[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
بخش‌های اصلی
صفحه اصلی::
اطلاعات نشریه::
آرشیو مجله و مقالات::
برای نویسندگان::
برای داوران::
ثبت نام و اشتراک::
صاحب امتیاز::
درباره انجمن::
تماس با ما::
تسهیلات پایگاه::
cope::
metrics::
تعارض منافع::
::
پایگاه های نمایه کننده
..
DOI
کلیک کنید
..
IEEE
..
DOR

..
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
..
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
..
:: دوره 14، شماره 2 - ( 5-1404 ) ::
جلد 14 شماره 2 صفحات 0-0 برگشت به فهرست نسخه ها
بهبود پایداری سیستم بهساز توان پیل سوختی متصل به شبکه با فیلتر LCL با جبرانسازی فاز کنترل‌کننده جریان
مجید حسین‌پور*1 ، رسول اکبری1 ، مهدی شاهپرستی2
1- دانشگاه محقق اردبیلی
2- دانشگاه واسا
چکیده:   (89 مشاهده)

اینورترهای متصل به شبکه در اتصال منابع تولید پراکنده و منابع انرژی تجدیدپذیر به شبکه نقش اساسی ایفا می‌کنند. جهت افزایش کیفیت توان تزریقی به شبکه از فیلترهای مختلف از جمله فیلتر LCL استفاده می‌شود. در کنار تشدید ذاتی فیلتر LCL، شبکه ضعیف با امپدانس شبکه متغیر منجر به ناپایداری سیستم انتقال توان می‌شود. هدف این مقاله، بهبود کیفیت توان تزریقی پیل سوختی متصل به شبکه مبتنی بر فیلتر LCL با کنترل مبتنی بر فیدبک جریان شبکه و میرایی فعال جریان خازن است. اگرچه از نظر تئوری میرایی فعال می‌تواند رفتار پسیو اینورتر متصل به شبکه را تضمین کند، اما عملکرد سیستم هم به تاخیر فاز کنترل‌کننده جریان و هم به نوسانات پارامترهای فیلتر حساس است. برای کنترل این دو عامل، جبران‌ساز فاز مناسب برای افزایش رفتار انفعالی پیشنهاد شده است. در این مقاله سیستم بهساز توان پیل سوختی متصل به شبکه با فیلتر LCL با کنترل مبتنی بر جریان شبکه و میرایی فعال جریان خازن مورد مطالعه قرار گرفته و عملکرد انفعالی و پایدار این سیستم با در نظر گرفتن تاثیر تاخیر فاز تنظیم کننده جریان مورد ارزیابی قرار گرفته است. روند طراحی سیستماتیک پارامترهای سیستم کنترل با جزئیات لازم بیان شده و عملکرد انفعالی سیستم متصل به شبکه مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی سیستم بهساز توان پیل سوختی متصل به شبکه نشانگر تزریق جریان با کیفیت بسیار مناسب و رفتار انفعالی سیستم تحت تغییرات امپدانس شبکه ضعیف است.

واژه‌های کلیدی: اینورتر متصل به شبکه، پیل سوختی، میرایی فعال، جبرانساز فاز
     
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: برق و کامپیوتر
دریافت: 1403/7/12 | پذیرش: 1404/5/17 | انتشار: 1404/5/19
فهرست منابع
1. حسین‌پور مجید، ثابت فر تورج. سیستم بهساز توان فتوولتاییک متصل به شبکه با فیلتر LCL مبتنی بر استراتژی کنترل فیدبک جریان سمت اینورتر و جریان سمت شبکه. نشریه کیفیت و بهره‌وری صنعت برق ایران. ۱۴۰۲; ۱۲ (۲): ۳۹-۵۶.
2. Akhavan, A., Mohammadi, H.R., Vasquez, J.C. and Guerrero, J.M., 2020. Passivity-based design of plug-and-play current-controlled grid-connected inverters. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(2), pp.2135-2150. [DOI:10.1109/TPEL.2019.2920843]
3. Ali, R., Heydari‐doostabad, H., Sajedi, S. and O'Donnell, T., 2024. Improved design of passive damping for single phase grid‐connected LCL filtered inverter considering impedance stability. IET Power Electronics, 17(4), pp.511-523. [DOI:10.1049/pel2.12666]
4. Awal, M.A., Della Flora, L. and Husain, I., 2022. Observer based generalized active damping for voltage source converters with LCL filters. IEEE Transactions on Power Electronics, 37(1), pp.125-136. [DOI:10.1109/TPEL.2021.3093504]
5. Awal, M.A., Yu, H., Husain, I., Yu, W. and Lukic, S.M., 2020. Selective harmonic current rejection for virtual oscillator controlled grid-forming voltage source converters. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(8), pp.8805-8818. [DOI:10.1109/TPEL.2020.2965880]
6. Awal, M.A., Yu, W. and Husain, I., 2020. Passivity-based predictive-resonant current control for resonance damping in LCL-equipped VSCs. IEEE Transactions on Industry Applications, 56(2), pp.1702-1713. [DOI:10.1109/TIA.2019.2959594]
7. Awal, M.A., Yu, H., Della Flora, L., Yu, W., Lukic, S. and Husain, I., 2019, September. Observer based admittance shaping for resonance damping in voltage source converters with LCL filter. In 2019 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE) (pp. 4455-4462). IEEE. [DOI:10.1109/ECCE.2019.8913194]
8. Awal, M.A., Yu, W. and Husain, I., 2019. Passivity-based predictive-resonant current control for resonance damping in LCL-equipped VSCs. IEEE Transactions on Industry Applications, 56(2), pp.1702-1713. [DOI:10.1109/TIA.2019.2959594]
9. Bai, H., Wang, X. and Blaabjerg, F., 2017. Passivity enhancement in renewable energy source based power plant with paralleled grid-connected VSIs. IEEE Transactions on Industry Applications, 53(4), pp.3793-3802. [DOI:10.1109/TIA.2017.2685363]
10. Ben Hamad, K., Luta, D.N. and Raji, A.K., 2021. A grid-tied fuel cell multilevel inverter with low harmonic distortions. Energies, 14(3), p.688. [DOI:10.3390/en14030688]
11. Chen, W., Zhang, Y., Tu, Y., Guan, Y., Shen, K. and Liu, J., 2023. Unified active damping strategy based on generalized virtual impedance in LCL-type grid-connected inverter. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 70(8), pp.8129-8139. [DOI:10.1109/TIE.2022.3232647]
12. Elkayam, M. and Kuperman, A., 2019. Optimized design of multiresonant AC current regulators for single-phase grid-connected photovoltaic inverters. IEEE Journal of Photovoltaics, 9(6), pp.1815-1818. [DOI:10.1109/JPHOTOV.2019.2937386]
13. Fang, T., Shen, S., Zhang, L., Jin, Y. and Huang, C., 2021. Capacitor current feedback with phase-lead compensator to eliminate resonant frequency forbidden region for LCL-type grid-connected inverter in weak grid. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 9(5), pp.5581-5596. [DOI:10.1109/JESTPE.2021.3059024]
14. Hosseinpour, M., Sabetfar, T. and Shahparasti, M., 2024. Grid‐tied PEMFC power conditioning system based on capacitor voltage thorough feedback procedure in a weak and harmonics‐polluted network. Energy Science & Engineering, 12(1), pp.149-167. [DOI:10.1002/ese3.1624]
15. Hosseinpour, M., Sabetfar, T., Dejamkhooy, A. and Shahparasti, M., 2023. Design and control of LCL-type grid-tied PV power conditioning system based on inverter and grid side currents double feedback. International Journal of Modelling and Simulation, pp.1-21. [DOI:10.1080/02286203.2023.2204319]
16. Hosseinpour, M., Kholousi, A. and Poulad, A., 2022. A robust controller design procedure for LCL‐type grid‐tied proton exchange membrane fuel cell system in harmonics‐polluted network. Energy Science & Engineering, 10(10), pp.3798-3818. [DOI:10.1002/ese3.1250]
17. Hosseinpour, M., Asad, M. and Rasekh, N., 2021. A step-by-step design procedure of a robust control design for grid-connected inverter by LCL filter in a weak and harmonically distorted grid. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Electrical Engineering, 45, pp.843-859. [DOI:10.1007/s40998-021-00414-z]
18. Huang, M., Wang, X., Loh, P.C. and Blaabjerg, F., 2015. LLCL-filtered grid converter with improved stability and robustness. IEEE Transactions on Power Electronics, 31(5), pp.3958-3967. [DOI:10.1109/TPEL.2015.2467185]
19. Li, M., Zhang, X., Guo, Z., Wang, J., Wang, Y., Li, F. and Zhao, W., 2020. The control strategy for the grid-connected inverter through impedance reshaping in q-axis and its stability analysis under a weak grid. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 9(3), pp.3229-3242. [DOI:10.1109/JESTPE.2020.3024863]
20. Lin, Z., Ruan, X., Zhang, H. and Wu, L., 2023. A hybrid-frame control based impedance shaping method to extend the effective damping frequency range of the three-phase adaptive active damper. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 70(1), pp.509-521. [DOI:10.1109/TIE.2022.3153802]
21. Liu, L., Xu, J., Ye, J., Zheng, Z. and Shen, A., 2024. Controller parameter optimization of LCL-type grid-connected inverters for passivity margin enhancement. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 159, p.110046. [DOI:10.1016/j.ijepes.2024.110046]
22. Liu, T., Liu, J., Liu, Z. and Liu, Z., 2020. A study of virtual resistor-based active damping alternatives for LCL resonance in grid-connected voltage source inverters. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(1), pp.247-262. [DOI:10.1109/TPEL.2019.2911163]
23. Qasem, N.A. and Abdulrahman, G.A., 2024. A Recent Comprehensive Review of Fuel Cells: History, Types, and Applications. International Journal of Energy Research, 2024(1), p.7271748. [DOI:10.1155/2024/7271748]
24. Rasekh, N. and Hosseinpour, M., 2020. Adequate tuning of LCL filter for robust performance of converter side current feedback control of grid connected modified-Y-source inverter. International Journal of Industrial Electronics Control and Optimization, 3(3), pp.365-378.
25. Rasekh, N. and Hosseinpour, M., 2020. LCL filter design and robust converter side current feedback control for grid-connected Proton Exchange Membrane Fuel Cell system. International Journal of Hydrogen Energy, 45(23), pp.13055-13067. [DOI:10.1016/j.ijhydene.2020.02.227]
26. Rodriguez-Diaz, E., Freijedo, F.D., Guerrero, J.M., Marrero-Sosa, J.A. and Dujic, D., 2019. Input-admittance passivity compliance for grid-connected converters with an LCL filter. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 66(2), pp.1089-1097. [DOI:10.1109/TIE.2018.2835374]
27. Rodriguez-Diaz, E., Freijedo, F.D., Vasquez, J.C. and Guerrero, J.M., 2019. Analysis and comparison of notch filter and capacitor voltage feedforward active damping techniques for LCL grid-connected converters. IEEE Transactions on Power Electronics, 34(4), pp.3958-3972. [DOI:10.1109/TPEL.2018.2856634]
28. Serrano-Delgado, J., Cobreces, S., Rizo, M. and Bueno, E.J., 2021. Low-order passivity-based robust current control design for grid-tied VSCs. IEEE Transactions on Power Electronics, 36(10), pp.11886-11899. [DOI:10.1109/TPEL.2021.3068057]
29. Sun, J., 2011. Impedance-based stability criterion for grid-connected inverters. IEEE Transactions on Power Electronics, 26(11), pp.3075-3078. [DOI:10.1109/TPEL.2011.2136439]
30. Tariq, A.H., Kazmi, S.A.A., Hassan, M., Ali, S.M. and Anwar, M., 2024. Analysis of fuel cell integration with hybrid microgrid systems for clean energy: A comparative review. International Journal of Hydrogen Energy, 52, pp.1005-1034. [DOI:10.1016/j.ijhydene.2023.07.238]
31. Wang, X. and Blaabjerg, F., 2019. Harmonic stability in power electronic-based power systems: Concept, modeling, and analysis. IEEE Transactions on Smart Grid, 10(3), pp.2858-2870. [DOI:10.1109/TSG.2018.2812712]
32. Wang, X., Blaabjerg, F. and Loh, P.C., 2017. Passivity-based stability analysis and damping injection for multiparalleled VSCs with LCL filters. IEEE Transactions on Power Electronics, 32(11), pp.8922-8935. [DOI:10.1109/TPEL.2017.2651948]
33. Wu, H. and Wang, X., 2020. Virtual-flux-based passivation of current control for grid-connected VSCs. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(12), pp.12673-12677. [DOI:10.1109/TPEL.2020.2997876]
34. Xie, C., Li, K., Zou, J. and Guerrero, J.M., 2020. Passivity-based stabilization of LCL-type grid-connected inverters via a general admittance model. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(6), pp.6636-6648. [DOI:10.1109/TPEL.2019.2955861]
35. Yao, W., Yang, Y., Xu, Y., Blaabjerg, F., Liu, S. and Wilson, G., 2019. Phase reshaping via all-pass filters for robust LCL-filter active damping. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(3), pp.3114-3126. [DOI:10.1109/TPEL.2019.2927272]
36. Yao, W., Yang, Y., Zhang, X., Blaabjerg, F. and Loh, P.C., 2017. Design and analysis of robust active damping for LCL filters using digital notch filters. IEEE Transactions on Power Electronics, 32(3), pp.2360-2375. [DOI:10.1109/TPEL.2016.2565598]
37. Yang, Z., Shah, C., Chen, T., Teichrib, J. and De Doncker, R.W., 2021. Virtual damping control design of three-phase grid-tied PV inverters for passivity enhancement. IEEE Transactions on Power Electronics, 36(6), pp.6251-6264. [DOI:10.1109/TPEL.2020.3035417]
38. Yepes, A.G., Vidal, A., Malvar, J., Lopez, O. and Doval-Gandoy, J., 2013. Tuning method aimed at optimized settling time and overshoot for synchronous proportional-integral current control in electric machines. IEEE Transactions on Power Electronics, 29(6), pp.3041-3054. [DOI:10.1109/TPEL.2013.2276059]
39. Yuan, X., Y. Liu, and R. Bucknall, "A Novel Design of a Solid Oxide Fuel Cell-Based Combined Cooling, Heat and Power Residential System in the UK", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 57, No. 1, pp. 805-813, 2020. [DOI:10.1109/TIA.2020.3034073]
40. Yu, H., Awal, M.A., Tu, H., Du, Y., Lukic, S. and Husain, I., 2019, September. Passivity-oriented discrete-time voltage controller design for grid-forming inverters. In 2019 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE) (pp. 469-475). IEEE. [DOI:10.1109/ECCE.2019.8912988]
41. Zhang, Z., Wu, W., Shuai, Z., Wang, X., Luo, A., Chung, H.S.H. and Blaabjerg, F., 2019. Principle and robust impedance-based design of grid-tied inverter with LLCL-filter under wide variation of grid-reactance. IEEE Transactions on Power Electronics, 34(5), pp.4362-4374. [DOI:10.1109/TPEL.2018.2864775]


XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Hosseinpour M, Akbari R, Shahparasti M. Stability Improvement of LCL-Based Fuel Cell Power Quality Enhancement System Utilizing Phase Compensation of Current Regulator. ieijqp 2025; 14 (2)
URL: http://ieijqp.ir/article-1-1013-fa.html

حسین‌پور مجید، اکبری رسول، شاهپرستی مهدی. بهبود پایداری سیستم بهساز توان پیل سوختی متصل به شبکه با فیلتر LCL با جبرانسازی فاز کنترل‌کننده جریان. نشریه کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران. 1404; 14 (2)

URL: http://ieijqp.ir/article-1-1013-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 14، شماره 2 - ( 5-1404 ) برگشت به فهرست نسخه ها
نشریه علمی- پژوهشی کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران Iranian Electric Industry Journal of Quality and Productivity
Persian site map - English site map - Created in 0.05 seconds with 40 queries by YEKTAWEB 4714