• 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.

• 전기학회논문지
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• 제65권3호
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• pp.419-427
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• 2016

This paper proposes a design method of LCL-filter for a grid-connected three-phase inverter using a discontinuous PWM (DPWM) method. When using a DPWM method, many harmonic voltages are generated in the inverter output compared to a continuous PWM (CPWM) method. Therefore, an optimized grid-connected filter design is required for a DPWM method. The proposed design method provides generalized formula to design accurate LCL-filter without trial and error procedures. An inverter side inductance is designed by analyzing the current ripple injected to the grid. The Optimized parameters of LCL-filter can be designed by analyzing the total harmonic distortion (THD) and the ripple attenuation factor of the output current. The proposed LCL filter design method is demonstrated by simulation and experimental results.

• 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.

• Journal of Power Electronics
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• 제13권3호
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• pp.437-446
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• 2013

This paper proposes a design scheme for an LCL-filter used for the three-parallel operation of the power converters in high-capacity wind turbines. The designs of the power devices and grid connected filter are difficult due to the high level voltages and currents in huge-capacity wind turbines. To solve these problem, this paper presents three-parallel operation and LCL-filter design techniques optimized by parallel operation. Furthermore, the design of an inverter side inductance of the LCL-filter is discussed in detail considering the switching modulation method. Simulation and experimental results demonstrate the validity of the designed filter and wind turbines.

• 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.

• 전력전자학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.405-414
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• 2011

최근 MCFC 등 고온형 연료전지를 이용한 분산 발전시스템의 상용화가 진행됨에 따라 수백 kW급 이상의 발전용 연료전지 PCS의 개발이 요구되고 있다. 본 논문에서는 MCFC 발전용 연료전지 시스템에 적합한 PCS의 최적토 폴로지와 MBOP 같은 독립부하의 전압품질을 고려한 LCL필터 설계기법을 제안한다. 승압용 DC-DC 컨버터는 인터리빙 방식을 적용하고자 하며 효율 및 부피 등을 고려하여 최적의 인터리빙 상수를 선정한다. 또한 계통에 주입되는 전류품질 뿐 아니라 독립부하의 전압품질도 고려한 LCL필터 설계기법을 제안하고 1kW급 축소 시작품으로 제안한 PCS 시스템의 타당성을 검증한다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권4호
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• pp.1626-1634
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• 2015

LCL filters are widely used in three-phase PWM converter for its advantages of small volume, low cost and inhibition of high frequency current harmonic. However, it is difficult to optimize its design because its parameters are mutually influenced while the value of each parameter for LCL filter has impacts on the converter's cost and size. In this paper, the target of optimization is to minimize the parameter values of LCL filter, and an optimization method for parameters of LCL filter of three-phase PWM converter based on least square method is proposed. With this method, a quantitative calculation of the harmonic component of the converter’s side phase voltage is performed first, and then the quantitative relationship between phase voltage harmonics and grid phase current harmonics is analyzed. After that, the attenuation requirement of each harmonic is obtained by taking into account the requirements for each harmonic component of grid current. Then according to the optimization objective, the objective function with minimum harmonic attenuation deviation is established, and least squares method is adopted for three-dimensional global searching of parameters for LCL filter. Thus, the designed harmonic attenuation curve approximates the minimum attenuation requirements, and the optimized LCL filter parameters are obtained. Finally, the effectiveness of the method is verified by the experiments.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.27-28
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• 2014

본 논문에서는 필터 임피던스와 공진주파수를 고려한 계통연계형 인버터의 LCL 필터 설계기법을 제안한다. 일반적으로 계통연계 인버터는 고속 스위칭으로 인한 고조파 전류가 출력단에 포함된다. 이러한 고조파를 감소시키기고 출력을 정현파로 만들기 위해 출력단에 수동필터가 사용된다. 제안하는 필터 설계 기법은 필터 인덕턴스를 최소화 할 수 있다. 따라서 수동필터의 부피를 감소시키고 DC링크 전압 이용률 손실을 최소로 할 수 있다. 제안하는 방법으로 LCL 필터를 설계하고 실험을 통해 설계 방법의 타당성을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 추계학술대회
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• pp.65-66
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• 2011

독립부하가 존재하는 계통연계 인버터에서 LCL필터 설계시 계통으로 주입하는 전류뿐만 아니라 독립부하 전압품질도 고려되어야 한다. 또한, LCL필터의 가격과 부피측면을 고려하여 고조파 감쇠율은 기준을 만족하면서 인덕턴스와 캐패시턴스는 가능한 작게 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 계통전류의 고조파 기준은 만족하고, LCL필터 모델로부터 구해지는 전달함수를 이용하여 계통연계시와 독립운전시 모두 독립부하의 전압품질이 만족하도록 필터설계를 한다. 또한, 독립부하 전압리플, 인덕터 부피, 무효전류량, 시스템 대역폭에 가중치를 적용한 LCL필터 최적설계 방법을 제안한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.380-381
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• 2013

중요부하가 존재하는 계통연계 단상 인버터에서 LCL필터 설계시 계통으로 주입하는 전류뿐만 아니라 중요부하 전압품질도 고려되어야 한다. 또한, LCL필터의 가격과 부피측면을 고려하여 고조파 감쇠율 기준을 만족하면서 인덕턴스와 캐패시턴스는 가능한 작게 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 계통 전류의 고조파 기준을 만족하고, LCL필터 모델로부터 구해지는 전달함수를 이용하여 계통연계시와 독립운전시 모두 중요부하의 전압품질이 만족하도록 단상 인버터의 필터설계를 한다. 또한, 중요부하 전압리플, 인덕터 부피, 무효전류량, 시스템 대역폭에 가중치를 적용한 LCL필터 최적설계 방법을 제안한다.