• 전력전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.1-7
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• 2009

삼상 계통 연계 인버터에서 LCL 필터를 연결시키는 두 가지 방법이 존재한다. 하나는 일반적으로 사용하는 Y-결선 LCL 필터가 있고 다른 형태로 $\Delta$-결선 LCL 필터가 있다. Y-결선 LCL 필터를 사용하는 시스템의 모델은 계산되어 있는 반면에, $\Delta$-결선 LCL 필터를 사용하는 시스템의 모델은 공식화되어져 있지 않다. 그리하여 $\Delta$-결선 LCL 필터를 사용하는 시스템의 수학적인 모델을 제안한다. 또한 Y-결선 LCL 필터와 $\Delta$-결선 LCL 필터 각각의 커패시터에 흐르는 전류 고조파에 대한 비교를 포함한다. $\Delta$-결선 LCL 필터를 사용하는 시스템이 계통전류를 제어하는데 더 유리함을 실험을 통해 입증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.16-22
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• 2020

본 논문에서는 계통연계형 인버터용 LCL 필터 특성을 학계와 산업계의 대표적인 오프라인, 온라인 시뮬레이션 도구를 적용하여 LCL 필터와 L 필터의 차이점을 비교 분석하였다. 논문의 연구방법은 비교 분석 및 검증 방법을 적용하여 먼저 LCL 필터를 포함한 계통연계형 인버터 시스템의 수학적 분석과 모델링한 후 오프라인 시뮬레이션 도구로 시뮬레이션한 결과를 수학적 이론값과 비교하였으며, 마지막으로 실시간 시뮬레이터를 사용한 실험을 통한 검증과정으로 구성하였다. 3개의 시뮬레이션 툴을 사용하여 LCL 필터를 모델링 및 시뮬레이션하고 LCL 필터의 고주파 고조파에 대해 필터링 효과를 확인하였다. 먼저, LCL 필터의 전달 함수와 관련 수식을 소개하였으며, 이를 바탕으로 보드선도로 그 특성을 분석하였다. 또한 LCL 필터의 매개 변수에 따라 PSIM 및 MATLAB의 오프라인 시뮬레이션과 FFT를 통해 필터 특성을 확인하였다. 마지막으로 실시간 시뮬레이터인 Typhoon HIL402와 DSP 제어기를 연결하여 온라인 시뮬레이션 결과와의 일관성을 확인하였으며 LCL 필터의 필터링 특성을 시험으로 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.250-252
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• 2008

An inductor-capacitor-inductor (LCL) filter are widely adapted in grid-connected inverter applications. In this paper, the harmonic attenuations of the LCL filter are quantitatively analyzed, and then the design optimization of two inductance values, which are related on a cost and a size, is illustrated. Based on the design optimization, the LCL filter employing a Symmetric Geometry is proposed. Through the equivalent circuit analysis of the proposed LCL filter, the operating characteristics and validity are presented in detail. In addition, simple proportional-integral (PI) current controller suitable for the LCL Filter is designed to mitigate the resonance problem. From simulation results, it is seen that the proposed LCL filter and control method have a sufficient attenuation and stability for the high frequency distortions and load variations.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.88-93
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• 2016

LCL filters are widely used in high-order harmonics attenuation of output currents in grid-connected inverters. However, output currents of grid-connected inverters with LCL filters can become unstable because of the resonance of the filters. Given that the characteristics of output currents in inverters mostly depend on filter performance, the exact analysis of filters by considering parasitic components is necessary for both harmonics attenuation and current control. LCL filters have three or four parasitic components: the series and/or parallel resistance of the filter capacitor and the series resistance of the two filter inductors. Most studies on LCL filters have focused on the parasitic components of the filter capacitor. Although several studies have addressed the parasitic components of the filter inductor at the inverter side, no study has yet investigated the concurrent effects of series resistance in both filter inductors in detail. This paper analyzes LCL filters by considering series resistance in both filter inductors; it proposes an active damping method based on the virtual series resistance of LCL filters. The performance of the proposed active damping is then verified through both simulation and experiment using Hardware-in-the-Loop Simulator(HILS).

• 전력전자학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.490-498
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• 2002

본 논문에서는 전압형 PWM 컨버터의 교류 입력측 LCL 필터의 설계기법을 제안한다 기존의 전압형 PWM 컨버터에서 전원계통으로 흘러 들어가는 스위칭 고조파전류를 억제하기 위해 교류 입력측에 LCL 필터를 설치하는 것은 매우 경제적이고 효과적인 방법이다 필터 커패시터로 스위칭 고조파전류를 흡수하며 공진을 억제하기 위해 수동 댐핑 저항을 이용한다 UPS용의 LCL 필터 구조 PWM 컨버터의 설계예시를 보였으며 제안한 설계기법의 타당성을 입증하기 위해 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 행하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.538-541
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• 2016

This paper proposes an LCL-filter design for space vector pulse width modulation (SVM) in grid-connected three-phase inverter systems. Although there are a several studies in progress, the existing methods are erroneous because they do not focus on the other switching methods. This paper presents the design methodology for an LCL-filter that is optimized for SVM switching operations. The design procedure for the LCL-filter is presented step-by-step. The inverter-side inductor was determined by an analysis of the ripple components, mathematically. Based on the reactive power absorption ratio, the filter capacitor was determined. The grid-side inductor was determined by the ripple attenuation factor of the output current. Experimental results verify the validity of the design method for the LCL-filter.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.105-114
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• 2017

본 논문은 계통 연계형 3-레벨 인버터 시스템을 위한 LCL-필터 설계 방법을 제안한다. 최근 풍력 및 태양광과 같은 신재생에너지 발전 시스템을 위한 3상 PWM 인버터의 수요가 증가하고 있다. 이러한 PWM 인버터는 스위칭 동작에 의해 발생하는 고조파 성분을 제거하기 위하여 LCL-필터를 거쳐 계통과 연결된다. 필터 설계에 관한 다양한 연구가 진행되었지만 최소의 사이즈로 목표하는 고조파 제거 성능을 얻기 위해서는 해당 PWM 인버터의 스위칭 방법을 고려한 필터 설계 방법이 요구된다. 본 논문은 공간 전압벡터 변조기법(SVPWM)에 최적화된 LCL-필터 설계방법을 제시한다. 시뮬레이션과 실험 결과를 통해 제안하는 방법으로 설계된 LCL-필터의 성능을 검증한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.261-270
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• 2021

본 연구에서는 계통 연계 3상 인버터를 위한 LCL 필터를 설계 방법론을 연구하였다. 먼저, 대표적인 필터 구조들에 대해서 3상 인버터의 계통 연계를 위한 필터로서의 적용 시 장단점을 분석하였다. 다음, 3상 인버터의 계통 연계를 위한 필터 설계 방법론들을 분석하여 그리드 연계 시 고조파 요구 조건을 만족할 수 있는 효과적인 필터 설계 방법론을 결정하였다. 그리고 설계 방법론의 유효성을 확인하기 위해서 EMTP-RV를 이용하여 3상 인버터, LCL 필터 그리고 필터의 성능을 평가하기 위한 성능 평가 시스템을 모델링 하였다. 끝으로, 하나의 3상 인버터에 대한 LCL 필터를 설계하였으며, EMTP-RV 시뮬레이션 작업을 통해 3상 인버터의 출력 전류 리플의 크기가 제한됨을 확인함으로서 설계 방법론의 유효성을 검증할 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.103-109
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• 2013

The conventional LCL filter design method of the utility interactive inverter considers only harmonics attenuation of the current injected to the grid. However, in case of utility-interactive inverter with critical load the voltage quality of the critical load should also be considered for LCL filter design. Also, considering cost and volume of LCL filters. it is important to have minimum values of inductance and capacitance as far as the harmonic standards are satisfied. In this paper a LCL filter design method is proposed to satisfy not only the harmonic standards of the grid current during the grid-connected mode but the voltage quality of the critical load during grid-connected mode and stand-alone mode. With the proposed method optimized values of LCL filters could be obtained by applying weighting factor to voltage ripple across the critical load, inductor volume, amount of reactive current and system bandwidth.

• Journal of Power Electronics
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• 제11권4호
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• pp.599-605
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• 2011

This paper proposes a gain scheduling method that improves the stability of grid-connected systems employing an LCL-filter. The method adjusts the current controller gain through an estimation of the grid impedance in order to reduce the resonance that occurs when using an LCL-filter to reduce switching harmonics. An LCL-filter typically has a frequency spectrum with a resonance peak. A change of the grid-impedance results in a change to the resonant frequency. Therefore an LCL-filter needs a damping method that is applicable when changing the grid impedance for stable system control. The proposed method instantaneously estimates the grid impedance and observes the resonant frequency at the same time. Consequently, the proposed method adjusts the current controller gain using a gain scheduling method in order to guarantee current controller stability when a change in the resonant frequency occurs. The effectiveness of the proposed method has been verified by simulations and experimental results.