Active damping of grid-connected converters with LCL filter: Comparison of common methods and further development
Translated title
Aktiv dæmpning af netopkoblede konvertere med LCL filter: Sammenligning af almindelige metoder og yderligere udvikling
Author
Rindholt, Mikkel
Term
4. semester
Education
Publication year
2019
Submitted on
2019-05-30
Pages
52
Abstract
Dette projekt handler om at gøre udgangen fra en spændingskildeomformer (Voltage Source Inverter, VSI), som omdanner jævnstrøm til vekselstrøm, så tæt på en ren sinus som muligt. Et LCL-filter bruges ofte til at udglatte udgangen, men det kan selv skabe harmonisk forvrængning, dvs. uønskede svingninger ved bestemte frekvenser. En enkel løsning er at sætte en dæmpningsmodstand i serie med filterets kondensator, men den giver betydelige effekttab som varme. For at undgå disse tab undersøger vi tre aktive dæmpningsmetoder: Proportional-Resonant (PR) regulering, et notch-filter (spærrefilter) og en virtuel modstand. Den virtuelle modstand vælges som erstatning for den fysiske dæmpningsmodstand. Vi designer en PI-regulator (proportional-integral) sammen med den virtuelle modstand og tester løsningen i både simuleringer og laboratorieforsøg. Herefter valideres LCL-filtermodellen. Vi undersøger også konceptet adaptiv virtuel modstand og udvikler en algoritme til Minimal Distortion Tracking, som afprøves i simuleringer.
This project focuses on making the output of a voltage source inverter (VSI), which converts direct current to alternating current, as close to a pure sine wave as possible. An LCL filter is commonly used to smooth the output, but it can introduce harmonic distortion—unwanted oscillations at specific frequencies. A straightforward fix is a damping resistor in series with the filter capacitor, but it causes significant power loss as heat. To avoid these losses, we study three active damping methods: Proportional-Resonant (PR) control, a notch filter, and a virtual resistor. We select the virtual resistor to replace the physical damping resistor. We design a PI (proportional-integral) controller together with the virtual resistor and test the solution in both simulations and laboratory experiments. We then validate the LCL filter model. We also explore adaptive virtual resistance and develop a Minimal Distortion Tracking algorithm, which we evaluate in simulations.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents