Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi

Murat KARABACAK, (Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye)
Fuat KILIÇ, (Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Mühendisliği Bölümü, Kocaeli, Türkiye)
Bilal SARAÇOĞLU, (Düzce Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Düzce, Türkiye)
Ali Fuat BOZ, (Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye)
Abdullah FERİKOĞLU (Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye)
Politeknik Dergisi
4 2
Yıl: 2016 Cilt: 19 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 251 - 260 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.2339/2016.19.3 251-260 İndeks Tarihi: 19-06-2021

Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi

Öz:
Şebeke bağlantılı eviricilerde, şebekeye aktarılan akımların toplam harmonik bozunumunun %5’in altında olması gerekmektedir.Bu amaçla çıkış filtreleri kullanılmaktadır. Toplam harmonik bozunumundan başka filtrenin üzerindeki gerilim düşümü vefiltrenin reaktif güç tüketimi için de tasarım koşulları sağlanmalıdır. Bu koşulları sağlamak için çeşitli filtre tasarım yöntemleriliteratürde sunulmuştur. Bu çalışmada, en önemli filtre tasarım yöntemleri ele alınmış ve L, LCL ile LLCL filtre tasarımlarıarasında bir performans analizi yapılmıştır. Sonuç olarak, LLCL filtrenin, bazı riskli noktalar dikkate alınmak şartıyla, dahayüksek performans ve daha düşük maliyet sağladığı ortaya çıkmıştır.
Anahtar Kelime:

LLCL Filter Design for Grid Connected Inverters; a Detailed Performance Analysis

Öz:
Currents injected into grid need to have a total harmonic distortion below 5% in grid connected inverters. To this aim, output filters are employed. For these filters, design conditions other than total harmonic distortion for voltage drop over the filter and reactive power consumption of the filter have to be also fulfilled. In literature, some filter schemes have been proposed to satisfy these conditions. In this study, the most important filter types are handled and a performance analysis between L, LCL and LLCL filter was implemented. Consequently, it is concluded that LLCL filter has higher performance and lower cost, on the condition that some risky points are considered.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Liserre M., Blaabjerg F. and Hansen S.,"Design and control of an LCL-filter-based three-phase active rectifier", Industry Applications, IEEE Transactions on, 41(5):1281-1291, (2005).
  • [2] Reznik A., Simoes, M. G., Al-Durra, A. and Muyeen S. M., "LCL Filter Design and Performance Analysis for Grid Interconnected Systems",IEEE Transaction on Industry Applications, 50(2): 1225-1232, (2014).
  • [3] Wang T. C., Ye Z., Sinha G. and Yuan X., "Output filter design for a grid-interconnected three-phase inverter", In Proceeding of IEEE 34th Annual Power Electronics Specialist Conference (PESC 03), Acapulco, 779-784, (2003).
  • [4] Terzić B., Majić G.and Slutej A.,"Stability analysis of three-phase PWM converter with LCL filter by means of nonlinear model", Automatika, 51(3): 221-232, (2010).
  • [5] Renzhong X., Lie X., Junjun Z. and Jie D., "Design and research on the LCL filter in three-phase PV gridconnected inverters", International Journal of Computer and Electrical Engineering, 5(3): 322-325, (2013).
  • [6] Muhlethaler J., Schweizer M., Blattmann R., Kolar J. W. and Ecklebe A., "Optimal design of LCL harmonic filters for three-phase PFC rectifiers", Power Electronics, IEEE Transactions on, 28(7): 3114-3125, (2013).
  • [7] Rockhill A. A., Liserre M., Teodorescu R. and Rodriguez, P., "Grid-filter design for a multimegawatt medium-voltage voltage-source inverter", IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58(4): 1205- 1217, (2011).
  • [8] Koutroulis E. and Blaabjerg F.,"Methodology for the optimal design of transformerless grid-connected PV inverters", IET Power Electronics, 5(8): 1491-1499, (2012).
  • [9] Araújo S. V., Engler A., Sahan B.and Antunes F. L. M.,"LCL filter design for grid-connected NPC inverters in offshore wind turbines", ICPE (ISPE), Daegu, 1133- 1138, (2007).
  • [10] Wei L., Lukaszewski R. A.,"Optimization of the main inductor in a LCL filter for three phase active rectifier", In Industry Applications Conference, 42nd IAS Annual Meeting, Conference Record of the 2007 IEEE, New Orleans, 1816-1822, (2007).
  • [11] Pena-Alzola R., Liserre M., Blaabjerg F., Ordonez M. andYongheng Y.,"LCL-Filter Design for Robust Active Damping in Grid-Connected Converters", IEEE Transactions on Industrial Informatics, 10(4): 2192- 2203, (2014).
  • [12] Husev O., Chub A., Romero-Cadaval E., RonceroClemente C.and 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).
  • [13] Wu W., He Y.and Blaabjerg F., "An LLCL power filter for single-phase grid-tied inverter", IEEE Transactions on Power Electronics, 27(2): 782-789, (2012).
  • [14] Loh P. C., Lim S. W., Gao F. and Blaabjerg F., "Threelevel Z-source inverters using a single LC impedance network", IEEE Transactions onPower Electronics, 22(2): 706-711, (2007).
  • [15] Habetler T. G., Naik R. and Nondahl T. A.,"Design and implementation of an inverter output LC filter used for dv/dt reduction", IEEE Transactions onPower Electronics, 17(3): 327-331, (2002).
  • [16] Golubev V., "Calculation and optimization of the LCfilter of the pulse converter of an AC voltage", Tekhnichna Elektrodynamika, 1:33-37, (2012).
  • [17] Gonzalez-Castrillo P., Romero-Cadaval E., MilanésMontero M. I., Barrero-González F. and GuerreroMartínez M. A.,"A new criterion for selecting the inductors of an Active Power Line Conditioner", 2011 7th International Conference-Workshop, In Compatibility and Power Electronics (CPE), Tallinn, 167-172, (2011).
  • [18] Channegowda P. and John V.,"Filter optimization for grid interactive voltage source inverters", IEEE Transactions onIndustrial Electronics, 57(12): 4106- 4114, (2010).
  • [19] Cadaval E. R., Montero M. I. M. and González F. B.,"A modified switching signal generation technique to minimize the RMS tracking error in active filters", IEEE Transactions on Power Electronics, 20(5): 1118- 1124, (2005).
  • [20] Kim, H.and Sul S. K.,"A novel filter design for output LC filters of PWM inverters", Journal of Power Electronics, 11(1), 74-81, (2011).
  • [21] Sozer Y., Torrey D. A. and Reva S.,"New inverter output filter topology for PWM motor drives", IEEE Transactions on Power Electronics, 15(6): 1007-1017, (2000).
  • [22] Huang M., Blaabjerg F., Loh P. C. and Wu W.,"Stability analysis and active damping for LLCL-filter based gridconnected inverters", 2014 International Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014- ECCE-ASIA), Hiroshima, 2610-2617, (2014, May).
  • [23] Dannehl J., Wessels C.and Fuchs F. W. "Limitations of voltage-oriented PI current control of grid-connected PWM rectifiers with filters", IEEE Transactions on, Industrial Electronics, 56(2): 380-388, (2009).
  • [24] SchröderD.,"Elektrische Antriebe",2, Springer-Verlag in Regelung von Antriebssystemen, Berlin, Germany, (2001).
  • [25] C. Zhang, T. Dragicevic, J.C. Vasquez, J.M. Guerrero, "Resonance damping techniques for grid-connected voltage source converters with LCL filters —Areview", IEEE International Energy Conference (ENERGYCON), Dubrovnik, 169 -176, (2014).
  • [26] Pena-Alzola R., Liserre M., Blaabjerg F. and Yang Y.,"Robust design of LCL-filters for active damping in grid converters", Industrial Electronics Society, IECON 2013-39th Annual Conference of the IEEE, Vienna, 1248-1253, (2013).
APA KARABACAK M, KILIÇ F, SARAÇOĞLU B, BOZ A, FERİKOĞLU A (2016). Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi. , 251 - 260. 10.2339/2016.19.3 251-260
Chicago KARABACAK Murat,KILIÇ Fuat,SARAÇOĞLU Bilal,BOZ Ali Fuat,FERİKOĞLU Abdullah Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi. (2016): 251 - 260. 10.2339/2016.19.3 251-260
MLA KARABACAK Murat,KILIÇ Fuat,SARAÇOĞLU Bilal,BOZ Ali Fuat,FERİKOĞLU Abdullah Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi. , 2016, ss.251 - 260. 10.2339/2016.19.3 251-260
AMA KARABACAK M,KILIÇ F,SARAÇOĞLU B,BOZ A,FERİKOĞLU A Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi. . 2016; 251 - 260. 10.2339/2016.19.3 251-260
Vancouver KARABACAK M,KILIÇ F,SARAÇOĞLU B,BOZ A,FERİKOĞLU A Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi. . 2016; 251 - 260. 10.2339/2016.19.3 251-260
IEEE KARABACAK M,KILIÇ F,SARAÇOĞLU B,BOZ A,FERİKOĞLU A "Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi." , ss.251 - 260, 2016. 10.2339/2016.19.3 251-260
ISNAD KARABACAK, Murat vd. "Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi". (2016), 251-260. https://doi.org/10.2339/2016.19.3 251-260
APA KARABACAK M, KILIÇ F, SARAÇOĞLU B, BOZ A, FERİKOĞLU A (2016). Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi. Politeknik Dergisi, 19(3), 251 - 260. 10.2339/2016.19.3 251-260
Chicago KARABACAK Murat,KILIÇ Fuat,SARAÇOĞLU Bilal,BOZ Ali Fuat,FERİKOĞLU Abdullah Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi. Politeknik Dergisi 19, no.3 (2016): 251 - 260. 10.2339/2016.19.3 251-260
MLA KARABACAK Murat,KILIÇ Fuat,SARAÇOĞLU Bilal,BOZ Ali Fuat,FERİKOĞLU Abdullah Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi. Politeknik Dergisi, vol.19, no.3, 2016, ss.251 - 260. 10.2339/2016.19.3 251-260
AMA KARABACAK M,KILIÇ F,SARAÇOĞLU B,BOZ A,FERİKOĞLU A Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi. Politeknik Dergisi. 2016; 19(3): 251 - 260. 10.2339/2016.19.3 251-260
Vancouver KARABACAK M,KILIÇ F,SARAÇOĞLU B,BOZ A,FERİKOĞLU A Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi. Politeknik Dergisi. 2016; 19(3): 251 - 260. 10.2339/2016.19.3 251-260
IEEE KARABACAK M,KILIÇ F,SARAÇOĞLU B,BOZ A,FERİKOĞLU A "Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi." Politeknik Dergisi, 19, ss.251 - 260, 2016. 10.2339/2016.19.3 251-260
ISNAD KARABACAK, Murat vd. "Şebeke Bağlantılı Eviriciler için LLCL Filtre Tasarımı; Detaylı Bir Performans Analizi". Politeknik Dergisi 19/3 (2016), 251-260. https://doi.org/10.2339/2016.19.3 251-260
Sayfa Oluşturulma Tarihi
17-04-2024 20:21

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları