Novel Controller for 3-Phase Active Power Filter with LCL coupling circuit

• Autorzy: Wojciechowski D.

Warianty tytułu

PL

Nowy sterownik 3-fazowego filtra aktywnego z obwodem sprzęgającym LCL

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Active power filters (APF) are the most effective solution to compensate harmonic currents of nonlinear loads. Usually, they are connected to the grid via first-order inductive filter L, and in consequence inject to the grid parasitic current ripples caused VSI switching. This serious drawback can be removed by connecting APF's VSI via LCL filter. Such a solution requires control that overcomes resonance problem and, at the same time, maximizes control dynamics. This paper introduces novel, model based predictive controller for APF with LCL filter, which provides control dynamics limited only by circuit parameters. There are presented simulations and experimental results achieved for 300 kVA power blocks operating in parallel in 1.2 MVA APF system.

PL

Filtry aktywne (APF) są najskuteczniejszym środkiem technicznym służącym kompensacji prądów odbiorów nieliniowych. Zazwyczaj przyłączone są do sieci poprzez dławik i w rezultacie wprowadzają do sieci prądy harmoniczne wysokich rzędów wynikające z impulsowego napięcia falownika filtra. Jest to istotna wada APF i może być wyeliminowana przy zastosowaniu obwodu sprzęgającego LCL. Rozwiązanie takie wymaga sterowania zapewniającego blokowanie rezonansu obwodu LCL przy jednocześnie wysokiej dynamice regulacji prądu. W artykule zaproponowano nowatorski układ sterowania z predykcyjnym regulatorem prądu opartym na modelu obiektu, zapewniający graniczną dynamikę regulacji. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i doświadczalnych uzyskanych dla systemu APF o mocy 1.2 MVA z równoległymi modułami 300 kVA.

Słowa kluczowe

EN

active filter; current controller; predictive control; power quality

PL

filtr aktywny; regulator prądu; sterowanie predykcyjne; jakość energii

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 85, nr 10
• Strony: 208--212
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il., rys., wykr.

Twórcy

autor

Wojciechowski D.

• Katedra Automatyki Okrętowej, Akademia Morska w Gdyni, ul. Morska 81-87, 81-225 Gdynia,

Bibliografia

• [1] D. Wojciechowski, R. Strzelecki, Sensorless Predictive Control of Three-Phase Parallel Active Filter, AFRICON 2007, Windhoek, Namibia, 26-28 September 2007
• [2] E. Wu, P.W. Lehn, Digital Current Control of a Voltage Source Converter With Active Damping of LCL Resonance, IEEE Trans. Power Electron., vol.21 (2006), no.5, pp.1364-1373.
• [3] M. Liserre, F. Blaabjerg, S. Hansen, Design and Control of an LCL-Filter-Based Three-Phase Active Rectifier, IEEE Trans. Ind. Appl., vol.41 (2005), no.5, pp. 1281-1291.
• [4] L.A. Serpa, S. Ponnaluri, P.M. Barbosa, J.W. Kolar, A Modified Direct Power Control Strategy Allowing the Connection of Three-Phase Inverters to the Grid Through LCL Filters, IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 43 (2007), no. 5, pp. 1388-1400.
• [5] M. Malinowski, S. Bernet, A Simple Voltage Sensorless Active Damping Scheme for Three-Phase PWM Converters With an LCL Filter, IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 55 (2008), no. 4, pp. 1876-1880.
• [6] M. Routimo, H. Tuusa, LCL Type Supply Filter for Active Power Filter – Comparison of an Active and a Passive Method for Resonance Damping, PESC 2007, pp. 2939-2945.
• [7] S-i. Hamasaki, Atsuo Kawamura, Improvement of Current Regulation of Line-Current-Detection-Type Active Filter Based on Deadbeat Control, IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 39 (2003), no. 2, pp. 536-541.
• [8] Z. Qiu, J. Kong, G. Chen, A Novel Control Approach for LCL-based Shunt Active Power Filter with High Dynamic and Steady-State Performance, PESC 2008, pp. 3306-3310.