I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   9 3 4 ~ 9 4 3   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 1 3 . i 4 . pp 934 - 943          934       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a p e . ia esco r e. co m   Phas e - lo cked  loo p bas ed sy nchro n iza tion schem es  f o r  three - pha se   unba la nced  and dis tort ed gri d:  a   revi ew       P o o na m   T ripa t hy ,   B a nis hree   M is ra ,  B y a m a k esh   Na y a k   S c h o o l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   K I I T  U n i v e r si t y ,   B h u b a n e sw a r ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   9 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 2 8 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Au g   1 5 ,   2 0 2 4       Th e   ra p i d ly   g r o win g   d isp e rsi o n   o f  d istri b u ted   g e n e ra ti o n   sy ste m s  in t o   t h e   u ti li t y   g ri d   n e e d s  a p p r o p r iate   c o n tro l  tec h n i q u e s  to   sta y   i n terc o n n e c ted   e v e n   u n d e r   a b n o rm a l  a n d   d ist o rted   g rid   c o n d it i o n s  to   e n su re   th e   o v e ra ll   g ri d   sta b il it y .   To   a v o i d   th e   l o ss   o f  re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e s  (RES )  b a se d   p o we r   g e n e ra ti o n ,   t h e   d isin teg ra ti o n   o f  RES   with   re sp e c t  t o   sy n c h ro n iza t io n   iss u e s  m u st  b e   p ro h ib it e d   f o r  e fficie n t   o p e ra ti o n .   R ES   c o n tr o l  h ig h l y   re li e s  o n   th e   sy n c h r o n iza ti o n   tec h n iq u e   a s  it   i s  fa ste r  a n d   a c c u ra te  e n o u g h   t o   d e tec t  th e   u ti li t y   g ri d   v a riab les   in   term s  o f   a m p li tu d e ,   p h a se ,   a n d   fre q u e n c y .   M o st ly ,   th e   p h a se - lo c k e d   l o o p   (P LL )  s y n c h r o n iza ti o n   sc h e m e s  a re   u ti li z e d   fo r   c o n tro l  o f  RES   a n d   m o n it o rin g   o f  g ri d   v o lt a g e .   T h e   d y n a m ics   o f  th e   g rid   sid e   c o n v e rter  (G S C)  is  d irec tl y   in flu e n c e d   b y   t h e   p e rfo rm a n c e   a n d   d e si g n   c rit e ria  o f  th e   P LL s.   T h is  p a p e r  p r o p o se s  a n   o v e ra ll   re v iew   o f   th e   p e rfo rm a n c e s  o f  th re e   p h a se   P LL   b a se d   g ri d   sy n c h r o n iza ti o n   m e th o d s  u n d e r   d iv e rse   we a k   g ri d   c o n d i ti o n s.   K ey w o r d s :   Mo v in g   a v er ag e  f ilter   Ph ase - lo ck ed   lo o p   R en ewa b le  en er g y   s o u r ce s   Seco n d   o r d er   g e n er alize d   in teg r ato r   Sy n ch r o n o u s   r ef e r en ce   f r am e   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Po o n am   T r i p ath y   Sch o o l o f   E lectr ical  E n g in ee r in g ,   KI I T   Un iv er s ity   B h u b an eswar ,   I n d ia   E m ail:  p o o n am t r ip ath y . lali@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   R ec en tly ,   p h ase - lo ck ed   lo o p s   ( PLL s )   ar e  m o s tly   u s ed   f o r   th e  d is tr ib u ted   elec tr ical  en er g y   p o wer   g en er atio n s   co n n ec ted   with   g r id   f o r   s y n c h r o n izatio n   p u r p o s e.   PLL s   ar e  r eq u ir ed   f o r   ex tr ac tin g   th e  g r id ’ s   v o ltag e  p r o f ile  in f o r m atio n   lik e  am p litu d e,   p h ase,   an d   f r e q u en cy   to   co o r d in ate  an d   co n t r o l  th e  p o wer   f lo w   b etwe en   r en ewa b le  en e r g y   s o u r ce s   ( R E S )   p o wer   g e n er atio n   co n n ec ted   to   m ain   u tili ty   g r id   an d   lo ca l   lo ad   th o u g h   p o wer   co n v er ter s   as a n   in ter f ac e  [ 1 ] - [ 5 ] .   T h e  ch allen g e  f o r   all  th e  p o w er   elec tr o n ics - b ased   elec tr ical  s y s tem   with   s y n ch r o n izatio n   m eth o d s   is   to   h av e   a  s tab le  o p er atio n   u n d er   v ar io u s   g r id   d is tu r b a n ce s   s u ch   as  v o ltag e  u n b alan ce s ,   v o l tag e  s ag s   o r   s wells,  h ar m o n ics  an d   d i r ec t  cu r r en t   ( DC )   o f f s ets  p r esen t  in   th e  u tili ty   v o ltag e.   T h ese  k in d s   o f   d is tu r b a n ce s   ar e   m ajo r ly   ca u s ed   d u e  to   t h e  in cr ea s in g   d is p er s io n   o f   d is tr ib u te d   g en er atio n s   o r   r e n ewa b le  en er g y   s y s tem s   alo n g   with   p o wer   elec tr o n ics  d e v ices  o r   n o n lin ea r   p o wer   elec tr o n ic  lo ad s .   So ,   th e  co n t r o l  o f   t h e  p o wer   co n v er ter s   f o r   s y n c h r o n izatio n   b etwe en   R E S  co n v er ter   an d   th e  u tili ty   g r id   is   h ig h ly   ess en tial  to   en s u r e  s af e  an d   ef f ec tiv e  o p er atio n .   T h e  s y n ch r o n izatio n   m eth o d s   in   p o wer   co n v er ter s   ar e  class if ied   as c lo s ed   lo o p - b ased   an d   o p en   lo o p - b ased   s tr ateg ies  [ 6 ] ,   [ 7 ] .   T h e   clo s ed   lo o p - b ased   s y n c h r o n i za tio n   n ee d s   a  f ee d b ac k   lo o p   f o r   o n e  o r   m o r e   s ig n als  in   its   s tr u ctu r e  an d   is   o f   two   g r o u p s   ( PLL s   [ 8 ] - [ 1 4 ]   an d   f r eq u en cy - lo ck ed   lo o p s   ( FLL s )   [ 1 5 ] - [ 1 8 ] ) .  T h is   p ap er   em p h asizes  th e  o v e r v iew  o f   p r o m in en t   clo s ed - lo o p   PLL s   with   th eir   d esig n s   an d     ap p licatio n s   f o r   s o lv in g   p o wer   q u ality   p r o b lem s   b y   im p r o v in g   th eir   p e r f o r m an ce   u n d er   d if f er en t  g r i d   cir cu m s tan ce s   [ 1 9 ] - [ 2 4 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       P h a s e - lo ck ed   lo o p   b a s ed   s yn c h r o n iz a tio n   s ch eme s   fo r   th r ee - p h a s e  u n b a la n ce d   …   ( P o o n a m  Tr ip a th y )   935   2.   DE S I G N  AND  CO N T RO L   O F   A  F UNDA M E NT A L   P H ASE   L O CK E D  L O O P   SYS T E M   T h e  r ep r esen tatio n   o f   th e  b a s ic  PLL   s y s tem   i s   d ef in ed   b y   th r ee   n u m b e r s   o f   b asic  el em en ts   as  p r esen ted   in   Fig u r e  1 ,   wh er e   th e  p h ase  d etec to r   ( PD)   d etec ts   th e  p h ase  er r o r   b y   m ea s u r in g   th e  d if f er e n ce   b etwe en   th e   p h ase  a n g le  o f   t h e  in p u t   an d   o u tp u t  s ig n al  an d   p ass es  it  to   th e  lo o p   f ilter   ( L F )   f o r   th e   elim in atio n   o f   p h ase  er r o r .   T h e  lo o p   f ilte r   also   ca lled   as   a  p r o p o r tio n a l  in teg r al  co n tr o ller   s en d s   an   o u tp u t  s ig n al  th at  en ab les  th e  v o ltag e - c o n tr o lle d   o s cillato r   ( VC O)   to   p r o d u c e  th e  esti m ated   p h ase  as  o u t p u t  th at   f o llo ws  th e   in p u t  f o r   tr ac k in g   th e   m ain   g r id   p h ase.   PD  is   ac co u n tab le   f o r   g en er atin g   p h ase  er r o r   in f o r m atio n   as  o u tp u t   wh er ea s   th e  L F  d r iv es  p h ase  er r o r   s ig n al  to   b ec o m e  ze r o .   T h en ,   VC O  g en er ates  an   esti m ated   s y n ch r o n ized   s ig n al  in   ter m s   o f   p h ase  as  an   o u tp u t.  T h e  d q   PLL /s y n c h r o n o u s   r ef er en ce   f r am e  PL L   ( SR F  PLL )   an d   α βP L L /f ix ed   r ef er en ce   f r am e  PLL   ( FR F  PLL )   ar e  th e  tr ad itio n al  PLL s   with   s im p lest   im p lem en tatio n .   PLL s   ar e  ca teg o r ized   in to   t h r ee   p h ase  an d   s in g le - p h ase   ty p e   o n   th e  b asis   o f   ap p licatio n s .   A n   ef f icie n t  PLL   is   ch ar ac ter ized   b y   lo wer   co m p u tatio n al  b u r d e n ,   r o b u s tn ess   to   g r i d   in s tab ilit ies  ( i.e . ,   i m b alan ce d   v o ltag es,   h ar m o n ics,  DC   o f f s ets,  in ter   h ar m o n ics ,   an d   f r e q u en c y   v ar iatio n s ) ,   an d   f aster   d y n a m ic  r esp o n s e  with   im p r o v e d   s tab ilit y .   I n   r ec en t  y ea r s ,   d esig n i n g   o f   m o r e  ad v an ce d   t h r ee - p h ase  PLL s   with   en h an ce d   d is tu r b an c e  r ejec tio n   ab ilit y   co m p a r ed   to   class ical  SR F  PLL   an d   m o r e  m o d if ied   v er s io n s   o f   class ical  SR F  PL L   ar e  e n co u r ag ed   to   tack le  th e  g r o win g   p o wer   q u ality   p r o b lem s   in   elec tr ical  p o wer   s y s tem s   [ 2 5 ] - [ 2 7 ] .   T h e   f u n d am e n tal  SR F     PLL   [ 2 8 ]   is   a  s tan d ar d ized   PL L   wh ich   is   th e  f o u n d atio n   f o r   all  th e  ex ten d ed   PLL s   in   th r ee - p h ase  ap p licatio n s .   T h e  u p c o m in g   s ec tio n   p r esen t s   s o m e  o f   th e  ad v an ce d   v er s io n s   o f   th r ee - p h ase  PLL   b ased   g r id   s y n ch r o n izatio n   tech n iq u es  wh ich   ar e  th e  ad v an ce d   v er s io n s   o f   SR F  PLL s   with   ce r tain   m o d if icatio n s   f o r   b etter   p er f o r m an ce   u n d er   v ar io u s   g r id   d is tu r b an ce s .           Fig u r e  1 .   B asic PL L   s tr u ctu r e       3.   RE VI E W  O F   ADVA NCE D  T H RE E - P H ASE   P L L S WI T H   E NH ANCE D  F I L T E RIN G   AB I L I T Y   T h e  in cr ea s in g   r e n ewa b le  en er g y   r eso u r ce s   in jectio n   in to   th e  elec tr ical  g r id   with   th e   g r o win g   in ter co n n ec tio n   o f   th e  n o n lin e ar   lo ad s   h av e  led   to   s ev er e  p o wer   q u ality   p r o b lem s   m ak i n g   th e  s y n ch r o n izatio n   p r o ce s s   m o r e  ch allen g i n g .   T o   tack le  th is   is s u e,   ad v an ce d   PL L s   with   en h an ce d   d is tu r b an ce   ca n ce llatio n   ab ilit y   h av e  b ee n   p r o p o s ed .   All  th ese  PLL s   ar e  n o th in g   b u t  b asi c  SR F  PLL   with   ad d itio n al  f ilter s   im p lem en ted   in s id e  its   co n tr o l  lo o p   s tr u ct u r e  o r   p r io r   to   its   in p u t  [ 2 9 ] ,   [ 3 0 ] .   T h e   ty p ical  th r ee - p h ase   PLL s   with   th eir   o v er all   class if icatio n   ar e   s u m m ar ized   in   Fig u r e   2 .   T h is   s ec tio n   p r e s en ts   a  co m p r eh e n s iv e  r ev iew   o f   th ese  a d v an ce d   th r ee - p h ase  PLL   alg o r ith m s .           Fig u r e  2 .   Gen e r al  class if icatio n s   o f   th r ee - p h ase   p h ase - lo ck e d   lo o p s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :  9 3 4 - 943   936   3 . 1 .     Cla s s ica l  s y nchro no us   re f er ence   f ra m e  P L L   T h e  co n v e n tio n al  s y n ch r o n o u s   r ef er en ce   f r a m e  PLL   ( SR F  PLL )   is   th e  b asic  PLL   f r o m   wh ich   v ar io u s   m o d if ie d   PLL s   ar e  d ev elo p e d   u s in g   C lar k e  an d   Par k   tr an s f o r m atio n   m o d u les   f o r   co n v e r s io n   o f   d q /s y n ch r o n o u s   r ef er en ce   f r a m e  f r o m   n atu r al/ab c  r e f er en ce   f r am e.   T h en ,   p r o p o r tio n al - in t eg r al   ( PI)   co n tr o lle r   is   u s ed   to   r eg u late   th e   q   v ar ia b le  with   g r id   f r eq u en cy   as  an   o u tp u t.  Af ter   th at,   th e   u tili ty   g r id   p h ase  an g le  is   g en er ated   as  an   o u tp u t  b y   in te g r atin g   th e  g r id   f r eq u en cy   as  a n   in p u t  t o   VC O/in teg r ato r /p h a s e  an g le  g en er at o r .   T h e  o b tai n ed   o u tp u t   p h ase  a n g le  is   f ed   a g ain   b ac k   in t o   th e   PD  ( α β - d q   tr a n s f o r m atio n   b l o ck )   f o r   clo s ed - lo o p   co n tr o l.  T h e  SR F  PLL   is   m ain ly   u tili ze d   in   t h r ee - p h ase   g r i d   in teg r ated   p o wer   co n v er ter s   d u e  to   its   s im p lest   o p er atio n   with   ex ac t  an d   f ast  p h ase  o r   f r eq u en cy   ass ess m en t  in   m o s tly   id ea l  g r id   co n d itio n s .   T h e  class ical   SR F  PLL   is   r ep r esen ted   in   Fi g u r e   3 .   T h e   SR F  r o tatio n   wit h   r esp ec t   to   its   p o s itiv e  an g u l ar   s p ee d   allo ws  th e  class ical  S R F  PLL   in   f aster   a n d   p r ec is e  d eter m i n atio n   o f   th e  g r id   f r e q u en c y   a n d   p h ase  a n g le  in   n o r m al  g r id   co n d itio n s   th at  is   u n d er   b alan ce d   f au lt  cir cu m s tan ce s .   W h er ea s ,   it  f ail s   in   tr ac k in g   th e  p h ase  an g le  in   ca s e  o f   u n b alan ce d   f au lt  co n d itio n   a s   a  r esu lt  o f   th e  d o u b le  g r id   f r eq u e n cy   ( 2 ω )   o s cillatio n s   in tr o d u ce d   b y   th e   f u n d am e n tal  n eg ativ e  s eq u en ce   co m p o n e n ts   wh ich   lead s   t o   m is m atch   o f   /d ir ec t  ax is   v o ltag e  co m p o n e n t   f r o m   th e  p o s itiv e  s eq u en ce   m ag n itu d e  [ 3 1 ]   o f   d q - co m p o n e n ts .   T h e  S R F - PLL   i s   al s o   u n ab le  to   wo r k   p r o p er l y   u n d er   h ar m o n ically   p o llu ted   g r id   v o ltag es.   T h e  m u lt ip le  SR F  f ilter - b ased   PLL   ( MSR F   PLL )   is   o n e  o f   th e  f am o u s   ex ten d ed   v er s io n s   o f   SR F - PLL s .   T h e  d u al  s y n ch r o n o u s   r ef er en ce   f r am e  p h ase - lo ck e d   lo o p   ( DSR F  PLL )   [ 2 ]   co n s is t s   o f   two   SR F   m o d u les r o tatin g   with   s am e  an g u lar   s p ee d   th o u g h   in   r e v er s e  d ir ec tio n s   with   a  cr o s s - f ee d b a ck   s y s tem   in ten d ed   to   ex tr icate   an d   s eg r e g ate  th e   f u n d am en tal  f r eq u e n cy   n eg at iv e  an d   p o s itiv e  s eq u e n ce   co m p o n e n ts   f r o m   th e   u tili ty   in p u t   v o ltag e.   T h e   im b alan ce d   g r id   in p u t  v o ltag e   h as   n o   n eg ativ e   co n s eq u en ce   o n   th e  p er f o r m a n ce   o f   th e  DSR F  PLL   b u t  th e   h ar m o n ics  m ix ed   v o ltag e   as  in p u t  o f   DSR F  PLL   m ig h t  o r i g in ate  f l u ctu atin g   e r r o r s   i n   th e  ass es s ed   q u an titi es.  T o   o v er co m e  th is   d if f icu lty ,   s o m e  SR F   b lo ck s   wh ich   r o tate  o n   th e  b asis   o f   tar g eted   h ar m o n ic   f r eq u en cies  with   r es p ec t  to   th e   f u n d am en tal   SR F  PLL   ca lled   as  MSR F  PLL   is   u s ed   [ 3 2 ]   b u t  m o r e  SR F s   lead   to   in cr ea s ed   PLL   co m p u tatio n al  b u r d e n .   T h e  DSR F   PLL   i s   th e  m ath em atica l   eq u iv alen ce   o f   th e   d ec o u p le d   d o u b le  SR F PLL   ( DDSR F PLL )   wh en   th e  PI  co n tr o ller ’ s   in p u t v o ltag e  s ig n al  is   ad ju s ted   to   , 1 + .     3 . 2 .     M o v ing   a v er a g e  f ilte r  b a s ed  P L L   Fig u r e  4   illu s tr ates  th e  m o v in g   av er ag e  f ilter   b ased   PLL   ( MA F  PLL )   [ 3 3 ]   wh ich   is   a  c o n v en tio n al  SR F  PLL   with   a  m o v in g   av e r ag e  f ilter   ( MA F)  th at  is   a  f ilter   o f   lin ea r   p h ase  ty p e  wh ic h   is   d ef in ed   in   th e  L ap lace   d o m ain   s h o wn   as ( 1 ) .   W h er e,     r ep r esen ts   th e  win d o w  len g th   o f   MA F.        ( ) = 1 − −   ( 1 )     I t  is   n o ted   th at  in clu s io n   o f   MA F  b lo ck s   in s id e  th e  SR F  PLL ’ s   co n tr o l  lo o p   /in   lo o p   MA F  SR F  PLL   r em ar k ab l y   im p r o v es  its   f ilter i n g   ab ilit y   b u t  with   a  co n s id er a b le  r ed u ctio n   o f   its   d y n am ic  r esp o n s e  d u e  to   th e  MA F’s  in - lo o p   p h ase  d elay   wh en   MA F’s  win d o w  len g th   ( )   is   s am e  as  th e  MA F  PL L   in p u t  s ig n al’ s   n o m in al  p er io d   ( )   th at  is   = .   I t   is   r ec o m m en d ed   to   s elec t  th e  MA F  win d o w  len g th   s a m e  as  th e  f u n d am e n tal  tim e  p er io d   o f   in p u t  v o ltag e  o f   th e  g r id   ( = )   d u r i n g   u n k n o w n   id ea   ab o u t  th e  D C   o f f s et  an d   g r id   h ar m o n ic  p r esen t  in   th e   PLL ’ s   in p u t.   Dif f er en t   s elec tio n s   o f   th e   MA F’s  win d o w  le n g th   s u c h   as  = 2   an d   = 6   ar e  a p p r o p r iate  f o r   th e  ap p licatio n s   with   p o s s ib le  ex is ten ce   o f   o d d   h ar m o n ics  ex i s tin g   in   th e   PLL ’ s   in p u t.  T h e  MA F  p er m its   th e  DC   co m p o n en t  to   p ass   b y   co m p letely   b lo c k in g   th e   in teg r al  m u ltip le   f r eq u e n cy   c o m p o n en ts   o f   1 .   Fo r   f u r th er   im p r o v em e n t  o f   th e   MA F  PLL   d y n a m ics  with   im p r o v ed   h ar m o n ics   f ilter in g   o p e r atio n ,   d if f er e n t a p p r o ac h es h av e  b ee n   r ec o m m en d ed   in   th e  liter atu r e  s tu d ies.           Fig u r e  3 .   B asic stru ctu r al  d iag r am   o f   a   class ical  S R F PLL   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       P h a s e - lo ck ed   lo o p   b a s ed   s yn c h r o n iz a tio n   s ch eme s   fo r   th r ee - p h a s e  u n b a la n ce d   …   ( P o o n a m  Tr ip a th y )   937       Fig u r e  4 .   B asic stru ctu r al  d iag r am   o f   t h e  MA F PLL       T h e  co n v e n tio n al  PI  in - lo o p   c o n tr o ller   r e p lace d   b y   a n   in - lo o p   p r o p o r tio n al  in teg r al  d e r iv ativ e  ( PID )   co n tr o ller   in   th e  MA F  PLL ’ s   L F  p r o v id es  ad d itio n al  d eg r e e  o f   f r ee d o m .   T h e  p h ase  d ela y   p r o d u ce d   b y   th e   MA F  ca n   also   b e  ef f icien tl y   ca n ce led   o u t  b y   a  p o le - z er o   ca n ce llatio n   ar r an g em en t   in   th e  MA F  PLL     s tr ateg y   [ 1 9 ] .   A d d itio n ally ,   p l ac in g   a   s p ec ial  lead   c o m p en s ato r   p r i o r   t o   th e   MA F  PLL ’ s   PI  co n tr o ller   [ 3 4 ] ,   wh er e  th e  co m p en s ato r ’ s   tr an s f er   f u n ctio n   th at  is   r ev er s e   o f   th e  tr an s f er   f u n ctio n   o f   MA F  en ab les  in   th e   r ed u ctio n   o f   th e   p h ase  d elay   i n   th e   MA F  b ased   PLL ’ s   co n tr o l  lo o p .   T h e   MA F  PL L   h a v in g   a   win d o w   len g th   s am e  as  th e  f u n d am en tal  tim e  p er io d   o f   g r id   in p u t  ca n   eli m in ate  co m p letely   th e   h a r m o n ics  with   f r e q u en c y   er r o r s   an d   f u n d am en tal  f r eq u e n cy   d is to r ted   c o m p o n en ts .   Pre v iew  s tu d y   [ 3 5 ] ,   r em o v al  o f   in   l o o p   MA Fs   an d   b y   in s er tin g   th em   b ef o r e  th e   in p u t   o f   a  s ep ar ate  SR F  PLL   is   p r o p o s ed .   T h is   MA Fs   b ased   S R F b eh av es lik e  a  p r ep r o ce s s in g   f ilter   th at  ca n   e f f icien tly   elim in ate  th e  d is tu r b in g   c o m p o n en ts   th e r e  b y   en h an cin g   th e   PLL ’ s   d y n am ic  b e h av io r .   T h e  p r o p o s ed   p r e f ilter in g   p h ase   co m p r is es  o f   an   ex tr a   f r e q u en cy   d etec to r .   T h e  r e m o v al   o f   th e  ad d e d   f r eq u e n cy   d etec to r   is   also   p o s s ib le  b y   th e   am p litu d e  s ca lin g   an d   p h ase  s h if t  co r r ec tio n   p e r f o r m ed   b y   th e  f r eq u en cy   n o n   a d ap tiv e  MA F  p r ef ilter in g   p h ase  in s id e  th e  SR F PLL   [ 3 6 ] .     3 . 3 .     No t ch  f ilte r  ba s ed  P L L   Gen er ally ,   a  b an d   r ejec tio n   f ilter   ca lled   as  n o tch   f ilter   ( NF)   is   k n o win g ly   ca p ab le  o f   a tten u atin g   f r eq u e n cy   o f   s p ec if ic  r an g e  an d   p ass in g   all  o th er   f r eq u e n cy   s ig n als to tally   u n alter ed .   T h is   ch ar ac ter is tic  o f   NF  en ab les  it  to   ca n ce l  o u t  th e  s el ec tiv e  r an g e  o f   h ar m o n ic  co m p o n en ts   p r esen t  in   th e  PLL   in p u t  s ig n al  [ 1 9 ] .   T h e   NFs   ar e  class if ied   as  ad ap tiv e  an d   n o n - ad ap tiv e   ty p e   f ilter s .   T h e  a d ap tiv e  NF  is   h i g h ly   c h o s en   o v e r   th e   o th er   d u e  to   ea s ier   s elec tio n   o f   n ar r o w  b an d wid t h   f o r   NF  th er e b y   m in im izin g   t h e  PLL   co n tr o l  lo o p ’ s   p h ase  d ela y   b u t in cr ea s es th e  co m p u tatio n al  b u r d en .   T h e  NF PL L ’ s   co n s tr u ctio n   is   s am e  as th e  ty p ical  MA F PLL   wi th   th e  MA F  b lo ck   r e p lace d   b y   th e   N Fs   as  illu s tr ated   in   Fig u r e  5 .   I n clu s io n   o f   m u ltip le   NFs   in s id e  th e  PLL   co n tr o l  lo o p   to p o lo g y   is   also   co n s id er ed   as  ca s ca d ed   NF  PLL   an d   p ar allel  NF  PLL   d if f er en tiated   o n   th e  b asis   o f   its   f r eq u e n cy   esti m atio n   m eth o d   [ 3 7 ] ,   [ 3 8 ] .   All  th e  NFs   in   p ar allel  co n f ig u r atio n   u tili ze   th e  s am e  f r eq u en cy   esti m ato r   wh er ea s ,   ea ch   NF  h as  its   o wn   in d iv id u al  f r eq u e n cy   esti m ato r   in   ca s ca d ed   co n f ig u r atio n   th er eb y   s ettin g   a  tr ad e - o f f   b etwe en   th eir   f ilter in g   ca p ac ity   an d   co m p u tatio n al  p r o b lem .   Fo r   s atis f ac to r y   p er f o r m an ce   with   a  r o b u s t  PLL ,   u s u ally   th r ee   n u m b e r s   o f   NFs   with   n o tch   f r eq u en cies  at  2 ,   6 ,   an d   1 2   ar e   r ec o m m en d ed   [ 1 9 ] .     3 . 4 .     Sin us o ida l sig na l int eg ra t o r  ba s ed  P L L   T h e  r ep r esen tatio n   o f   th e  s in u s o id al  s ig n al  in teg r ato r   PLL   ( SS I   PLL )   is   s h o wn   in   Fig u r e  6   wh er e  th e  g r id ’ s   v o ltag e   is   ex tr ac ted   b y   t h e  f u n d am en tal  f r eq u e n cy   p o s itiv e  s eq u en ce   co m p o n e n t ( FF PS C )   with   th e  S R F   PLL   d esig n   f o r   an   e n h an ce d   o p er atio n   u n d e r   u n b alan ce d   a n d   h ar m o n ically   p o llu ted   g r i d   s itu atio n s .   T h e  SS I   PLL   lo o p   r esp o n s e  s p ee d   an d   lo o p   b an d wid th   ar e   co n tr o lle d   b y   th e  p ar am eter   ‘ K’ .   An   e q u iv alen t  s tr u ctu r e  u s in g   a   s in g le  SS I   is   p r esen te d   in   [ 3 9 ]   th at  e x tr ac ts   p o s itiv e   s eq u en ce   co m p o n e n t  th r o u g h   th e  s in g le  SS I   f ilter   f o r   in p u t  g r id   v o ltag e  th at  is   ca lcu lated   th r o u g h   a  90   d eg r ee   d elay   in   th e  s ig n al.   T h e  m ajo r   m er it  o f   SS I - PLL   is   its   ab ilit y   to   o p e r ate  in   u n b alan ce d   g r id   s itu atio n s   with   r esis tan ce   to   th e  g r id   v o ltag e   d is to r tio n .   Fu r th er m o r e ,   its   s im p lifie d   v er s io n   with   ce r tain   m o d if icatio n s   ca n   b e  ap p lied   to   s in g le - p h ase  g r id   ap p licatio n .     3 . 5 .     Co m plex   co e f f icient   f ilt er - ba s ed   P L L   T h e  co m p lex   c o ef f icien t  f ilte r   PLL   ( C C F  PLL )   f ea tu r es  asy m m etr ical  f r eq u en c y   r esp o n s e  o f   th e  C C Fs   ar o u n d   ze r o   f r eq u en cy   i m p ly in g   th eir   a b ilit y   to   d is tin g u is h   b etwe en   th e  n eg ativ e   an d   p o s itiv e  s eq u en ce   co m p o n en ts   at  d if f er en t  f r eq u en cy   [ 4 0 ] .   T h is   tr ait  m ak es  t h e  C C F s   s u itab le  f o r   th e  p r ec is e  ex tr ac tio n   an d   n u llifica tio n   o f   h ar m o n ics/ d is tu r b an ce   co m p o n e n ts   f r o m   p o l lu ted   g r id   in p u t   v o ltag e   b ef o r e  s en d in g   as  in p u t  to   th e  SR F  PLL .   T h e  d iag r a m   o f   a  p o p u lar ize d   C C F  PLL   u s in g   two   n u m b er s   o f   c o m p l ex   co ef f icien t - b ased   b an d   p ass   f ilter s   ( C C B Fs )   a s   p r ef ilter s   in s id e  SR F  PLL   lo o p   is   s h o wn   in   Fig u r e  7   wh ich   is   r ef er r ed   as  d u al   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :  9 3 4 - 943   938   co m p lex   c o ef f icien t  f ilter   PLL   ( DC C F  PLL ) .   T h e  C C Fs   in   th e  SR F  PLL   in p u t  wo r k   co llab o r ativ ely   to   e x tr ac t   a  s p ec if ic  co m p o n en t  f r o m   th e   PLL   in p u t.  T h e  DC C F  PLL   i s   th e  m ath em atica l  alik e  o f   th e  DSR F  PLL   wh en   th e  DSR F PLL   h as f ir s t - o r d er   L PF s   with   cu t - o f f   f r eq u en cy     [ 4 1 ] .   Pre v iew  s tu d y   [ 4 1 ] ,   th e  s tab ilit y   an aly s is ,   s m all - s ig n al  m o d ellin g   a n d   a   s y s tem atic  p r o ce s s   f o r   p ar am eter s   tu n in g   o f   th e  DC C F  PLL   is   also   m en tio n ed .   I n   ca s e  o f   d o m in a n t  h a r m o n i c  co m p o n en ts ,   th e   DC C F  PLL   ca n   b e  m o d if ied   b y   th e  u s e  o f   a d d itio n al  c o m p le x   b an d   p ass   f ilter s   ( C B F s )   ce n ter ed   at  th e  ch o s en   h ar m o n ic  f r eq u e n cies.  T h e  u s e  o f   an   in - lo o p   PID   b ased   L F  SR F  PLL   wi th   a  p o le - ze r o   ca n ce llatio n   ar r an g em e n t  m in im izes  th e  in ter co n n ec tio n   b etwe en   th e  SR F  PLL   an d   C C Fs   th er eb y   im p r o v in g   th e  DC C F  PLL ’ s   d y n am ic  p er f o r m an ce   an d   its   ex ten d ed   f o r m   as  [ 4 2 ] .   T h e  C C F s   ar e  also   em p lo y ed   as  in - lo o p   f ilter s   with in   th e  SR F PLL ’ s   lo o p   co n tr o l b u t t h is   to p o lo g y   h as n o t  y et  g ain ed   m u ch   atten tio n .           Fig u r e  5 .   B asic stru ctu r al  d iag r am   o f   t h e  NF PL L           Fig u r e  6 .   B asic stru ctu r al  d iag r am   o f   t h e  SS I   PLL           Fig u r e  7 .   B asic stru ctu r al  d iag r am   o f   t h e  DC C F PLL       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       P h a s e - lo ck ed   lo o p   b a s ed   s yn c h r o n iz a tio n   s ch eme s   fo r   th r ee - p h a s e  u n b a la n ce d   …   ( P o o n a m  Tr ip a th y )   939   3 . 6 .     Dela y ed  s ig na l  ca ncella t io n - ba s ed   P L L   T h e  d elay e d   s ig n al  ca n ce llati o n   PLL   ( DSC   PLL )   is   u s u al ly   in ten d ed   f o r   en h an cin g   th e  f ilter in g   ab ilit y   o f   th e  s tan d a r d   SR F  P L L s   b ec au s e  o f   its   s im p le  cu s to m   f ea tu r es  u n d er   v ar io u s   g r i d   v o ltag e  c o n d itio n s   [ 4 3 ] .   I t   is   an   i n - lo o p   f ilter   o f   co n v en tio n al  SR F  PLL   th a t  wo r k s   lik e   a  p r ep r o ce s s in g   f ilter   p r io r   to   t h e  class ical  S R F  PLL   in p u t.  As  in cr ea s ed   p h ase  d elay   an d   s lo wer   d y n am ic  r esp o n s e  m ig h t  b e  ca u s ed   b y   th e   DSC   o p er ato r s   th er eb y   ca u s in g   th e  i n s tab ilit y   o f   t h e  PLL s ,   t h ey   ar e   m o s tly   em p lo y e d   as  a  p r ep r o ce s s in g   f ilter   f o r   im p r o v in g   th e  f ilter in g   a b ilit y   o f   th e   b asic  SR F  PLL   [ 1 9 ] .   T h e  ex p ec ted   h ar m o n ic  el em en ts   o f   p o llu ted   th r ee - p h ase   g r id   v o ltag es  d ete r m in e  th e  DSC   b lo ck s   n u m b e r   in   th e  PLL ’ s   co n tr o l  l o o p .   I n   co n tr ast,  th e   SR F   PLL ’ s   esti m ated   f r eq u en cy   i s   f r eq u en tly   f e d   b ac k   f o r   a d ap tab ilit y   to   th e  v ar iatio n s   in   f r eq u en cy   o f   th e   s y s tem .   Ad d itio n al  DS C s   f u n ctio n in g   in   th e  SR F  PLL ’ s   co n tr o l  lo o p   in cr ea s es  th e  o p er at io n al  d if f icu lty   an d   co m p u tatio n al  lo ad .   T h e  f r eq u en cy   f ee d b ac k   lo o p   lead s   t o   an   ex tr em ely   n o n lin ea r   an d   to u g h - to - p er f o r m   s tab ilit y   an aly s is   o f   th e  PLL   s y s tem .   T h o u g h   f ew  d if f er e n t   m eth o d s   ar e  p r esen ted   i n   [ 1 9 ] ,   th ey   s till   n ee d   f u r th er   c o m p u tatio n al  ef f o r ts .   Ad d itio n ally ,   th e  p h ase  an d   am p litu d e  er r o r   co r r ec tio n   m eth o d s   in   PLL s   ar e  r ec o m m en d ed   f o r   co m p u tatio n al  b u r d en   r e d u ctio n   d u e   to   th e  f ix e d   DSC   d elay   len g th s   lead in g   to   ea s ier   s tab ilit y   an aly s is   [ 4 4 ] .   T h is   m eth o d ’ s   d em e r it  is   th e  in ab ilit y   to   en h an ce   d is tu r b an ce   elim in atio n   ca p a b ilit y   o f   th e  f r eq u e n cy   n o n ad a p tiv e  DSC s   d u r in g   th e  u tili ty   g r id   f r eq u en cy   d ev iatio n   f r o m   its   ac tu al  v alu e  wh ich   lim its   its   ad d itio n al  u s ag e  d u r in g   lar g er   f r e q u en c y   d r if ts   an d   s er io u s   asy m m etr ical  g r id   f au lts .     3 . 7 .   Seco nd - o rder   g ener a lize d  inte g ra t o r - ba s ed   P L L   A  s ec o n d - o r d er   g en er alize d   in teg r ato r   PLL   ( SOGI   PLL )   wo r k s   lik e  an   SS I   PLL   as  well  a s   b eh av es  lik e  a  q u ad r atu r e  s ig n al  g en er ato r   ( QSG)   an d   b an d p ass   f ilter   ( B PF ) ,   as  r ep r esen ted   in   Fig u r e  8   [ 4 5 ] .    Fig u r e   8   s h o ws  its   u s ag e   f o r   t h e  FF PS C   ex tr ac tio n   p r i o r   t o   th e  in p u t  to   SR F  PLL .   T h e  Q SG  an d   B PF   o f   th e   SOGI   also   k n o wn   as  QSG - SOGI   is   an   ap p r o p r iate  m eth o d   f o r   ex tr ac tin g   an d   s ep ar atin g   th e  f u n d am en tal   f r eq u e n cy   p o s itiv e  an d   n eg ati v e  s eq u en ce   co m p o n e n ts   o f   th e  th r ee - p h ase   g r i d   v o ltag e  s ig n al.   T wo   n u m b er   o f   QSG - SOGI s   ar e  u tili ze d   f o r   e x tr ac tio n   o f   th e  d ir ec t  ( d )   an d   q u ad r atu r e  ( q )   ax is   c o m p o n en ts   o f     an d     an d   th en   in s tan tan e o u s   s y m m etr ic al  co m p o n en t   m eth o d   is   u s ed   f o r   t h e  f u n d a m en tal  p o s itiv e  s eq u en ce   co m p o n en t   ca lcu latio n .   I t   h as   a  m at h em atica l  eq u iv alen t   s tr u ctu r e   s im ilar ity   with   th e   d u al  SOGI - b ased   PLL   ( DSOGI   PLL ) ,   DSR F  PLL ,   an d   DC C F  PLL   [ 1 9 ] .   Fo r   en h an ce d   h ar m o n ic  f iltra tio n   ab ilit y   o f   DSOGI   PLL ,   ex tr a  QSG - SOGI s   ca n   b e  co m b in ed   with   th e  s tan d ar d   s tr u ctu r e  t u n ed   at   th e  h ar m o n ic  f r eq u en cies  [ 1 9 ] .   An o th er   m eth o d   th at  is   a  B PF   b ased   o n   a  t h ir d - o r d er   g e n er alize d   in te g r ato r   ( T OGI )   an d   a  QSG  ( QSG - T O GI )   in   p lace   o f   th e   QSG - SOGI   ca n   b e  u s ed   in   D SOGI   PLL   ca lled   T OGI   PLL   is   u s ed   f o r   im p r o v in g   th e  d y n am ic  r esp o n s e  [ 3 ] .   On e  m o r e  s im ilar   to   th e  DSO G  PLL   is   f o u n d   in   [ 4 6 ]   th at  p r ac tice  u s in g   an   ad a p tiv e  n o tch   f ilter   ( ANF)   b u ilt   o n   th e   least  m ea n   s q u a r e  m eth o d   ( L MS)   with   two   ad a p tiv e  weig h ts   as  a  r ep lace m en t   f o r   t h e  QSG - SOGI   in   its   s tr u ctu r e.   T h e   QSG - SOGI   an d   ANF  ar e  m ath e m atica lly   e q u al  im p ly i n g   th at   th e  ANF - b ased   PLL   [ 4 6 ]   a n d   DSOGI   PLL   ar e  m ath em atica lly   eq u iv alen t stru ct u r es.           Fig u r e  8 .   B asic stru ctu r al  d iag r am   o f   t h e  DSOGI   PLL       3 . 8 .     O t her  t hree - ph a s e  P L L s   T h er e  ar e   v ar i o u s   ty p es  o f   th r ee   p h ase  PLL s   b ased   o n   d if f er en t  ap p licatio n s .   Pre v iew  s t u d y   [ 4 7 ] ,  SR F  PLL ’ s   co n tr o l  lo o p   h as   a  r e p etitiv e  r eg u lato r   ( R R )   b ased   co n t r o ller   in s id e   it  k n o wn   as  R R   PLL   is   r ec o m m en d ed   f o r   th e   ef f icien t   s elec tiv e  elim in atio n   o f   h a r m o n ic  co m p o n en ts .   T h e  R R   PLL   co n tr o ller   is   b u ilt   o n   th e  co n ce p t  o f   d is cr ete  tr an s f o r m atio n   wh o s e  co m p u tatio n al  p r o b lem   d o es  n o t  d ep e n d   o n   th e  n u m b e r s   o f   in p u t  g r id   v o ltag e   h ar m o n ics  aim ed   to   b e   ca n ce led   o u t.   So ,   r em o v al   o f   a  s in g le   h ar m o n ic   o r   a   g r ea ter   n u m b er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :  9 3 4 - 943   940   o f   g r id   h ar m o n ics  n ee d s   th e  s am e  c o m p u tatio n al  ef f o r ts   b y   th e  r eg u lato r   m a k i n g   R R - PLL   m o r e   ad v an tag e o u s .   T h e  h ig h er   d e p en d en cy   o f   R R   PLL   r eg u lato r   with   r esp ec t  to   th e  s am p lin g   f r eq u en c y   in cr ea s es   th e  co m p u tatio n al   co s t  d u r in g   in cr ea s ed   s am p lin g   f r e q u en c y   m ak in g   R R   PLL   u n s u itab le   f o r   ap p licatio n s   with   h ig h er   s am p lin g   f r e q u en c y .   A  ze r o - cr o s s in g   d etec tio n   PLL   ( Z C D  PLL )   [ 4 8 ]   is   r ec o m m en d ed   f o r   r em o v in g   th e  f u n d am en tal   f r eq u e n cy   n eg ativ e  s eq u en ce   co m p o n en t  f o r   g en er atin g   th e   b alan ce d   g r id   s ig n als  f r o m   th e  im b alan ce d   in p u t  s ig n als.  T h e  Z C D  PLL   h as  im p lem en tatio n   s im p licity   with   ef f ec tiv e  o p e r atio n   ev e n   wh en   th e  PLL   in p u t  h as  m u ltip le  lo ca tio n s   o f   ze r o   cr o s s in g s .   T h e  Z C D  PLL   ac co u n ts   ex clu s iv ely   f o r   th e  g r id   v o ltag e   am p litu d e   im b alan ce s   as  th e  PLL   in p u t  b u t  with   in a b ilit y   to   wo r k   d u r in g   th e  g r id   v o ltag e   p h ase  im b alan ce s .   Mo r eo v er ,   th e  Z C D  PLL   h as a   v er y   lim it ed   h ar m o n ic  f ilter in g   ca p ac ity .   T h e  s p ac e  v ec to r   Fo u r ier   tr a n s f o r m s   PLL   ( SVFT  PLL )   [ 4 9 ]   is   a  s o r t  o f   th r ee - p h ase   PLL   wh er e  th e  SVFT  wo r k s   lik e  a  p r ef ilter in g   p h ase  in   th e  SR F  PLL .   T h e  SVFT  s u cc e s s f u lly   r ejec ts   n ea r ly   all  th e  h ar m o n ic   elem en ts   with   v er y   litt le  co m p u tatio n al  s tr u g g le.   T h e  r ec u r s iv e  ap p licatio n   o f   SVFT  f ilter s   in v o lv es   p o s s ib le   s tab ilit y   is s u es  in   th e  elec tr i ca l  s y s tem   wh ich   ca n   b e  p r o h ib ited   b y   th e  n o n - r ec u r s iv e  f o r m   o f   SVFT   im p lem en tatio n   th at   m ig h t   in cr ea s e  th e  co m p u tatio n al  c o s t.   A  s ec o n d - o r d e r   lead   co m p e n s ato r s   PLL   ( SOLC  PLL )   [ 5 0 ]   is   p r o p o s ed   b y   th e  im p lem e n tatio n   o f   a  S OL C   s ch em e  in s id e  th e   SR F  PLL   wh er e   th e   co m p en s ato r s   co n tain   s ets  o f   p u r e  im ag in a r y   p o les  an d   ze r o es  p r o v id in g   a  s elec tiv e  h ar m o n ic  elim in atio n   as   th e  NFs   d o n ’ t  p r o d u ce   p h ase  d elay s   in   th e  SR F  PLL .   T h u s ,   th e  co m p en s ato r s   o f   SOLC  PLL s   h av e  im p r o v e d   f ilter in g   ab ilit y   with o u t lim itin g   th eir   b a n d wid th   b u t w ith   r e d u ce d   n o is e  im m u n ity .       4.   P E RF O RM A NCE CO M P A RIS O N  O F   T H R E E - P H AS E   P L L S   A  p er f o r m a n ce   co m p ar is o n   o f   v ar io u s   th r ee - p h ase   PLL s   wit h   th eir   ty p ical  s tr u ctu r es  is   an aly ze d   an d   s u m m ar ized   in   T ab le   1 .   I n   an   id ea l  g r id   co n d itio n   ca s e,   th e   m o s t  co m m o n ly   u s ed   PLL   is   SR F  PLL   b ec au s e  o f   its   s im p le  s tr u ctu r e,   lo wer   co m p u tatio n al  b u r d e n ,   an d   f aster   d y n am ic  r esp o n s e.   Du e  to   t h e  h ig h   s en s itiv ity   o f   th e  SR F  PLL   to   th e   g r id   v o lta g e  im b alan ce s   a n d   h ar m o n ics,   s o m e  o t h er   PLL s   lik e   SS I   PL L ,   DC C F  PLL ,   an d   SOGI   PLL   ar e  s u g g ested   to   in cr ea s e  th e  s y s tem   r eliab ilit y   to war d s   th e  g r id   d is tu r b an ce s   an d   u n b ala n ce d   g r id   f au lts .   W h er ea s ,   th e  s tab ilit y   p er f o r m an ce   an d   th e  d y n am i c  r esp o n s e  o f   th e  PLL s   ar e  t h e  m ajo r   co n ce r n s .   Nea r ly   all  th e  PLL s   in   T ab le  1   ex h ib it  d ec en t  d y n am ic  r esp o n s e  an d   r o b u s tn ess   b u t  th e  DS C   PLL ,   Z C D  PLL ,   an d   MA F PLL   g en er ally   r eq u i r e  PID - b ased   p r ef ilter   b lo ck   o r   ad d itio n al  p h ase  co m p e n s ato r   f o r   im p r o v in g   th e   s y s tem ’ s   d y n am ic  r esp o n s e  th at  m ig h t  r aise   th e  co m p u ta tio n al  p r o b lem .   Ad d itio n ally ,   th e  Z C D  PLL   i s   in ad v is ab le  f o r   d ir ec t  ap p lica tio n   in   th e  g r id - in te g r ated   p o wer   s y s tem   d u e  to   its   n o n - ad ap tiv e  f r e q u en c y   n atu r e  an d   lim ited   h ar m o n ic  f iltra tio n   ab ilit y .   A l l   o f   t h e   t h r e e - p h as e   P L L s   i n   T a b l e  1   b e n e f i t e d   f r o m   d i f f e r e n t   d i s t u r b a n c e / h a r m o n ic   r e j e c ti o n   c a p a b i l i ti e s   w it h   a   d i r ec t   r e lat i o n s h i p   b e tw e e n   t h ei r   c o m p u t a t i o n a l   b u r d e n   a n d   f il t e r i n g   a b i l i t y .   H e n c e ,   t h e   h a r m o n i c s   f i l te r i n g   c a p a c it y   o f   t h e   P L L s   c a n   b e   m o d i f i e d   b y   t h e   a d d i t i o n   o f   e x t r a   f i lt e r   m o d u l e s   r e s u l t i n g   i n   a  h i g h e r   c o m p u t a t i o n a l   b u r d e n .   E x c e p t i o n a l l y ,   o n l y   R R   P L L   d o e s   n o t   f a c e   t h i s .   A   h i g h e r   f i lte r i n g   a b i l i t y   w it h   a   s l o w e r   d y n a m i c   r es p o n s e   h as   b e e n   s e e n   i n   t h e  i n - l o o p   DSC - b a s e d   P L L   c as e   d u e  t o   t h e  u s e   o f   m u lt i p l e  DS C   o p e r a t o r s   i n   i ts   c o n t r o l   l o o p   t h a t   r e s u l ts   i n   a n   e n h a n c e d   f il t r a tio n   a b i l i t y   b u t   a   s l u g g i s h   d y n a m i c   r e s p o n s e .       T ab le  1 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   th r ee - p h ase   PLL s   Ty p e s  o f   t h r e e - p h a se   P LLs   F e a t u r e s   D e si g n   si mp l i c i t y   F r e q u e n c y   a d a p t i v e n e ss   H a r mo n i c   e x t r a c t i o n   R o b u st n e ss   t o   i m b a l a n c e   C o m p u t a t i o n a l   c o m p l e x i t y   S y st e m  r e sp o n s e   d y n a mi c s   D i st u r b a n c e   r e j e c t i o n   a b i l i t y   F i l t e r i n g   c a p a c i t y   a n d   n o i se   i mm u n i t y   S R F - P LL   B e t t e r   M e d i u m   No   W e a k   M e d i u m   F a st e r   Lo w   Lo w   M S R F - P LL   M e d i u m   M e d i u m   Y e s   W e a k   M o r e   F a st e r   H i g h   H i g h   M A F - P LL   M e d i u m   M e d i u m   No   W e a k   Le ss   M e d i u m   Lo w   H i g h   NF - P LL   B e t t e r   M e d i u m   Y e s   M e d i u m   M o r e   F a st e r   H i g h   H i g h   SSI - P LL   M e d i u m   M e d i u m   Y e s   B e t t e r   M o r e   F a st e r   H i g h   H i g h   CCF - P LL   M e d i u m   M e d i u m   Y e s   B e t t e r   M o r e   F a st e r   H i g h   H i g h   D S C - P LL   M e d i u m   M e d i u m   No   B e t t e r   Le ss   M e d i u m   A v e r a g e   H i g h   S O G I - P LL   M e d i u m   M e d i u m   Y e s   B e t t e r   M o r e   F a st e r   H i g h   H i g h   PR - P LL   H i g h   M e d i u m   No   M e d i u m   M o r e   M e d i u m   H i g h   H i g h   ZC D - P LL   B e t t e r   W e a k   No   W e a k   Le ss   F a st e r   Lo w   Lo w   S V F T - P LL   M e d i u m   M e d i u m   No   M e d i u m   M o r e   F a st e r   Lo w   H i g h   S O LC - P LL   M e d i u m   M e d i u m   No   M e d i u m   M e d i u m   F a st e r   H i g h   A v e r a g e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       P h a s e - lo ck ed   lo o p   b a s ed   s yn c h r o n iz a tio n   s ch eme s   fo r   th r ee - p h a s e  u n b a la n ce d   …   ( P o o n a m  Tr ip a th y )   941   5.   CO NCLU SI O N   T h e  p u r p o s e   o f   th is   r esear ch   a r ticle  is   to   d eliv er   a  c o m p r eh e n s iv e  s u m m ar y   o f   th e   cu r r e n t  ad v an ce d   th r ee - p h ase   PLL s .   T h e   o p e r atio n al  p r in cip le   o f   th e   th r ee - p h a s e   PLL s   is   illu s tr ated   with   th e ir   m er its ,   d em er its ,   f ea tu r es ,   an d   ap p licatio n s .   T h is   p ap er   r ef lects  o n   th e  im p r o v em e n t  o f   th e  PLL ’ s   f ilter in g   ca p ab ilit y ,   an d   r ejec tio n   ab ilit y   ag ain s t  d if f er en t  d is tu r b a n ce s   b y   th e   in clu s io n   o f   v ar io u s   f ilter s   in s id e   th e  co n tr o l  lo o p   af ter   o r   p r io r   to   t h e  PLL   in p u t,   s im p lifie d   c o n tr o l   s tr u ctu r e ,   an d   d y n am ic  r esp o n s e  o f   s y s tem   p er f o r m a n ce   u n d e r   v ar io u s   g r id   s itu atio n s .   L astl y ,   th e  p er f o r m a n ce   co m p a r is o n   in f o r m atio n   p r o v id ed   in   th is   p ap er   co u ld   p r o v id e   im m ed iate  an d   ea s y   g u id an c e  f o r   th e  p r o p e r   s elec tio n   o f   s u itab le  PLL   f o r   ap p r o p r iate  ap p licatio n   b y   th e   en g in ee r s   an d   r esear ch er s .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   P .   G a w h a d e   a n d   A .   O j h a ,   “ G r i d   s y n c h r o n i z a t i o n   t e c h n i q u e s :   a   r e v i e w , ”   i n   Ad v a n c e m e n t   i n   Ma t e r i a l s,   M a n u f a c t u ri n g   a n d   E n e r g y   En g i n e e ri n g ,   2 0 2 2 ,   p p .   1 8 7 – 1 9 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 981 - 16 - 5 3 7 1 - 1 _ 1 7 .   [ 2 ]   P .   Tr i p a t h y ,   B .   M i sr a ,   a n d   B .   N a y a k ,   “ A   r e v i e w   o n   r e c e n t   a d v a n c e d   t h r e e - p h a s e   P L Ls  f o r   g r i d - i n t e g r a t e d   d i st r i b u t e d   p o w e r   g e n e r a t i o n   s y st e ms  u n d e r   a d v e r se   g r i d   c o n d i t i o n s , ”   i n   R e c e n t   a d v a n c e s  i n   Po w e r   S y st e m s:   L e c t u re  N o t e s  i n   El e c t r i c a l   En g i n e e ri n g ,   S i n g a p o r e ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 7 – 29 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 9 8 1 - 19 - 6 6 0 5 - 7 _ 2 .   [ 3 ]   P .   Tr i p a t h y ,   B .   M i sr a ,   a n d   B .   N a y a k ,   “ C o mp a r a t i v e   p e r f o r ma n c e   a n a l y s i s  o f   o r d e r   b a se d   g e n e r a l i z e d   i n t e g r a t o r   t y p e   p h a se  l o c k e d  l o o p s  f o r   a   p o l l u t e d   g r i d , ”   i n   2 0 2 3   Fi rst   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A d v a n c e s  i n   E l e c t ri c a l ,   El e c t r o n i c s  a n d   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   ( I C AE EC I ) ,   O c t .   2 0 2 3 ,   p p .   1 – 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A EE C I 5 8 2 4 7 . 2 0 2 3 . 1 0 3 7 0 8 6 3 .   [ 4 ]   K .   Z e b   e t   a l . ,   “ A   c o mp r e h e n s i v e   r e v i e w   o n   i n v e r t e r   t o p o l o g i e s   a n d   c o n t r o l   st r a t e g i e s   f o r   g r i d   c o n n e c t e d   p h o t o v o l t a i c   s y st e m, ”   Re n e w a b l e   a n d   S u st a i n a b l e   En e rg y   R e v i e w s ,   v o l .   9 4 ,   p p .   1 1 2 0 – 1 1 4 1 ,   O c t .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r ser. 2 0 1 8 . 0 6 . 0 5 3 .   [ 5 ]   M .   S .   R e z a ,   F .   S a d e q u e ,   M .   M .   H o ss a i n ,   A .   M .   Y .   M .   G h i a s ,   a n d   V .   G .   A g e l i d i s,  “ T h r e e - p h a se   P LL  f o r   g r i d - c o n n e c t e d   p o w e r   c o n v e r t e r s   u n d e r   b o t h   a m p l i t u d e   a n d   p h a se  u n b a l a n c e d   c o n d i t i o n s , ”   I E EE  T ra n s a c t i o n s  o n   I n d u s t ri a l   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   6 6 ,   n o .   1 1 ,   p p .   8 8 8 1 – 8 8 9 1 ,   N o v .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 9 . 2 8 9 3 8 5 7 .   [ 6 ]   P .   G a w h a d e   a n d   A .   O j h a ,   “ R e c e n t   a d v a n c e s  i n   s y n c h r o n i z a t i o n   t e c h n i q u e s   f o r   g r i d - t i e d   P V   sy s t e m :   A   r e v i e w , ”   En e r g y   Re p o r t s ,  v o l .   7 ,   p p .   6 5 8 1 – 6 5 9 9 ,   N o v .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e g y r . 2 0 2 1 . 0 9 . 0 0 6 .   [ 7 ]   M .   K a r i m i - G h a r t e m a n i   a n d   M .   R .   I r a v a n i ,   “ A   me t h o d   f o r   s y n c h r o n i z a t i o n   o f   p o w e r   e l e c t r o n i c   c o n v e r t e r s   i n   p o l l u t e d   a n d   v a r i a b l e - f r e q u e n c y   e n v i r o n m e n t s, ”   I EE E  T ra n s a c t i o n s  o n   P o w e r  S y s t e m s ,   v o l .   1 9 ,   n o .   3 ,   p p .   1 2 6 3 – 1 2 7 0 ,   A u g .   2 0 0 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPW R S . 2 0 0 4 . 8 3 1 2 8 0 .   [ 8 ]   Z.   A l i ,   N .   C h r i st o f i d e s ,   L.   H a d j i d e met r i o u ,   E.   K y r i a k i d e s ,   Y .   Y a n g ,   a n d   F .   B l a a b j e r g ,   “ Th r e e - p h a se   p h a s e - l o c k e d   l o o p   sy n c h r o n i z a t i o n   a l g o r i t h ms   f o r   g r i d - c o n n e c t e d   r e n e w a b l e   e n e r g y   sy s t e ms:  A   r e v i e w , ”   R e n e w a b l e   a n d   S u st a i n a b l e   E n e r g y   Re v i e w s ,   v o l .   9 0 ,   p p .   4 3 4 – 4 5 2 ,   J u l .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r ser . 2 0 1 8 . 0 3 . 0 8 6 .   [ 9 ]   J.  X u ,   H .   Q i a n ,   Y .   H u ,   S .   B i a n ,   a n d   S .   X i e ,   “ O v e r v i e w   o f   S O G I - b a sed   si n g l e - p h a se   p h a s e - l o c k e d   l o o p s  f o r   g r i d   s y n c h r o n i z a t i o n   u n d e r   c o mp l e x   g r i d   c o n d i t i o n s , ”   I EE E  Ac c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   3 9 2 7 5 – 3 9 2 9 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 0 6 3 7 7 4 .   [ 1 0 ]   S .   G o l e st a n ,   J.  M .   G u e r r e r o ,   M .   J .   H .   R a w a ,   A .   M .   A b u so r r a h ,   a n d   Y .   A l - T u r k i ,   “ F r e q u e n c y - l o c k e d   l o o p s  i n   e l e c t r i c a l   p o w e r   a n d   e n e r g y   s y s t e ms :   e q u i v a l e n t   o r   d i f f e r e n t   t o   p h a s e - l o c k e d   l o o p s ? , ”   I EE E  I n d u st r i a l   El e c t ro n i c s   M a g a z i n e ,   v o l .   1 5 ,   n o .   4 ,   p p .   5 4 – 6 4 ,   D e c .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M I E. 2 0 2 1 . 3 0 5 4 5 8 0 .   [ 1 1 ]   S .   G o l e s t a n ,   A .   A k h a v a n ,   J.   M .   G u e r r e r o ,   A .   M .   A b u s o r r a h ,   M .   J.   H .   R a w a ,   a n d   J.   C .   V a s q u e z ,   “ I n - l o o p   f i l t e r s  a n d   p r e f i l t e r s   i n   p h a se - l o c k e d   l o o p   sy s t e ms :   e q u i v a l e n t   o r   d i f f e r e n t   so l u t i o n s? , ”   I EEE  I n d u s t ri a l   El e c t ro n i c s  Ma g a zi n e ,   v o l .   1 6 ,   n o .   3 ,   p p .   2 3 – 3 5 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M I E. 2 0 2 1 . 3 1 2 1 6 5 2 .   [ 1 2 ]   Y .   H u a n g ,   L .   W a n g ,   S .   Z h a n g ,   D .   W a n g ,   X .   D e n g ,   a n d   G .   Zh u ,   “ I mp a c t s   o f   p h a se - l o c k e d   l o o p   d y n a mi c   o n   t h e   st a b i l i t y   o f   D C - l i n k   v o l t a g e   c o n t r o l   i n   v o l t a g e   s o u r c e   c o n v e r t e r   i n t e g r a t e d   t o   w e a k   g r i d , ”   I EE E  J o u r n a l   o n   Em e rg i n g   a n d   S e l e c t e d   T o p i c s   i n   C i rc u i t s  a n d   S y st e m s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   p p .   4 8 – 5 8 ,   M a r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JE TC A S . 2 0 2 2 . 3 1 4 9 8 0 5 .   [ 1 3 ]   I .   A .   S mad i   a n d   B .   H .   B a n y   F a w a z ,   “ P h a se - l o c k e d   l o o p   w i t h   D C   o f f se t   r e mo v a l   f o r   s i n g l e - p h a se  g r i d - c o n n e c t e d   c o n v e r t e r s,”   El e c t r i c   Po w e r   S y st e m s R e se a rc h ,   v o l .   1 9 4 ,   p .   1 0 6 9 8 0 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e p sr . 2 0 2 0 . 1 0 6 9 8 0 .   [ 1 4 ]   X .   L i u ,   L.   X i o n g ,   B .   W u ,   Y .   Q i a n ,   a n d   Y .   L i u ,   “ P h a se   l o c k e d - l o o p   w i t h   d e c a y i n g   D C   t r a n si e n t   r e mo v a l   f o r   t h r e e - p h a s e   g r i d s, ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t ri c a l   Po w e r &   E n e r g y   S y st e m s ,   v o l .   1 4 3 ,   p .   1 0 8 5 0 8 ,   D e c .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s.2 0 2 2 . 1 0 8 5 0 8 .   [ 1 5 ]   S .   G o l e st a n ,   J.  M .   G u e r r e r o ,   J .   C .   V a sq u e z ,   A .   M .   A b u s o r r a h ,   a n d   Y .   A l - Tu r k i ,   “ A   st u d y   o n   t h r e e - p h a se  F LLs , ”   I EE E   T ra n s a c t i o n s  o n   P o w e r E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 4 ,   n o .   1 ,   p p .   2 1 3 – 2 2 4 ,   J a n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL. 2 0 1 8 . 2 8 2 6 0 6 8 .   [ 1 6 ]   S .   G o l e s t a n ,   J.  M .   G u e r r e r o ,   Y .   A l - Tu r k i ,   J.   C .   V a s q u e z ,   a n d   A .   M .   A b u s o r r a h ,   “ I mp e d a n c e   m o d e l i n g   o f   t h r e e - p h a se   g r i d - c o n n e c t e d   v o l t a g e   so u r c e   c o n v e r t e r s   w i t h   f r e q u e n c y - l o c k e d - l o o p - b a s e d   sy n c h r o n i z a t i o n   a l g o r i t h ms, ”   I EEE  T ra n s a c t i o n s  o n   Po w e r  El e c t r o n i c s ,   v o l .   3 7 ,   n o .   4 ,   p p .   4 5 1 1 – 4 5 2 5 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL. 2 0 2 1 . 3 1 2 1 3 1 4 .   [ 1 7 ]   A .   B a mi g b a d e   a n d   V .   K h a d k i k a r ,   “ P a r a me t e r   e s t i mat i o n   a n d   g r i d   s y n c h r o n i z a t i o n   u si n g   a   f i r st - o r d e r   f r e q u e n c y - l o c k e d   l o o p , ”   I EEE  T r a n s a c t i o n s  o n   I n s t ru m e n t a t i o n   a n d   Me a s u reme n t ,   v o l .   7 1 ,   p p .   1 – 1 3 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI M . 2 0 2 2 . 3 1 4 0 4 5 1 .   [ 1 8 ]   H .   W a n g ,   Y .   Y a n g ,   X .   G e ,   Y .   Zu o ,   Y .   Y u e ,   a n d   S .   Li ,   “ P L L -   a n d   F LL - b a s e d   sp e e d   e s t i m a t i o n   sc h e m e s  f o r   sp e e d - se n s o r l e s s   c o n t r o l   o f   i n d u c t i o n   m o t o r   d r i v e s:   r e v i e w   a n d   n e w   a t t e mp t s, ”   I EEE   T r a n s a c t i o n s   o n   P o w e r  El e c t ro n i c s ,   v o l .   3 7 ,   n o .   3 ,   p p .   3 3 3 4 – 3 3 5 6 ,   M a r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL . 2 0 2 1 . 3 1 1 7 6 9 7 .   [ 1 9 ]   S .   G o l e st a n ,   J.  M .   G u e r r e r o ,   a n d   J.  C .   V a sq u e z ,   “ T h r e e - p h a s e   P LLs :   A   r e v i e w   o f   r e c e n t   a d v a n c e s,”   I E EE  T r a n s a c t i o n s  o n   P o w e r   El e c t r o n i c s ,   v o l .   3 2 ,   n o .   3 ,   p p .   1 8 9 4 – 1 9 0 7 ,   M a r .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPE L. 2 0 1 6 . 2 5 6 5 6 4 2 .   [ 2 0 ]   I .   U l l a h   a n d   M .   A s h r a f ,   “ C o mp a r i s o n   o f   s y n c h r o n i z a t i o n   t e c h n i q u e s  u n d e r   d i s t o r t e d   g r i d   c o n d i t i o n s , ”   I EEE   A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   1 0 1 3 4 5 – 1 0 1 3 5 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 3 0 5 3 0 .   [ 2 1 ]   Z. - X .   Z o u   a n d   M .   Li serr e ,   “ M o d e l i n g   p h a se - l o c k e d   l o o p - b a se d   s y n c h r o n i z a t i o n   i n   g r i d - i n t e r f a c e d   c o n v e r t e r s , ”   I E EE  T ra n s a c t i o n s   o n   E n e r g y   C o n v e rs i o n ,   v o l .   3 5 ,   n o .   1 ,   p p .   3 9 4 – 4 0 4 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TE C . 2 0 1 9 . 2 9 3 9 4 2 5 .   [ 2 2 ]   N .   H u i ,   Z .   L u o ,   Y .   F e n g ,   a n d   X .   H a n ,   “ A   n o v e l   g r i d   s y n c h r o n i z a t i o n   met h o d   b a s e d   o n   h y b r i d   f i l t e r   u n d e r   d i s t o r t e d   v o l t a g e   c o n d i t i o n s , ”   I E EE  Ac c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   6 5 6 3 6 – 6 5 6 4 8 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 2 9 8 1 9 4 6 .   [ 2 3 ]   Z.   X i n ,   X .   W a n g ,   Z .   Q i n ,   M .   L u ,   P .   C .   L o h ,   a n d   F .   B l a a b j e r g ,   “ A n   i m p r o v e d   s e c o n d - o r d e r   g e n e r a l i z e d   i n t e g r a t o r   b a s e d   q u a d r a t u r e   si g n a l   g e n e r a t o r , ”   I E EE   T ra n s a c t i o n s   o n   P o w e r  El e c t r o n i c s ,   v o l .   3 1 ,   n o .   1 2 ,   p p .   8 0 6 8 – 8 0 7 3 ,   D e c .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPE L. 2 0 1 6 . 2 5 7 6 6 4 4 .   [ 2 4 ]   S .   G o l e st a n   a n d   J.   M .   G u e r r e r o ,   “ C o n v e n t i o n a l   sy n c h r o n o u s  r e f e r e n c e   f r a me  p h a s e - l o c k e d   l o o p   i s  a n   a d a p t i v e   c o m p l e x   f i l t e r , ”   I EEE  T r a n s a c t i o n s  o n   I n d u st r i a l   E l e c t ro n i c s ,   v o l .   6 2 ,   n o .   3 ,   p p .   1 6 7 9 – 1 6 8 2 ,   M a r .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 4 . 2 3 4 1 5 9 4 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :  9 3 4 - 943   942   [ 2 5 ]   P .   Tr i p a t h y ,   B .   M i sr a ,   a n d   B .   N a y a k ,   “ P e r f o r ma n c e   a n a l y si s   o f   d u a l   t h i r d   o r d e r   g e n e r a l i z e d   i n t e g r a t o r   b a s e d   p h a s e   l o c k e d   l o o p   f o r   t h r e e   p h a s e   d i st o r t e d   g r i d   c o n d i t i o n , ”   i n   2 0 2 2   1 s t   I E EE   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n d u st r i a l   El e c t ro n i c s:   D e v e l o p m e n t s   &   Ap p l i c a t i o n s (I C I D e A) ,   O c t .   2 0 2 2 ,   p p .   1 3 5 – 1 4 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I D e A 5 3 9 3 3 . 2 0 2 2 . 9 9 7 0 1 4 8 .   [ 2 6 ]   P .   Tr i p a t h y ,   B .   M i sr a ,   a n d   B .   N a y a k ,   “ P e r f o r ma n c e   a n a l y s i s  o f   h i g h e r   o r d e r   g e n e r a l i z e d   i n t e g r a t o r   b a s e d   p h a se   l o c k e d   l o o p s   f o r  g r i d   i n t e r a c t i v e   i n v e r t e r , ”   i n   2 0 2 3   F i f t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   El e c t ri c a l ,   C o m p u t e r  a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s   ( I C EC C T ) ,   F e b .   2 0 2 3 ,   p p .   0 1 – 06 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C EC C T 5 6 6 5 0 . 2 0 2 3 . 1 0 1 7 9 7 5 5 .   [ 2 7 ]   C .   S .   K u m a r   a n d   V .   G o p a l a k r i s h n a n ,   “ M o d i f i e d   s y n c h r o n o u s   r e f e r e n c e   f r a me  b a s e d   h a r m o n i c   e x t r a c t i o n   f o r   sh u n t   a c t i v e   f i l t e r , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   P o w e r E l e c t r o n i c s   a n d   D ri v e   S y st e m   ( I J PED S ) ,   v o l .   6 ,   n o .   4 ,   p p .   8 9 7 – 9 0 5 ,   2 0 1 5 .   [ 2 8 ]   B .   M i sr a ,   P .   Tr i p a t h y ,   a n d   B .   N a y a k ,   “ I mp r o v e d   g r i d   s y n c h r o n i z a t i o n   t e c h n i q u e   u n d e r   a d v e r se  g r i d   c o n d i t i o n , ”   i n   I n n o v a t i o n   i n   El e c t r i c a l   P o w e r  En g i n e e r i n g ,   C o m m u n i c a t i o n ,   a n d   C o m p u t i n g   T e c h n o l o g y ,   2 0 2 2 ,   p p .   3 6 9 – 3 7 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 9 8 1 - 16 - 7 0 7 6 - 3 _ 3 2 .   [ 2 9 ]   H .   S .   K a mi l ,   D .   M .   S a i d ,   M .   W .   M u s t a f a ,   M .   R .   M i v e h ,   a n d   N .   A h mad ,   “ R e c e n t   a d v a n c e s  i n   p h a s e - l o c k e d   l o o p   b a se d   sy n c h r o n i z a t i o n   me t h o d s   f o r   i n v e r t e r - b a se d   r e n e w a b l e   e n e r g y   so u r c e s,”   I n d o n e si a n   J o u rn a l   o f   E l e c t r i c a l   En g i n e e ri n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   1 8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 – 8 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e e c s . v 1 8 . i 1 . p p 1 - 8.   [ 3 0 ]   A .   R a n j a n ,   S .   K e w a t ,   a n d   B .   S i n g h ,   “ D S O G I - P LL  w i t h   i n - l o o p   f i l t e r   b a s e d   so l a r   g r i d   i n t e r f a c e d   sy s t e m   f o r   a l l e v i a t i n g   p o w e r   q u a l i t y   p r o b l e ms , ”   I EE E  T r a n sa c t i o n s   o n   I n d u s t ry   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   5 7 ,   n o .   1 ,   p p .   7 3 0 – 7 4 0 ,   J a n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI A . 2 0 2 0 . 3 0 2 9 1 2 5 .   [ 3 1 ]   R .   Te o d o r e s c u ,   M .   L i serr e ,   a n d   P .   R o d r í g u e z ,   G ri d   c o n v e r t e rs   f o r   p h o t o v o l t a i c   a n d   w i n d   p o w e r  s y st e m s .  H o b o k e n ,   N J ,   U S A :   W i l e y ,   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / 9 7 8 0 4 7 0 6 6 7 0 5 7 .   [ 3 2 ]   L.   H a d j i d e m e t r i o u ,   E.   K y r i a k i d e s,   a n d   F .   B l a a b j e r g ,   “ A   r o b u s t   s y n c h r o n i z a t i o n   t o   e n h a n c e   t h e   p o w e r   q u a l i t y   o f   r e n e w a b l e   e n e r g y  sy st e ms, ”   I EEE  T r a n s a c t i o n s  o n   I n d u s t ri a l   El e c t ro n i c s ,   v o l .   6 2 ,   n o .   8 ,   p p .   4 8 5 8 – 4 8 6 8 ,   A u g .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 5 . 2 3 9 7 8 7 1 .   [ 3 3 ]   S .   G o l e s t a n ,   M .   R a me z a n i ,   J.   M .   G u e r r e r o ,   F .   D .   F r e i j e d o ,   a n d   M .   M o n f a r e d ,   “ M o v i n g   a v e r a g e   f i l t e r   b a s e d   p h a se - l o c k e d   l o o p s:   p e r f o r m a n c e   a n a l y si s   a n d   d e s i g n   g u i d e l i n e s , ”   I EE E  T r a n sa c t i o n s   o n   P o w e r   El e c t ro n i c s ,   v o l .   2 9 ,   n o .   6 ,   p p .   2 7 5 0 – 2 7 6 3 ,   Ju n .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL. 2 0 1 3 . 2 2 7 3 4 6 1 .   [ 3 4 ]   M .   M i r h o ss e i n i ,   J.   P o u ,   V .   G .   A g e l i d i s ,   E .   R o b l e s ,   a n d   S .   C e b a l l o s,   “ A   t h r e e - p h a s e   f r e q u e n c y - a d a p t i v e   p h a s e - l o c k e d   l o o p   f o r   i n d e p e n d e n t   si n g l e - p h a se   o p e r a t i o n , ”   I EEE  T r a n s a c t i o n s  o n   P o w e r   El e c t ro n i c s ,   v o l .   2 9 ,   n o .   1 2 ,   p p .   6 2 5 5 – 6 2 5 9 ,   D e c .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPE L. 2 0 1 4 . 2 3 2 8 6 5 7 .   [ 3 5 ]   S .   G o l e st a n ,   J.  M .   G u e r r e r o ,   A .   V i d a l ,   A .   G .   Y e p e s ,   a n d   J.  D o v a l - G a n d o y ,   “ P LL  w i t h   M A F - b a se d   p r e f i l t e r i n g   s t a g e :   sm a l l - si g n a l   mo d e l i n g   a n d   p e r f o r ma n c e   e n h a n c e men t , ”   I E EE  T ra n s a c t i o n s  o n   P o w e r   El e c t r o n i c s ,   v o l .   3 1 ,   n o .   6 ,   p p .   4 0 1 3 – 4 0 1 9 ,   Ju n .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL. 2 0 1 5 . 2 5 0 8 8 8 2 .   [ 3 6 ]   F .   G o n z a l e z - Es p i n ,   G .   G a r c e r a ,   I .   P a t r a o ,   a n d   E.   F i g u e r e s,   “ A n   a d a p t i v e   c o n t r o l   sy s t e m   f o r   t h r e e - p h a s e   p h o t o v o l t a i c   i n v e r t e r s   w o r k i n g   i n   a   p o l l u t e d   a n d   v a r i a b l e   f r e q u e n c y   e l e c t r i c   g r i d , ”   I E EE  T ra n s a c t i o n s  o n   P o w e r  El e c t ro n i c s ,   v o l .   2 7 ,   n o .   1 0 ,   p p .   4 2 4 8 – 4 2 6 1 ,   O c t .   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL . 2 0 1 2 . 2 1 9 1 6 2 3 .   [ 3 7 ]   S .   Er e n ,   M .   K a r i m i - G h a r t e ma n i ,   a n d   A .   B a k h s h a i ,   “ En h a n c i n g   t h e   t h r e e - p h a se   sy n c h r o n o u s  r e f e r e n c e   f r a m e   P LL   t o   r e m o v e   u n b a l a n c e   a n d   h a r m o n i c   e r r o r s , ”   i n   2 0 0 9   3 5 t h   A n n u a l   C o n f e re n c e   o f   I EE E   I n d u st r i a l   El e c t r o n i c s ,   N o v .   2 0 0 9 ,   p p .   4 3 7 – 4 4 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I EC O N . 2 0 0 9 . 5 4 1 4 9 6 2 .   [ 3 8 ]   P .   R o d r í g u e z ,   R .   T e o d o r e sc u ,   I .   C a n d e l a ,   A .   V .   T i m b u s ,   M .   L i serr e ,   a n d   F .   B l a a b j e r g ,   “ N e w   p o si t i v e - se q u e n c e   v o l t a g e   d e t e c t o r   f o r   g r i d   s y n c h r o n i z a t i o n   o f   p o w e r   c o n v e r t e r s  u n d e r   f a u l t y   g r i d   c o n d i t i o n s,”   i n   2 0 0 6   3 7 t h   I EE E  P o w e r   El e c t r o n i c s   S p e c i a l i s t s   C o n f e re n c e ,   J u n .   2 0 0 6 ,   p p .   1 – 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / p e s c . 2 0 0 6 . 1 7 1 2 0 5 9 .   [ 3 9 ]   X .   G u o ,   W .   W u ,   a n d   Z.   C h e n ,   “ M u l t i p l e - c o mp l e x   c o e f f i c i e n t - f i l t e r - b a se d   p h a se - l o c k e d   l o o p   a n d   s y n c h r o n i z a t i o n   t e c h n i q u e   f o r   t h r e e - p h a s e   g r i d - i n t e r f a c e d   c o n v e r t e r s   i n   d i s t r i b u t e d   u t i l i t y   n e t w o r k s , ”   I EE E   T ra n s a c t i o n s o n   I n d u st r i a l   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   5 8 ,   n o .   4 ,   p p .   1 1 9 4 – 1 2 0 4 ,   A p r .   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 0 . 2 0 4 1 7 3 8 .   [ 4 0 ]   S .   G o l e s t a n ,   M .   M o n f a r e d ,   a n d   F .   D .   F r e i j e d o ,   “ D e si g n - o r i e n t e d   s t u d y   o f   a d v a n c e d   sy n c h r o n o u s  r e f e r e n c e   f r a me  p h a se - l o c k e d   l o o p s,”   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   Po w e r   El e c t r o n i c s ,   v o l .   2 8 ,   n o .   2 ,   p p .   7 6 5 – 7 7 8 ,   F e b .   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL . 2 0 1 2 . 2 2 0 4 2 7 6 .   [ 4 1 ]   S .   G o l e st a n ,   M .   M o n f a r e d ,   F .   D .   F r e i j e d o ,   a n d   J.  M .   G u e r r e r o ,   “ P e r f o r m a n c e   i m p r o v e m e n t   o f   a   p r e f i l t e r e d   sy n c h r o n o u s - r e f e r e n c e - f r a me  P LL  b y   u si n g   a   P I D - t y p e   l o o p   f i l t e r , ”   I EEE  T r a n sa c t i o n s  o n   I n d u st ri a l   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   6 1 ,   n o .   7 ,   p p .   3 4 6 9 – 3 4 7 9 ,   J u l .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 3 . 2 2 8 2 6 0 7 .   [ 4 2 ]   J.  S v e n sso n ,   M .   B o n g i o r n o ,   a n d   A .   S a n n i n o ,   “ P r a c t i c a l   i mp l e m e n t a t i o n   o f   d e l a y e d   s i g n a l   c a n c e l l a t i o n   me t h o d   f o r   p h a se - s e q u e n c e   sep a r a t i o n , ”   I EE E  T r a n s a c t i o n s  o n   P o w e r D e l i v e r y ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 8 – 2 6 ,   J a n .   2 0 0 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPW R D . 2 0 0 6 . 8 8 1 4 6 9 .   [ 4 3 ]   W .   L i u ,   F .   B l a a b j e r g ,   D .   Zh o u ,   a n d   S . - F .   C h o u ,   “ M o d i f i e d   i n st a n t a n e o u s   p o w e r   c o n t r o l   w i t h   p h a se   c o m p e n sa t i o n   a n d   c u r r e n t - l i m i t e d   f u n c t i o n   u n d e r   u n b a l a n c e d   g r i d   f a u l t s, ”   I EEE   J o u r n a l   o f   Em e r g i n g   a n d   S e l e c t e d   T o p i c s i n   Po w e r  El e c t ro n i c s ,   v o l .   9 ,   n o .   3 ,   p p .   2 8 9 6 – 2 9 0 6 ,   Ju n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JES TP E. 2 0 2 0 . 2 9 8 4 4 7 5 .   [ 4 4 ]   M .   C i o b o t a r u ,   R .   T e o d o r e sc u ,   a n d   F .   B l a a b j e r g ,   “ A   n e w   si n g l e - p h a s e   P LL   st r u c t u r e   b a se d   o n   s e c o n d   o r d e r   g e n e r a l i z e d   i n t e g r a t o r , ”   i n   2 0 0 6   3 7 t h   I E EE  P o w e r   El e c t r o n i c s  S p e c i a l i s t s  C o n f e re n c e ,   J u n .   2 0 0 6 ,   p p .   1 – 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / p e s c . 2 0 0 6 . 1 7 1 1 9 8 8 .   [ 4 5 ]   W .   Li ,   X .   R u a n ,   C .   B a o ,   D .   P a n ,   a n d   X .   W a n g ,   “ G r i d   s y n c h r o n i z a t i o n   s y st e ms  o f   t h r e e - p h a se  g r i d - c o n n e c t e d   p o w e r   c o n v e r t e r s:   a   c o m p l e x - v e c t o r - f i l t e r   p e r s p e c t i v e , ”   I EEE  T r a n s a c t i o n s  o n   I n d u st r i a l   E l e c t ro n i c s ,   v o l .   6 1 ,   n o .   4 ,   p p .   1 8 5 5 – 1 8 7 0 ,   A p r .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 3 . 2 2 6 2 7 6 2 .   [ 4 6 ]   V .   D .   B a c o n   a n d   S .   A .   O l i v e i r a   d a   S i l v a ,   “ P e r f o r ma n c e   i mp r o v e me n t   o f   a   t h r e e ‐ p h a s e   p h a se‐l o c k e d ‐ l o o p   a l g o r i t h m  u n d e r   u t i l i t y   v o l t a g e   d i st u r b a n c e s   u si n g   n o n ‐ a u t o n o mo u s   a d a p t i v e   f i l t e r s , ”   I ET   Po w e r   El e c t r o n i c s ,   v o l .   8 ,   n o .   1 1 ,   p p .   2 2 3 7 – 2 2 5 0 ,   N o v .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - p e l . 2 0 1 4 . 0 8 0 8 .   [ 4 7 ]   A .   Ti mb u s,   R .   T e o d o r e s c u ,   F .   B l a a b j e r g ,   a n d   P .   R o d r i g u e z ,   “ G r i d   mo n i t o r i n g   f o r   d i st r i b u t e d   p o w e r   g e n e r a t i o n   s y st e ms  t o   c o m p l y   w i t h   g r i d   c o d e s, ”   i n   2 0 0 6   I EE E   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   I n d u st r i a l   El e c t ro n i c s ,   J u l .   2 0 0 6 ,   p p .   1 6 0 8 – 1 6 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S I E. 2 0 0 6 . 2 9 5 7 1 2 .   [ 4 8 ]   B .   L i u ,   F .   Z h u o ,   Y .   Z h u ,   H .   Y i ,   a n d   F .   W a n g ,   “ A   t h r e e - p h a se   P LL  a l g o r i t h m  b a se d   o n   si g n a l   r e f o r mi n g   u n d e r   d i st o r t e d   g r i d   c o n d i t i o n s , ”   I E EE  T r a n sa c t i o n s   o n   P o w e r  E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 0 ,   n o .   9 ,   p p .   5 2 7 2 – 5 2 8 3 ,   S e p .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPE L. 2 0 1 4 . 2 3 6 6 1 0 4 .   [ 4 9 ]   F .   A .   S .   N e v e s ,   H .   E.   P .   d e   S o u z a ,   F .   B r a d a sc h i a ,   M .   C .   C a v a l c a n t i ,   M .   R i z o ,   a n d   F .   J .   R o d r i g u e z ,   “ A   s p a c e - v e c t o r   d i s c r e t e   f o u r i e r   t r a n sf o r m  f o r   u n b a l a n c e d   a n d   d i st o r t e d   t h r e e - p h a s e   si g n a l s,”   I EEE  T r a n s a c t i o n s  o n   I n d u st r i a l   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   5 7 ,   n o .   8 ,   p p .   2 8 5 8 – 2 8 6 7 ,   A u g .   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 0 9 . 2 0 3 6 6 4 6 .   [ 5 0 ]   F .   D .   F r e i j e d o ,   A .   G .   Y e p e s,  Ó .   L ó p e z ,   A .   V i d a l ,   a n d   J.   D o v a l - G a n d o y ,   “ Th r e e - p h a se  P LLs  w i t h   f a st   p o st f a u l t   r e t r a c k i n g   a n d   st e a d y - st a t e   r e j e c t i o n   o f   v o l t a g e   u n b a l a n c e   a n d   h a r m o n i c s  b y   me a n s  o f   l e a d   c o m p e n sa t i o n , ”   I EEE   T r a n s a c t i o n s  o n   P o w e r   El e c t r o n i c s ,   v o l .   2 6 ,   n o .   1 ,   p p .   8 5 – 9 7 ,   Jan .   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPEL . 2 0 1 0 . 2 0 5 1 8 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       P h a s e - lo ck ed   lo o p   b a s ed   s yn c h r o n iz a tio n   s ch eme s   fo r   th r ee - p h a s e  u n b a la n ce d   …   ( P o o n a m  Tr ip a th y )   943   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Po o n a m   Tr ip a t h y           re c e iv e d   h e r  e lec tri c a l  e n g in e e rin g   d e g re e   f ro m   Bij u   P a tn a ik   Un iv e rsity   o f  Tec h n o lo g y ,   Od is h a ,   In d ia,  in   2 0 1 3 .   S h e   re c e iv e d   h e r  m a ste r  d e g re e   i n   e lec tri c a l,   e n e rg y   sy ste m s  e n g in e e rin g   fr o m   Co ll e g e   o f  E n g in e e rin g   a n d   Tec h n o lo g y ,   Od ish a ,   I n d ia,  i n   2 0 1 7 .   S h e   is  c u rre n tl y   p u rsu i n g   h e r  P h . D.  in   S c h o o l  o f  E lec tri c a l  En g i n e e rin g   a t  KIIT   Un iv e rsity ,   In d ia.  He r  re se a rc h   in tere sts  in c l u d e   p h o to v o l taic   a n d   win d   e n e r g y   s y ste m s,   in teg ra ti o n   o f  d istri b u ted   g e n e ra ti o n   s y ste m s,  a n d   d e sig n   a n d   c o n tr o l  o f  g r id   c o n n e c ted   p o we r   c o n v e rters   fo r   re n e wa b le  e n e rg y   s y ste m s.   S h e   c a n   b e   c o n tac t e d   a t  e m a il :   p o o n a m tri p a t h y . lal i@g m a il . c o m .         Dr .   Ba n ish r e e   Mi sr a           re c e iv e d   h e r  m a ste r  d e g re e   in   p o we r  e lec t ro n ics   a n d   d ri v e s   in   2 0 0 7   a n d   P h . D.  d e g re e   in   e lec tri c a l  e n g in e e rin g   in   2 0 1 8   fro m   KIIT  Un iv e rsit y ,   Bh u b a n e sw a r,   In d ia.   S h e   is w o rk i n g   a s a ss o c iate   p ro fe ss o r  in   S c h o o l  o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   KIIT  Un iv e rsity ,   Bh u b a n e sw a r,   I n d ia.  He r  re se a rc h   a re a   in c lu d e s  p o we r  q u a li ty   e n h a n c e m e n t,   p o we r  e lec tro n ics   a n d   d riv e s,  d e sig n ,   a n a ly sis  a n d   a p p li c a ti o n s  o f  a c ti v e   a n d   p a ss iv e   fil ters   fo r   h ig h   p o we r  a p p l ica ti o n s,  a n d   g ri d   sy n c h ro n iza ti o n   tec h n i q u e s.   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   b m isra fe l@k ii t. a c . in .         Dr .   By a m a k e sh  Na y a k           re c e iv e d   h is  m a ste r  d e g re e   in   e lec tri c a l  e n g in e e rin g   fr o m   In stit u te  o f  Tec h n o lo g y ,   Ba n a ra s  Hin d u   U n iv e rsit y   (IT - BHU ),   In d ia  a n d   P h . D.  d e g re e   i n   e lec tri c a l  e n g in e e rin g   fro m   KIIT   Un iv e rsity ,   Bh u b a n e sw a r,   In d ia.   He   is  c u rre n tl y   wo r k in g   a s  De a n ,   S c h o o l   o f  El e c tri c a l  En g i n e e rin g ,   KIIT   Un i v e rsity ,   B h u b a n e sw a r,   In d ia.  His   re se a rc h   in tere st  i n c lu d e s   re n e wa b le  e n e rg y ,   p o we r   e lec tro n ics   a n d   e lec tri c a l  d ri v e s  a n d   a p p li c a ti o n   o f   P IC  m icro c o n tro l lers   in   sp e c ial  d riv e   a p p li c a ti o n s,  h y b rid   v e h icle ,   a n d   m u l ti lev e l   in v e rters .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  e lec tri c b k n 1 1 @ g m a il . c o m .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.