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.   1 2 ,   No .   1 Octo b er   201 8 ,   p p .   3 4 1 ~ 3 4 7   I SS N:  2502 - 4752 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 1 2 .i 1 . p p 341 - 3 4 7           341       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   I m ple m e ntatio n o Vo ltag O pti m i z a tion for Sus taina ble Energ y       Ji a n Ding   T a n 1 ,   Sia w   P a w   K o h 2 ,   M a u T eng   Au 3 ,   Sieh K i o ng   T io ng 4 ,   K ha rudin   Ali 5   1 , 2, 3, 4 In stit u te o f   S u sta i n a b le E n e r g y   (IS E),   Un iv e rsiti   T e n a g a   Na sio n a l,   4 3 0 0 0   Ka jan g ,   S e lan g o r ,   M a la y sia   5 F a c u lt y   o f   El e c tri c a a n d   A u to m a ti o n   E n g in e e rin g   T e c h n o l o g y ,   TAT IUC,  Tere n g g a n u   2 4 0 0 0 ,   M a lay sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   M ay   1 4 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ju l   1 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ju l   12 ,   2 0 1 8       T h e   v o lt a g e   c o n tro in   th e   p o w e d istri b u ti o n   n e tw o rk   is  c h a ll e n g e d   f irstl y   b y   c o n sta n tl y   in c re a sin g   in   p o w e d e m a n d   a n d   se c o n d ly   b y   a   g ro w in g   n u m b e o d istri b u ted   c o n n e c ti o n s,  w h ich   sig n if ica n tl y   c h a n g e th e   lo a d   f l o w   in   th e   n e tw o rk .   S it u a ti o n   is  w o rse n in g   w it h   th e   c u rre n h e a v il y   i m p le m e n ted   m icro - g e n e ra ti o n   o f   S o lar  P V .   C o n se q u e n tl y ,   th e   u n c o n tr o ll a b le  ra p i d   c h a n g e in   th e   p o w e d istri b u ti o n   n e tw o rk   w o u ld   a ff e c v o lt a g e   in sta b il it y   a th e   f e e d e r   w it h   w id e   a re a   p o w e r   d e m a n d .   V o l ta g e   in sta b il it y   w o u ld   a ff e c th e   e n e rg y   e ff ici e n c y   o f   th e   e lec tri c a e q u ip m e n t.   M o re o v e r,   th e   l if e sp a n   o f   so m e   e q u ip m e n w o u ld   b e   sh o rten e d   d u e   to   t h e   e x c e ss i v e   a n d   u n sta b le  v o lt a g e   su p p l ied .   T h e   p r o p o se d   re se a rc h   a im to   im p le m e n th e   lo w   im p e d a n c e   v o lt a g e   o p ti m iz a ti o n   sy st e m   in   so lv in g   th e   e x isti n g   p ro b lem .   Th e   v o lt a g e   o p ti m iza ti o n   sy ste m   h a d   b e e n   te ste d   o n   b o th   re sistiv e   a n d   i n d u c t iv e   lo a d s.  T h e   p o w e c o n su m p ti o n   o f   th e   l o a d h a d   b e e n   m e a su re d   a a   f e w   d isc re t e   v a lu e o f   v o lt a g e   o p ti m i z a ti o n   w i th in   t h e   st a tu to ry   re g io n .   F u rt h e tes ts  w e re   c o n d u c ted   o n   i n d u strial  w a ter   p u m p ,   g e n e ra l   li g h ti n g w it h   m i x e d   lo a d s,  o f f i c e   b u il d i n g ,   re sta u ra n t   a n d   p las ti c   in jec ti o n   m o u ld in g   m a c h in e .   T h e   p o w e m e a su re m e n ts  we re   lo g g e d   a n d   th e   re su lt in   ter m   o f   p o w e r   c o n su m p ti o n   w e re   a n a l y se d .   T h e   re su lt sh o w e d   th a th e   p ro p o se d   o p ti m iza ti o n   m e c h a n is m   su c c e ss f u ll y   o p ti m ize   a n d   sa v e d   6 . 8 1 % ,   1 4 . 4 2 % ,   1 3 . 9 7 % ,   1 2 . 2 3 % ,   a n d   2 6 . 2 3 %   o f   th e   p o w e c o n su m p ti o n s in   re sp e c ti v e   tes ts.   K ey w o r d s :   Vo ltag Op ti m izatio n   L o w   I m p ed an ce   Mic r o g en er atio n   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 :   J ian   Din g   T an ,     I n s tit u te  o f   Su s tai n ab le  E n er g y   ( I SE) ,     Un i v er s iti T en ag Na s io n al,     4 3 0 0 0   Kaj an g ,   Selan g o r ,   Ma la y s ia .   E m ail:  j d tan 2 0 0 3 @ y ah o o . co m       1.   I NT RO D UCT I O N     I n   p o w er   d is tr ib u tio n   n e t w o r k s ,   th ad o p tio n   o f   ac ti v n et wo r k   m an a g e m e n tech n iq u es  wo u ld   allo w   th in cr ea s o f   n et w o r k   ab ilit y   to   ac co m m o d ate  m o r d is tr ib u tio n   n et w o r k s .   An   ac ti v co n tr o o f   th n et w o r k   co m p r is e s   o f   co n ti n u o u s   m o n i to r in g   an d   m a n a g e m e n o f   th e   s y s te m   v o lta g in   o r d er   to   b ab le  to   u n d er ta k e   p r o ac tiv ac tio n s   to   en s u r t h r eg u la to r y   s ta tu s   o f   th e   s y s t e m   [ 1 - 3 ] .   T h r ec en u p tak e   o f   m icr o - g en er atio n s   o f   s o lar   P s y s te m s   p u t h e   d is tr ib u tio n   s y s te m   o p er atio n s   in   e v e n   h i g h er   c h alle n g es .   T h o u tp u ts   f r o m   v ar iab le  r en e w ab le  e n er g y   s o u r ce s   ca n   ca u s v o lta g f lu ct u atio n s ,   w h ic h   i n   t u r n   i m p ac t   t h p o w er   q u alit y   i n   d is tr ib u ted - g e n er atio n   s y s te m s .   T h p r im ar y   i s s u is   o n   t h s ig n i f ica n f ee d er   v o lta g r is e.   T h er ar also   s ev er al  o t h er   f ac to r s   t h a t   ca u s v o lta g i n s tab ilit y ,   s u c h   as  h ea v il y   lo ad ed   f ee d er s ,   g r o w i n g   n u m b er   o f   co n n ec tio n s ,   a n d   t h i n cr e m e n i n   d e m a n d s .   Se v er al  t y p es  o f   v o lta g co n tr o ls   a n d   r eg u la tio n   s y s te m s   ca n   b e   f o u n d   i n   t h li ter atu r e,   s u c h   as  o n - lo ad   tap   c h an g er s   a n d   l in v o ltag e   r eg u lato r s .   T h o p er atin g   lif e   o f   th e   v o ltag co n tr o m ec h an is m s   d eter io r ate  d u to   th n o n - s to p   co n ti n u al  o p er atio n s .   Fo r   s u b s tatio n s ,     p o w er   r eg u latio n s   ar ca r r ied   o u th r o u g h   v o ltag r e g u lato r s   an d   tr a n s f o r m er   co n tr o ls .   H o w e v er ,   th s lid in g   co n tacts  o f   t h m o to r - d r iv e n - v ar iac  ar th m a in   ca u s e s   o f   th in h er e n w ea r   an d   tear   p r o b lem s ,   an d   en er g y   lo s s   ass o c iated   w it h   t h d esig n   [ 4 - 7 ] .   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 1 2 ,   No .   1 Octo b er   201 8     3 4 1     347   342   Ma n y   o f   o u r   d ail y   elec tr ical  d ev ices  ar d esig n ed   to   o p er ate   w it h i n   s tan d ar d ized   v o ltag e   b an d   o f   ±   1 0 o f   t h n o m i n a 2 3 0 V.   T h ese  ar th e   li m it s   ap p r o v ed   in   th U [ 8 ] .   E f f icie n o p er atio n   o f   t h e s d ev ice s   r eq u ir es  th e m   to   o p er ate  at  t h n o m i n al  v o lta g e.   T h f l u ct u atio n s   f r o m   t h n o m in al  v o lta g s u p p l y   ca u s e s   less   e f f ic ien u s a g o f   t h ese   d ev ices.  Op er atin g   th e s ap p l ian ce s   ab o v th r eq u ir ed   o p tim u m   v o lta g e,     f o r   in s ta n ce ,   d o es  n o in cr ea s th p er f o r m an ce ,   b u in s tea d   ca u s es  i n cr ea s in   lo s s es,  wh ich   i n   t u r n   lead s   to   h ig h er   b ills   a n d   ca r b o n   e m is s io n s .   T h ese  lo s s es  ar u s u a ll y   tr an s f o r m ed   in to   h ea w h ich   co n tr ib u tes  t in s u latio n   b r ea k d o w n   an d   s h o r ten ed   th lif esp a n   o f   th ap p lian ce .   T h q u alit y   o f   th s u p p lied   v o ltag is   m aj o r   asp ec in   p o w er   q u ali t y .   A   clo s e - to - co n s tan v o lta g o u tp u i s   es s en t ial  to   e n s u r t h o p ti m u m   o p er atio n s   o f   elec tr ical  ap p lia n ce s   i n   h o m e s   a n d   i n d u s tr ies.  L iter at u r s t u d y   s h o w s   th a th E u r o p ea n   Un io n s   d ir ec tiv o n   lo w   v o lta g s tip u lates   to ler ab le  r an g e   o f   v o ltag f lu ct u atio n s   ac ce p tab le   f o r   n o r m a s y s te m   o p er atio n   [ 9 ] .   C o n s er v atio n   o f   en er g y   ca n   b ac h iev ed   t h r o u g h   t h r ed u ct io n   in   t h v o lta g to   its   n o m i n al.   On o f   th m aj o r   an d   d ir ec b en ef its   i s   th r ed u ctio n   in   b il ls   [ 1 0 ] .   Sev er al  r elev a n v o lta g co n tr o l lin g   tech n iq u es  ca n   b f o u n d   in   t h liter at u r e.   B ased   o n   th Fer r o r eso n an ce   th eo r e m ,   d esig n   o f   C o n s ta n Vo ltag T r an s f o r m er s   ( C VT )   is   s h o w n   i n   [ 1 1 ] .   A   f e w   r ep o r ts   ar also   f o u n d   o n   th ad v an tag e s   o f   u s i n g   p o w er   elec tr o n ic s   o v er   m ec h a n ical  tap   ch a n g er s   in   r e g u la tin g   t h tr a n s f o r m er   v o lta g es  [ 1 2 - 1 5 ] .   An   AC - AC   co n v er ter   b ased   o n   th e   b u ck - b o o s to p o lo g y   i s   r ep o r ted   in   [ 1 6 ] ,   w h ich   al s o   d is cu s s ed   th ad v an ce m e n o f   p o w er   elec tr o n ics  i n   p o w er   m an a g e m e n t.  A   f i x ed   tap   ch a n g i n g   s y s te m   i n   ac tu a ap p licatio n s   is   r ep o r ted   in   [ 1 7 ] .   P o w er   elec tr o n ic  tap   s w itc h in g   i s   o n o f   t h m o s c o m m o n l y   ap p lied   tech n iq u e s   i n   th is   ap p licatio n .   L iter at u r s tu d y   s h o w s   t h at  tap   ch an g i n g   tr a n s f o r m er s   h av b ee n   in s talled   at  s u b s tatio n s   to   co n tr o th f lu c tu at io n s   i n   v o ltag lev el s   at  th e   co n s u m er   e n d s .   Ho w e v er ,   t h is   tec h n iq u u s u all y   lead s   t o   r ed u ce d   v o ltag e   b an d s .   V o ltag o p ti m izatio n   d ev ices  h a v al s o   b ee n   d ev elo p ed   f o r   d o m esti c   an d   in d u s tr ia ap p licatio n s   i n   o r d er   s tab iliz th e   v o lta g lev el.   Vo ltag o p ti m izat io n   is   ter m   m o s o f te n   u s ed   to   d escr ib th tech n o lo g y   u s ed   to   g iv an   o p ti m al  o u tp u t   v o ltag le v el  f o r   en d   u s er s .   Oth er   ter m s   u s ed   to   d escr ib th is   s a m tec h n o lo g y   in cl u d e;  Vo ltag P o w er   Op ti m izatio n ,   Su p p l y   Vo ltag Op ti m izatio n ,   C o n s er v atio n   Vo ltag R ed u ct io n ,   Vo ltag e   C o r r ec tio n   a m o n g   o th er s .   Au to m a tic  v o lta g s t ab ilizer s   ca n   b g r o u p ed   in t o   s ev er al   t y p e s ,   i n clu d i n g   E lectr o - m ec h a n ical,     Fer r o   r eso n an ( C o n s t a n v o lt ag tr an s f o r m er ) ,   E lectr o n ic  s tep   r eg u lato r s ,   Sa tu r ab le  r ea ct o r s   an d   E lectr o n ic   Vo ltag Stab ilizer   [ 1 8 ] .   A   P s y s te m   ca n   o n l y   ex p o r th p o w er   g en er ated   b ac k   o n to   th Nat io n al  Gr id   b y   i n cr ea s in g   t h e   v o ltag t y p icall y   b y   2 %.  Ho w e v er   th s y s te m   is   n o ca p ab le  to   d if f er en t iate  b et w ee n   t h p o w er   u s ed   in   th e   h o m o r   e x p o r ted   b ac k   o n to   th g r id .   T h er ef o r all  g en e r ated   p o w er   i s   s u p p lied   at  t h is   h i g h er   v o lta g e.     As  m o r a n d   m o r m icr o - g e n e r atio n   is   in tr o d u ce d   o n to   t h N atio n al  Gr id   a n d   s u p p l y   v o lta g es r is e ,   t h e n er g y   s av i n g   th r o u g h   v o ltag r ed u ct io n   w i ll  b ec o m ev e n   m o r b en ef icial.   A   v o ltag o p ti m is er   s i m p l y   s u p p lies   a   v o ltag clo s er   to   th d esi g n ed   p ar am eter s   f o r   ap p lian ce s .   M an y   elec tr ical  ap p lia n ce s   an d   elec tr o n ic  d ev ices,   s u c h   as  L E Ds  ar o f ten   v er y   s en s it iv to   o v er   v o lta g e.   W ith o u p r o p er   r eg u latio n s   th eir   o p er atin g   li f ca n   b e   d r asti ca ll y   af f ec ted .   T h g en e r atio n   o f   r en e w ab le  e n er g y   will  b m o r e   b en e f icial   to   t h p o w er   s y s te m   i f   t h e   en er g y   g e n er ated   is   co m p lete l y   co m p a tib le  w i th   t h elec tr ical  lo ad s   in   th cir cu it.  T h in s tallatio n   o f   v o lta g e   o p tim is atio n   m ec h a n i s m   alo n g   w it h   So lar   P s y s te m s   s ig n i f ican tl y   b en e f its   th c u s to m er ,   n o o n l y   d u r i n g   n o n - m icr o g en er at io n   p er io d s   o f   u s e,   b u s i g n if ican t l y   w h en   th g en er ated   p o w er   f r o m   t h e   P s y s te m   is   u s ed   a s   m o r o f   th i s   f r ee   en er g y   i s   av ailab le  f o r   u s ar o u n d   t h h o u s e h o ld .   Utilis in g   t h is   n o r m all y   w as ted   en er g y   co u ld   r ed u ce   th p a y b ac k   p er io d   o n   th s o lar   P in s ta llatio n   m ak in g   t h e m   a n   e v e n   m o r attr ac ti v e   p r o p o s itio n .       2.   AUTON O M O US D YNAM I M UL T I ST AG E   I N VE R S E   I NDU CT I O CO NT RO L   I n   th i s   r esear ch ,   v o ltag o p ti m izatio n   s y s te m   i s   p r o p o s ed   b y   u s i n g   a u to n o m o u s   d y n a m ic  m u ltis tag e   in v er s e - in d u ctio n   co n tr o co n n ec ted   in - li n to   th p o w er   b u s b ar .   T h is   m eth o d   h a s   lo w   f au lt  i m p ed a n ce   w ith   n o   s lid in g   p ar ts   co m p ar ed   to   th ex i s ti n g   m o to r - d r iv e n - v ar iac  tech n o lo g y .   I e m p lo y s   p o w er   elec tr o n ic s   s w itc h in g   al g o r ith m   w h ich   eli m i n ates  t h u s o f   s lid i n g   co n tact,   w h ic h   in   t u r n   lead s   to   lo n g   ter m   r eliab ilit y .   T h p r o p o s ed   m et h o d   b r in g s   s ev er al  o t h er   b en e f its .   I m i n i m izes   th lo s s e s   th a o cc u r   d u to   h a v i n g   lo w er   i m p ed an ce ,   p u s h es  f o r   m o r f u ll y   u ti lizi n g   eq u ip m e n r atin g s ,   r aise s   p o w er   f ac to r s   a n d   b etter   p o w er   q u al it y   f o r   th u t ilit y   an d   t h en d - u s er s .     T h o v er all  s y s te m   f ea tu r e s   ar d escr ib ed   in   T ab le  1 .     T h p r o p o s ed   s y s te m   p r o v id es  i m m ed iate  a u to m at ic  a n d   a u to n o m o u s   d y n a m ic  v o ltag e   co n tr o to   o p tim ize  th i n p u v o ltag w h il s m a in ta in i n g   th o u tp u v o ltag ab o v u s er - d e f i n ed   m i n i m u m   lev el.     T h tech n o lo g y   is   i m p le m e n t ed   as  v o ltag e   m an a g e m en s y s te m   o n   lo w   v o ltag e   lev e ls .   F i g u r 1   i llu s tr ates   th co n n ec tio n   d ia g r a m   a n d   t h in ter n al  b lo ck   d ia g r a m   o f   t h s y s te m .   I n   t h e v en o f   co n tr o f ail u r o n   a n y   s in g le  co n tr o l - s tag e,   a n   a u to m atic  b y p ass   co n tr o w ill   b ac t iv ated   to   d is ab le  o n l y   th a f f e cted   co n tr o l - s ta g e,   en s u r in g   t h at  n o   in ter r u p tio n   w il b ca u s ed   to   th o u tp u o f   t h s y s te m .   T h f ail u r o f   o n co n tr o l - s ta g w il o n l y   a f f ec p ar ticu lar   r a n g e   o f   co r r ec tio n   v o lta g w h ile  t h r est  o f   th co n tr o l - s tag e s   r e m ain   u n af f ec ted ,   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     I mp leme n ta tio n   o V o lta g O p timiz a tio n   fo r   S u s ta in a b le  E n e r g ( Jia n   Din g   Ta n )   343   av o id in g   to tal  f ai lu r o f   t h s y s te m .   T h p r o p o s ed   s y s te m   i s   ab le  to   s tab ilize  an d   o p ti m ize  th o u tp u v o lta g s u p p l y   r eq u ir ed   b y   t h elec tr ic al  lo ad s .         T ab le  1 .   Sy s te m   Fea tu r es           Fig u r 1 .   Vo ltag o p ti m izatio n   s y s te m   b lo ck   d iag r a m       3.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S   T h p r o p o s ed   s y s te m   i s   ab le  to   p r o v id v o ltag co n tr o t o   m ain tain   th o u tp u t   v o lta g at  u s er - d ef in ed   v al u e.   Fo u r   d is cr ete  v alu es  o f   2 2 0 V,   2 3 0 V,   2 4 0 V   a n d   2 5 0 h av b ee n   s elec ted   t h at  ar w it h i n   th e   s tatu to r y   v o lta g li m i t.  T h p r o p o s ed   s y s te m   h a s   b ee n   te s t ed   u s i n g   b o t h   r esis tiv e   an d   i n d u ctiv lo ad s .   B o th   th s y s te m s   ar lo ad ed   w ith   el ec tr ic  lo ad   o f   1 . 5 k W .   T h p o w er   co n s u m p tio n   f o r   th lo ad s   at  d if f er en v o ltag e   lev els  ca n   b o b s er v ed   in   T ab le  2 .   T h o p tim iza tio n   o f   3 0 r ed u ctio n   f r o m   r ef er e n ce   v o ltag o f   2 5 0 to   2 2 0 w il g i v 1 8 % - 2 0 p o w er   r ed u ctio n   f o r   r esis ti v l o ad   an d   9 % - 1 1 f o r   m ed i u m   lo ad ed   in d u cti v m o to r .   B esid es  th i m p ac o f   lo w er   v o lta g lev el,   t h s i g n if ica n p o w er   r ed u ctio n   i s   m ai n l y   al s o   d u to   th e   s y s te m   ad v an ta g o f   o p er atin g   in   lo w   i m p e d an ce   d esi g n   a n d   h av in g   w it h o u t h p o w er   co n s u m i n g   v ar iac   m o d u le.         T ab le  2 R esis tiv a n d   I n d u ct i v L o ad s   P o w er   C o n s u m p t io n   at  Dif f er en t V o lta g L ev el s                 Fu r t h er   in v e s ti g atio n s   h a v e   b ee n   ca r r ied   o u o n   th ap p licatio n s   o f   th p r o p o s ed   v o ltag e   o p tim izatio n   m ec h a n i s m   to   i m p r o v th en er g y   e f f icie n c y   in   in d u s tr ial  m ac h i n e s   an d   b u ild in g s .   T h p o w er   co n s u m p tio n   d ata  h as  b ee n   lo g g ed   b ef o r an d   af ter   th i m p le m e n tatio n   o f   t h p r o p o s ed   v o ltag o p ti m izatio n   m ec h a n i s m   in   m u ltip le  d if f er e n t c ases   a n d   ap p licatio n s .   Fe a t u r e s   B e n e f i t s   A c t i v e   v o l t a g e   st a b i l i z a t i o n   a t   ± 1 %   M a i n t a i n s   st a b l e   v o l t a g e   e v e n   i f   si t e   v o l t a g e   f l u c t u a t e s.   I n d e p e n d e n t   3   p h a se   c o n t r o l   A c t i v e   p h a se   b a l a n c i n g ,   i m p r o v e d   p o w e r   q u a l i t y   t o   e n h a n c e   e q u i p me n t   l i f e .   S o l i d   S t a t e   C o n t r o l   u si n g   z e r o   v o l t   sw i t c h i n g   N o   mo v i n g   p a r t i n   t h e   p o w e r   c i r c u i t s ,   n o   a n n u a l   ma i n t e n a n c e   r e q u i r e d   a n d   n o   c h o p p i n g   o f   t h e   w a v e f o r m.   In - b u i l t   e l e c t r o n i c   f a l l - safe   mo d e   d e si g n   w i t h   a u t o mat i c   i n t e g r a l   b y p a ss   M a i n t a i n s   c o n t i n u i t y   o f   su p p l y   t o   si t e   R e mo v a l   o f   v o l t a g e   sp i k e a n d   s u r g e s   A d d e d   p r o t e c t i o n   f o r   si t e   e q u i p me n t   a n d   i m p r o v e d   p o w e r   q u a l i t y   M a n u f a c t u r e d   w i t h   l o w   l o ss c o mp o n e n t   t e c h n o l o g y   T h e   s y st e m   i s o v e r   9 9 %   e f f i c i e n c y   a t   f u l l   l o a d   a n d   m i n i m i z e s e n e r g y   l o ss   F a st   C o r r e c t i o n   T i me     D e p e n d i n g   o n   t h e   a p p l i c a t i o n   r e q u i r e me n t ,   T h e   sy st e m c a n   b e   c o n f i g u r e d   t o   a t t a i n   i t s r a t e d   o u t p u t   v o l t a g e   l e v e l   i n   n o t   m o r e   t h a n   2 se c s   r e sp o n d i n g   t o   t h e   s u p p l y   v o l t a g e   v a r i a t i o n .   I n t e r n a l   F a u l t   S e l f - M o n i t o r i n g   a n d   H o l d   B a c k   S y st e m   A u t o - c h e c k i n g   a n y   f a u l t   o f   t h e   i n t e r n a l   c o mp o n e n t s t o   a v o i d   a n y   mi st a k e   i n   c o n t r o l   me c h a n i sm .   V o l t a g e   L e v e l   P o w e r   D e d u c t i o n   f o r   R e si st i v e   L o a d ( F i l a me n t s,1 . 5 k W )   P o w e r   D e d u c t i o n   f o r   I n d u c t i v e   L o a d s (M e d i u m   L o a d e d   M o t o r ,   1 . 5 k W )   2 5 0 V   0 %(r e f e r e n c e )   0 %(r e f e r e n c e )   2 4 0 V   6 - 8%   3 - 5%   2 3 0 V   12 - 1 4 %   6 - 8%   2 2 0 V   18 - 2 0 %   9 - 1 1 %   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 1 2 ,   No .   1 Octo b er   201 8     3 4 1     347   344   3 . 1 .     Ca s 1 :   Wa t er   P um p   Fo r   an   in itial  test ,   th p r o p o s ed   m ec h an i s m   i s   ap p lied   to   o p t i m ize  th p o w er   co n s u m p tio n   o f   w ater   p u m p .   2   h o r s p o w er   ( HP )   w ater   p u m p   i s   u s ed .   T h d ata  lo g g i n g   w a s   ca r r ied   o u f o r   5   m i n u te s   b e f o r th e   in s ta llatio n   o f   t h o p ti m izer   a n d   an o t h er   5   m i n u te s   a f ter   its   i n s tal latio n   to   i n v esti g at t h d if f er en ce s .   T h d ata  in   F i g u r 2   s h o w s   t h at  t h a v e r ag p o w er   co n s u m p tio n   r ed u ce d   f r o m   1 . 8 3 5 k W   to   1 . 7 1 0 k W ,   w h ic h   tr a n s late s   in to   s av in g   o f   ab o u t 6 . 8 1 %.           Fig u r 2 .   L o g g ed   d ata  o n   th a v er ag p o w er   co n s u m p tio n   f o r   w ater   p u m p   b e f o r an d   af ter   th i m p le m en ta tio n   o f   t h p r o p o s ed   v o ltag o p ti m izat io n   tec h n iq u e       3 . 2 .     Ca s 2 :   P la s t ic  I nje ct io M o ldi ng     I n   th i s   ap p licatio n ,   th p r o p o s ed   o p tim izer   is   i m p le m e n ted   t o   in   p last ic  i n j ec tio n   m o ld in g   m ac h i n e   to   in v esti g ate   its   p er f o r m a n ce .   T h p o w er   co n s u m p tio n s   b e f o r an d   af ter   th e   i m p le m e n tati o n   ar lo g g ed   a n d   s h o w n   in   Fi g u r 3 .   Fro m   t h e   p o w er   u s a g tr e n d ,   it  ca n   b o b s er v ed   th at  t h av er a g p o w er   co n s u m p tio n   s ig n i f ica n tl y   d r o p p ed   f r o m   9 . 9 2 k W   to   8 . 4 9 k W ,   w h ic h   tr an s la tes in to   1 4 . 4 2 % sav in g .           Fig u r 3 .   P o w er   u s ag tr e n d   an al y s i s   o n   p last ic  i n j ec tio n   m o ld in g   m ac h i n b ef o r an d   a f ter   th o p tim izer   i m p le m en tatio n       3. 3   Ca s 3 :   G re enho us ( G ener a l Li g hting   a nd   M ix ed  L o a ds )   T h p r o p o s ed   o p tim izer   is   tes ted   in   g r ee n h o u s w it h   g en er al  lig h ti n g s   an d   m ix ed   lo ad s ,   s u c h   as   f an s   an d   p o w er   p lu g s .   T h p o w er   co n s u m p tio n   w as  lo g g e d   f o r   2 0   m in u te s   b ef o r an d   an o th er   2 0   m i n u te s   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     I mp leme n ta tio n   o V o lta g O p timiz a tio n   fo r   S u s ta in a b le  E n e r g ( Jia n   Din g   Ta n )   345   af ter   t h i m p le m e n tatio n   o f   th p r o p o s ed   o p tim izer .   T h r es u lts   ar s h o w n   i n   F ig u r 4 .   I t c an   b o b s er v ed   t h a t   th av er a g p o w er   co n s u m p tio n   r ed u ce d   f r o m   5 . 5 7 5 k W   to   4 . 7 9 6 k W ,   w h ic h   tr an s lates to   s av in g   o f   1 3 . 9 7 %.           Fig u r 4 .   Av er ag p o w er   co n s u m p tio n   co m p ar is o n   f o r   lig h ti n g   a n d   m i x ed - lo ad s   in   g r ee n   h o u s b ef o r an d   af ter   th i m p le m en tatio n   o f   t h o p ti m izer       3 . 2 .     Ca s 4 :   O f f ice  B uil din g   T h p r o p o s ed   v o ltag e   o p ti m iz er   is   al s o   test ed   in   t h p o w er   s y s te m   o f   a n   o f f ice  b u i ld in g .   T h lo g g ed   d ata  is   s h o w n   in   Fi g u r 5 .   I n   t h ca s o f   t h is   o f f ice  b u i ld in g ,   t h s av i n g   w a s   f o u n d   to   b at  1 2 . 2 3 %.     T h cu r r en ( A ) ,   ap p ar en p o wer   ( k V A ) ,   an d   r ea ctiv e   p o w er   ( k V A R )   w er f o u n d   to   h a v r ed u ce d   b y   2 1 . 3 0 %,  1 8 . 6 7 %,  an d   3 2 . 1 9 % r esp ec tiv el y   w it h   th i n s t allatio n   o f   t h o p tim izer .             Fig u r 5 .   C o m p ar is o n   o n   t h p o w er   co n s u m p tio n   tr en d   o f   a n   o f f ice  b u ild in g   b ef o r an d   af te r   th i m p le m en ta tio n   o f   t h p r o p o s ed   v o ltag o p ti m izer       3 . 2 .     Ca s 5 :   Rest a ura nt   Fo r   t h f i na l   ca se t he  p r o pose v ol t ag op t i m i z er   i s   t es t ed   i r e st a ur a nt Te st i ng   w as   per f or m ed  dur i ng   ev eni ng   l ow   pe ak   t i m i ng D ur i ng   t he  t es t   pe r i od,  a l l   l oads   a r e   t u r ned   on  exc ep t   t he  s i g n - boar ds  and  f r y er   due  t t he  ex t r em el y   hi g and  uns t ab l cu r r e nt   us ag e.  Sam l oads   ar e   use t hr oug hout   t he  ent i r e   t es t   d ur a t i on,  b ef o r and  af t er   t he   i n st a l l at i on   of   t h opt i m i z er T he   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 1 2 ,   No .   1 Octo b er   201 8     3 4 1     347   346   l og g ed  dat a   i s how i F i g ur 6.  T h d at s how t h at   t he   av er ag p ow er   con s um pt i on  d r opped   f r om  8604W  t o 634 7W, wh i ch  t r a nsl at es   i nt a s i g ni f i c ant  pow er  s av i ng  of  26.23 % .           Fig ur e 6 .   Pow e r  co nsum pt i on com par i s on be f or e a nd  a f t e r  t he i m pl em ent a t i o n of   t he v ol t ag opt i m i z er  i n  a r es t au r an t .       4.   CO NCLU SI O N     Vo ltag o p ti m is atio n   is   o n o f   th m o s ef f ec ti v m et h o d s   to   ac h ie v en er g y   s a v i n g s   an d   co s t   r ed u ctio n s   i n   co m m er cial  b u ild in g s .   I n   th is   p ap er ,   v o ltag o p ti m izatio n   s y s te m   is   p r o p o s ed   b y   u s in g   au to n o m o u s   d y n a m ic  m u lti s tag i n v er s e - in d u ctio n   co n tr o co n n e cted   in - li n to   th p o w er   b u s b ar .     T h is   m et h o d   g r a n ts   s e v er al  a d v an ta g es   co m p ar ed   to   th a o f   t h co n v e n tio n al  m et h o d .   T h p r o p o s ed   v o ltag e   o p tim izatio n   m ec h a n i s m   i s   in s talled   test ed   f o r   s ev er al  d if f er en ap p licatio n s   to   in v esti g ate  its   p er f o r m an c e   u n d er   d i f f er en s itu a tio n s .   T h ese  ap p licatio n s   in cl u d w a ter   p u m p ,   p last ic  in j ec tio n   m o ld in g   m ac h i n e,     g r ee n h o u s w it h   m i x ed   lo ad s ,   an   o f f ice  b u ild in g ,   a n d   r estau r an t.  E x p er i m en r e s u l ts   s h o w ed   th at  th e   p r o p o s ed   o p tim izatio n   m ec h a n is m   s u cc ess f u ll y   o p ti m ize   a n d   s a v ed   6 . 8 1 %,  1 4 . 4 2 %,  1 3 . 9 7 %,  1 2 . 2 3 %,  an d   2 6 . 2 3 o f   th p o w er   co n s u m p tio n s   i n   ea ch   o f   t h r esp e ctiv ap p licatio n s .   W ca n   th u s   co n clu d t h at  th e   p r o p o s ed   m ec h a n is m   p er f o r m s   w ell  i n   o p ti m izi n g   an d   s a v i n g   t h o v er all  p o w er   co n s u m p tio n s .   I n   ti m to   co m e,   w w ill  lo o k   in to   t h p o s s ib ilit y   to   f u r th er   e n h an ce   th p r o p o s ed   m et h o d   an d   o th er   p o s s ib le   ap p licatio n s .       ACK NO WL E D G E M E NT   T h e   au th o r s   ex p r es s   g r ea t a c k n o w led g e m en t to   U n i v er s it i T en ag a   Nasio n al  ( UNI T E N) ,   Ma la y s ia   f o r   th s u p p o r t o f   th is   r esear c h   u n d er   th B OL s c h e m e.       RE F E R E NC E   [1 ]   Ag a lg a o n k a r,   Y. P . ;   P a l,   B .   C. ;   Ja b r,   R.   A .   Distrib u t io n   V o l tag e   Co n tr o C o n si d e rin g   t h e   Im p a c o f   P G e n e ra ti o n   o n   T a p   Ch a n g e rs  a n d   A u to n o m o u Re g u lato rs” ,   P o w e S y ste m s,  IEE T ra n sa c ti o n o n   P o w e S y ste m s,  p g .   1 8 2 - 1 9 2 ,   V o l .   2 9 ,   Iss u e   1 ,   Ja n   2 0 1 4   [2 ]   Ka b iri ,   R. Ho lm e s,  D.  G . M c G r a th ,   B.   P .   T h e   In f lu e n c e   o f   P V   I n v e rter Rea c ti v e   P o w e In jec ti o n   o n   G rid   V o l tag e   Re g u latio n ,   P o w e El e c tro n ics   fo Distrib u ted   G e n e ra ti o n   S y ste m s,  IEE 5 th   In tern a ti o n a S y m p o siu m ,   p g .   1 - 8 ,   2 0 1 4   [3 ]   T z u n g - L in   Lee S h a n g - Hu n g   H u Yu - H u n g   Ch a n     D - S T ATCOM  w it h   P o siti v e - S e q u e n c e   A d m it tan c e   a n d   Ne g a ti v e - S e q u e n c e   Co n d u c tan c e   to   M i ti g a te  V o l tag e   F lu c tu a ti o n in   Hig h - L e v e P e n e trati o n   o f   Distrib u ted - G e n e r a ti o n   S y ste m s” ,   IEE T ra n sa c ti o n s o n   In d u str ial  El e c tro n ics ,   p p .   1 4 1 7 - 1 4 2 8 ,   Vo l.   6 0 ,   Iss u e   4 ,   A p ril   2 0 1 3   [4 ]   Do z e in ,   M . G . A n sa ri,   J.;  S h a h b a z i,   H.  R. Ka lan tar,  M .   Op ti m a Distrib u ti o n   V o lt a g e   Co n tro T h ro u g h   a   S u b - F ra m e w o rk   in   th e   Re a c ti v e   P o w e M a n a g e m e n o n   t h e   S m a rt  G rid ,   S m a rt  G rid   Co n f e re n c e ,   p g   1 5 3 - 1 5 9 ,   2 0 1 3   [5 ]   Re p o ,   S . L a a k so n e n ,   Ha n n u Ja rv e n tau sta ,   P . Hu h tala ,   O.;   M e c k e lsso n ,   M .   A   Ca se   S tu d y   o a   V o lt a g e   Rise   P r o b lem   d u e   to   a   L a rg e   Am o u n o f   Distrib u ted   G e n e ra ti o n   o n   a   W e a k   Distrib u ti o n   Ne tw o rk ‟  P o w e Tec h   Co n f e re n c e   P ro c e e d i n g s,  IEE B o lo g n a ,   p g .   6 - 1 2 ,   V o l .   4 ,   2 0 0 3   [6 ]   V o lt a g e   M a n a g e m e n t:   Hid d e n   En e rg y   Eff ici e n c y   Re so u rc e ,   2 0 1 3 .   [ On li n e ] .   A v a il a b le:  h tt p : // ww w . g re e n tec h m e d ia.co m / a rti c les /rea d /V o lt a g e - M a n a g e m e n t - A - Hid d e n - En e rg y - E ff icie n c y - R e so u rc e .   [ A c c e ss e d   2 3   M a y   2 0 1 7 ] .   [7 ]   M a sa a k Ish ima ru ,     A   S tu d y   o n   Vo lt a g e   Rise   Co n tro l   Ef f e c b y   L e a d in g   P o w e F a c to O p e ra ti o n   o f   P V s   Co n sid e ri n g   T a p   Ch a n g e   o f   Distr ib u ti o n   T ra n sf o rm e r” ,   Jo u rn a o f   El e c tri c a En g in e e rin g   in   Ja p a n , p p .   4 6 - 5 4 ,   Vo l.   1 8 0 ,   Iss u e   3 ,   2 0 1 2     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     I mp leme n ta tio n   o V o lta g O p timiz a tio n   fo r   S u s ta in a b le  E n e r g ( Jia n   Din g   Ta n )   347   [8 ]   Brit ish   sta n d a rd   In stit u te,”   2 0 0 7 .   [On l in e ] .   A v a il a b le:  h tt p : // ww w . h z q p . c o m . c n /Up lo a d F il e s/p ic/2 0 1 2 _ 7 _ 1 8 _ 3 2 7 9 9 _ 1 4 3 4 3 5 . p d f .   [ A c c e ss e d   2 3   a p ril   2 0 1 7 ].   [9 ]   V a z q u e z ,   N.  V e laz q u e z ,   A .   He rn a n d e z ,   C. ,   A V o lt a g e   Re g u lato Ba se d   o n   th e   A -   A Bu c k -   B o o st  Co n v e rter,   V ig o I EE I n tern a ti o n a S y m p o siu m   o n   In d u strial   El e c tro n ics   v o 5 3 3 ,   p p   4 - 7 ,   2 0 0 7 .   [1 0 ]   S a n c h e z ,   V .   Ech a v a d a ,   R.   Co to r o g e a ,   M .   & .   Clau d io ,   A . ,   De si g n   a n d   Im p le m e n tatio n   o f   a   F a st  On - L o a d   Tap   Ch a n g in g   Re g u lato r,   G a lw a y v o 1   p p   4 8 8 - 4 9 3 ,   2 0 0 0 .   [1 1 ]   M e n d is,   N.   N.  R.   Ya ti y a n a .   E.   M .   M .   B.   W ij e sin g h .   K.  C .   L u c a s.  J.  R.   a n d   P e re ra .   R. ,   De sig n   a n d   Co n stru c ti o n   o f   Co n sta n Vo lt a g e   T ra n s f o rm e r,   in   in d u stri a a n d   i n fo rm a ti o n   sy ste ms ,   fi rs in ter n a ti o n a c o n fer e n c e ,   P e ra d e n iv a   (p p   4 0 - 4 5 ) ,   2 0 0 6 .     [1 2 ]   X iao m in g ,   L .   Qin g f e n .   L .   X ian g g e n ,   Y.  & .   Jia n g h u i ,   X . ,   A   N e w   On - lo a d   T a p   Ch a n g in g   S y ste m   w it h   p o w e e lec tro n ic ele m e n ts  f o p o w e tran sf o rm e rs,” in   p o we r sy ste m t e c h n o l o g y ,   2 0 0 2 .     [1 3 ]   A n ,   L .   L iu ,   X .   L u ,   Q.   & .   Ya n ,   J . ,   A n a l y sis  a n d   De sig n   o f   th e   G re e n   V o lt a g e   Re g u lato Ba se d   o n   T ra n sf o r m e r   Co u p li n g ,   i n   In telli g e n n e tw o rk s a n d   i n telli g e n sy ste m s,  T ian ji n   IEE E,   2 0 0 9 .   [1 4 ]   Zh a o   Y,  D o n g ,   S .   L i,   J.  Ya o ,   X .   Z h e n g ,   N.  a n d   L iu ,   X ,   S t u d y   o f   No n - c o n tac A u to m a ti c   O n - L o a d   Vo lt a g e   Re g u latin g   Distrib u t in g   T ra n sf o rm e Ba se d   o n   S o li d   S tate   Re l a y ,   in   P o w e e lec tro n ics   a n d   m o ti o n   c o n tro l   c o n f e re n c e   (v o 1 ,   p p   1 - 5 ),   S h a n g a IP EM C,   2 0 0 6 .   [1 5 ]   Zh a o   Y,   Do n g ,   S .   Z h a o ,   Q.  Yu e .   H.. ,   Re se a rc h   o n   A u to m a ti c   Re g u latin g   f o Distrib u ti o n   T ra n sf o rm e b y   S o li d   S tate   Re la y s,”   in   P o w e a n d   En e rg y   En g in e e rin g   Co n f e r e n c e   ( A P P E EC)  Vo 1 ,   Iss u e   4 ,   p p   2 8 - 3 1 ,   A si a - P a c if i c ,   2 0 1 0 .   [1 6 ]   V a z q u e z ,   N.  V e laz q u e z ,   A .   He rn a n d e z ,   C. ,   A V o lt a g e   Re g u lato Ba se d   o n   th e   A -   A Bu c k -   B o o st  Co n v e rter,   V ig o I EE I n tern a ti o n a S y m p o siu m   o n   In d u strial   El e c tro n ics   v o 5 3 3 ,   p p   4 - 7 ,   2 0 0 7 .   [1 7 ]   P o w e P e rf e c to r,   P o w e P e rf e c to r,   2 0 1 3 .   [ O n li n e ] .   A v a il a b le:   h tt p :/ /w ww . p o we rp e rfe c to r. c o m / .   [ A c c e ss e d   2 0   A p ril   2 0 1 7 ] .   [1 8 ]   P y o n e ,   Y.Y,  De sig n   o f   T ra n s f o rm e rs  f o 6 0 k V A   A u to m a ti c   V o lt a g e   S tab il ize r,   in   Co m p u ter  a n d   A u to m a ti o n   En g in e e rin g ,   Ba n g k o k   v o 3 1 8 ,   n o   3 2 2   p p   8 - 1 0 ,   2 0 0 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.