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A phase-locked loop using ESO-based loop filter for grid-connected converter: performance analysis

Control Theory and Technology 2021年第1期19卷 49-63页

作者： Baoling Guo Seddik Bacha Mazen Alamir Julien Pouget School of Engineering.(HES SO)Universily of Applied Sciences and Arts of Western Switzeland Sion1950 ValaisSwitzerland Institute of Engineering Grenoble University Grenoble AlpesCNRSG2Elab38000 GrenobleFrance Institute of Engineering Grenoble University Grenoble AlpesCNRSGIPSA-Lab38400 Saint Martin D'HeresFrance

An extended state observer(ESO)-based loop filter is designed for the phase-locked loop(PLL)involved in a disturbed grid-connected converter(GeC).This ESO-based design enhances the performances and robustness of the PLL,and,therefore,improves control performances of the disturbed ***,the ESO-based LF can be applied to PLLs with extra filters for abnormal grid *** unbalanced grid is particularly taken into account for the performance analysis.A tuning approach based on the well-designed PI controller is discussed,which results in a fair comparison with conventional PI-type *** frequency domain properies are quantitatively analysed with respeet to the control stability and the noises *** frequency domain analysis and simulation results suggesti that the performances of the generated ESO-based controllers are comparable to those of the PI control at low frequency,while have better ability to atenuate high-frequency measurement *** phase margin decreases slightly,but remains ***,experimental tests are conducted with a hybrid power hardwarein-the-loop benchmark,in which balanced/unbalanced cases are both *** obtained results prove the effectiveness of ESO based PLLs when applied to the disturbed GeC.

关键词： Grid-conected converters Grid disturbances Phase-locked loop Loop filter Extended state observer tuning approach Stability analysis Phase margin Noises attenuation Power hardware-in-the-loop(PHIL)test

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