I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   16 ,   N o .   1 O c t o be r   2 01 9 ,   pp .   41~ 51   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 6 .i 1 . pp41 - 51             41       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   A   m o d i f i e d   c a sc a d e d   h - b r i d g e   m u l t i l e v e l   i n v e r t e r   b a s e d   o n   p a r t i c l e   s w a r m   o p t i m i sa t i o n   ( PSO )   t e c h n i q u e       M o h amm e d   R as h e e d 1 ,   R o s l i   O m ar 2 ,   M ar i z an   S u l ai m an 3 ,   Wah i d ah   A b d   H a l i m 4   F a c ul t y   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t i   T e kn i ka l   M a l a y s i a   M e l a k a ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e J a 23 ,   2 019   R e v i s e A pr   25 ,   2019   A c c e pt e M a y   16 ,   20 1 9       I t hi s   pa p e r ,   m o di f i e m u l t i l e v e l   i nv e r t e r ,   v i a   a d di t i o o f   a n   a ux i l i a r y   bi d i r e c t i o na l   s w i t c h,   b a s e o N e w t o R a ph s o ( N R )   a nd  P a r t i c l e   S w a r m   Op t i m i z a t i o ( P S O )   t e c hni q ue s   i s   p r e s e n t e d .   T h e   N R   a nd  P S O   t e c hni qu e s   w e r e   e m pl o y e f o r   s e l e c t i v e   ha r m o ni c s   e l i m i na t i o ( S H E )   s o l u t i o i a   m o di f i e C a s c a d e H   B r i dg e   M ul t i l e v e l   i nv e r t e r   ( C H B - M L I ) .   T he   S e l e c t i v e   H a r m o ni c   E l i m i na t i o P ul s e - W i dt M o dul a t i o ( S HE - P W M )   i s   a   po w e r f ul   t e c hni que   f o r   ha r m o ni c   m i ni m i z a t i o i m ul t i l e v e l   i nv e r t e r .   T h e   N R   a nd  P S O   t e c hni que s   w e r e   us e t o   de t e r m i ne   t he   s w i t c hi ng   a ng l e s   by   s o l v i ng   t he   no n - l i n e a r   e qu a t i o ns   o f   t he   o ut pu t   v o l t a g e   w a v e f o r m   of   t he   m o di f i e C H B - M L I   i o r de r   t o   c o nt r o l   t he   f unda m e nt a l   c o m po ne nt   a nd  e l i m i na t e   s o m e   l o w   o r de r   ha r m o ni c s .   T he   pr o po s e N R   a nd  P S O   t e c hni que s   a r e   c a p a bl e   t o   m i ni m i z e   t he   T o t a l   H a r m o ni c   D i s t o r t i o ( T H D )   o f   t he   o ut put   v o l t a g e   o f   t he   m o di f i e i nv e r t e r   w i t hi a l l o w a b l e   l i m i t s .   T hi s   p a pe r   a i m s   t o   m o de l i ng   a n s i m ul a t i o by   M A T L A B   of   t he   m o di f i e t o po l o gy   of   t he   C H B - M L I   f o r   a   s i n g l e - pha s e   pr o t o t y pe   f o r   13 - l e v e l s .   T he   i nv e r t e r   o f f e r s   l e s s   T H D   a nd  g r e a t e r   e f f i c i e nc y   us i ng   P S O   c o nt r o l   a l g o r i t hm   c o m pa r e w i t t h e   N R   a l g o r i t hm .     T he   p e r f o r m a nc e   o f   t h e   p r o po s e c o nt r o l l e r s   ba s e o N R   a nd  P S O   t e c hni que s   i s   v e r i f i e d   t hr o ug s i m u l a t i o n.   Ke y w or ds :   13 - l e v e l   H a r m o ni c s   In v e rt e r s   M o di f i e m ul t i l e v e l     PSO   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   M o h a m m e R a s h e e d ,   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   E n g i n e e ri n g,     U n i v e r s i t i   T e kni ka l   M a l a y s i a   M e l a ka ,     In d us t r i a l   P o w e r ,   76100 ,   H a n g   T ua J a y a ,   D u ri a T u n gg a l ,   M e l a ka ,   M a l a y s i a .   E m a i l :   r a s h e e d@ u t e m . e du . m y       1.   I N TR O D U C TI O N     M ul t i l e v e l   pow e r   c o n v e r s i o n   w a s   f i r s t   i n t r o duc e 25  y e a r s   a go   [1] .   T h e   ge n e ra l   c o n c e pt   i n v o l ve s   ut i l i z i n a   h i g h e r   n u m b e r   o f   a c t i ve   s e m i c o n duc t o r   s w i t c h e s   t o   pe r fo r m   t h e   po w e r   c o n v e r s i o n   i n   s m a l l   v o l t a ge   s t e ps .   T h e r e   a r e   s e v e r a l   a dv a n t a ge s   t o   t h i s   a pp r o a c h   w h e n   c o m pa r e w i t h   t ra d i t i o n a l   t w o - l e ve l   pow e r   c o n v e r s i o n .   T h e   s m a l l e r   v o l t a ge   s t e ps   l e a t o   t h e   p r o duc t i o n   o f   h i g h e r   po w e r   qu a l i t y   w a ve f o r m s   a n a l s o   r e duc e   t h e   dv / dt   s t r e s s e s   o n   t h e   l o a a n t h e   e l e c t r o m a g ne t i c   c o m pa t i b i l i t y   c o n c e rn s .   A n o t h e r   i m po r t a n t   f e a t ur e   o f   m ul t i l e v e l   c o n v e r t e r s   i s   t h a t   t h e   s e m i c o n du c t o r s   a r e   w i r e i n   a   s e ri e s - t y pe   c o nn e c t i o n ,     w h i c h   a l l o w s   o pe r a t i o n   a t   hi g h e r   v o l t a ge s .   H ow e ve r ,   t h e   s e ri e s   c o n n e c t i o i s   t y pi c a l l y   m a de   w i t h   c l a m pi ng  di o de s ,   w h i c h   e l i m i n a t e   o ve r   v o l t a ge   c o n c e r n s .   F u r t h e rm o r e ,   s i n c e   t h e   s w i t c h e s   a r e   n o t   t r u l y   s e r i e s   c o n n e c t e d,   t h e i s w i t c h i ng  c a n   b e   s t a gge r e d ,   w h i c h   r e duc e s   t h e   s w i t c h i n f r e que n c y   a n t hus   t h e   s w i t c h i ng  l o s s e s   [2,   3] .   T h e   h a rm o ni c   e l i m i na t i o n   t e c hn i que s   a r e   ut i l i z e i m u l t i l e v e l   i n v e r t e r s   i o r de r   t o   l o w e r   ha r m o n i c   c o n t e nt   f o r   i m p r o v i n t h e   o ut put   w a v e fo r m   o f   t h e   v o l t a ge   i n v e r t e r,   r e duc e   t h e   s i z e   o f   t h e   f i l t e r   ut i l i z e a n t h e   l e v e l   of   e l e c t r o m a g n e t i c   i n t e r f e r e n c e   (E M I).   N u m e r o us   t o po l o gi e s   c a n   b e   us e t o   r e a l i z e   t h o s e   a d v a nt a ge s   a n c a n   ge n e r a l l y   b e   di v i de i n t o   t hr e e   m a j o r   c a t e go r i e s ,   n a m e l y ,   di o de   c l a m pe m ul t i l e v e l   i n v e r t e r   D C - M L I,   f l y i n c a pa c i t o r   m ul t i l e v e l   i n v e r t e r   F C - M L a n s e pa r a t e D s o ur c e s   c a s c a de H - b r i dge   CH B - M L I.   T h e   t y p e   of   t h e   M L w h i c h   us e s   a   s i n g l e   D s o ur c e   r a t h e r   t ha n   m u l t i pl e   s o ur c e s   i s   c a l l e t h e   di o de - c l a m pe M L I.   W hi l e ,   t h e   F t y pe   i s   d e s i gn e by   s e ri e s   c o nn e c t i o n   o f   c a pa c i t o r   c l a m pe s w i t c h i n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   16 ,   N o .   1 O c t o b e r   2019   :     41   -   51   42   c e l l s .   T h e   CH B   s w i t c h e s   a r e   c o nn e c t e i n   p a r a l l e l   a n s e r i e s   i n   o r de r   t o   p r o v i de   h i g po w e r   d e m a n a n d   hi g h - po w e r   qua l i t y   [4 10],   [1 1 12]  R e duc e n um b e r   of   s w i t c h e s   w i t h   i n s t a l l a t i o n   a r e a   a n c o s t   a s   w e l l   a s   s i m pl i c i t y   of   c o n t r o l   s y s t e m ,   w i t h   a   hi g h   n u m b e r   o s t e ps   a s s o c i a t e us i n a   n e w   t o po l o g y   of   c a s c a de d   m ul t i l e v e l   i n v e r t e r   (CH B - M L I)   h a s   b e e n   pr e s e n t e i n   [13] .   A   n e w   t o p o l o g y   fo r   c ur r e n t   s o ur c e   m ul t i l e v e l   i n v e r t e r   (CS I )   w i t h   r e duc e n um b e r   o f   s w i t c h e s   t ge n e r a t e   de s i r e o ut put   c urr e nt   b a s e o n   s i n us o i d a l   pul s e   w i dt h   m o dul a t i o n   (S P W M m e t h o h a s   b e e n   pr e s e nt e i n   [1 4].   T hi s   t o po l o g y   e m pl oy s   (n + 7) / s w i t c h e s   a n (n− 1) / c urr e n t - s ha ri n i n duc t o r s   fo r   a n   n - l e v e l   CS I. A   5 - l e v e l   s i n gl e - p h a s e   i n v e r t e r   ha s   b e e n   de v e l o pe b y   f i e l d - pr o g r a m m a b l e   ga t e   a rra y   (F P G A by   [15].   T h e   di g i t a l   c o n t r o l   t e c hni que   i s   ge n e r a t e b a s e o n   m u l t i   c a rri e r   P W M   i n   A l t e ra   D E b o a r d ,   w h i c h   ha s   m a n y   fe a t u r e s   t h a t   i m p l e m e n t   t h e   s y s t e m   de s i gn   t h e   s i m ul a t i o n   a n e xpe r i m e nt a l   r e s ul t s   h a v e   b e e n   c o n s i s t e nt .   A   s e v e n - l e ve l   i n v e r t e ha s   b e e n   s i m u l a t e by   [16]  v i a   i m p l e m e nt a t i o n   o f   P W M   t e c hn i que s   t o   r e duc e   t o t a l   ha rm o n i c   di s t o rt i o (T H D ).   T hi s   i n v e rt e i s   i m pl e m e n t e d   o n   t h e   p ri n c i p l e   o f   r e duc i n g   n u m b e r s   o f   s w i t c h e s ,   t h us   de c r e a s i n g   n um b e o f   ga t e   dri v e r s   i t h e   c i r c ui t .     T h e   s i m u l a t i o n   c i r c ui t r y   b a s i c a l l y   i n c o r po r a t e s   D s uppl y   a n s m a l l e r   (CH B - M L I)  b l oc ks   c o n n e c t e i n   s e r i e s   t o   i m p l e m e nt   i t s   de s i r e s t e ppe o ut pu t   w a v e f o r m .   In   t h i s   pa pe r,   a   m o di f i e CH B - M L b a s e o n   a ux i l i a r y   b i di re c t i o n a l   s w i t c h   c o n t r o l l e us i ng  N R   a n d   P S O   t e c hn i que s   f o r   o pt i m i s a t i o n   o f   t h e   o ut pu t   w i t h   13 - l e v e l s   i s   i m pl e m e n t e b a s e o n   M A T L A B   S i m u l i n k .   M o s t   of   t h e   r e s e a r c h e r s   ha a pp l i e t h e   P S O   t e c h ni que   t o   t he   s i n gl e   p h a s e   c o n v e n t i o n a l   CH B - M L Is .   T h e   N a n P S O   t e c hni que s   a r e   us e t o   c a l c ul a t e   s w i t c h i n a n g l e s   w i t h   t h e   c a p a b i l i t y   t o   e l i m i na t e   ha r m o n i c s   i n   t h e   o ut put   o t h e   m o di f i e CH B - M L Is .   F i na l l y ,   i n   t h i s   pa pe r,   i s   e v a l ua t e a nd  v a l i d a t e t hr o ug h   s i m ul a t i o n   r e s ul t s .       2.   S WI TC H I N G   O P ER A TI O N   M O D ES   O F   M O D I F I ED   C H B - M LI S   F O R   13 - L EV ELS   T h e   s w i t c h i n m o de   o pe r a t i o n   o f   t h e   pr o po s e s i n gl e - p h a s e   m o di f i e d   CH B - M L f o r   13 - l e ve l s   c a n   b e   i l l us t r a t e i F i g u r e   1.   A s   p r e v i o us l y   m e n t i o n e d,   t h e   p r o p o s e t o po l o g y   a do pt s   a   f ul l - b ri dge   c o n f i gu ra t i o n   w i t h   a n   a ux i l i a r y   c i r c ui t   c o m pri s i n f o ur   di o de s   a n a   s w i t c h   w h i c h   ge n e ra t e s   h a l f - l e v e l   D b us   vo l t a ge .   F i g u r e   s h o w s   t h e   t i m i n di a g r a m   o r   s w i t c hi n p a t t e rn  f o r   a l l   s w i t c h e s   e m p l oy e i n   t h e   m o di f i e CH B - M L I.   T h e   o ut put   v o l t a ge s   o f   t h e   m o di f i e CH B M L fo r   13   l e v e l s   c a n   b e   s um m a ri z e a s   de s c ri b e i T a b l e   1.     T h e   pr e s e nt   w o r pr e s e nt s   a   13 - l e v e l   P W M   i n v e r t e r   w i t h   o ut put   v o l t a ge s   V dc ,   V dc / 2,   V dc / 3,   V dc / 4,   0,   - V dc / 4,   - V dc / 3 ,   - V dc / a nd  - V dc .   S u r e l y   t h a t   i n c r e a s i ng  t he   n um b e r   o f   o ut put   l e v e l s   of   a n   i n v e rt e r   w o ul r e duc e   i t s   h a rm o n i c   c o n t e n t .           F i gu r e   1 .   P r o po s a l   o f   m o di f i e CH B - M L I,     s i ngl e - p h a s e   13 - l e v e l   t o po l o g y       F i gu r e   2 .   S w i t c hi n g   pa t t e rn  o f   m o di f i e CH B - M L Is   fo r   13 - l e v e l s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   m od i f i e d   c as c ad e d   h - br i d ge   m ul t i l e v e l   i nv e r t e r   bas e d   on   p ar t i c l e   s w a rm…   ( Moham m e R as he e d )   43   T a b l e   1 .   O u t put   V o l t a ge   f o r   13 - l e v e l   In v e r t e t o   t h e   S w i t c h e s ’  s t a t e s   O n = a n d   O f f = 0   V o l t a g e   S t a t e   S 1   S 2   S 3   S 4   S 5   S 6   S 7   S 8   S 9   S 10   S 11   S 12   S 13   S 14   S 15   Vo   A   1   0   0   1   0   1   0   0   1   0   1   0   0   1   0   V d c   B   1   0   0   1   0   1   0   0   1   0   0   0   0   1   1   V dc /2   C   0   1   1   0   0   0   0   0   1   1   0   0   0   1   1   V dc /3   D   0   0   0   1   1   0   0   0   1   1   0   0   0   1   1   V dc /4   E   0   0   0   1   1   0   0   0   1   1   0   0   1   1   0   V dc /5     0   0   0   1   1   0   0   1   1   0   0   0   1   1   0   V dc /6   G   0   0   1   1   0   0   0   1   1   0   0   0   1   1   0   0   H   1   1   0   0   0   1   1   0   0   0   1   1   0   0   0   0*   I   0   1   0   0   1   1   1   0   0   0   1   1   0   0   0   - V dc /6   J   0   1   0   0   1   0   1   0   0   0   1   1   0   0   0   - V dc /5   K   0   1   0   0   1   0   1   0   0   1   0   1   0   0   1   - V dc /4   L   0   1   1   0   0   0   1   0   0   1   0   1   0   0   1   - V dc /3   M   0   1   1   0   0   0   1   1   0   0   0   1   0   0   1   - V dc /2   N   0   1   1   0   0   0   1   1   0   0   0   1   1   0   0   - V d c       3.   A N A LY S I S   O F   TH P R O P O S ED   T O P O L O G I ES   O F   T H M O D I F I ED   C H B - M LI   F O R   1 3 - LEV ELS   A.   F o ur i e S e ri e s   f o r   t h e   O ut pu t   V o l t a ge   o f   t h e   P r o po s e M o di f i e CH B - M L fo r   13 - L e v e l :   T h e   e qua t i o n s   f o r   13 - l e v e l s   b a s e o n   t h e   F o uri e s e ri e s   a r e   d e s c r i b e be l ow   [20]:       ( ) =   1 ( ) +   2 ( ) +   3 ( ) + 4 ( ) + 5 ( ) + 6 ( )   = 2   [ (  1 c o s ( 1 ) = 1 , 3 , 5 +  2 ( 2 ) +  3 ( 3 ) +  4 ( 4 ) +  5 ( 5 ) +  6 ( 6 ) ]   (  )   (1)     w h e r e :   :   V o l t a ge   o f   e a c h   v o l t a ge   s o ur c e   t ha t   w a s   i u ni t y     :   S w i t c hi n g   a n g l e s     i   = 1, 2 …6 .   F r o m   (1) ,   s i x   e qua t i o n s   w e r e   r e s ul t e d,   o n e   f o r   c o n t r o l l i n t he   f un da m e nt a l   c o m po n e nt   1 st   a n o t h e r s   fo r   e l i m i na t i n g   t h e   3 th ,   5 th , 7 th ,   9 th   a n 11 th   ha rm o ni c s .    =    1 +  2 +  3       = 2   { c o s (   1 ) + c o s (   2 ) + c o s (   3 ) + c o s ( 4 ) + c o s (   5 ) + c o s ( 6 ) } = 1 , 3 , 5 , 7 ,   (2)     As   s h o w n   i n   ( 2)   h a s   s i x   v a r i a b l e s   ( 1 , 2 , 3 , . . . ,   6 ),   w h e r e   0   < 1 < 2 < 3 …<   6 < / 2 ,   a nd  a   s o l ut i o s e t   i s   ob t a i n e by   a s s i gn i n a   s pe c i f i c   v a l ue   t o   t h e   f un da m e nt a l   c o m po n e nt ,   V f ,   a n e qu a t i n t h e   r e m a i n i ng  e qua t i o n s   t o   z e r o   a s   gi v e b e l ow :       1 ( 1 ) + 2 ( 2 ) + 3 ( 3 ) + 4 ( 4 ) + 5 ( 5 ) + 6 ( 6 ) = 6     1 ( 3 1 ) + 2 ( 3 2 ) + 3 ( 3 3 ) + 4 ( 3 4 ) + 5  ( 3 5 ) + 6 ( 3 6 ) = 0   1 ( 5 1 ) + 2 ( 5 2 ) + 3 ( 5 3 ) + 4 ( 5 4 ) + 5 ( 5 5 ) + 6 ( 5 6 ) = 0   1 ( 7 1 ) + 2 ( 7 2 ) + 3 ( 7 3 ) + 4 ( 7 4 ) + 5 ( 7 5 ) + 6 ( 7 6 ) = 0   (3)   1 ( 9 1 ) + 2 ( 9 2 ) + 3 ( 9 3 ) + 4 ( 9 4 ) + 5 ( 9 5 ) + 6 ( 9 6 ) = 0   1 ( 11 1 ) + 2 ( 11 2 ) + 3 ( 11 3 ) + 4 ( 11 4 ) + 5 ( 11 5 ) + 6 ( 11 6 ) = 0       w h e r e   =   V 1 / ( 2 V dc /   ),   a n d   i t   i s   r e l a t e t o   t h e   m o dul a t i o i nde m i   by   m i   =   m / s ,   w h e r e   0   <   m i   < 1 .     A o bj e c t i v e   f un c t i o i s   t h e n   n e e de f o r   t h e   o pt i m i s a t i o p r o c e dur e   s e l e c t e a s   a   m e a s u r e   o e ffe c t i ve n e s s   of   e l i m i n a t i n s e l e c t e o r de r   of   h a r m o n i c s   w h i l e   m a i n t a i ni n t h e   f un da m e n t a l   c o m po n e nt   a t   a   pr e - s pe c i f i e v a l ue .   T h e r e f o r e ,   t h i s   f u n c t i o n   i s   de f i n e d   a s :     F ( 1 , 2 , . . . , =   [ V 1 c o s ( θ n ) - m s n = 1 ] 2   + [ V 2 c o s ( 3 θ n ) s n = 1 ] 2 +   . [ V s c o s ( 2 1 ) θ s s n = 1 ] 2   (4)     T h e   o pt i m a l   s w i t c h i n g   a n g l e s   a r e   o b t a i n e by   m i ni m i s i n g   (4)  s ub j e c t e t o   t h e   c o n s t ra i nt   0   < θ 1 < θ 2 < θ 3 < θ 4   _     < θ s < / 2,   a n c o n s e que n t l y   t h e   r e qui r e ha rm o n i c   p rof i l e   i s   a c h i e v e d.   T h e   m a i n   c h a l l e n ge   i s   t h e   n o n - l i n e a r i t y   of   t h e   t ra n s c e n de n t a l   s e t   o f   (4),   a s   m o s t   i t e r a t i v e   t e c h ni que s   c a n   b e   us e w i t h   f i v e   a n 13 - l e v e l s   of   t h e   m o di f i e CH B - M L a s   s h ow n   i n   F i gu r e   a nd  e a c h   s t e i s   e xpl a i n e d,   G e n e ra l   f l o w c h a rt   o f   t h e   P S O   of   t h e   m o di f i e CH B - M L a s   s h o w n   i n   F i gu r e   4 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   16 ,   N o .   1 O c t o b e r   2019   :     41   -   51   44   3. 1 .       N R   Te c h n i q u e   T h e   v a l ue s   o f   t h e   s w i t c h i n a n g l e s   1 , 2 , 3 , 4 , 5 ,   a n d   6   c a n   b e   c h o s e n   by   s o l v i n t h e   t r a n s c e n de n t a l   e qua t i o n s   u s i ng  a   m o dul a t i o n   i n de f o r m u l a   ( 5)  t o   o b t a i t h e   s u i t a b l e .      = V 2    ( 0  1 )   ( 5)     W he r e , m i  i s  t he  m o dul a t i o n i nde x     F o r   t h e   a ngl e s   θ 7   unt i l   θ 24   c a be   o bt a i ne b y   r e f e r r i ng  t he   o ut put   wa v e f or m   of   13 - l e ve l s   of   t he   m o di f i e d   C H B - M L I s   t he o r y   i F i gur e   5 .   T he   pr oc e dur e   of   de t e c t i ng  a t t r i but e s   a nd  c o n f i gur a t i o of   a   s y s t e m   i s   c a l l e d   o pt i m i s a t i o n.  F o r   a   13 - l e v e l   s i ngl e   pha s e   i nve r t e r o nl y   f i v e   ha r m o ni c s   c a be   e l i m i na t e whic a r e   t he   3 rd 5 th 7 th 9 th a nd  11 th   ha r m o ni c s T hus t he   s wit c hi ng  a ngl e s   c a be   f o un by   s o l v i ng  t he   t r a ns c e nde nt a l   e qua t i o ns   b y   us i ng  NR  t e c hni que . T he s e  s wit c hi ng a ngl e s   a r e  t he n e x a m i ne f o r  t he i r  c or r e s po ndi ng  T H D   gi ve n b y :     = 2 = 1 1   ( 6)     T h e   e f f e c t   o f   o pt i m i s e a n gl e s   f o r   13 - l e v e l s   a r e   1 2 3 4 5 6 , o n   t h e   T H D   a n t h e   m o dul a t i o n   i n de x .   B y   us i n M A T L A B   c o di n f o r   n um b e r   o f   i t e r a t i o n s ,   i t   c a n   b e   e a s i l y   f i n t h a t   t h e   m o dul a t i o n   i n de i s   e qua l   t o   0. 949  a n t h e   c o r r e s po n di n T H D   v a l ue   o f   o ut put   v o l t a ge   w i t h   13 - l e v e l s   i s   e qua l   t o   6. 18   %.                         F i gu r e   3 .   G e n e ra l   f l o w - c h a r t   o f   N R   of   t h e   m o di f i e CH B - M L Is     F i gu r e   4 .   G e n e ra l   f l o w c h a r t   o f   t h e   P S O   o f   t h e   m o di f i e CH B - M L   S t a r t     -   G u e s s   I n i t i a l i z e   V a l u e s   o f   S w i t c h i n g   A n g l e s   (         ) F i n e   t h e   v a l u e   o f     F (         ) F i n d   t h e   J a c o b i a n   f u n c t i o n   V a l u e d       <   a c c u r e c y S o l v e   f o r   d E n d                         Y e s N o U p d a t e   V a l u e s   o f   n e w   =         o l d   +   d S t a r t     - I n i t i a l i z e   P S O   p a r a m e t e r s ,   P o p u l a t i o n   s i z e   ( N ) ,   D i m e n s i o n   ( D )         - I n i t i a l i z e   p o s i t i o n   a n d   v e l o c i t y   p a r a m e t e r s   C 1 ,   C 2 ,   p b e s t ,   g b e s t   a n d   M a x i m u m   I t e r a t i o n R a n d o m l y   G e n e r a t e   t h e   S w a r m S e t   I t e r a t i o n   =   1 I t e r a t i o n   <   M a x I t e r a t i o n Y e s J < N R u n   t h e   S i m u l a t i o n   t o   E v a l u a t e   F i t n e s s   F u n c t i o n Y e s C a l c u l a t e   O b j e c t i v e   F u n c t i o n   u s i n g   E q .   ( 9 ) N o U p d a t e   t h e   V e l o c i t y   a n d   P o s i t i o n   b y   u s i n g   E q .   .   ( 7 )   a n d   .   ( 8 ) J < N R u n   t h e   S i m u l a t i o n   t o   E v a l u a t e   F i t n e s s   F u n c t i o n Y e s G e t   t h e   b e s t   m i n i m i z e d   v a l u e V a l i d a t e   O b t a i n e d   R e s u l t s   i n   t h e   T e s t i n g   S i m u l i n k   m o d e l i   =   i   + 1 S t o p N o I t e r a t i o n   =   I t e r a t i o n   + 1 i   =   i   + 1 N o C a l c u l a t e   O b j e c t i v e   F u n c t i o n   u s i n g   E q .   ( 9 ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   m od i f i e d   c as c ad e d   h - br i d ge   m ul t i l e v e l   i nv e r t e r   bas e d   on   p ar t i c l e   s w a rm…   ( Moham m e R as he e d )   45       F i gu r e   5 . V ab   a t   l o w   s w i t c h i ng  f r e que n c y   of   m o di f i e CH B - M L I,   f o r   13 - l e v e l s       3. 2 .       P S O   T e c h n i q u e   P S ha s   be c o m e   a   v e r y   p o pul a r   t e c hni que   i s o l v i ng  no n - l i n e a r   o pt i m i z a t i o pr o bl e m s Amo ng  m a ny   t y pe s   of   e vo l ut i o na r y   a l go r i t hm s pa r t i c l e   s wa r m   i s   pr e f e r r e pr i m a r i l y   be c a us e   of   i t s   c o m put a t i o na l   e f f i c i e nc y ,   s i m pl i c i t y   a nd  a bi l i t y   t o   a vo i l oc a l   o pt i m a T he   P S ha s   t he   f o l l o wing  ke y   a dv a nt a ge s   ov e r   o t h e r   e vo l ut i o na r o pt i m i z a t i o t e c hni que s   [ 17 20] .   T he   P S a l go r i t hm   i s   r e qu i r e t o   s o l ve   no nl i ne a r   e qua t i o n s   ba s e d   o S H E   a l go r i t hm   f o r   s o l v i ng  t he   t r a ns c e nde nt a l   e qua t i o ns   i o r d e r   t o   o pt i m i z e   be s t   s wit c hi ng  a ngl e s T he   num be r   of   i t e r a t i o i t he   a l go r i t hm   i s   s o l v e us i ng  M AT L AB   c o di ng  t o   ge t   be t t e r   a ngl e s   f or   e l i m i na t i ng  s pe c i f i c   unwa nt e ha r m o ni c s . T he  i t e r a t i o n P S O a l go r i t hm  c a n be  de s c r i be d b y  t h e  f o l l o wing s t e ps :   S t e 1:   I ni t i a l i s e   t he   s y s t e m   pa r a m e t e r s   s uc a s   v e l o c i t y   ve c t o r   Vi,  l o c a t i o v e c t o r   Xi,  pe r s o na l   be s t   pa r t i c l e   ve c t or   P i , pa r t i c l e  i ne r t i a  we i ght  C 0, a nd glo ba l  be s t  v e c t o r  P g. As s i g t he  v a l ue s   of  ge n e r a t i o ns  a s  100, po pul a t i o n s i z e  a s   40, c o gni t i ve  pa r a m e t e r  C 1 a s   0.5  a nd  s o c i a l  pa r a m e t e r  C 2 a s  1. 25.   S t e 2:   C he c f or   t he   c a s e   <   ( C +   C 2)   <   a nd  ( C +   C 2) /   <   C <   1,  i f   t he   t wo   c a s e s   a r e   s a t i s f i e t he t h e   s y s t e m  wil l  be  gua r a nt e e d t o  c o n v e r g e  t o  a  s t a bl e  e qui l i br i um  po i nt . I f   f a l s e , go  t o  S t e p 1.   S t e p 3:  Upda t e  t he  Ve l o c i t y , Vi ( t  +  1) .     Vij  ( t + 1)   = Vi( t )   +   γ 1 ( P x ( ) )  +   γ 2   ( G x ( ) )   ( 7)     S t e p 4:  Upda t e  t he  P o s i t i o n, Xi ( t  +   1) .     Xij  ( t + 1)   =  Xij  ( t )   +  Vij  ( t + 1)   ( 8)     whe r e   i   i s   t he   pa r t i c l e   i nde x j   i s   t he   i nde x   of   pa r a m e t e r   of   c onc e r t o   be   o pt i m i z e d,  x   i s   t he   p o s i t i o of   t h e   i t h   pa r t i c l e   a nd  j t pa r a m e t e r i s   t he   di s c r e t e   t i m e   i nde x ,   i s   t he   ve l oc i t y   of   t h e   i t pa r t i c l e   a nd  j t pa r a m e t e r P   i s   t he   be s t   po s i t i o f o und  b y   t h e   i t pa r t i c l e   a nd  j t pa r a m e t e r   ( p e r s o na l   be s t ) G   i s   t he   be s t   po s i t i o n   f o und  b y   s wa r m   ( gl o ba l  be s t ) , C  i s   a  r a ndo m  uni f o r m  numbe r  be t we e n [ 0,1]  a ppl i e d t o  t he  i t h pa r t i c l e   S t e p 5 :   No w, uti l i z e  t he  F i t ne s s  F unc t i o n i n o r de r  t o   e v a l ua t e  t he  pa r t i c l e ,   H e r e   t he   s wit c hi ng  a ngl e s   1 , 2 3 , 4 , 5 ,   a nd  6   a r e   c ho s e i s uc a   w a y   t ha t   t he   s e l e c t i v e   ha r m o ni c s   3 th 5 th 7 th , 9 th , a nd 11 th   a r e  e l i m i na t e d. T he  c o r r e s po ndi ng t r a ns c e nde nt a l  e qua t i o ns  a r e  gi v e n b y :   F ( 1) = ( c o s ( 1 )  +  c o s ( 2 ) +  c o s ( 4 ) +  c o s ( 4 ) +  c o s (   5 ) +  c o s ( 6 )) - m a .   F ( 2) = ( c o s ( 3 1 ) + c o s ( 3 2 ) + c o s ( 3 3 ) + c o s ( 3 4 ) + c o s ( 3 5 ) + c o s ( 3 6 ) )   F ( 3) = ( c o s ( 5 1 ) + c o s ( 5 2 ) + c o s ( 5 3 ) + c o s ( 5 4 ) + c o s ( 5 5 ) + c o s ( 5 6 )).   F ( 4) = ( c o s ( 7 1 ) + c o s ( 7 2 )+ c o s ( 7 3 ) + c o s ( 7 4 ) + c o s ( 7 5 ) + c o s ( 7 6 )).   F ( 5) = ( c o s ( 9   1 ) + c o s ( 9 2 ) + c o s ( 9 3 ) + c o s ( 9 4 ) + c o s ( 9 5 ) + c o s ( 9   6 )).   F ( 6) = ( c o s ( 11   1 ) + c o s ( 11 2 ) + c o s ( 11   3 )+     c o s  ( 11 4 ) + c o s  ( 11 5 ) + c o s  ( 11 6 ))   ( 9)     S t e p 6:  C he c k t he  c o ns t r a i nt s   0   1 2   3   4   5   6   / 2.   S t e p 7:  C he c k f o r  t he   c a s e  P ( x i )  <  P ( P i ) , i f  i  =  i  +  1  no t  s a t i s f i e t he n e xe c ut e  t o  S t e p 3.   S t e 8:   I f   t he   pr o duc e l o c a t i o of   t he   pa r t i c l e   i s   t he   be s t   t he upda t e   by   c ha nge   wit t he   pr e v i o us   l o c a t i o a s   P i   = Xi.   S t e p 9:  Upda t e  t he  gl o ba l  be s t  l o c a t i o n a s  P =  m i n  ( P  ne i ghbo r ) .   S t e p10:  S wit c hi ng a n gl e s  a r e  o pt i m i z e d a s  t he  be s t . Ac c o m pl i s h t he  s o l ut i o n of  t h e  pr o bl e m .   T h e  ge ne r a l   f l o wc ha r t  of  t h e  P S O of  t he  m o di f i e C H B - M L I  i s  s ho wn in  F i gu r e   5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   16 ,   N o .   1 O c t o b e r   2019   :     41   -   51   46   4.   M O D E LLI N G   O F   TH E   P R O P O S ED   M O D I F I ED   C H B - M LI   M AT L AB / S I M UL I N K   s of t wa r e   wa s   us e t o   m o de l   t h e   pr o po s e t o p o l o gi e s   of   t he   m o di f i e C H B - M L I   f o r   13,  l e ve l s F i g ur e   6   s ho ws   t he   c i r c ui t   di a gr a m   of   t he   pr o p o s e s i ngl e - pha s e   m o di f i e C H B - M L I   f o r   13 - l e v e l s .     T h e   c o n f i gur a t i o of   t hi s   m o d e l   c o ns i s t s   of   c o n v e nt i o na l   i nve r t e r   wit 12  s wit c he s   i a ddi t i o t o   a   3 - bi - di r e c t i o na l   s wit c h.  T hi s   p a pe r   a i m s   t o   de v e l o a   P S a l go r i t hm   b a s e o t he   S H E   t e c hni que   f o r   ge t t i ng  t he   be s t   f i r i ng  a ngl e s   f o r   ha r m o ni c s   e l i m i na t i o a nd  c o m pa r e   i t   wit t he   c o nve nt i o na l   NR   a l go r i t hm T h e   s y s t e m   o pe r a t i o wa s   s i m ul a t e a t   l o w s wit c hi ng  f r e que nc y I t hi s   s i m ul a t i o n,  t he   m o de l ,   ha s   t hr e e   DC   s uppl y   of   300V  e a c h.  Ge ne r a t or   pul s e   bl o c i s   us e t pr oc e dur e   t h e   s wit c hi n pa t t e r f o r   ge ne r a t i ng  s wit c hi ng  pul s e s   ne c e s s a r y   t c o nt r o l   t h e   s wit c he s   o f   t he   M L I   ba s e o t he   NR   a nd   P S O   a l go r i t hm s r e s i s t o r   o f   100kΩ   wil l   be   us e a s   a   l o a t o   t he   pr o po s e i n v e r t e r   m o de l T he   m a x i m um   o ut put   pha s e   vo l t a ge   of   t h e   m o di f i e C H B - M L I   i s   900  v o l t s   wit f r e que nc y   of   50Hz T h e   s e r i e s   c o nne c t e d   DC   bus   c a pa c i t o r s   C a nd  C e r e   2500e - 6F whic s pl i t   t he   DC   bus   vo l t a ge   f or  e a c h c e l l  i nt o :  V DC / 2, 0,  - V DC / 2. T he  m i ddl e  po i nt  n of  t he   c a pa c i t o r s  i s  de f i n e d a s  t he  ne ut r a l  po i nt .       5.   S I M U LA TI O N   R ES U L TS   O F   M O D I F I ED   C H B - M LI   F O R   13 - LEV ELS   WI T H   m i =0. 81  U S I N G   N R   A N D   P S O   A L G O R I TH M S     I o r de r   t o   o bt a i t he   o pt i m i z a t i o of   t he   o ut put   o f   t he   s i ngl e - pha s e   m o di f i e C H B - M L I   wit 13 - l e ve l s t he   s wit c hi ng  a n gl e s   ba s e o t he   NR   a nd  P S a l go r i t hm s   we r e   c a l c ul a t e d.  B a s e o t he   s i m ul a t i o m o de l ,     F i gu r e   7,  F i gu r e   8   a n F i g u r e   s ho t he   t i m i ng  d i a gr a m   o f   t he   s wit c he s   i n   t he   s i ngl e - pha s e   m o di f i e C H B - M L I   of   13 - l e ve l s T h e r e   a r e   c e l l s   a v a i l a bl e   i t he   c o n f i gur a t i o of   t he   pr o p o s e i nve r t e r   s ho wn  i t he   m e t h o do l o g y   of   F i gu r e   6.    E a c c e l l   c o m pr i s e s   f i v e   s wit c he s i nc l udi ng  bi - di r e c t i o na l   s wi t c h,  na m e l y   e .g.  f o r   t he   f i r s t   c e l l   ha s   t he   s wit c he s   S 1,  S 2,  S 3,  a n S a n t he   bi - di r e c t i o na l   s wit c S 5.  F r o m   t he s e   f i gur e s i t   i s   no t e t ha t   t he   15  s wit c he s   ha v e   e qua l   s wit c hi ng  pe r i o ds   u s i ng  a   s wit c hi ng  f r e que nc y   of   2 500  H z T h e   s wit c hi ng  a n gl e s   o f   t he   i n v e r t e r   we r e   c a l c ul a t e d us i ng t he  NR  t e c hni que  wit h M AT L AB  c o d e  a nd t he   o bt a i ne d s wit c hi ng a ngl e s   a r e  e qua l  t o   1 =6.2542 0 2 =1 4.322 4 0 , 3 =22 .9152 0 4 =32 .044 0 5 =48. 0239 0 an 6 =6 2.6458 0 .   T he s e   a ngl e s   ha v e   us e t he   S HE   ba s e o n   t he   NR   t e c hni que   i n   o r de r   t o   ge n e r a t e   t he   o ut put   of   t he   i nve r t e r   wa v e f o r m   wit t i m e   pe r i o of   0.02s a nd  m i   e qua l   t o  0.81.           F i gu r e   E r r o r N o   t e x o s p e c i fi e d   s ty l e   i n   d o c u m e n t. 6.   S i m ul a t i o n s   o f   m o di f i e CH B - M L Is   fo r   13 - l e v e l s   m o de l       T h e   o bt a i ne t i m i ng  di a gr a m   f or   t he   o pt i m i z a t i o of   o ut put   vo l t a ge   wa v e f or m   of   t he   s i ngl e - pha s e   13 - l e ve l   m o di f i e C HB - M L I   us i ng  t he   NR   t e c hni que   ha s   be e p r o duc e a s   s ho wn  i F i gu r e   E r r o r N o   te x o s p e c i f i e d   s ty l e   i n   d o c u m e n t. 10.   I o r de r   t o   e l i m i na t e   t he   s pe c i f i c   o r de r   ha r m o ni c s   of   t h e   i nve r t e r   o ut put t he   S H E   t e c hni que   of   t he   f unda m e nt a l   s wit c hi ng  f r e que n c y   s c he m e   i s   us e d.  I n   t hi s   pa pe r t he   s i ngl e - pha s e   m o di f i e d   C H B - M L I   wit e qua l   DC   s o ur c e s   ba s e o t h e   s upe r   c a pa c i t o r s   [ 18,   19]   i s   ut i l i z e d.  T he   o ut put   vo l t a ge   ha r m o ni c   s pe c t r a  of  t he  s i ngl e - pha s e  m o di f i e d C H B - M L I  us i ng t he  NR   w e r e   o bt a i ne d t hr o ugh s i m ul a t i o n a s  s ho wn  i n   F i gu r e   Er r o r N o   te x o s p e c i f i e d   s ty l e   i n   d o c u m e n t. 11.   F i gu r e   E r r o r N o   te x o s p e c i fi e d   s ty l e   i n   d o c u m e n t. 11  s ho ws  t he  T H Dv   v a l ue   of  t he  m o di f i e d i nve r t e r  o ut put  vo l t a ge   whic h e qui v a l e nt  t o  6.59% .   T h e   s i m ul a t i o r e s ul t s   of   t i m i ng  di a gr a m   of   t he   s i ngl e - pha s e   13 - l e ve l   m o di f i e C HB - M L I   ba s e o t h e   P S t e c hni que   c a be   s ho wn  i F i gur e   Er r o r N o   te x o s p e c i fi e d   s tyl e   i n   d o c u m e n t. 12 F i gu r e   E r r o r N o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   m od i f i e d   c as c ad e d   h - br i d ge   m ul t i l e v e l   i nv e r t e r   bas e d   on   p ar t i c l e   s w a rm…   ( Moham m e R as he e d )   47   te x o s p e c i fi e d   s ty l e   i n   d o c u m e n t. 13  a nd   F i gu r e   E r r o r N o   te x o s p e c i fi e d   s ty l e   i n   d o c u m e n t. 14 T he   o pt i m i z e s wit c hi ng  a ngl e s   o bt a i ne by   us i ng  M AT L AB   s i m ul a t i o a r e   e qua l   t o   1 = 4.4873 0 2 = 14.5 441 0 3 = 24.5 761 0 4 = 33.1 991 0 5 = 45.82 0   a nd  6 = 62.67 2 0 .         F i gu r e   7.   T i m i n g   d i a g ra m   f o r   c e l l   i 13  l e v e l   i n v e r t e c o m p r i s i ng  S 1 - S 5   s w i t c h e s   w i t m i   =   0 . 81   us i n N R   t e c hn i q ue         F i gu r e   8.   T i m i n g   d i a g ra m   f o r   c e l l   i 13  l e v e l   i n v e r t e c o m p r i s i ng  S 6 - S 10   s w i t c h e s   w i t m i   = 0 . 81  us i n N R   t e c hn i q ue             F i gu r e   9.   T i m i n g   d i a g ra m   f o r   c e l l   i 13  l e v e l   i n v e r t e c o m p r i s i ng  S 11 - S 1 s w i t c h e s   wi t m i   =   0. 8 us i n N R   t e c hn i q ue         F i gu r e   10.   T h e   o pt i m i z a t i o n   o f   o ut put   v o l t a ge   w a ve fo r m   o f   t h e   m o di f i e 13 - l e v e l   i n v e r t e r   w i t m i   =   0 .   81  us i n g   N R   t e c hni que           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   16 ,   N o .   1 O c t o b e r   2019   :     41   -   51   48     F i gur e   11. H a r m o ni c  s pe c t r um  of  o ut put  vo l t a ge   wa v e f or m  of  t h e  m o di f i e d C H B - M L I   wit h   m i = 0.81  us i ng  NR  t e c hni que     F i gur e   12. T i m i ng dia gr a m  f o r  c e l l  1 i n 13 le v e l   i nv e r t e r   c o m pr i s i ng S 1 - S 5 s wit c he s   wit h m i   =  0. 81    us i ng P S O te c hni que         F i gur e   13. T i m i ng dia gr a m  f o r  c e l l  2 i n 13 le v e l  i n v e r t e r   c o m pr i s i ng S 6 - S 10 s wit c he s  wit h m i   =  0 .8 1 u s i ng P S t e c hni que         F i gur e   14. T i m i ng dia gr a m  f o r  c e l l  3 i n 13 le v e l   i nv e r t e r   c o m pr i s i ng S 11 - S 15 s wit c he s  wit m i  =   0.81  us i ng P S O te c hni que       F i gu r e   Er r o r N o   te x o s p e c i fi e d   s tyl e   i n   d o c u m e n t. 15  s ho ws   t he   s i m ul a t i o r e s ul t s   o f   t he   o pt i m i z e o ut put   vo l t a ge   wa v e f o r m   of   t he   m o di f i e C H B - M L I   us i ng  t he   P S t e c hni que I t   i s   s ho wn  t h a t   t he   o pt i m i z e o ut put   v o l t a ge   wa v e f o r m   of   t he   i n v e r t e r   ba s e o t h e   P S a l go r i t hm   wa s   s m o o t he r   t ha t ha t   wit h   t he   NR  a l go r i t hm   due   t o   t he   i na c c ur a t e   c a l c ul a t i o of   t he   s wit c hi ng  a ngl e s   u s i ng   t he   NR   t e c hni que   i c o m pa r i s o wit t he  P S O o ne F i gur e   Er r o r N o   te x t   o f   s p e c i fi e d   s tyl e   i n   d o c u m e n t. 16  s ho ws  t he  o pt i m i z e d ha r m o ni c  s pe c t r um   of   t he   o ut put   v o l t a ge   wa ve f o r m   of   t he   s i ngl e - pha s e   m o di f i e C H B - M L I   us i ng  t he   P S wit i t s   T H v a l ue   e qui v a l e nt  t o  5.16% .   Ov e r a l l  v a l ue s  of  t he  s wit c hi ng a ngl e s   a nd  T H D   s ho wn in F i gur e  17.             F i gu r e   E r r o r N o   t e x o s p e c i fi e d   s ty l e   i n   d o c u m e n t. 15.   O p t i m i z a t i o o f   o ut put   v o l t a ge   w a ve fo r m   o f   13 - l e v e l   w i t h   m i = 0 .   81  us i n g   P S O   t e c hn i q ue       F i gur e   16. H a r m o ni c  s pe c t r um  of  o ut put  vo l t a ge   wa v e f or m  of  t h e  m o di f i e d C H B - M L I s  wit h   M i   =  0.81  us i ng P S O te c hni que       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   m od i f i e d   c as c ad e d   h - br i d ge   m ul t i l e v e l   i nv e r t e r   bas e d   on   p ar t i c l e   s w a rm…   ( Moham m e R as he e d )   49       F i gu r e   17.   O v e ra l l   v a l ue s   o f   t h e   s w i t c h i ng  a n g l e s   a n d   T H D   f o r   t h e   o ut put   v o l t a ge   o f   t h e   m o di f i e CH B - M L of   13 - l e v e l s   b a s e o n   N R   a nd  P S O   t e c hni que s   T a b l e   2 .   O v e r a l l   V a l ue s   of  m i S w i t c hi n g   A n gl e s   a n d   T H D   f or  O ut p ut   V o l t a ge   o f   t h e   M o di f i e CH B - M L fo r   13 - l e v e l s   b a s e o n   N R   a n d   P S O   Te c hn i q ue s   13 - l e v e l   m i   1   2   3   4   5   6   T H D V     NR   0 . 8 1   6 . 3   1 4 . 3   2 2 . 9   3 2 . 0   4 8 . 0   6 2 . 6   6 . 6   PSO   0 . 8 1   4 . 5   1 4 . 5   2 4 . 6   3 3 . 2   4 5 . 8   6 2 . 7   5 . 1 6       6.   EF F I C I EN C Y   O F   T H E   M O D I F I ED   C H B - M LI   Ac t ua l l y t he   e f f i c i e nc y   of   t he   i n v e r t e r   s i m pl y   c a be   de f i ne a s   t he   pr o c e s s   of   c o nve r t i ng  t he   DC   po we r   i nt o   a AC   po we r   dur i ng  t he   c o n v e r s i o of   t h e   po we r   i t he   s y s t e m a nd  t he r e   a r e   po w e r   l o s s e s   a v a i l a bl e   t he s e   l o s s e s   wo ul c ha nge   a s   a   he a t m a ki ng   t he   i nv e r t e r   he a t e d a nd   c a u s i ng   r e duc t i o i i t s   o pe r a t i o na l   l i f e   t i m e .     T h e   dr o i t h e   i nve r t e r   o ut put   po we r   c o nt r o l l e wit bo t a l go r i t hm s   NR   a nd  P S wil l   c a u s e   i t s   e f f i c i e nc y   t o   be   r e duc e a s   s ho wn  i F i gu r e   Er r o r N o   te x t   o f   s p e c i fi e d   s ty l e   i n   d o c u m e n t. 18 but   t he   e f f i c i e n c y   pe r f o r m a nc e   of   t he   i n v e r t e r   unde r   t he   P S c o nt r o l l e r   i s   be t t e r   t ha t he   NR   o ne   due   t o   e f f e c t   of   t he   o pt i m i z a t i o n.  T he   DC   i nput   po we r   d o e s n' t   c o nve r t   c o m pl e t e l y   i nt o   AC   o ut put   po we r ;   pa r t   of   whic i s   c o nve r t e i nt o   l o s s e s T he s e   l o s s e s   a r e   pr o duc e de p e ndi ng  o t he   m a t e r i a l s   na t ur e   o f   i n v e r t e r   s wit c he s   a s   we l l   a s   t he   h a r m o ni c   c o nt e nt T H of   i t s   o ut put . T hi s  m a ke s  i nv e r t e r  unde r  t h e  P S O c o nt r o l  i s  be t t e r  t ha n t he  NR  c o nt r o l .           F i gu r e   18 .   E f f i c i e n c y   of   t h e   13 - l e v e l   m o di f i e CH B - ML fo r   v e r s us   t e c hn i que   P S O   a nd  N R         7.   C O N C LU S I O N S   T h e  s i m ul a t i o n r e s ul t s  s ho we d t ha t  t he  hi ghe r  l e ve l   of  t he  m o di f i e d i nve r t e r  wil l  pr o duc e  l o w e r  ha r m o ni c s   c o nt e nt   i i t s   o ut put   v o l t a ge   wa v e f o r m   us i ng  t he   bo t NR   a nd  P S t e c hni que s H o we ve r t he   P S t e c hni qu e   pr o duc e   l o we r   c o nt e nt   of   ha r m o ni c s   ( T H D)   c o m pa r e t o   NR   t e c hni que   due   t o   s wit c hi ng   a n gl e s   o f   t he   P S O   t e c hni que   i s   m o r e   a c c ur a t e   a nd  t hus m o r e   e f f i c i e nt   i e l i m i na t i ng  l o we r   o r d e r   ha r m o ni c s .   I t s   pr ove t ha t   t he   pr o po s e P S t e c hni que   pr o duc e t he   be s t   s wit c hi ng  a ngl e s . V o l t a ge   ha r m o ni c s   wit hi a e l e c t r i c a l   po we r   s y s t e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   16 ,   N o .   1 O c t o b e r   2019   :     41   -   51   50   wil l   c a u s e   po we r   l i ne   c a r r i e r   di s o r de r whic l e a ds   t o   l o ng  di s t a nc e   o pe r a t i o of   s wit c hi ng  de v i c e s l o a c o nt r o l ,   a nd me t e r i ng t o  be  l e s s  pr e c i s e .         A C K N O WL ED G E M EN TS   T hi s   r e s e a r c i s   s po ns o r e by   t he   F unda m e nt a l   R e s e a r c G r a nt   S c he m e   ( F R G S )   whic t he   num be r   i s   F R G S / 1/ 2016/  T K 04/ F K E - C E R I A/F 003 06.  T he   a ut hor s   wis t o   t ha nks   t o   t he   M i ni s t r y   of   E duc a t i o n   M a l a y s i a   f or   t he   f undi ng t o  s uppo r t  t hi s  pr o j e c t  a nd a l s o  t o  t ha nks  t o  UT e M  i n pr ov i di n g t he   f a c i l i t i e s  a nd r e s e a r c e nv i r o nm e nt .   T h e   a ut ho r s   wo ul a l s o   t o   t ha nk  t he   C e nt r e   f o r   R e s e a r c a nd  I nno v a t i o M a n a ge m e nt   Univ e r s i t i   T e kni ka l   M a l a y s i a  M e l a ka  ( C R I M - UT e M ) .       R EF ER EN C ES   [ 1]   H .   R a s h i d ,   P ow e r   e l e c t r on i c s :   c i r c ui t s ,   de v i c e s ,   and   ap pl i c a t i ons .   P e a r s o n/ P r e n t i c e   H a l l ,   2 004 .   [ 2]   M .   R a s he e d,   R .   O m a r ,   a n M .   S u l a i m a n ,   O p t i m i z a t i o s w i t c hi n g   a ng l e   ba s e o pr a c t i c a l   s w a r m   o pt i m i z a t i o n     (   P S O )   o f   A   D S P - T M S 320F 281 c o nt r o l l e f o r   m ul t i l e v e l   i n v e r t e r ,   In t .   J .   E ng .   T e c hno l ,   v o l .   7,   no .   4,     pp.   56 66 5 672 ,   2018 .   [ 3]   M .   R a s he e d ,   R .   O m a r ,   M .   S u l a i m a n ,   a nd  W .   A .   H a l i m ,   P a r t i c l e   s w a r m   o pt i m i s a t i o (   P S O   )   a l g o r i t hm   w i t h   r e duc e num be r o f   s w i t c he s   i m u l t i l e v e l   i nv e r t e r   (   M L I   ) ,   I ndon e s .   J .   E l e c t r .   E ng .   C om pu t .   Sc i . ,   v o l .   14 ,   no .   3 ,     pp.   11 14 1 124 ,   2019 .   [ 4]   M .   J o ne s   a nd   I .   N .   W .   S a t i a w a n ,   A   s i m p l e   m u l t i - l e v e l   s pa c e   v e c t o r   m o dul a t i o a l g o r i t hm   f o r   f i v e - pha s e   o pe n - e nd   w i nd i ng   dr i v e s ,   M at h.   C om pu t .   Si m u l . ,   v o l .   9 0,   pp .   74 85 ,   A pr .   2 0 13.   [ 5]   S .   K .   M o nda l ,   B .   K .   B o s e ,   L .   F e l l o w ,   a nd  V .   O l e s c huk,   S p a c e   V e c t o r   P ul s e   W i dt M o dul a t i o o f   T hr e e - L e v e l   I n v e r t e r   E xt e nd i ng   O pe r a t i o I nt o   O v e r m o dul a t i o R e g i o n,   I E E E   T r an s .   P O W E R   E l e c t r on . ,   v o l .   18,   no .   2 ,     pp.   60 4 61 1,   20 03.   [ 6]   R .   N .   A .   K r i s m a di na t a ,   H .   W .   P i ng ,   a n J .   S e l v a r a j ,   E l i m i na t i o of   H a r m o ni c s   i P ho t o v o l t a i c   S e v e n - l e v e l   I n v e r t e r   w i t h   N e w t o n - r a ph s o O pt i m i z a t i o n,   P r o c e di a   E nv i r on.   S c i . ,   v o l .   17 ,   pp .   519 528 ,   2013 .   [ 7]   U .   B .   S .   D ,   H a r m o ni c   O r i e n t a t i o o f   P ul s e   W i d t M o dul a t i o n ,   P ow e r   E ng.   E l e c t r .   E ng . ,   v o l .   9 ,   no .   1,   pp .   29 3 4,   2011 .   [ 8]   A .   F r i ,   R .   E l   B a c ht i r i ,   a n A .   E l   G hz i z a l ,   A   C o m pa r a t i v e   S t udy   o f   T hr e e   T o po l og i e s   o f   T hr e e - pha s e   ( 5L )   I nv e r t e r   f o r   a   P V   S y s t e m ,   E ne r g y   P r oc e di a ,   v o l .   42,   p p.   43 6 44 5,   20 13.   [ 9]   O .   A bde l - R a h i m ,   H .   A bu - R ub,   a nd  A .   K o uz o u,   N i ne - to - T hr e e   P ha s e   D i r e c t   M a t r i C o nv e r t e r   w i t M o de l   P r e d i c t i v e   C o nt r o l   f o r   W i nd   G e n e r a t i o S y s t e m ,   E ne r gy   P r oc e di a ,   v o l .   42 ,   pp .   173 182 ,   201 3.   [ 10]   B .   B o o s t ,   V .   C ur r e n t ,   S .   I nv e r t e r ,   Q .   L e i ,   S .   M e m be r ,   a nd  F .   Z .   P e ng ,   S pa c e   V e c t o r   P ul s e w i dt A m pl i t u de   Mo dul a t i o f o r   a ,   v o l .   29 ,   no .   1,   pp .   266 274 ,   201 4.   [ 11]   E .   B a ba e i ,   M .   F .   K a ng a r l u ,   a nd  F .   N .   M a z g a r ,   S y m m e t r i c   a nd  a s y m m e t r i c   m ul t i l e v e l   i nv e r t e r   t o po l o g i e s   w i t h   r e duc e d   s w i t c h i ng   de v i c e s ,   E l e c t r .   P ow e r   Sy s t .   R e s . ,   v o l .   86,   p p.   1 22 13 0,   M a y   2012.   [ 12]   R .   a   A hm e a nd  S .   M e khi l e f ,   N e w   m ul t i l e v e l   i nv e r t e r   t o po l ogy   w i t m i ni m um   num b e r   o f   s w i t c he s ,   T E N C O N   2010   -   20 10  I E E E   R e g.   10   C on f . ,   pp .   186 2 18 67 ,   N o v .   20 10 .   [ 13]   S .   H .   H .   E b r a hi m   B a ba e i ,   N e w   m u l t i l e v e l   i nv e r t e r   t o po l o gy   w i t h   m i ni m um   num be r   o f   s w i t c he s , ”  I E E E   R e g.   10   A nnu.   I nt .   C on f .   P r oc e e di ng s / T E N C O N ,   v o l .   50 ,   no .   11 ,   p p.   18 62 1 867,   2 010 .   [ 14]   S .   H .   H o s s e i n i ,   M .   F .   K a ng a r l u,   a nd   A .   K .   S a di g h,   A   N e w   T o po l o gy   f o r   M ul t i l e v e l   C u r r e n t   S o ur c e   I nv e r t e r   w i t R e duc e N um be r   o f   S w i t c he s ,   E l e c t r .   E l e c t r on .   E ng .   2009 .   E L E C O   200 9.   I nt .   C onf .   on .   I E E E ,   pp .   273 277 ,   2009 .   [ 15]   W .   A .   H a l i m   a nd  N .   A .   R a h i m ,   F P G A - ba s e p ul s e - w i d t m o dul a t i o c o nt r o l   f o r   s i ng l e - pha s e   m u l t i l e v e l   i nv e r t e r ,   2011   I E E E   1 s t   C on f .   C l e an  E ne r gy   T e c hno l .   C E T   2 011 ,   pp.   5 7 62 ,   2011 .   [ 16]   J .   J .   N e d um g a t t ,   D .   V .   K um a r ,   A .   K i r uba ka r a n ,   a n S .   U m a s ha nka r ,   A   m ul t i l e v e l   i nv e r t e r   w i t r e d uc e num be r   o f   s w i t c he s ,   2012   I E E E   St ude nt s   C on f .   E l e c t r .   E l e c t r o n.   C om pu t .   Sc i .   I nn ov .   H um a ni t .   SC E E C 2012 ,   v o l .   1 ,   201 2.   [ 17]   A .   K .   A l - O t hm a a nd  T .   H .   A bde l ha m i d ,   E l i m i n a t i o o f   ha r m o ni c s   i m u l t i l e v e l   i nv e r t e r s   w i t no n - e qu a l   dc   s o ur c e s   u s i ng   P S O ,   E ne r gy   C on v e r s .   M an ag. ,   v o l .   5 0,   no .   3,   p p.   75 6 764 ,   200 9.   [ 18]   S .   S ud ha   L e t h a ,   T .   T h a ku r ,   a nd  J .   K um a r ,   H a r m o ni c   e l i m i n a t i o o f   a   pho t o - vo l t a i c   ba s e c a s c a de H - br i dg e   m ul t i l e v e l   i nv e r t e r   us i ng   P S O   ( pa r t i c l e   s w a r m   o pt i m i z a t i o n)   f o r   i nduc t i o m o t o r   dr i v e ,   E ne r g y ,   v o l .   107 ,     pp.   33 5 34 6,   20 16.   [ 19]   V .   K .   G up t a   a nd  R .   M a ha n t y ,   O pt i m i z e s w i t c hi ng   s c he m e   o f   c a s c a de H - br i dg e   m ul t i l e v e l   i nv e r t e r   u s i ng   P S O ,   I nt .   J .   E l e c t r .   P ow e r   E ne r gy   S y s t . ,   v o l .   64 ,   pp .   699 707 ,   2015 .   [ 20]   B .   A l a m r i ,   A .   S a l l a m a ,   a nd  M .   D a r w i s h ,   O p t i m um   S H E   f o r   C a s c a de d   H - B r i dg e   M u l t i l e v e l   I nv e r t e r s   U s i ng :     NR - GA - P S O   ,   C o m pa r a t i v e   S t udy ,   pp .   1 1 0,   20 15 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.