I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   10 ,   No .   2 May   201 8 ,   p p .   4 3 6 ~4 4 5   I SS N:  2502 - 4752 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 1 0 . i2 . p p 436 - 4 4 5          436       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   Perf o r m a nce  of C uk - K Y Conv er ter  F ed Mu ltilevel I n v erte for  H y brid Sou r ces       V. Va s ud ev a n * K . B a la j i   De p a rtme n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g   S t.   P e ters   In st it u te  o f   Hig h e Ed u c a ti o n   a n d   Re se a rc h ,   A v a d i,   Ch e n n a 6 0 0 0 5 4 ,   I n d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   N ov   1 8 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J an   2 3 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   F eb   1 4 ,   2 0 1 8       Distrib u te d   e n e rg y   so u rc e   b a se d   e lec tri c it y   g e n e ra ti o n   is  a n   e ss e n ti a f a c to f o th e   e c o n o m ic  g ro w th   a n d   d e v e lo p m e n o f   a   c o u n try .   T h e   p h o to v o lt a ic,   f u e c e ll   a n d   b a tt e ry   b a se d   p o w e g e n e ra ti o n   o f f e a   h ig h   v o lt a g e   g a in .   T h e   DC - DC  CUK   c o n v e rter  b a se d   o n   b o t h   b u c k   a n d   b o o st   m o d e   o f   o p e ra ti o n   is  p ro p o se d   f o h ig h   g a in   d c   li n k   v o lt a g e .   T h e   h y b rid   CUK   KY   Co n v e rter  b a se d   m u lt il e v e in v e rter   is  d e sig n e d   a n d   im p le m e n ted .   He re ,   th e   m a in   a d v a n tag e o f   h y b rid   b o o st  m o d e   o p e ra ti o n   o f   Cu k   c o n v e rter,  ste p   u p   c o n f ig u ra ti o n   is  u se d   w h ich   w il re su lt   in   im p ro v e   c o n v e rsio n   v o lt a g e   ra ti o   a n d   b e tt e d a m p in g   o f   o sc il latio n s.  T h e   DC - DC  c o n v e rter  v o lt a g e   h a s   re g u late d   b y   th e   m a x i m u m   p o w e r   p o in trac k in g   a n d   P c o n tro b a se d   m e th o d   is  u se d .   T h e   c a sc a d e d   m u lt il e v e in v e rter  in   h y b rid   re n e wa b le  e n e rg y   p ro d u c ti o n   in teg ra ti n g   w it h   sw i tch e d   c a p a c it o m e th o d   is  d e sig n e d .   T h e   p ro p o se d   c o n v e rter  is  d e sig n e d   a n d   im p lem e n ted   in   M A TL A B/S I M UL INK   e n v iro n m e n t.   K ey w o r d s :   Fu el  ce ll   Ma x i m u m   P o w er   P o in T r ac k in g   ( MP PT )   Mu lti  L e v el  I n v er ter   ( ML I )   P h o to   Vo ltaic  ( P V)   P u ls W id th   Mo d u latio n   ( P W M   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   V. Vasu d e v an ,     Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   St.  P eter s   I n s tit u te  o f   Hi g h er   E d u ca tio n   an d   R esear ch ,   Av ad i,  C h en n ai  6 0 0 0 5 4 ,   I n d ia     E m ail:  v as u d ev a n 1 p h d @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h r en e w ab le  en er g y   b ased   p o w er   g en er atio n   g en er ate s   less   v o lta g it  w i ll  b in cr ea s ed   b y   th d c - d co n v er ter .   T h m u ltil e v el  in v er ter   h as  u s ed   i n   i n d u s tr ia ap p licatio n   f o r   h ig h   p o w er   co n v er s io n   s u ch   as   r ea ctiv p o w er   co m p en s ato r ,   F A C T d ev ices,  tr ac tio n   d r iv es.  I n   p h o to v o ltaic  p o w er   g e n er atio n   t h b o o s t   DC DC   co n v er ter s   ar w id ely   u s ed .   I n   s e m ico n d u cto r   d ev ices  t h s o f t   s w i tch i n g   c h ar ac ter is tics   is   attai n ed   an d   also   r ed u ce   th s w itch in g   lo s s es  b y   th C u k   co n v er ter   b ased   o n   d is co n tin u o u s   ca p ac ito r   v o ltag e   m o d e.   T h C u k   co n v er ter   s w itc h e s   ar o n   an d   o f f   b y   ze r o   v o lta g a n d   cu r r en t   s w itc h i n g   [ 1 ] .   T h s tep   u p   co n v er ter   is   u s ed   i n   t h s w itc h ed   m o d p o w er   s u p p l y   d ev ice.   T h C u k   c o n v er ter   b ased   p o w er   g e n er ati o n   h a s   n o u s t h e   in d u cto r   f i lter   at  th o u tp u s i d an d   tr an s f er r i n g   t h q u alit y   p o w er   b y   u s in g   t h co n tr o l   m eth o d s .   T h C u k   co n v er ter   h a v i n g   co n ti n u o u s   cu r r en at  b o th   i n p u a n d   o u tp u s id es  an d   u s ed   f o r   p er f o r m a n ce   an al y s is .   I n ter leav ed   C u k   co n v er ter   i s   u s ed   to   r ed u ce   th i n p u t   cu r r en r ip p le  an d   also   t o   i m p r o v tr an s ie n t   p er f o r m a n ce s .   T h ad v an ta g es   o f   C u k   co n v er ter   h a v i n g   b ette r   ef f icie n c y   attr ib u tab le  to   ca n ce llatio n   o f   s o u r c e   cu r r en r ip p le,   r ed u ctio n   o f   r i p p le  co n ten in   b o th   o u tp u v o ltag an d   cu r r en t,  an d   i m p r o v e m e n o f   tr an s ien t   p er f o r m a n ce   [ 2 - 4] .   T h s tep   u p   co n v er ter   g en er ate  lar g o u t p u v o ltag r ip p les    an d   s lo w     tr an s ie n   r esp o n s e     d u   to     t h p u l s ati n g   o u tp u ca p ac ito r   cu r r en a n d   t h r i g h t - h alf   p lan e   ze r o   in   tr an s f er   f u n ct io n   f r o m   d u t y   r atio   to   o u tp u v o lta g e.   T h KY  co n v er ter   h as  le s s   o u t p u v o lta g r ip p les  an d   f ast   tr an s ie n r esp o n s e   co m p ar ed   w ith   t h b o o s co n v er ter .   T h in teg r ated   KY  co n v er ter   h as  d esi g n ed   w i th   p o w er   co m p o n e n ts   in cl u d in g   en er g y   tr a n s f er r in g   ca p ac ito r ,   in d u cto r ,   an d   f ilter   ca p ac ito r   ar ev alu ated   [ 5 ] .   T h KY  co n v er ter   h as   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       P erfo r ma n ce   o f Cu k - K Y C o n ve r ter F ed   Mu ltil ev el  I n ve r ter f o r   Hyb r id   S o u r ce s   ( V . V a s u d ev a n )   437   in te g r atio n   o f   s y n c h r o n o u s   r e ctif ied   b o o s co n v er ter   a n d   c o u p led   in d u c to r .   T h is   co n v er t er   h as   an a l y ze d   t h e   r elatio n s h ip   o f   o u tp u t v o lta g an d   lo ad   cu r r en t.   T h KY  co n v er ter   h as  h i g h   v o ltag g ain   b y   t h in teg r ati o n   o f   t w o   co n v er ter s   s u ch   as   b o o s an d   in d u cto r   co u p led .   T h leak a g e   in d u cta n ce   o f   th co u p led   in d u cto r   is   u s ed   to   attai n   t h ze r o   v o ltag s w itc h i n g   ( Z VS)   an d   th cu r r en s tr ess   o n   th ch ar g p u m p   ca p ac ito r s   an d   th d ec r ea s in g   r ate  o f   th d io d e   cu r r en ca n   b li m ited   d u to   th u s o f   th co u p l ed   in d u cto r   an d   o u tp u t   cu r r en is   n o n - p u l s ati n g   [ 6 ] .     T h KY  co n v er ter   b ased   m u ltil e v el  m o d u lar   in v er ter   h a s   d ec r ea s th e   v o lt ag a n d   cu r r e n s tr ess   o f   s w itc h i n g   d ev ice  a n d   in cr ea s t h e f f icie n c y   o f   th e   c o n v er ter   b ased   s y s te m .   T h o u tp u v o ltag e   o f   th C u k   b ased   m u ltil e v el  i n v er ter   h as  i n cr ea s e s   t h h ig h   g ai n   b y   th t u r n s   r atio   a n d   d u t y   c y c l e.   T h o u tp u o f   t h KY  co n v er ter   h as  b o th   b u c k   as  w e ll  as  b o o s co n v er ter   [ 7 ] .     T h b r id g in v er ter   h a s   u s ed   to   r e d u ce   th p o w er   s w itc h es,  lo s s es,  v o lta g e   s tr ess   a n d   co n v er ter   co s t.  T h m u ltil e v el  in v er ter   h a s   r ed u ce s   th h ar m o n ic s   an d   i m p r o v t h p er f o r m an ce   o f   th co n v er ter   s y s te m .   T h p h o to v o ltaic  en er g y   b ased   i n v er ter   s y s te m   h as  e f f ec t iv a n d   ef f icie n p o w er   elec tr o n ic  d ev ice  i n ter f ac with   s o u r ce .   T h in v er ter   h a s   o p er ated   in   b o th   s y m m etr ical   an d   as y m m e tr ical   m o d [ 9 - 1 1 ] .       2.   SYST E M   DE SCRI P T I O   T h m u ltil e v el  in v er ter   h as  t o   d ec r ea s th v o ltag s tr ess   an d   h ar m o n ic  d is to r tio n .   T h m u lt ilev el   in v er ter   h a s   u s ed   m o r n u m b er   o f   s w i tch e s   a s   co m p ar e d   to   co n v e n tio n al  t w o   le v el   in v er ter s   [ 8 ] .   T h m u ltil e v el  i n v er ter   b ased   h y b r id   co n v er ter   s u ch   a s   C u k   a n d   KY.   T h co n tr o ller   o f   KY  C o n v er ter   u tili ze s   t h e   m ax i m u m   p o w er   p o in tr ac k i n g   co n tr o m eth o d   f o r   g en er ati n g   h i g h   p o w er   f r o m   t h p h o to v o ltaic  s o u r ce   [ 1 2 ] .   T h f u el  ce ll  b ase d   C u k   co n v er ter   p r o d u ce   th v o lta g b y   t h P I   co n tr o m et h o d o lo g y .   T h b lo ck   d ia g r a m   o f   p r o p o s ed   s y s te m   is   s h o w n   in   Fig u r 1 .           Fig u r 1 .   B lo ck   d iag r a m   o f   P r o p o s ed   Me th o d       T h r en e w ab le  en er g y   s u c h   as   s o lar   an d   f u el  ce ll  g e n er ate  th d v o ltag h av i n g   less   m a g n itu d e.   T h v o ltag is   i m p r o v ed   b y   t h C u k   an d   KY  co n v er ter   is   ca s ca d ed   an d   th d lin k   o u tp u is   f ed   in to   th m u lt ilev e l   in v er ter   w ill  g en er ate  co m p ar a tiv el y   less   to tal  h ar m o n ic  d is t o r tio n   an d   i m p r o v ed   th ef f ici en c y   o f   t h in v er ter   f ed   r en e w ab le  en er g y   s y s te m   [ 1 3 - 1 4 ] .   T h d lin k   v o ltag i s   co m p ar ed   w ith   r ef er e n ce   v o l tag an d   is   f ed   in to   th P I   co n tr o b ased   p u l s w i d th   m o d u latio n   w ill   r eg u late  th o u tp u o f   t h C u k   b a s ed   f u e ce ll.  T h K co n v er ter   u ti l izes  th m a x i m u m   p o w er   p o in tr ac k i n g   f o r   im p r o v in g   t h v o ltag g ai n   as  w ell  a s   r eg u la tes  th e   v o ltag e.           - ve   Fu el  C ell   P h o to v o ltaic   C UK  C o n v er ter   KY  C o n v er ter                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Mu ltil e v el            I n v er ter   L o ad   B AT T E R Y   +v e   C ar r ier   P h ase  s h i f ted   SVP W M   MP PT   V P I   C o n tr o l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 Ma y   2 0 1 8   :   4 3 6     4 4 5   438   3.   DYNA M I M O DE L I N G   O F   P RO P O SE M E T H O D   3 . 1 .       So l a P o w er   G ener a t io n   T h s o lar   b ased   r en e w ab le  e n er g y   p r o d u ce s   th e   p o w er   f r o m   r ad iatio n .   T h s e m ico n d u ct o r   m ater ial  u s ed   to   co n v er t h s u n lig h r ad iatio n   in to   elec tr icit y .   T h p h o to v o ltaic  s y s te m   h a s   an   i m p o r ta n f o r   d is tr ib u ted   p o w er   g e n er atio n .   P s y s te m   co n s i s ts   o f   n u m b e r   o f   s o lar   ce ll s   t h ese  ar co n n ec ted   in   s er ies  f o r   g en er ati n g   elec tr ical  p o w er   with   h i g h   p o te n tial.  T h p h o to n s   o f   li g h f all  o n   t h s e m ico n d u cto r   m ater ial  a n d   th elec tr o n s   f lo w   i n   th m ate r ial  [ 1 7 ] .   T h p r o p o s ed   s o lar   p o w er   g e n er atio n   h as  n o n li n ea r   p o w er   ca n   c h a n g e   w it h   th e   e n v ir o n m e n tal   co n d i tio n ,   le s s   m ai n te n a n ce   a n d   co s e f f ec ti v e.   T h v o ltag e   p r o d u ce d   f r o m   t h e   P V   ce ll  d ep en d s   o n   th s e m ico n d u cto r   u s ed   an d   also   v ar y i n g   te m p er at u r e,   in s o latio n   etc.   T h P j u n ctio n   ab s o r b s   th r ad iatio n   an d   f o r m s   t h elec tr o n   h o le  p air   [ 1 5 ] .   T h u s   th li g h e n er g y   is   co n v er ted   to   elec tr ical   en e r g y .   T h s in g le  d io d P m o d u le  is   s h o w n   i n   Fi g u r 2 .           Fig u r 2 .   P h o to v o ltaic  C ell       I n   P th cu r r en s o u r ce   in d ic ate  th li g h g e n er ate  th c u r r en t.        o I d i o d e I KT qV e 1                 ( 1 )       W h er I o =satu r atio n   cu r r e n t,   V= ap p lied   v o ltag e,   K= B o ltz m an n   co n s tan t,   T = T em p er atu r e   Q= elec tr o n   ch ar g e     3 . 2 .   F uel C ell   T h f u el  ce ll  b ased   r en e w ab le   en er g y   g e n er atio n   h a s   s e v er al  t y p es.  T h p r o p o s ed   p r o to n   ex ch a n g e   m e m b r a n b ased   f u el  ce ll  g en er ates  . 0 7 1   v o ltag e.   T h f u el   ce lls   ar elec tr icall y   co n n ec te d   in   s er ies  f o r m i n g   s tack   w h ic h   p r o v id es  lar g p o w er   at  h ig h   v o ltag a n d   cu r r en lev el s .   T h P E b ased   f u e h a s   th r ee   co m p o n e n t s   s u c h   a s   ca t h o d e,   an o d a n d   s o lid   p o l y m er   e le ctr o ly te  m e m b r a n e.   T h ad v a n tag e s   o f   f u el  ce l l   h av e   lo w   te m p er atu r e,   h i g h   p o w er   d e n s it y ,   f as t r esp o n s a n d   ze r o   e m i s s io n .   T h ch e m ical   r ea ctio n s   o cc u r r in g   at  th an o d an d   ca th o d elec t r o d o f   P E f u el  ce ll is   g i v e n   as,     An o d R ea ctio n :     e H H 4 4 2 2               ( 2 )   C ath o d eReact io n :   O H e H O 2 2 4 2               ( 3 )   T o talC ellR ea ctio n h e a t y e l e c t r i c i t O H O H 2 2 2 2 2             ( 4 )             IL D1 Rsh Rs + - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       P erfo r ma n ce   o f Cu k - K Y C o n ve r ter F ed   Mu ltil ev el  I n ve r ter f o r   Hyb r id   S o u r ce s   ( V . V a s u d ev a n )   439         Fig u r 3 .   Sch e m atic  Dia g r a m   o f   P E MFC       T h s ch e m at ic  d iag r a m   o f   p r o to n   ex ch a n g m e m b r a n b ased   o n   f u e ce ll  Fi g u r 4   s h o w s   t h e   eq u iv ale n t c ir c u it d iag r a m   o f   f u el  ce ll.    T h v o ltag o f   t h f u el  ce ll is   g i v e n   b elo w   i n   eq u ati o n .       c o n c o h m i c a c t t h e r m o c e l l V V V E V             ( 5 )           Fig u r 4 .   E q u iv ale n C ir c u it  o f   F u el  ce ll       3 . 3 .   Cuk   Co nv er t er   T h C u k   co n v er ter   is   s i m i lar   as  b u ck   b o o s co n v er ter   b u t h o u tp u o f   t h co n v er ter   is   n eg at iv i n   m ag n it u d e.   T h C u k   co n v er ter   w o r k   i n   co n ti n u o u s   co n d u c tio n   m o d e.   T h s w i tch   S w 1   i s   o n ,   th d io d w ill  b e   r ev er s b iased ,   th cu r r en t a cr o s s   th i n d u cta n ce   is   i n cr ea s ed   an d   p o w er   is   tr an s f er r ed   to   th lo ad .       Fig u r 5 .   C ir cu it  Dia g r a m   o f   C u k   C o n v er ter   C1 RL L1 Sw 1 2 1 3 D C   s o u rc e 1 2 L2 C2 D1 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 Ma y   2 0 1 8   :   4 3 6     4 4 5   440   T h s w itc h   s w 1   i n   th C u k   c o n v er ter   is   t u r n ed   o f f ,   th d i o d f u n ct io n   as  f o r w ar d   b ias ed   an d   th ca p ac ito r   is   n o w   c h ar g i n g .   T h o u tp u t v o lta g o f   t h C u k   co n v er ter   is   g i v en   a s     D D in V o V 1                   ( 6 )     T h C u k   co n v er ter   h as   ac h ie v ed   th s tab le  o p er atio n   a n d   u s e   th e   in d u cto r   an d   ca p ac ito r   f o r   r ed u cin g   th r ip p le  at  th o u tp u t.  T h c o n v er ter   r ed u ce s   th s w i tch i n g   lo s s es  an d   co n d u ctio n   lo s s es  u s i n g   th MO S FET   s w itc h es.  I n   C u k   co n v er ter   t h lo w   r an g o f   p as s iv e   ele m e n ts   is   u s ed   f o r   lead i n g   t h c u r r en r eg u latio n .   T h in d u cto r   u s ed   as   th e   f i lter   f o r   d ec r ea s in g   th e   h ar m o n ic  r ip p l e.   I n   ca p ac ito r   is   u s ed   f o r   tr an s f er r i n g   th e n er g y .   T h h ig h   v al u o f   in d u ctan ce   is   u s ed   an d   th c u r r en f lo w i n g   t h r o u g h   th co n v er ter   cir c u it  i s   co n s ta n t.  T h e   h ig h   v alu o f   ca p ac itan ce   i s   u s e d   to   m ai n tai n   th v o lta g o f   c o n v er ter   o u tp u t.        3 . 4 .   K Co nv er t er   T h KY  co n v er ter   o p er ates  in   p o s itiv c u r r en m o d e.   T h cu r r en f lo w i n g   t h r o u g h   th m ag n et izin g   in d u cto r   an d   t h o u tp u cu r r e n o f   t h i n d u cto r   L 3   is   al w a y s   p o s iti v e.   T h d ea d   ti m b et w ee n   t w o   s w itch e s   ar n eg lecte d .   T h s w i tch   S1   is   t u r n ed   o f f   a n d   S w 2   is   tu r n e d   o n .   T h in d u cta n ce   L 3   an d   L 1   ar m a g n etize d   s i m u lta n eo u s l y .   T h C 2   i s   c h ar g ed   an d   L 2   is   d e m a g n e tize d   [ 1 6 ] .   T h v o ltag ac r o s s   t h lo ad   is   g iv e n   i n   eq u atio n .     Fi g u r 6   s h o w s   th cir c u it d iag r a m   o f   KY  co n v er t er .     o V c V L V 2 2                 ( 7 )         Fig u r 6 .   C ir cu it  Dia g r a m   o f   KY  C o n v er ter       T h S w 1   is   t u r n ed   o n   an d   S w 2   is   tu r n ed   o f f .   T h v o lta g e   ac r o s s   L 2   is   g i v en   i n   eq u atio n     o V c V c V L V 2 1 2               ( 8 )       3 . 5 .   M ultilev el  I nv er t er   T h m u lti lev el  in v er ter   is   u s e d   to   r ed u ce   th h ar m o n ics  a n d   in cr ea s th p er f o r m an ce   o f   r en e w ab le  en er g y   s y s te m .   T h ca s ca d ed   b r id g m u ltil e v el  in v er t er   is   u s ed   th e   s i n g le  d s o u r ce   w it h   s w itc h ed   ca p ac ito r   f o r   attain in g   h ig h   e f f icie n c y .   T h ca s ca d ed   m u ltil ev el  i n v er ter   g e n er ate  m u ltil e v el  w it h   les s   p o w er   s u p p l y .   T h is   i n v er ter   r ed u ce s   t h p o w er   s w itc h es   an d   f u n ctio n   as   u n id ir ec tio n al   ch ar ac ter is tics .   T h s i n g le  d c   s o u r ce   is   u s ed   to   in cr ea s t h l ev el  an d   also   d ec r ea s th to ta l h ar m o n i d is to r tio n   [ 1 8 ] .     T h s in g le  s o u r ce   ca n   c h ar g th ca p ac ito r   C 1   an d   C 3   b y   u s in g   t h c h ar g i n g   s w i tch   S w 1   an d   S w 2 .   T h ch ar g in g   cir cu it  co n tai n s   th p o w er   s w itch e s   an d   ca p ac ito r .   T h lev el  s h i f ted   s i n u s o id al  p u ls w id th   m o d u latio n   h a s   b etter   o u tp u t v o ltag e   co m p ar ed   to   th p h ase  s h i f ted   s i n u s o id al  p u ls w id t h   m o d u latio n .     C1 RL L1 Sw 1 2 1 3 Sw 2 2 1 3 D C   s ou rc e 1 2 L2 L3 C2 C3 D1 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       P erfo r ma n ce   o f Cu k - K Y C o n ve r ter F ed   Mu ltil ev el  I n ve r ter f o r   Hyb r id   S o u r ce s   ( V . V a s u d ev a n )   441         Fig u r 7 .   C ir cu it  Dia g r a m   o f   P r o p o s ed   Mu ltil ev el  I n v er ter       4.   P RO P O SE CO NT RO L   M E T H O DO L O G Y   T h f u el  ce ll  b ased   C u k   co n v er ter   u tili ze s   th e   P I   co n tr o ller   f o r   b o o s th v o ltag a n d   p h o to v o ltaic  b ased   KY  co n v er ter   r eg u lates   th v o ltag b y   t h m a x i m u m   p o w er   p o in tr ac k i n g .   T h ca r r ier   p h ase  s h if ted   p u ls w id th   m o d u latio n   is   u s e d   in   th m u ltil e v el  i n v er ter   h a s   th r ee   b r id g in v er ter   s h ar eq u al  p o w er .   T h e   s w itc h   ( S1 1 ,   S1 2 ) ,   ( S1 3 ,   S1 4 ) ,   ( S2 1 ,   S2 2 ) ,   ( S2 3 ,   S2 4 ) ,   ( S3 1 ,   S3 2 ) ,   ( S3 3 ,   S3 4 )   ar o p e r ated   in   co m p le m e n tar y   m an n er .   T h ca p ac ito r s   ar e   ch ar g in g   b y   s w itc h es  S w 1 ,   S w 2 .     T h s w itc h   S w 1   ca n   b o b ta in ed   b y   t h s w itc h   S1 3   an d   S2 1   b y   t h A ND  g at an d   S w 2   is   o b tain ed   b y   S2 3   an d   S3 1   ca n   b e   A ND  g a te  cir cu it.    T h ca r r ier   b ased   p h ase  s h i f ted   s i n u s o id al   p u ls w id th   m o d u lat io n   is   s h o w n   i n   Fi g u r 8 .             Fig u r 8 .   P r o p o s ed   C ar r ier   B a s ed   P h ase  Sh i f ted   P u ls W id t h   Mo d u latio n     C1 S11 2 1 3 D C   s ou rc e 1 2 S12 2 1 3 S13 2 1 3 S21 2 1 3 C2 S22 2 1 3 S31 2 1 3 S32 2 1 3 S34 2 1 3 C3 S33 2 1 3 Sw 2 2 1 3 Sw 1 2 1 3 S23 2 1 3 S14 2 1 3 S24 2 1 3 Load Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 Ma y   2 0 1 8   :   4 3 6     4 4 5   442   5.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h p r o p o s ed   h y b r id   r en e w ab le  en er g y   b ased   m u lt ilev e l   in v er ter   co n f i g u r atio n   is   i m p le m en ted   an d   r esu lt s   ar v er if ied   in   M A T L A B /SIM U L I NK.   T h p er f o r m an ce   o f   C u k   KY  b ased   in v er te r   cir cu it  is   an al y ze d .   T h i m p r o v ed   d u al  i n p u C u k   KY  co n v er ter   r ed u ce s   t h co n d u ctio n   lo s s es,  lo w er   r ati n g   o f   d ev ice s   r eq u ir ed ,   th e   v o lta g a n d   cu r r e n s tr ess e s   ar le s s .   T h u s ,   t h e   s i m u latio n   r es u lt s   al s o   g iv e s   t h e   p er f o r m an ce   a n al y s is   s u c h   as  h i g h er   e f f icien c y ,   r eq u ir ed   s m al ler   s ize  o f   en er g y   s to r ag e   ele m en ts   an d   lo w er   r atin g   o f   s w itc h in g   d ev ice s .   T h Si m u li n k   m o d el   o f   p r o p o s ed   h y b r i d   s y s te m   i s   s h o w n   b elo w   i n   Fig u r 9 .   T h S i m u lin k   p ar a m eter s   ar e   s p ec if ied   i s   g i v en   i n   T ab le  1 .   T h P o u tp u v o lta g w a v e f o r m   is   s h o w n   i n   F ig u r 1 0 .   T h P o u tp u t   cu r r e n t   w a v e f o r m   is   s h o w n   i n   Fi g u r e   1 1 .   T h DC   lin k   v o lta g w a v ef o r m   o f   C u k -   KY  co n v er ter   is   s h o w n   in   Fi g u r e   1 2 .   T h m u l tilev e i n v er ter   o u tp u v o ltag e   w a v e f o r m   i s   s h o w n   i n   Fi g u r e   1 3 .   T h to tal  h a r m o n ic   d is to r tio n   is   s h o w n   in   F ig u r 1 4 .       T ab le.   1   Sim u latio n   P ar am e ter s   Sp ec if icat io n   S . N O   P A R A M ET ER S   V A L U E   1   S o l a r   V o l t a g e   30V   2   F u e l   C e l l   V o l t a g e   30V   3   S w i t c h i n g   F r e q u e n c y   5 0 H z   4   B a t t e r y   C a p a c i t y   5 5 A h   5   O u t p u t   V o l t a g e   65V   6   F i l t e r   C a p a c i t a n c e   90e - 6 F           Fig u r 9 .   Si m u li n k   Mo d el  o f   Ov er all  P r o p o s ed   C ir cu it C o n f ig u r at io n           Fig u r 1 0 .   P Ou tp u t V o ltag e   W av ef o r m       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       P erfo r ma n ce   o f Cu k - K Y C o n ve r ter F ed   Mu ltil ev el  I n ve r ter f o r   Hyb r id   S o u r ce s   ( V . V a s u d ev a n )   443       Fig u r 1 1 .   P Ou tp u t Cu r r e n W av ef o r m           Fig u r 1 2 .   DC   L i n k   Vo lta g W av ef o r m   o f   C u k - KY  C o n v er ter           Fig u r 1 3 .   Mu ltil ev e l I n v er ter   Vo ltag W av e f o r m       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 Ma y   2 0 1 8   :   4 3 6     4 4 5   444       Fig u r 1 4 .   T o tal  Har m o n ic  D i s to r tio n   o f   P r o p o s ed   Hy b r id   So u r ce s   B ased   Mu ltil e v el  I n v er ter       6.   CO NCLU SI O N   T h h y b r id   r en e w ab le  e n er g y   s u c h   as  p h o to v o ltaic  a n d   f u el  ce ll  p o w er   g en er atio n   ar i m p le m e n ted   an d   an al y ze d   f o r   h i g h   g ai n   w it h   le s s   h ar m o n ic  d is to r tio n .   T h Ma x i m u m   p o w er   p o in t   tr ac k in g   m eth o d   is   d esig n ed   in   th p h o to v o ltaic  b ased   KY  co n v er ter   is   in teg r ate d   w ith   t h f u el  ce ll  b ased   o n   t h C UK  co n v er ter .   T h P I   c o n tr o m et h o d   is   u s e d   in   th e   f u el   ce ll   f o r   i m p r o v i n g   t h p er f o r m an ce .   T h m u l tilev el   i n v er ter   f o r   r ed u ce d   th h ar m o n ic s   b y   i n teg r ati n g   C UK  KY  co n v er ter .     T h p r o p o s ed   m u lt ilev e i n v er ter   f ed   h y b r id   co n v er ter   f o r   in cr ea s i n g   t h p er f o r m a n ce   o f   d r iv s y s te m .   T h m ax i m u m   p o w er   p o i n tr ac k i n g   co n tr o m et h o d   is   d esig n   f o r   g en er ati n g   t h g ate  p u l s f o r   v o ltag r eg u la tio n .   T h p h o to v o ltaic  an d   f u e ce ll  ar u s ed   to   attain   th h i g h   v o ltag g ai n   b y   u s i n g   th MP P T   an d   P I   c o n tr o m et h o d .   T h d lin k   v o lt ag is   r eg u lated   b y   th h y b r id   r en e w ab le  e n er g y   b ased   o n   v ar io u s   co n tr o m et h o d .   T h p er f o r m an ce   o f   d is tr ib u ted   en er g y   s o u r ce s   h as i m p le m en ted   i n   M A T L AB /SIM UL I NK  e n v ir o n m e n t.       RE F E R E NC E S   [1 ]   P o o ra li   B,   e a l. ,   S o f t - sw it c h in g   DC DC  Cu k   c o n v e rter  o p e ra ti n g   in   d isc o n ti n u o u s - c a p a c it o r - v o lt a g e   m o d e ,   IET   Po we r E lec tro n ics . v o l.   1 0 ,   p p .   1 6 7 9 - 1 6 8 6 ,   2 0 1 3 .   [2 ]   Jo se p h   K.  D,  e a l. ,   " In terle a v e d   c u k   c o n v e rter  w it h   i m p ro v e d   tran sie n p e rf o rm a n c e   a n d   re d u c e d   c u rre n rip p le,"   J o u rn a o E n g i n e e rin g - J o e   ( 2 0 1 7 ).   [3 ]   S u n ,   e a l. ,   " A n   i m p ro v e d   m a x im u m   p o w e p o in trac k in g   a lg o r it h m   w it h   CUK   c o n v e rter   f o P V   sy ste m s,"   T h e   J o u rn a o E n g i n e e rin g   v o l .   1 ,   2 0 1 7 .   [4 ]   A n a n th a p a d m a n a b h a ,   e a l. ,   " El e c tri c   V e h icle   Ba tt e ry   Ch a r g e with   Im p ro v e d   P o w e Qu a li t y   Cu k - De riv e d   P F C   Co n v e rter,"   J o u rn a o Gr e e n   En g in e e rin g   v o l.   7 ,   p p .   2 5 5 - 2 8 4 ,   2 0 1 7 .   [5 ]   L i,   Da n ,   e a l. ,   " A n a l y sis  a n d   I m p lem e n tatio n   o f   Hig h - P e rf o rm a n c e   In teg ra ted   KY   Co n v e rter."   IEE T ra n sa c ti o n s   o n   P o we r E lec tro n ics ,   2 0 1 7 .   [6 ]   Hw u ,   e a l. ,   " A   KY   Co n v e rter  In teg ra ted   w it h   a   S B o o st   Co n v e rter  a n d   a   Co u p le d   I n d u c to r. "   J OU RNA L   OF   POW ER   EL ECT RONIC S ,   v o l.   1 7 (3 ),   p p .   6 2 1 - 6 3 1 ,   2 0 1 7 .   [7 ]   A s w in   P ,   e a l. ,   " A   Hig h   E f f i c ien c y   S tep - Up   DC - DC   Co n v e rter  C o m b in in g   KY   a n d   M u l ti lev e M o d u lar  C o n v e rter  w it h   L o w   S w it c h in g   V o lt a g e   a n d   Cu rre n S tres s."   Imp e ria J o u r n a l   o I n ter d isc ip l in a ry   Res e a rc h ,   v o l.   3 ( 4 ),   2 0 1 7 .   [8 ]   G a u ta m ,   e a l. ,   " R e li a b il it y   i m p r o v e m e n o f   tran sisto c la m p e d   H - b rid g e - b a se d   c a sc a d e d   m u lt il e v e in v e rter,"   IET   Po we r E lec tro n ics ,   2 0 1 7 .   [9 ]   Ka ra sa n i,   e a l. ,   " th re e - p h a se   h y b rid   c a sc a d e d   m o d u lar  m u lt il e v e in v e rter  f o re n e wa b le  e n e rg y   e n v iro n m e n t. "   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we r E le c tro n ics   v o l.   3 2 ,   p p .   1 0 7 0 - 1 0 8 7 ,   2 0 1 7 .   [1 0 ]   G u p ta,  e a l. ,   " M u lt il e v e in v e rter  to p o lo g ies   w it h   re d u c e d   d e v ice   c o u n t A   re v ie w . "   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we r   El e c tro n ics   v o l.   3 1 ,   p p .   1 3 5 - 1 5 1 ,   2 0 1 3 .   [1 1 ]   Ka ri m i,   e a l. ,   " A   d e v e lo p e d   sin g le - p h a se   c a sc a d e d   m u lt il e v e in v e rter  w it h   re d u c e d   n u m b e o f   c ircu it   d e v ice s."   In ter n a t io n a J o u rn a o Am b ien t   En e rg y ,   v o l.   1 ,   2 0 1 7 .   [1 2 ]   Ha rish ,   D,  e t   a l. ,   " T h re e   P h a se   M o d u lar   M u lt il e v e P V   I n v e rter  w it h   Distrib u ted   M P P T   f o G rid - Co n n e c ted   A p p li c a ti o n s."   IJ S EA T ,   v o l.   5 ,   p p .   1 1 8 - 1 2 4 ,   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       P erfo r ma n ce   o f Cu k - K Y C o n ve r ter F ed   Mu ltil ev el  I n ve r ter f o r   Hyb r id   S o u r ce s   ( V . V a s u d ev a n )   445   [1 3 ]   S A HO O   S ,   e a l. ,   P h a se   S h if ted   Ca rrier   Ba s e d   S y n c h ro n ize d   S in u so id a P W M   T e c h n iq u e f o Ca sc a d e d   H - Brid g e   M u lt il e v e In v e rters ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we r E lec tro n ics ,   2 0 1 7 .   [1 4 ]   M c G ra th   B,   e a l. ,   Op ti m iz e d   P h a se   Disp o siti o n   ( P D)  M o d u lat io n   o f   a   M o d u lar  M u lt i lev e Co n v e rter,”  IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stry   A p p li c a ti o n s ,   2 0 1 7 .   [1 5 ]   T e z e r,   T ,   e a l. ,   Ev a lu a ti o n   o f   a p p ro a c h e u se d   f o o p ti m iza ti o n   o f   sta n d - a lo n e   h y b rid   re n e w a b le  e n e rg y   s y ste m s,”   Ren e wa b le  a n d   S u sta in a b le E n e rg y   Rev iews ,   v o l.   7 3 ,   p p .   8 4 0 - 8 5 3 ,   2 0 1 7 .   [1 6 ]   P riy a . A ,   e a l. ,   P e rf o rm a n c e   De v e lo p m e n o f   A   B L DC  M o to Driv e n   W a ter  P u m p   Us in g   KY   Co n v e rter,”  In d o n e sia n   J o u rn a o El e c trica En g i n e e rin g   a n d   C o mp u ter   S c ien c e ,   v o l.   9 ,   p p .   6 0 2 - 6 0 5 ,   2 0 1 8 .   [1 7 ]   Ra h n a m a e i.   A ,   e a l. ,   A   No v e l   G rid   Co n n e c ted   P h o to v o lt a ic  S y ste m ,   Bu ll e ti n   o El e c trica E n g i n e e rin g   a n In fo rm a t ics ,   v o l.   5 ,   p p .   1 3 3 - 1 4 3 ,   2 0 1 7 .   [1 8 ]   G o h ,   e a l. ,   P re d ictiv e   Dire c P o w e Co n tro ( P D P C)  o f   G rid - c o n n e c ted   D u a l - a c ti v e   Brid g e   M u lt il e v e In v e rter   (DA BM I),   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms   ( IJ PE DS ) ,   v o l.   8 ,   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.