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Optimized damping for LCL filters in three-phase voltage source inverters coupled by power grid

Journal of Modern power Systems and Clean Energy 2017年第4期5卷 642-651页

作者： Meng HUANG Jianjun SUN Yu PENG Xiaoming ZHA Wuhan University WuhanChina Wuhan Electric power Technical College WuhanChina

The application of LCL filters has become popular for inverters connected to the power grid due to their advantages in harmonic current reductions. However,the power grid in a distribution system is non-ideal, presenting itself as a voltage source with significant impedance. This means that an inverter using an LCL filter may interact with other grid-connected inverters via the nonideal grid. In this paper, damping optimization of LCLfilters to reduce this interaction is studied for a three-phase voltage source inverter(VSI). Simulation results show that resonant oscillation occurs in a distributed power grid, even if the VSI with an LCL filter is well designed for standalone applications. A small-signal analysis is performed to predict this stability problem and to locate the boundary of the instability using an impedance approach. Based on these analytical results, optimized damping of the LCLfilter can be designed. The oscillation phenomena and optimized damping design are verified by simulations and experimental measurements.

关键词： LCL filter Three-phase voltage source inverter non-ideal power grid Optimized design Interacting converters

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