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Decoupled Double Synchronous Reference Frame PLL for Power Converters Control / Rodriguez, Pedro in IEEE transactions on power electronics, Vol. 22 N°2 (Mars 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on power electronics > Vol. 22 N°2 (Mars 2007) . - 584-592 p. Titre : Decoupled Double Synchronous Reference Frame PLL for Power Converters Control Titre original : Double armature synchrone découplée PLL de référence pour la commande de convertisseurs de puissance Type de document : texte imprimé Auteurs : Rodriguez, Pedro, Auteur ; Pou, Josep, Auteur ; Bergas, Joan, Auteur Article en page(s) : 584-592 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Grid-connected  converters  Phase  locked  loop  (PPL)  Positive  sequence  signal  detection  Synchronous  reference  frame  (SRF)  Convertisseurs  reliés  à  une  grille  Boucle  verrouillée  de  phase  Détection  positive  de  signal  d'ordre Index. décimale : 621.31 Production,approvisionnement et contrôle de l'électricité.Machines et appareils électriques.Mesure électrique.Magnétisme et électrostatique appliquées Résumé : This paper deals with a crucial aspect in the control of grid-connected power converters, i.e., the detection of the fundamental-frequency positive-sequence component of the utility voltage under unbalanced and distorted conditions. Specifically, it proposes a positive-sequence detector based on a new decoupled double synchronous reference frame phase-locked loop (DDSRF-PLL), which completely eliminates the detection errors of conventional synchronous reference frame PLL's (SRF-PLL). This is achieved by transforming both positive- and negative-sequence components of the utility voltage into the double SRF, from which a decoupling network is developed in order to cleanly extract and separate the positive- and negative-sequence components. The resultant DDSRF-PLL conducts then to a fast, precise, and robust positive-sequence voltage detection even under unbalanced and distorted grid conditions. The paper presents a detailed description and derivation of the proposed detection method, together with an extensive evaluation using simulation and experimental results from a digital signal processor-based laboratory prototype in order to verify and validate the excellent performance achieved by the DDSRF-PLL. Cet article traite un aspect crucial dans la commande des convertisseurs de puissance reliés à une grille, c.-à-d., la détection du composant de positif-ordre de fondamental-fréquence de la tension de service dans des conditions non équilibrées et tordues. Spécifiquement, il propose un détecteur de positif-ordre basé sur une nouvelle boucle phase-verrouillée découplée de double armature synchrone de référence (DDSRF-PLL), qui élimine complètement les erreurs de détection de l'armature synchrone conventionnelle PLL (SRF-PLL) de référence. Ceci est réalisé en transformant des composants de positif et de négatif-ordre de la tension de service en double SRF, duquel un réseau de découplage est développé afin de proprement extraire et séparer les composants de positif et de négatif-ordre. Les conduites résultantes de DDSRF-PLL puis à une détection rapide, précise, et robuste de tension de positif-ordre même dans des conditions non équilibrées et tordues de grille. Le papier présente une description et une dérivation détaillées de la méthode de détection proposée, ainsi qu'une évaluation étendue en utilisant la simulation et les résultats expérimentaux d'un prototype de laboratoire processeur-basé de signal numérique afin de vérifier et valider l'excellente exécution réalisée par le DDSRF-PLL. DEWEY : 621 ISSN : 0885-8993 RAMEAU : Convertisseurs électriques--Détection du signal En ligne : prodriguez@ee.upc.edu [article] Decoupled Double Synchronous Reference Frame PLL for Power Converters Control = Double armature synchrone découplée PLL de référence pour la commande de convertisseurs de puissance [texte imprimé] / Rodriguez, Pedro, Auteur ; Pou, Josep, Auteur ; Bergas, Joan, Auteur . - 584-592 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on power electronics > Vol. 22 N°2 (Mars 2007) . - 584-592 p. Mots-clés : Grid-connected  converters  Phase  locked  loop  (PPL)  Positive  sequence  signal  detection  Synchronous  reference  frame  (SRF)  Convertisseurs  reliés  à  une  grille  Boucle  verrouillée  de  phase  Détection  positive  de  signal  d'ordre Index. décimale : 621.31 Production,approvisionnement et contrôle de l'électricité.Machines et appareils électriques.Mesure électrique.Magnétisme et électrostatique appliquées Résumé : This paper deals with a crucial aspect in the control of grid-connected power converters, i.e., the detection of the fundamental-frequency positive-sequence component of the utility voltage under unbalanced and distorted conditions. Specifically, it proposes a positive-sequence detector based on a new decoupled double synchronous reference frame phase-locked loop (DDSRF-PLL), which completely eliminates the detection errors of conventional synchronous reference frame PLL's (SRF-PLL). This is achieved by transforming both positive- and negative-sequence components of the utility voltage into the double SRF, from which a decoupling network is developed in order to cleanly extract and separate the positive- and negative-sequence components. The resultant DDSRF-PLL conducts then to a fast, precise, and robust positive-sequence voltage detection even under unbalanced and distorted grid conditions. The paper presents a detailed description and derivation of the proposed detection method, together with an extensive evaluation using simulation and experimental results from a digital signal processor-based laboratory prototype in order to verify and validate the excellent performance achieved by the DDSRF-PLL. Cet article traite un aspect crucial dans la commande des convertisseurs de puissance reliés à une grille, c.-à-d., la détection du composant de positif-ordre de fondamental-fréquence de la tension de service dans des conditions non équilibrées et tordues. Spécifiquement, il propose un détecteur de positif-ordre basé sur une nouvelle boucle phase-verrouillée découplée de double armature synchrone de référence (DDSRF-PLL), qui élimine complètement les erreurs de détection de l'armature synchrone conventionnelle PLL (SRF-PLL) de référence. Ceci est réalisé en transformant des composants de positif et de négatif-ordre de la tension de service en double SRF, duquel un réseau de découplage est développé afin de proprement extraire et séparer les composants de positif et de négatif-ordre. Les conduites résultantes de DDSRF-PLL puis à une détection rapide, précise, et robuste de tension de positif-ordre même dans des conditions non équilibrées et tordues de grille. Le papier présente une description et une dérivation détaillées de la méthode de détection proposée, ainsi qu'une évaluation étendue en utilisant la simulation et les résultats expérimentaux d'un prototype de laboratoire processeur-basé de signal numérique afin de vérifier et valider l'excellente exécution réalisée par le DDSRF-PLL. DEWEY : 621 ISSN : 0885-8993 RAMEAU : Convertisseurs électriques--Détection du signal En ligne : prodriguez@ee.upc.edu

Fast-Processing Modulation strategy for the neutral-point-clamped converter with total elimination of low-frequency voltage oscillations in the neutral point / Pou, Josep in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°4 (Août 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°4 (Août 2007) . - 2288-2294 p. Titre : Fast-Processing Modulation strategy for the neutral-point-clamped converter with total elimination of low-frequency voltage oscillations in the neutral point Titre original : Stratégie de traitement rapide de modulation pour le convertisseur maintenu par point neutre avec l'élimination totale des oscillations de basse fréquence de tension dans le point neutre Type de document : texte imprimé Auteurs : Pou, Josep, Auteur ; Zaragoza, Jordi, Auteur ; Rodriguez, Pedro, Auteur Article en page(s) : 2288-2294 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Modulation  strategy  Neutral-point-clamped  (NPC)  converter  Pulsewidth-modulated  inverters  Three-level  converter  Voltage  balance  Stratégie  de  modulation  Convertisseur  maintenu  par  point  neutre  Inverseurs  modulés  par  largeur  d'impulsion  Convertisseur  à  trois  nivaux  Equilibre  de  tension Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper presents a novel modulation strategy for a neutral-point-clamped converter. This strategy overcomes one of the main problems of this converter, which is the low-frequency voltage oscillation that appears in the neutral point under some operating conditions. The proposed modulation strategy can completely remove this oscillation for all the operating points and for any kind of loads, even unbalanced and nonlinear loads. The algorithm is based on a carrier-based pulsewidth modulation. Nevertheless, it can generate the maximum output-voltage amplitudes that are attainable under linear modulation, such as space-vector modulation. Furthermore, this technique can be implemented with a very simple algorithm and, hence, can be processed very quickly. The only drawback of this strategy is that the switching frequencies of the devices are one third higher than those of standard sinusoidal pulsewidth modulation. A control loop for balancing the voltages on the dc-link capacitors is also proposed. This balancing strategy is designed, so that it does not further increase the switching frequencies of the devices when it is applied to the converter. The proposed modulation technique is verified by simulation and experiment. Cet article présente une stratégie de modulation de roman pour un convertisseur neutre-point-maintenu. Cette stratégie surmonte un des problèmes principaux de ce convertisseur, qui est l'oscillation de basse fréquence de tension qui apparaît dans le point neutre dans quelques conditions de fonctionnement. La stratégie proposée de modulation peut complètement enlever cette oscillation pour tous points de fonctionnement et pour n'importe quel genre de charges, même de charges non équilibrées et non-linéaires. L'algorithme est basé sur une modulation à fil porteur de pulsewidth. Néanmoins, il peut produire des amplitudes maximum de rendement-tension qui sont possibles sous la modulation linéaire, telle que la modulation d'espace-vecteur. En outre, cette technique peut être mise en application avec un algorithme très simple et, par conséquent, peut être traitée très rapidement. Le seul inconvénient de cette stratégie est que les fréquences de commutation des dispositifs sont un tiers plus haut que ceux de la modulation sinusoïdale standard de pulsewidth. On propose également une boucle d'avertissement pour équilibrer les tensions sur les condensateurs de C.C-lien. Cette stratégie de équilibrage est conçue, de sorte qu'elle pas un accroissement plus ultérieur les fréquences de commutation des dispositifs quand elle est appliquée au convertisseur. La technique proposée de modulation est vérifiée par la simulation et l'expérience. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Modulation (électronique) En ligne : pou@eel.upc.edu [article] Fast-Processing Modulation strategy for the neutral-point-clamped converter with total elimination of low-frequency voltage oscillations in the neutral point = Stratégie de traitement rapide de modulation pour le convertisseur maintenu par point neutre avec l'élimination totale des oscillations de basse fréquence de tension dans le point neutre [texte imprimé] / Pou, Josep, Auteur ; Zaragoza, Jordi, Auteur ; Rodriguez, Pedro, Auteur . - 2288-2294 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°4 (Août 2007) . - 2288-2294 p. Mots-clés : Modulation  strategy  Neutral-point-clamped  (NPC)  converter  Pulsewidth-modulated  inverters  Three-level  converter  Voltage  balance  Stratégie  de  modulation  Convertisseur  maintenu  par  point  neutre  Inverseurs  modulés  par  largeur  d'impulsion  Convertisseur  à  trois  nivaux  Equilibre  de  tension Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper presents a novel modulation strategy for a neutral-point-clamped converter. This strategy overcomes one of the main problems of this converter, which is the low-frequency voltage oscillation that appears in the neutral point under some operating conditions. The proposed modulation strategy can completely remove this oscillation for all the operating points and for any kind of loads, even unbalanced and nonlinear loads. The algorithm is based on a carrier-based pulsewidth modulation. Nevertheless, it can generate the maximum output-voltage amplitudes that are attainable under linear modulation, such as space-vector modulation. Furthermore, this technique can be implemented with a very simple algorithm and, hence, can be processed very quickly. The only drawback of this strategy is that the switching frequencies of the devices are one third higher than those of standard sinusoidal pulsewidth modulation. A control loop for balancing the voltages on the dc-link capacitors is also proposed. This balancing strategy is designed, so that it does not further increase the switching frequencies of the devices when it is applied to the converter. The proposed modulation technique is verified by simulation and experiment. Cet article présente une stratégie de modulation de roman pour un convertisseur neutre-point-maintenu. Cette stratégie surmonte un des problèmes principaux de ce convertisseur, qui est l'oscillation de basse fréquence de tension qui apparaît dans le point neutre dans quelques conditions de fonctionnement. La stratégie proposée de modulation peut complètement enlever cette oscillation pour tous points de fonctionnement et pour n'importe quel genre de charges, même de charges non équilibrées et non-linéaires. L'algorithme est basé sur une modulation à fil porteur de pulsewidth. Néanmoins, il peut produire des amplitudes maximum de rendement-tension qui sont possibles sous la modulation linéaire, telle que la modulation d'espace-vecteur. En outre, cette technique peut être mise en application avec un algorithme très simple et, par conséquent, peut être traitée très rapidement. Le seul inconvénient de cette stratégie est que les fréquences de commutation des dispositifs sont un tiers plus haut que ceux de la modulation sinusoïdale standard de pulsewidth. On propose également une boucle d'avertissement pour équilibrer les tensions sur les condensateurs de C.C-lien. Cette stratégie de équilibrage est conçue, de sorte qu'elle pas un accroissement plus ultérieur les fréquences de commutation des dispositifs quand elle est appliquée au convertisseur. La technique proposée de modulation est vérifiée par la simulation et l'expérience. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Modulation (électronique) En ligne : pou@eel.upc.edu

Flexible active power control of distributed power generation systems during grid faults / Rodriguez, Pedro in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°5 (Octobre 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°5 (Octobre 2007) . - 2583-2592 p. Titre : Flexible active power control of distributed power generation systems during grid faults Type de document : texte imprimé Auteurs : Rodriguez, Pedro, Auteur ; Timbus, Adrian V., Auteur ; Teodorescu, Remus, Auteur Article en page(s) : 2583-2592 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Control  strategies  Distributed  power  generation  systems  (DPGSs)  Fault  ride  through  Grid  faults  Positive  and  negative  sequences  Power  control  Wind  turbines  (WT)  Stratégies  de  commande  Systèmes  répartis  de  production  d'électricité  Tour  de  défaut  à  travers  Défauts  de  grille  Ordres  positifs  et  négatifs  Commande  de  puissance  Turbines  de  vent Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : The increasing penetration of distributed power generation into the power system leads to a continuous evolution of grid interconnection requirements. In particular, active power control will play an important role both during grid faults (low-voltage ride through capability and controlled current injection) and in normal conditions (reserve function and frequency regulation). The aim of this paper is to propose a flexible active power control based on a fast current controller and a reconfigurable reference current selector. Several strategies to select the current reference are studied and compared using experimental results that are obtained during an unsymmetrical voltage fault. The results of the analysis allow selection of the best reference current in every condition. The proposed methods facilitate multiple choices for fault ride through by simply changing the reference selection criteria. La pénétration croissante de la production d'électricité distribuée dans le système d'alimentation mène à une évolution continue des conditions d'interconnexion de grille. En particulier, la commande de puissance active jouera un rôle important pendant les défauts de grille (tour de basse tension par les possibilités et l'injection courante commandée) et en conditions normales (fonction de réservation et règlement de fréquence). Le but de ce document est de proposer une commande de puissance active flexible basée sur un contrôleur courant rapide et un sélecteur reconfigurable de courant de référence. Plusieurs stratégies pour choisir la référence courante sont étudiées et comparées utilisant les résultats expérimentaux qui sont obtenus pendant un défaut asymétrique de tension. Les résultats de l'analyse permettent le choix du meilleur courant de référence en chaque condition. Les méthodes proposées facilitent des choix multiples pour le tour de défaut à travers en changeant simplement les critères de sélection de référence. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Electricité -- Production-- Grilles (analyse numérique) En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?isnumber=4282101&arnumber=4285709 [...] [article] Flexible active power control of distributed power generation systems during grid faults [texte imprimé] / Rodriguez, Pedro, Auteur ; Timbus, Adrian V., Auteur ; Teodorescu, Remus, Auteur . - 2583-2592 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°5 (Octobre 2007) . - 2583-2592 p. Mots-clés : Control  strategies  Distributed  power  generation  systems  (DPGSs)  Fault  ride  through  Grid  faults  Positive  and  negative  sequences  Power  control  Wind  turbines  (WT)  Stratégies  de  commande  Systèmes  répartis  de  production  d'électricité  Tour  de  défaut  à  travers  Défauts  de  grille  Ordres  positifs  et  négatifs  Commande  de  puissance  Turbines  de  vent Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : The increasing penetration of distributed power generation into the power system leads to a continuous evolution of grid interconnection requirements. In particular, active power control will play an important role both during grid faults (low-voltage ride through capability and controlled current injection) and in normal conditions (reserve function and frequency regulation). The aim of this paper is to propose a flexible active power control based on a fast current controller and a reconfigurable reference current selector. Several strategies to select the current reference are studied and compared using experimental results that are obtained during an unsymmetrical voltage fault. The results of the analysis allow selection of the best reference current in every condition. The proposed methods facilitate multiple choices for fault ride through by simply changing the reference selection criteria. La pénétration croissante de la production d'électricité distribuée dans le système d'alimentation mène à une évolution continue des conditions d'interconnexion de grille. En particulier, la commande de puissance active jouera un rôle important pendant les défauts de grille (tour de basse tension par les possibilités et l'injection courante commandée) et en conditions normales (fonction de réservation et règlement de fréquence). Le but de ce document est de proposer une commande de puissance active flexible basée sur un contrôleur courant rapide et un sélecteur reconfigurable de courant de référence. Plusieurs stratégies pour choisir la référence courante sont étudiées et comparées utilisant les résultats expérimentaux qui sont obtenus pendant un défaut asymétrique de tension. Les résultats de l'analyse permettent le choix du meilleur courant de référence en chaque condition. Les méthodes proposées facilitent des choix multiples pour le tour de défaut à travers en changeant simplement les critères de sélection de référence. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Electricité -- Production-- Grilles (analyse numérique) En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?isnumber=4282101&arnumber=4285709 [...]