332-336, 2019.
[27] Gao J, Zhao J, He C, Zhang S, Li F. “Power control strategies for single-phase voltage-controlled inverters with an enhanced PLL”. Journal of Power Electronics, 18(1), 212-224, 2018.
[28] Karafil A, Ozbay H, Oncu S. “Design and analysis of single phase grid tied inverter with PDM MPPT controlled converter”. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(5), 4756-4766, 2020.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

Akif Karanfil
Türkiye

Publication Date

October 23, 2020

Submission Date

October 23, 2019

Acceptance Date

-

Published in Issue

Year 2020 Volume: 26 Number: 5

IZ

https://izlik.org/JA82WA97SY

Cite

RIS / Bibtex

APA

Karanfil, A. (2020). Pasif seri sönümleme direncinin LCL filtreli bir fazlı şebeke etkileşimli evirici üzerine etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(5), 927-934. https://izlik.org/JA82WA97SY

AMA

1.Karanfil A. Pasif seri sönümleme direncinin LCL filtreli bir fazlı şebeke etkileşimli evirici üzerine etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020;26(5):927-934. https://izlik.org/JA82WA97SY

Chicago

Karanfil, Akif. 2020. “Pasif Seri Sönümleme Direncinin LCL Filtreli Bir Fazlı şebeke Etkileşimli Evirici üzerine Etkisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 26 (5): 927-34. https://izlik.org/JA82WA97SY.

EndNote

Karanfil A (October 1, 2020) Pasif seri sönümleme direncinin LCL filtreli bir fazlı şebeke etkileşimli evirici üzerine etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 26 5 927–934.

IEEE

[1]A. Karanfil, “Pasif seri sönümleme direncinin LCL filtreli bir fazlı şebeke etkileşimli evirici üzerine etkisi”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 26, no. 5, pp. 927–934, Oct. 2020, [Online]. Available: https://izlik.org/JA82WA97SY

ISNAD

Karanfil, Akif. “Pasif Seri Sönümleme Direncinin LCL Filtreli Bir Fazlı şebeke Etkileşimli Evirici üzerine Etkisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 26/5 (October 1, 2020): 927-934. https://izlik.org/JA82WA97SY.

JAMA

1.Karanfil A. Pasif seri sönümleme direncinin LCL filtreli bir fazlı şebeke etkileşimli evirici üzerine etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020;26:927–934.

MLA

Karanfil, Akif. “Pasif Seri Sönümleme Direncinin LCL Filtreli Bir Fazlı şebeke Etkileşimli Evirici üzerine Etkisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 26, no. 5, Oct. 2020, pp. 927-34, https://izlik.org/JA82WA97SY.

Vancouver

1.Akif Karanfil. Pasif seri sönümleme direncinin LCL filtreli bir fazlı şebeke etkileşimli evirici üzerine etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 2020 Oct. 1;26(5):927-34. Available from: https://izlik.org/JA82WA97SY