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.   21 ,   No .   2 Feb r u ar y   202 1 p p .   7 1 4 ~ 7 2 2   I SS N:  2 5 02 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ee cs.v 2 1 .i 2 . p p 7 1 4 - 7 2 2       714       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Curren m o del  pr edictive con trol fo r t hre e - pha se a c ti v e po w er  filt er  using  cas ca ded  H - bri dg m ul tilevel con v ert er       Abdel k a der  Yo u s f i 1 ,   Yo ucef   B o t 2 F a y ça M ehedi 3 ,   Abdel k a der  C ha k er 4   1, 2 De p a rtm e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsit y   Kh e m is  M il ian a ,   A lg e ria   3 De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   L a b o ra to ire L G EE R,   Ha ss i b a   Be n b o u a li   U n iv e rsity   Ch le f ,   Alg e ria   4 De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   E. N. P   Ora n ,   Ora n ,   A lg e ria       Art icle  I nf o     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   2 9 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   J u n   1 5 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   J u n   2 7 ,   2 0 2 0       Diff e r e n tec h n o l o g ies   in   p a rti c u lar  in   th e   m e d iu m   a n d   h ig h - p o w e c o n v e rsio n   w e re   im p le m e n ted   a n d   tak e n   i n to   c o n si d e ra ti o n   i n   t h e   las f e y e a rs.  T h e se   in v e rt e to p o l o g ies   h a v e   b e e n   d e m o n stra ted   to   e n su re   th e   g e n e ra ti o n   o f   h ig h - q u a li ty   v o lt a g e   w a v e f o r m b a se d   o n   p o w e h a lf - c o n d u c to r   sw it c h e s,  w h ich   o p e ra te  o n   th e   f u n d a m e n tal  f re q u e n c y .   T h e   m u lt il e v e l   in v e rter  H - b rid g e   is  a   p ro m isin g   a lt e rn a ti v e   a m o n g   th e   a v a il a b le  m u lt i - lev e l   in v e rter  to p o lo g ies .   A   p re d icti o n a c u rre n c o n tro a lg o rit h m   f o m u lt i - lev e l   c o n v e rters   a n d   u se   o n   a   th re e - p h a se   c a sc a d e d   in v e rter   H - b rid g e .   T h is  a rti c l e   re p o rts  o n   a   c o m p a riso n   o f   t w o   c h e c k   m e th o d a ss o c iate d   w it h   a   s h u n a c ti v e   p o w e f il ter  b a se d   o n   t h e   c a sc a d e d   in v e rter  o f   th e   th re e - L e v e t y p e .   T h e   f irst   a p p ro a c h   is  t h e   trad it io n a P c o n tro u n i a n d   t h e   se c o n d   is  th e   p re d ictiv e   c u rre n c o n tro u n it .   T h e   re f e re n c e   c u rre n f o t h e   sh u n a c ti v e   p o w e f il ter  is   p ro v id e d   b y   th e   p - q   c o n tro stra teg y   f o re a c ti v e   p o w e c o m p e n sa ti o n   a n d   c u rre n h a rm o n ics .   T h e   c a sc a d e - ty p e   th re e - le v e in v e r ter  h a m o r e   a d v a n tag e s   o v e a   t w o - lea v e d   i n v e rter;  th e   si m u latio n   o u t p u o f   A P F   is  c h e c k e d   b y   M ATLA B/S i m u li n k .   T h e   p re d ictiv e   c o n tro ll e d   th e   A P F   a ss o c iate d   w it h   th e   th re e - lev e l   in v e rter  sh o w s   m o re   p e r f o r m a n c e a n d   e ff ici e n c y   c o m p a re d   to   t h e   c o n v e n ti o n a c o n tro l   a lg o rit h m s.   K ey w o r d s :   C ascad ed   H - b r id g i n v er ter   Har m o n ic   Mo d el  p r ed ictiv co n tr o l   Mu ltil e v el  i n v er ter   Sh u n t a ctiv p o w er   f ilter   T h is  is  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Yo u s f A b d elk ad er   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g   Un i v er s it y   K h e m i s   Milia n a   A l g er ia  Stre et  T h n ie t E l H ad   Kh e m is   Mi lian a - A i n   De f la - A l g er ia   E m ail:  y o u s f i_ p g @ y ah o o . f r       1.   I NT RO D UCT I O N     A   lo o f   p o w er   elec tr o n ic s   eq u ip m e n i s   u s ed   in   th n e w   el ec tr ical  p o w er   g r id .   T h ese  w i d r an g o f   p o w er   co n v er s io n   s y s te m s ,   c o n tr o elec tr o n ics  an d   n o n lin ea r   lo ad s   lik ad j u s tab le  s p ee d   d r iv in g ,   d o m est ic   m ac h in er y ,   tr an s f o r m ati v s at u r atio n ,   etc.   ar r esp o n s ib le  f o r   in cr ea s i n g   h ar m o n ic s   in   th ac   h an d le s .   B ec au s e   o f   o n g o in g   tec h n ical  an d   elec tr o n ic  eq u ip m en t   ad v a n ce s ,   th n u m b er   o f   n o n li n ea r   lo ad s   is   r is i n g   ex p o n en t iall y ,   as  th p o w er   s y s te m   g e n er ates   ch ar ac ter is tics   an d   n o n - c h ar ac ter is t ic  h ar m o n ics.  T h i n v e n tio n   o f   th y r is to r s   led   to   th v er s atil it y   f o r   ap p r o x i m atel y   t w o   d ec ad es,  b u o n   t h d ar k er   s id e,   i b r o u g h t   h ar m o n y   to   th d ev ice  to o .   T h d ev elo p m e n o f   th y r is to r s   h as  led   to   v er s atilit y   o v er   t h last   t w o   d ec ad es,  b u o n   th e   d ar k er   s id h ar m o n ics  h a v e   b ee n   also   ad d ed   to   th d ev ice.   T h ese  lo ad s   d er iv n o n - s in u s o id al  cu r r en f r o m   a c   p o w er   an d   d eg r ad th e   o u tp u t   o f   th e   s y s te m   [1 - 3 ] .   T h h ar m o n ic  f ea t u r es  ca n   b eli m i n a ted   b y   tu n ed   f ilter s ,   w h ile  h ar m o n ic s   ar t h m ain   p r o b lem   to   er ad icate   n o n - c h a r ac ter is tics .   T h h ar m o n ics  ar n o n - c h ar ac ter is tic   o th er   th a n   h ar m o n ic s   a n d   d o   n o f all   w it h i n   a n y   o r d er   o r   eq u atio n .   T h er ef o r e,   f ilter s   f o r   th e s t y p es  o f   h ar m o n ics  ar o f te n   d if f ic u lt   to   b u ild .   Ma n y ,   s o m telep h o n i n ter f er en ce ,   ar ad v er s ef f ec ts   o f   t h es e   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       C u r r en mo d el  p r ed ictive  co n tr o l fo r   t h r ee   p h a s a ctive   p o w er  f ilter   u s in g   ca s ca d ed   ( A . Yo u s fi)   715   h ar m o n ics .   F u r th er   lo s s e s   o f   co r an d   co p p er   an d   r eso n an c v o ltag e.   T h er ar d if f er en m et h o d s ,   p r im ar il y   ac tiv a n d   p ass iv f il ter s ,   f o r   r e m o v i n g   th e s h ar m o n ic s .   P ass iv f ilter s   ca n   ea s il y   b p r o g r a m m ed   to   ex clu d e   ce r tain   f r eq u en c ies;   o t h er   h ar m o n ic s ,   p ar ticu lar l y   n o tr ad it io n al  h ar m o n ics,  n ee d   to   b r e m o v ed   b y   u s in g   a n   ac tiv p o w er   f ilter   [ 4 - 6 ] .   T h er ar n u m er o u s   co n tr o l a l g o r it h m s   u s ed   in   t h A ct iv e   p o w er   f ilter   s y s te m   to   f ir e   th v o ltag e   s o u r ce   in v er ter .   T h r eliab ilit y   a n d   e f f ic ien c y   o f   t h A P s y s te m   m ai n l y   d ep en d   o n   i ts   co n tr o alg o r ith m .   I n   m o d er n   elec tr ic al  d is tr ib u tio n   s y s te m s ,   Sh u n t   ac tiv e   p o w er   f ilter   r eq u ir es  an   ac c u r ate  c o n tr o l   alg o r ith m   t h at  en s u r e s   r o b u s p er f o r m a n ce   u n d er   th s o u r ce   an d   lo ad   im b ala n ce s   [ 7 - 9 ] .   T h is   p ap er   in tr o d u ce s   p r ed i ctiv cu r r en al g o r ith m   f o r   m u lti - s ta g co n v er s io n   a n d   i m p l e m en tatio n   f o r   th r ee - s ta g ca s ca d ed   in v er ter   H - b r id g e.   T h is   ar ticle   co n tr ast s   t h t w o   ap p r o ac h es a s s o ciate d   w it h   s h u n t   ac tiv p o w er   f i lter   b ased   o n   a   th r ee - s tag ca s ca d ed   in v er ter .   T h f ir s p r o ce d u r is   b ased   o n   th s ta n d ar d   PI  r eg u lato r ,   an d   th s ec o n d   o n is   b ased   o n   th cu r r en p r ed icto r .   T h s h u n ac ti v p o w er   f ilter   r ef er en ce   cu r r en i s   cr ea ted   b y   u s i n g   t h p - q   co n tr o s tr ate g y   f o r   t h co m p e n s at io n   f o r   r ea cti v e   p o w er   a n d   cu r r e n h ar m o n ics.  T h t h r ee - s ta g f o r m   ca s ca d in v er ter   h as  m o r ad v an tag e s   t h an   t h b i - s ta g in v er ter ,   th e   s i m u lat io n   r es u lts   ar test ed   u s in g   M A T L A B / Si m u lin k .       2.   M UL T I L E VE L   I N VE R T E RS   I n   r e c e n t   d e c a d e s ,   m u l t i - l e v e l   t r a n s f o r m e r s   h a v e   b e e n   i n c r e a s e d   b e c a u s e   o f   t h e   a d v a n t a g e s   i n   h i g h - q u a l i t y   w a v e f o r m s ,   l o w   s w i t c h i n g   l o s s e s ,   h i g h   v o l t a g e   c a p a b i l i t i e s   a n d   l o w   e l e c t r o m a g n e t i c   c o m p a t i b i l i t y   p r o b l e m s   t h e y   a r e   t a k e n   i n t o   c o n s i d e r a t i o n   i n   m a n y   h i g h   v o l t a g e   a n d   p o w e r   a p p l i c a t i o n s   [ 1 0 - 1 1 ] .   T h e   b a s i c   c o n c e p t   o f   m u l t i - l e v e l   c o n v e r t e r s   i s   t o   c o m b i n e   m a n y   l e v e l s   o f   v o l t a g e   a n d   t o   g e n e r a t e   a   s i n u s o i d a l   v o l t a g e .   B y   i n c r e a s i n g   i n   n u m b e r s ,   t h e   s y n t h e s i z e d   o u t p u t   w a v e f o r m   p r o v i d e s   a d d i t i o n a l   s t e p s ,   g e n e r a t i n g   a   s e r i e s   o f   w a v e   s t e p s   t h a t   h a v e   a   m i n i m u m   h a r m o n i c   d i s t o r t i o n   i n   t h e   s i n u s o i d a l   w a v e   [ 1 2 - 1 3 ] .   F o r   i n s t a n c e ,   i t   c a n   m o v e   b e t w e e n   t h e   n   l e v e l s   i n   t h g e n e r a l i z e d   n - l e v e l   i n v e r t e r   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 ( a )   a n d   ( b ) .   A l t h o u g h   t h e r e   a r e   d i f f e r e n t   t y p e s   o f   m u l t i l e v e l   t o p o l o g i e s ,   e a c h   o f   t h e m   h a s   a   u n i q u e   t o p o l o g i c a l   l a y o u t .   T h e r e   a r e   u s u a l l y   f o u r   m a j o r   g r o u p s .   T h e   f o u r   t y p e s   o f   f l i g h t   c o n d e n s e r ,   h y b r i d   H - b r i d g e   a n d   m u l t i l e v e l   h y b r i d   i n v e r t e r s   a r e   w i d e l y   r e c o g n i z e d .           ( a)   ( b )     Fig u r 1 .   ( a)   Sim p li f ied   cir cu it   o f   n - le v el  co n v er ter ( b )   g en er ated   o u tp u t n - lev e l v o lta g e       3.   CASCAD E H - B RID G E   T H RE E - L E V E L   I NV E RT E R   Sev er al  s in g le  f u ll - b r id g in v er ter   u n it s   w er i n clu d ed   i n   th H - b r id g ca s ca d ed   m u lt ilev el  in v er ter .   E ac h   b r id g w as  f ed   w it h   i ts   d s o u r ce ,   w h ich   in cl u d es b atte r ies,  P ce lls   o r   an y   d c.   E ac h   b r id g e’ s   o u tp u t c a n   b ad d ed   t o   g en er ate  n ea r - s i n v o lta g w a v ef o r m   f o r   t h e   n th   lev el  o f   t h m u lti - le v el   in v er ter   H - b r id g e   C ascad p er   co m p lete  b r id g in v er ter   w h ic h   f o r m s   t h th r e e - le v el  ca s ca d ed   H - b r id g i n v er ter   w it h   s ep ar ate   d c.   Fo u r   s e m i - co n d u cto r   s w it ch es  ca n   g en er ate,   d ep en d in g   o n   s w i tch i n g   s tate,   th r ee   d if f er en v o lta g lev el s   n a m e l y + v d c,   0   an d v d c.   E ac h   tu r n   al w a y s   ca r r ies  1 8 0   d eg r ee s   o r   h alf   lo o p ,   n o   m atter   h o w   b ig   t h p u l s o f   th q u a s i - q u ad r an w av is   s o   th at  t h c u r r en s tr es s   i n   ea ch   p ar ca n   b co m p en s ated   f o r   b y   t h at  m et h o d   [ 14 - 15 ] .   T h th r ee - le v el  ca s ca d in g   H - b r id g in v er ter   is   d is p la y ed   in   Fig u r 2 .   A ce r tain   a m o u n o f   ti m ea ch     H - b r id g w a s   tr i g g er ed   i n   a   d if f er en s tar ti n g   an g le  a n d   b ec a u s ea c h   b r id g e   w as  s u p p lied   w it h   a   s ep ar ate  d c   s o u r ce ,   th e   o u tp u f o r   all  t h r ee   lev el s   ca s ca d i n g   H - b r id g i n v er ter   o u tp u w a s   t h s u m   o f   th r ee - lev el   ca s ca d i n g   th r ee - le v el  H - b r id g i n v er ter   i n p u t s   o f   d if f er en d s o u r ce   [1 6 ].   T h f o llo w in g   is   a n   o u tp u (1 - 3 ) .   Fro m   th e   ab o v eq u atio n ,   t h o u tp u t   v o ltag o f   t h m u ltil e v el  i n v er ter   ca s ca d ed   H - b r id g i s   t h s u m   o f   t h d s o u r ce s   o n   th m u ltil e v el  i n v er ter .   T h Fo u r ier   b r id g s er ies  as  s h o w n   i n   4   ca n   b u s ed   to   c o n s tr u ct  m u lti - le v e v o ltag w a v e f o r m s   a s   in   Fig u r 3   [ 1 7 - 18 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
               I SS N :   2502 - 4 7 5 2   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2021   :   7 1 4   -   7 2 2   716       Fig u r 2 .   T h r ee   lev els ca s ca d ed   H - b r id g in v er ter           Fig u r 3 .   Stairc ase  v o lta g w a v ef o r m   f o r   s i n g le - p h ase  t h r ee - lev el  i n v er ter   [ 1 6 ]                                ( 1 )                              ( 2 )                              ( 3 )              (    )                                (       )     ( 4 )       4.   P RE DIC T I VE   CO N T RO L L E WI T H   CAS CAD  H - B RI DG E   T H R E E - L E V E L   I NV E RT E R   T w o   p r i m ar y   co n tr o co m p o n en ts   o f   t h s h u n ac t iv p o w e r   f ilter   ( S A P F)  s y s te m   ar p r esen h er e.   T h f ir s is   t h h ar m o n ic  ex tr ac tio n   m et h o d   b ased   o n   th s t an d ar d   r eg u lato r   P I   an d   th s ec o n d   is   th cu r r e n t   p r ed ictiv co n tr o l.   Fi g u r e   4   s h o w   t h o v er all  co n tr o s tr ate g y   b lo c k   d iag r a m .   T h o u tp u s i g n al   o f   f ilte r   r elativ to   r ef er en ce   v o lta g is   u s ed   as  an   i n p u to   th p r ed ictiv co n tr o l,  t h e   r esu l tin g   s ig n als  ar g iv e n   b y   a   th r ee - le v el  i n v er ter .   T h p r ed ictiv o u tp u i s   p r o ce s s ed   b y   ca r r ier   m o d u le s   w it h   t h aid   o f   co m p ar ato r   to   p r o d u ce   s w itc h in g   s ig n al  [1 9 - 20 ].           Fig u r 4 .   T h g en er al  b lo ck   d iag r a m   o f   t h p r ed ictiv co n tr o l stra teg y   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       C u r r en mo d el  p r ed ictive  co n tr o l fo r   t h r ee   p h a s a ctive   p o w er  f ilter   u s in g   ca s ca d ed   ( A . Yo u s fi)   717   T h is   p r ed ictiv co n tr o s tr ateg y   i s   b ased   o n   th s ea r ch   f o r   th p er f ec co n tr o v ec to r ,   w h ic h   r eq u ir es  f ir s o f   all  t h an al y s is   o f   th e   v ar iatio n s   in   t h ap p licatio n   o f   ea ch   co n tr o v ec to r   to   lo ad   ab s o r b ed   cu r r en ts ,   d u r in g   ti m i n ter v al  eq u al  to   th s w i t ch i n g   p er io d   [ 21 - 23 ] .   T h eq u atio n   o f   A P s h u n t   cu r r en t,  o u tp u t   v o ltag a n d   th t y p ical  C C P   v o ltag is   s h o w n   in   F ig u r e   5   as  [ 24 - 25 ] .   I n   th is   ca s e,   th eq u at io n   s h o w s :                                  ( 5 )     If       is   th e   in ter f ac i n g   in d u cta n c e,       r ep r esen ts   p h a s es          o r               th e   o u tp u v o lta g A P F i n   t h     p h ase  an d         th co m m o n   p o in t   o f   co n n ec tio n   ( C C P )   p h ase  v o ltag e,   an d          th A P cu r r e n p h ase  [ 24 - 25 ] T h r esis tan ce   to   th i n d u cto r   is   d is m is s ed .   I n   th d is cr ete  f o r m ,   ( 5 )   ca n   b d ef in ed   as:           (       )     (       (       )        (   )     )           ( 6 )     Fo r   th o s ca s e s   w h er th p h a s A P cu r r en an d   it s   e x p ec ted   o u tp u v o ltag r e f er r als  ar e         (       )   an d         (       ) ,   th s a m p li n g   ti m i s   s a m p led   at  t h s a m p li n g   m o m e n (       )   an d       .   Usi n g   th e   co m m o n   co u p lin g   p o in t ( C C P )   o f   Kir ch h o f f ' s   c u r r en t la w :          (   )        (   )        (   )     ( 7 )     W h er th p r o ce s s   lo ad   an d   d eliv er   cu r r en ar e        (   )   an d        (   )   at  th s a m p lin g   i n s ta n (   ) r esp ec tiv el y .   A s   t h er is   n o   in s tan s a m p li n g   (       )       (       )   h as  b ee n   r ep lace d   w i th        (   ) .   T h is   r esu lts   i n   ti m d ela y   th a is   d ec r ea s ed   as  th a m o u n o f   s a m p li n g   i n cr ea s es.  T h s h u n A P r ef er en ce   cu r r en ca n   b s p ec if ied   as:            (   )        (   )          (   )     ( 8 )     Su b s ti tu t in g   ( 7 )   an d   ( 8 )   in to   ( 6 )   g iv e s :           (       )       (      (   )          (   )     )       (   )     ( 9 )     ( 9 )   r ef er s   to   th p r ed icted   o u tp u v o ltag o f   t h i n v er ter   i n   r e f er en ce   a n d   cu r r en t s u p p l y   c u r r en ts .   T h b lo ck   d iag r a m   f o r   co n tr o lli n g   t h s h u n t   A P u s i n g   p r ed ictiv co n tr o l,  b ased   o n   t h r ee - le v el  i n v er ter   i s   s i m u lated   u s i n g   M A T L A B / Si m u lin k   i s   s h o w n   i n   Fi g u r 5 .           Fig u r 5 .   P r ed ictiv cu r r en t c o n tr o l o f   th A P F   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
               I SS N :   2502 - 4 7 5 2   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2021   :   7 1 4   -   7 2 2   718   5.   SI M UL AT I O R E S UL T S   T h e   Fig u r 6 ,   Fi g u r e   7 ,   an d   Fig u r 8   ar i n d icate   th s u p p l y   a n d   lo ad   cu r r en v o lta g b ef o r co m p e n s at io n .           Fig u r 6 .   Su p p l y   v o lta g e s           Fig u r 7 .   L o ad   cu r r en t           Fig u r 8 .   Fre q u en c y   s p ec tr u m       5 . 1 .   Resul t s   a nd   d is cu s s io n   o f   t he  AP F   b a s ed  o n t he  P I   c o ntr o ller   T h f in d in g s   f r o m   th p r ev io u s   r esu lt s   s h o w   th e f f icien c y   o f   th s h u n A P ass o ciate d   w it h   t h P I   co n tr o ller   b ased   o n   th r ee - s ta g in v er ter s .   T h g r o s s   h ar m o n i d is to r tio n   o f   th s o u r ce   cu r r en ( T HD)   h as  b ee n   r ed u ce d   to   2 . 6 7 as  s h o w n   i n   Fig u r 9 .   T h s o u r ce   cu r r en i s   also   s i m ilar   to   th s i n u s o id al   s h ap as  s h o w n   i n   Fig u r 10 ,   w ith   b alan ce d   n e t w o r k   ( t=0 . 1 5 s )   m ea s u r ed   o n   th A P F.  I n j ec ted   cu r r en an d   r ef er en ce   c u r r en as   s h o w n   i n   Fig u r 1 1 .   T h in s tan ta n eo u s   ac ti v e n er g y   at   t h s o u r ce   s id e   is   a ls o   n ec es s ar y   to   r e m e m b er ,   d ep en d in g   o n   t h m a g n i tu d o f   t h s o u r ce   s tr es s ,   a n d   th e   i m a g in ar y   p o w er   is   p u s h ed   t o   ze r o   as  s h o w n   i n   Fig u r 1 2 .   T h is   r esu lts   in   t h ef f ec tiv co m p en s atio n   o f   th r ea ctiv f o r ce .   Si n ce   r ea ctiv p o w er   i s   n o t   in v o l v ed   i n   th e   tr an s f er   o f   ac t iv e n er g y ,   th e   p h a s c u r r en m a y   b e   i n cr ea s ed .   T h r ea ctiv p o w er   ca n   b e   r ed u ce d   to   ze r o ,   it  is   p o s s ib le  to   m i n i m ize   th e   cu r r e n f lo win g   at  t h s o u r ce   s id an d   th e   p o w er   f ac to r   is   a   u n i t y   s ee   Fi g u r 1 3 .   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       C u r r en mo d el  p r ed ictive  co n tr o l fo r   t h r ee   p h a s a ctive   p o w er  f ilter   u s in g   ca s ca d ed   ( A . Yo u s fi)   719       Fig u r 9 .   Fre q u en c y   s p ec tr u m           Fig u r 10 .   Su p p l y   cu r r en t           Fig u r 1 1 .   I n j ec ted   cu r r en t a n d   r ef er en ce   cu r r en t           Fig u r 1 2 .   A cti v an d   r ea ctiv e   p o w er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
               I SS N :   2502 - 4 7 5 2   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2021   :   7 1 4   -   7 2 2   720       Fig u r 1 3 .   Su p p l y   cu r r en t a n d   s u p p l y   v o ltag e s       5 . 2 .   Resul t s   a nd   d is cu s s io n o f   t he  AP F   ba s ed  o n t he  predi ct iv co ntr o ller   T h ese  f i g u r e s   s h o w   t h i n j ec ted   cu r r en a n d   its   r ef er en ce ;   th s o u r ce   cu r r e n a n d   its   f r eq u en c y   s p ec tr u m   a n d   f in al l y   th e   ac ti v an d   t h r ea cti v e   p o w er .   T HD  ca lc u latio n   o f   t h o u tp u v o ltag e   w as   ca r r ied   o u co n ce r n i n g   T ab le   1 .   Pre d i ctiv co n tr o is   q u ite  co m m o n   class   o f   co n tr o ls   th a h a v b ee n   u s ed   in   p o w er   co n v er ter s   v er y   r ec en t l y .   T h p er f o r m a n ce   o f   t h s h u n A P ass o ciate d   w it h   th p r ed icti v co n tr o ller ,   b ased   o n   th r ee - le v el  i n v er ter   is   ill u s t r ate d   th r o u g h   t h p r ev io u s   r es u lts   as  s h o w n   i n   Fi g u r 1 4 - 18 .   T o   o b s er v f u r t h er   th p er f o r m a n ce   o f   th is   f ilter ,   it  is   n ec es s ar y   to   ca r r y   o u t h s i m u latio n   u n d er   b alan ce d   n et w o r k   co n d itio n .   T h T HD  o f   th s o u r ce   c u r r en i s   r ed u ce d   to   1 . 5 6 %,  co m p ar ed   w it h   t h co n v en t io n al  P I   co n tr o ller   ( 2 . 6 7 %).   T h ac tiv in s tan tan eo u s   f o r ce   o n   th s o u r ce   s id d ep en d s   o n   th s o u r ce   v o lta g v al u an d   th i m a g in ar y   f o r ce   w it h   o n e   u n i f o r m   p o w er   f ac to r   ( co s   p h i=1 )   is   a   f o r ce   t o   ze r o   (   0   VAR).   Si m u latio n   t ests   s h o w   th a t h e   A P s h u n a s s o ciate d   w i th   t h e   cu r r en t   p r ed icto r   co n tr ib u tes   t o   h i g h er   o u tp u t   t h an   t h e   P I   tr a n s m itter .   T h test s   o b tain ed   f r o m   p r ed ictiv test i n g   v er if ied   th p o s iti v r esu lts .       T ab le  1 .   C o m p ar is o n   o f   co n tr o ller   p er f o r m a n ce   C o n t r o l l e r s   T H D %   PI   2 . 6 7   P r e d i c t i v e   1 . 5 6           Fig u r 1 4 .   Su p p l y   cu r r en t           Fig u r 1 5 .   Fre q u en c y   s p ec tr u 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       C u r r en mo d el  p r ed ictive  co n tr o l fo r   t h r ee   p h a s a ctive   p o w er  f ilter   u s in g   ca s ca d ed   ( A . Yo u s fi)   721       Fig u r 1 6 .   I n j ec ted   cu r r en t a n d   r ef er en ce   cu r r en t           Fig u r 1 7 .   Su p p l y   cu r r en t a n d   s u p p l y   v o ltag e s           Fig u r 1 8 .   A cti v an d   r ea ctiv e   p o w er       6.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   u s es  t h r ee - p h as th r ee - le v el  H - B r id g i n v er t er   to   co n tr o th lo ad   cu r r en t ,   u s i n g   th e   cu r r en p r ed ictiv m o d el.   W h er e,   in   th f ir s p lace ,   t h id e al  s et  o f   p o s s ib le  s w itc h i n g   s tates  is   c h o s   to   t h n u m b er   o f   u s er s   s w i tch i n g   i n d icate s   th e   d ev ice   p r ess u r e,   b ased   o n   c u r r en t   r ed u n d an c ies.   co m p ar ativ e   an al y s is   o f   t w o   co n tr o m e th o d s ,   lin k ed   to   a n   A P F   s h u n t,  b ased   o n   a   ca s ca d ed   i n v er ter   f o r m   o f   th r ee - s ta g e.   T h f ir s ap p r o ac h   is   b ased   o n   th tr ad itio n al  P I   co n tr o a n d   th s ec o n d   is   b ased   o n   th cu r r en p r ed icto r .   MA T L A B /SIM U L I NK  i s   d ep lo y ed   f o r   th s y s te m s   p r o p o s ed .   Mo d ellin g   o f   t h A P w i th   t h r e ca s ca d in g   lev els  a n d   th ef f icie n co n t r o d esig n   is   p r esen ted .   A   r o b u s cu r r en p r ed icto r   is   av ailab le  th at  s h o w s   ex ce lle n d y n a m ic  an d   s tab le  ac cu r ac y .   T h A P p er f o r m an ce   is   test ed   w it h   M A T L A B /S i m u lin k   s i m u lat io n .   C o m p ar ed   to   co n v e n tio n a co n tr o alg o r it h m s ,   t h A P p r ed ictiv as s o ciate d   w ith   th in v er ter   o f   th r ee -   lev el s   s h o w s   g r ea ter   ef f icie n c y   a n d   p er f o r m an ce .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
               I SS N :   2502 - 4 7 5 2   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  21 ,   No .   2 Feb r u ar y   2021   :   7 1 4   -   7 2 2   722   RE F E R E NC E S   [1 ]   W.   M a c k   g ra d y ,   S .   S a n to so ,   Un d e rsta n d i n g   p o w e s y ste m   h a r m o n ics , ”  IEE p o we r E n g .   Re v .   2 1 ( No v e m b e (1 1 )),   p p .   8 - 1 1 ,   2 0 0 1 .   [2 ]   G a ri m a   S in h a ,   P a n k a k u m a G o s w a m i,   S u d h ir  k r.   S h a rm a ,   Ha r m o n ic  M i ti g a ti o n   f o No n - L in e a Lo a d   u si n g   T S A c ti v e   P o w e F il ter  w it h   P ID  Co n tr o ll e r , ”  In ter n a ti o n a J o u rn a l   o Ap p l ied   Po we En g in e e rin g   ( IJ AP E ) ,   IS S N:   2 2 5 2 - 8 7 9 2 , v o l.   7 ,   n o.   2 ,   p p .   1 5 9 - 1 6 5 ,   2 0 1 8 .   [3 ]   K.  G .   F iro u z jah ,   A .   S h e ik h o les lam ,   A   Hig h   P e rf o r m a n c e   Tec h n iq u e   in   Ha rm o n ic  O m it ti n g   B a se d   o n   P re d ictiv e   Cu rre n Co n tr o o f   a   S h u n A c ti v e   P o w e F il ter ,”   In ter n a t io n a J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u t e En g in e e rin g v o l.   3 ,   n o .   16 2 0 0 8 .   [4 ]   B.   S in g h ,   A .   Ch a n d ra ,   a n d   K.  A l - Ha d d a d ,   Co m p u ter - a id e d   m o d e li n g   a n d   sim u latio n   o f   a c ti v e   p o w e f il ters ,   El e c t,   M a c h . p o we S y st .,   v o l .   2 7 ,   p p .   1 2 2 7 - 1 2 4 1 ,   1 9 9 9 .   [5 ]   T.   Ra je sh ,   S .   A r a v in d h a n ,   M .   S o wm i y a ,   S .   T h e n m o z h i,   De s ig n   o f   S h u n A c ti v e   F il ter  f o Re d u c ti o n   o f   Ha r m o n ics , ”  In ter n a t io n a l   J o u r n a o En g i n e e rin g   S c ien c e   a n d   C o mp u ti n g ,   2 0 1 6 .   [6 ]   M o h .   Ja u h a ri,   De d e Ca n d ra   Riaw a n ,   M o c h a m a d   A sh a ri,   Co n tro l   De sig n   F o S h u n A c ti v e   P o w e F il ter  Ba se d   On   p - q   T h e o ry   In   P h o to v o lt a ic  G rid - Co n n e c ted   S y ste m , ”  In ter n a ti o n a J o u r n a l   o f   P o we E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m   ( IJ PE DS ) v o l.   9 ,   n o .   3 ,   p p .   1 0 6 4 - 1 0 7 1 ,   2 0 1 8 .   [7 ]   Y Ku su m a   L a th a ,   Ch .   S a ib a b u ,   Y.   P.   Ob u les h ,   Co n tro S trate g y   f o T h re e   P h a se   S h u n A c ti v e   P o w e F il ter  w it h   M in im u m   Cu rre n M e a su re m e n ts , ”  In ter n a ti o n a l   J o u rn a l   o El e c tr ica a n d   Co m p u ter   E n g i n e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   1 ,   n o.   1 ,   p p .   3 1 - 4 2 ,   2 0 1 1 .   [8 ]   J.  Ro d rig u e z ,   M .   P .   Ka z m ierk o w s k i,   J.  R.   Esp in o z a ,   P   Zan c h e t ta,  A b u - Ru b ,   H.  A .   Yo u n g ,   a n d   C.   A .   Ro jas ,   S tate   o th e   A rt  o f   F in it e   Co n t ro S e M o d e P re d ictiv e   Co n tr o in   P o w e El e c tro n ics , ”  I EE T ra n sa c ti o n o n   In d u stria I n f o rm a ti c s ,   v o l.   9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 0 0 3 - 1 0 1 6 ,   2 0 1 3 .   [9 ]   A .   F a h m y ,   M .   S .   Ha m a d ,   A .   K.  A b d e lsa la m   a n d   A .   L o tfy ,   P o we q u a li ty   im p ro v e m e n in   t h re e - p h a se   f o u r - w ire  s y ste m   u sin g   a   sh u n A P F   w it h   p re d ictiv e   c u rre n c o n tr o l, ”  IECON  2 0 1 2 - 3 8 th   A n n u a Co n fe re n c e   o n   IEE E   In d u stria El e c tro n ics   S o c iety ,   M o n trea l,   QC,   p p .   6 6 8 - 6 7 3 ,   2 0 1 2 .   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /I ECON.2 0 1 2 . 6 3 8 8 7 4 8 .   [1 0 ]   A n jali  Krish n a   a n d   Dr  L   P a d m a   S u re sh ,   A   Brief   Re v ie w   o n   M u lt L e v e In v e rter  T o p o lo g ies , ”  In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Circ u it Po we a n d   Co m p u ti n g   T e c h n o lo g ies ,   2 0 1 6 .   [1 1 ]   E.   Ba b a e a n d   S .   H .   Ho ss e in i ,   N e w   c a sc a d e d   m u lt il e v e in v e rter  to p o lo g y   w it h   m in im u m   n u m b e o f   s w it c h e s , ”  J En e rg y   Co n v e rs .   M a n a g .   v o l .   5 0 ,   n o .   1 1 ,   p p .   2 7 6 1 - 2 7 6 7 ,   2 0 0 9 .     [1 2 ]   S a n jee v ik u m a P . A n a l y sis  a n d   Im p le m e n tatio n   o f   M u lt i p h a se   M u lt il e v e In v e rter  f o Op e n Wi n d i n g   L o a d s , ”  Un ive rs it y   o Bo lo g n a ,   Italy ,   2 0 1 2 .   [1 3 ]   M c G ra th ,   Bre n d a n   P e ter,  Do n a ld   G ra h a m e   Ho l m e s ,   M u lt ica rrier  P W M   stra teg ies   f o m u lt il e v e in v e rters , ”  In d u stria El e c tro n ics ,   IE EE   T r a n sa c ti o n o n . ,   v o l .   49 ,   n o .   4 ,   p p .   8 5 8 - 8 6 7 ,   2 0 0 2 .   [1 4 ]   Ke it h   C. ,   Op e ra ti o n   a n d   d e sig n   o f   m u lt il e v e in v e rters ,   De v e lo p e d   fo r t h e   o ff ice   o n a v a l   re se a rc h p p .   1 - 79 2 0 0 3 .   [1 5 ]   Ru e g e Nik l a E . ,   Ku h n   H . ,   M e rten A . ,   Ha r m o n ic  d isto rti o n   o f   m u lt ica rrier  P W M   stra te g ie in   c a sc a d e d   m u lt il e v e c o n v e rters   w it h   u n e q u a DC  so u rc e s P o w e El e c tro n ics   a n d   A p p li c a ti o n s ,”   E u ro p e a n   Co n fer e n c e   o n   IEE E 2 0 0 7 .   [1 6 ]   M o h d   R u d d in   A b   G h a n i,   Na b i l   F a ra h ,   Ju rif a   L a z i,   M . R. T a m ji s ,   M d   Na z ri  Oth m a n ,   Nu Hu d a   M o h d   A m in ,   S y a riff a h   Oth m a n ,   Zan a r iah   Ja n o ,   T o le S u ti k n o ,   In v e stig a ti o n   S tu d y   o f   T h re e - Lev e C a sc a d e d   H - b rid g e   M u lt il e v e In v e rter , ”  T EL KOM NIKA v o l. 1 5 ,   n o . 1 ,   p p .   1 2 5 - 1 3 7 ,   2 0 1 7 .   [1 7 ]   P a rk a sh   Am a n ,   S h im S L ,   Ch a tt e rji   S ,   Ha r m o n ics   El im in a ti o n   i n   Ca sc a d e   M u lt il e v e In v e rters   Us in g   Ne w to n - Ra p h so n   a n d   G e n e ti c   A l g o rit h m , ”  In ter n a ti o n a J o u rn a fo S c ien t if ic  Res e a rc h   &   De v e lo p me n ( IJ S RD) p p .   2 3 6 - 2 3 9 ,   2 0 1 4 .   [1 8 ]   N.  A   A z li ,   M e m b e IEE a n d   Y.   C.   Ch o o n g ,   A n a l y sis  o n   th e   P e rf o r m a n c e   o f   a   T h re e - p h a se   Ca sc a d e d   H - Brid g e   M u lt il e v e In v e rter ,   Fi rs In ter n a ti o n a P o we a n d   E n e rg y   Co f e re n c e ,   No v e m b e 2 8 - 2 9 ,   P u traja y a ,   M a la y si a ,   2 0 0 6 .   [1 9 ]   C.   A .   Ro jas ,   J.  Ro d rig u e z ,   F .   V il l a rro e l,   J.  R.   Esp in o z a ,   P re d ictiv e   to rq u e   a n d   c o n tro w it h o u w e i g h ti n g   f a c to rs , ”  IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stri a El e c tro n ics ,   v o l.   6 0 ,   n o .   2 ,   p p .   6 8 1 - 6 9 0 ,   2 0 1 3 .   [2 0 ]   S .   V a z q u e z ,   J.   L e o n ,   L .   F ra n q u e lo ,   J.   Ro d rig u e z ,   H.  Y o u n g ,   A .   M a rq u e z ,   a n d   P .   Zan c h e tt a ,   M o d e p re d ictiv e   c o n tro l:   A   re v ie w   o f   it a p p li c a ti o n in   p o w e e lec tro n ics , ”  IEE In d u stria El e c tro n ics   M a g a zi n e ,   v o l.   8 ,   n o .   1 ,   p p .   1 6 3 1 ,   2 0 1 4 .   [2 1 ]   R.   P a n ig ra h i,   Bid y a d h a S u b u d h i,   P ra f u ll a   Ch a n d ra   P a n d a ,   M o d e p re d ictiv e - b a se d   sh u n a c ti v e   p o w e r   f il ter  w it h   a   n e w   re f e r e n c e   c u rre n e stim a ti o n   stra teg y , ”  IET   Po we r E lec tro n ics v o l.   8 ,   n o .   2 ,   p p .   2 2 1 - 2 3 3 ,   2 0 1 5 .   [2 2 ]   J.  Ro d rig u e z e a l. ,   Co m m a n d e   P d ictiv e   c u rre n c o n tr o o f   a   v o lt a g e   so u rc e   in v e rte , ”  IEE E   tra n sa c ti o n   o n   in d u stria l   e lec tro n ics v o l 5 4 ,   n o .   1 ,   2 0 0 7 .   [2 3 ]   A ti f   Iq b a l,   S h a ik h   M o in o d d in ,   Kh a li q u Ra h m a n ,   F in it e   S tate   P re d ictiv e   Cu rre n a n d   C o m m o n   M o d e   V o l tag e   Co n tr o o f   a   S e v e n - p h a se   V o lt a g e   S o u rc e   In v e rter,   In ter n a ti o n a J o u rn a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m   ( IJ PE DS ) , v o l.   6 ,   n o .   3 ,   p p .   4 5 9 - 4 7 6 ,   2 0 1 5 .   [2 4 ]   S .   V a z q u e z ,   C.   M o n tero ,   C.   Bo r d o n s ,   a n d   L .   F ra n q u e l o ,   M o d e p re d ictiv e   c o n tro o f   a   V S w it h   lo n g   p re d icti o n   h o rizo n ,   i n   IEE In ter n a ti o n a S y mp o siu o n   I n d u stria l   El e c tro n i c s ( IS IE) ,   p p .   1 8 0 5 - 1 8 1 0 ,   2 0 1 1 .   [2 5 ]   S .   Ko u r o ,   P .   C o rtés ,   R.   V a rg a s,  U.  Am m a n n ,   a n d   J.  Ro d ríg u e z ,   M o d e p re d ictiv e   c o n tro l - a   sim p le  a n d   p o w e rf u l   m e th o d   t o   c o n tr o p o w e c o n v e rters , ”  IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stria El e c tro n ics ,   v o l.   5 6 ,   n o .   6 ,   p p .   1 8 2 6 - 1 8 3 8 ,   2 0 0 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.