• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2007.11a
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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.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.295-296
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• 2016

본 논문은 LCL 필터를 사용하는 계통연계형 인버터에 커패시터 전류 피드백 방식의 능동댐핑을 적용한 안정도 향상 방안를 분석하였다. 커패시터 전류 피드백 방식은 커패시터에 저항을 병렬 연결한 수동댐핑과 동일한 특성을 나타내며, 안정도 해석에 $1.5T_s$의 연산 및 PWM 시지연을 고려하였다. 주파수 응답 특성과 이산시간 영역에서 근궤적을 이용하여 안정도를 해석하며, 필터 공진을 저감시키기 위한 능동댐핑의 이득 $k_d$의 범위를 산정하였으며 PSIM 시뮬레이션과 5kW 계통연계형 실험을 통해 필터 공진에 대한 저감 효과를 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.186-187
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• 2011

3상 PWM 컨버터에서 LCL필터 필름 커패시터는 Self-healing 메커니즘에 의해 열화가 진행되며, 이는 시스템의 필터성능과 역률 저하로 이어진다. 따라서 계통측 커패시터의 고장을 판단하고 교체시기를 결정하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 정전용량의 80%에 해당하는 공진주파수를 한 주기 동안 주입하였을 때 나타나는 응답의 변화를 통해 커패시터의 열화고장진단 알고리즘을 제안하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.376-377
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• 2011

본 논문에서는 LCL 필터를 사용한 계통 연계형 3-레벨 인버터의 소신호 등가모델을 유도하는 과정과 이 모델을 이용한 계통 전류 및 중성점 전류 제어기를 설계하는 내용을 소개한다. 소신호 등가모델은 평균화 과정, 변동과 선형화 과정을 통해 유도하였다. 특히, 중성점 전류 제어기 설계를 위한 DC 링크단의 소신호 모델은 새로운 스위칭 함수를 적용시킴으로써 유도하였다. 제안된 방식의 검증을 위하여 시뮬레이션을 실시하였고 또한, 소용량 프로토타입을 제작하여 실험 결과를 통해 본 논문에서 제안한 모델링 및 제어기설계의 타당성을 입증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• v.16 no.1
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• pp.297-309
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• 2016

Grid-connected inverters (GCIs) with an LCL output filter have the ability of attenuating high-frequency (HF) switching ripples. However, by using only grid-current control, the system is prone to resonances if it is not properly damped, and the current distortion is amplified significantly under highly distorted grid conditions. This paper proposes a synchronous reference frame equivalent proportional-integral (SRF-EPI) controller in the αβ stationary frame using the parallel virtual resistance-based active damping (PVR-AD) strategy for grid-interfaced distributed generation (DG) systems to suppress LCL resonance. Although both a proportional-resonant (PR) controller in the αβ stationary frame and a PI controller in the dq synchronous frame achieve zero steady-state error, the amplitude- and phase-frequency characteristics differ greatly from each other except for the reference tracking at the fundamental frequency. Therefore, an accurate SRF-EPI controller in the αβ stationary frame is established to achieve precise tracking accuracy. Moreover, the robustness, the harmonic rejection capability, and the influence of the control delay are investigated by the Nyquist stability criterion when the PVR-based AD method is adopted. Furthermore, grid voltage feed-forward and multiple PR controllers are integrated into the current loop to mitigate the current distortion introduced by the grid background distortion. In addition, the parameters design guidelines are presented to show the effectiveness of the proposed strategy. Finally, simulation and experimental results are provided to validate the feasibility of the proposed control approach.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2017.07a
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• pp.266-267
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• 2017

To synchronize the distributed generation (DG) unit with the grid, the voltage sensors are generally employed to obtain the grid phase angle. This paper presents an observer-based voltage sensorless control scheme for a three-phase inverter connected to the grid through an LCL filter. The proposed control scheme consists of an augmented state observer and a feedback controller. The augmented state observer is used to estimate the grid voltages and states of the inverter system, which are then employed to determine the grid voltage angle and to construct the feedback controller. As a result of using the observer, only the grid current sensors are required to accomplish the control scheme. The simulation results are given to prove the validity of the proposed control scheme.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• v.8 no.5
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• pp.1122-1130
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• 2013

This paper proposes a new design for quick battery charger systems for electric vehicles that consists of a three-phase inverter and a full-bridge converter which use the phase-shift method. The 3-phase inverter controls the input and DC-link voltage by use of a current controller and a voltage controller. The full-bridge converter transfers the DC-link voltage to a fixed output voltage. Designs for the output-side converter and controller for improved performance are proposed in this paper. Design schemes for the filter and controller of an input-side inverter are also presented. Furthermore, the paper proposes a compensation method for the offset current that is caused by switch failure and circuit problems. Simulations and experiments have been performed on a 50kW-battery charger system that is suitable for vehicles. The presented results verify the validity of the proposed method and the superiority of the system over conventional methods.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.491-493
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• 2011

In this paper, a 15kW grid-connected battery charging and discharging system was proposed. AC regenerative device which consisted of an inverter using IGBTs and LCL filter transferred surplus power to grid. Phase locked loop(PLL) was used to resolve three-phase unbalance. AC regeneration function is able to improve the rate of energy use and the cost savings of energy is expected.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.19 no.1
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• pp.64-70
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• 2014

In this paper, the new LLCL filter is proposed for grid connected three-phase PWM inverter for passive damping. LLCL filter inserts a small inductor in the branch of the capacitor of the traditional LCL filter to compose a series resonant circuit to reduce the switching-frequency component on grid current. Using LLCL filter, the switching-frequency current ripple components can be attenuated much better than the LCL filter, leading to a decrease in the total inductance. However, the resonance phenomena caused by zero impedance from the addition of LC branch in LLCL filter can be a big problem. Resonance phenomena of LLCL filter can be a source of grid system instability, so proper damping methods are required. However, it is difficult to apply a passive damping method in the conventional LLCL filter, because the damping resistor increase impedance of the LC branch. Therefore, switching frequency component of grid current can not much attenuated by low Q of LC series resonance effect. In this paper, a new LLCL filter is proposed to overcome the conventional LLCL filter with passive damping. The validity of the proposed method is proven by simulation and experimental result.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.214-215
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• 2013

본 논문은 계통 연계형 인버터 제어에 있어서 계통 임피던스에 의한 계통전압 왜곡을 분석하고 있다. 특히 계통 연계형 인버터의 설계단계에서는 고려되지 않지만, 실제 시스템 구현 시에는 일반적으로 널리 사용되는 저주파트랜스의 누설 인덕턴스에 의한 영향을 살펴보았다. 계통 임피던스에 의해 계통 전압의 왜곡이 발생하고 이로 인해 저차 고조파 성분의 전류가 계통으로 유입되게 되는데, 본 논문에서는 이 저차 고조파에 대해 분석하고, 이를 감쇄시키는 기법을 소개한다. 제안하는 방법은 1.5kW 전압형 인버터의 시물레이션을 통해 검증하였다.