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.   9 ,   No .   1 J an u ar y   201 8 ,   p p .   15 ~ 19   I SS N:  2502 - 4752 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 9 . i1 . p p 15 - 19     15       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   A Nov el  H y dro  P o w ered O nline  P o w er Conv erte for Ma rine  Lig hting Applica t io ns       Sin u K J 1 ,   G .   Ra ng a na t ha n 2   1 De p a rtme n o f   EE EM ,   A M ET   Un iv e rsity ,   Ch e n n a i   2 De p a rtme n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g ,   P S G   In stit u te o f   A d v a n c e d   S tu d ies ,   Co im b a to re       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   9 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   No v   2 0 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Dec   1 1 ,   2 0 1 7       T h is  p a p e p re se n ts  a   n e w   h y d ro   e n e rg y   b a se d   d c - d c   P F se p ic   b a se d   b u c k   c o n v e rter  f o m a rin e   li g h ti n g   a p p li c a ti o n s.  T h e   m a jo a d v a n tag e   o th e   p ro p o se d   p o w e c o n v e rter  is  h ig h   p o w e f a c to a n d   lo w   T H with   h ig h e e ff ici e n c y .   S EP IC  c o n v e rter  p ro d u c e c o n ti n u o u sm o o th   rip p le  f r e e   c u rre n b e c a u se   o f   tw o   in d u c to rs  i n   se ries   in   l in e   i n   i ts  c ircu it .   S e p ic   c o n v e rter  p ro d u c e lo w e s w it c h in g   lo ss e b e c a u se   o f   lo w e v o lt a g e   stre s s   o n   p o w e sw it c h   e m p lo y e d   c o m p a re d   to   o th e b u c k - b o o st  c o n v e rter  to p o lo g ies .   T id a w a v e   e n e rg y   is   c o n v e rted   in to   m e c h a n ica e n e rg y   w it h   th e   h e lp   o f   a   h y d ro   tu rb i n e   w h ich   d riv e a   p e r m a n e n m a g n e s y n c h ro n o u g e n e ra to t o   p ro d u c e   th re e   p h a se   a c   o u tp u v o l tag e .   It  p ro d u c e a   lo w   a c   v o lt a g e   w h ich   is   c o n v e rted   in t o   DC  u sin g   p a ss iv e   d io d e   re c ti f ier  a n d   fe d   to   se p ic  c o n v e rter  f o r   v o lt a g e   re g u latio n   a w e l a s to   i m p ro v e   q u a li ty   o f   p o we su p p ly   s u c h   a s h ig h   p o w e f a c to r,   lo w   T HD .   T h e   p ro p o se d   se p ic  b a se d   p o w e c o n v e rter  f o r   m a rin e   li g h ti n g   a p p li c a ti o n   is   si m u late d   in   M A TL A B/S i m u li n k   e n v iro n m e n f o v e ri fy in g   th e   p e rf o r m a n c e   o f   p ro p o se d   sc h e m e .   K ey w o r d s :   P o w er   Facto r   C o r r ec tio n   ( P FC )   Sin g le  E n d ed   P r im ar y   I n d u ct o r   C o n v er ter   ( SEP I C )   T o tal  Har m o n ic   Dis to r tio n   ( T HD )   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 :   Sin u   KJ   R esear ch   Sch o lar ,   Dep ar t m e n t   o f   E E E M,   A ME T   Un i v er s it y ,   C h en n ai .       1.   I NT RO D UCT I O N   Sin g le  s o u r ce   r en e w ab le  en er g y   b ased   b u c k   b o o s co n v er t er s   ca n n o s u p p l y   a   lo ad   o r   d r iv i f   p r o d u ce d   o u tp u f r o m   s o u r ce   i s   v er y   le s s .   He n ce   if   m o r th a n   o n s o u r ce   i s   u s ed   f o r   co n v er ter   o p er atio n   o f   in v er ter   i s   p o s s ib le  w it h   eit h er   o f   th s o u r ce .   P o w er   f ac to r   co r r ec ted   p o w er   elec tr o n ic  co n v er ter   h as in teg r ated   o n o r   m o r s o u r ce s   lik e     s o la r     w i th   m a x i m u m   p o w er   p o in t   tr ac k i n g   b ased   b o o s co n v er te r   an d   P MSG  h y d r o   tu r b in b ased   th r ee   p h a s s ep i b ased   p o w er - f ac to r - co r r ec ti o n   b u ck - b o o s r ec ti er   ca n   i m p r o v p o w er   f ac to r   an d   ac h ie v less   to tal  h ar m o n i d is to r tio n   ( T HD)   p o w er   co n v er ter .     P ro ble m   Descript io n     P o w er   s u p p lies   d esi g n ed   f o r   l ig h tin g   ap p licatio n s   s u f f er s   f r o m   p o o r   p o w er   f ac to r   an d   h i g h er   o r d er   h ar m o n ics i n   th l in e.   He n ce   it   d eg r ad es p o w er   s y s te m   q u alit y .     B a ck g ro un d   [ 1 ]   P r o p o s ed   co n tr o s y s te m   f o r   p er m a n en t   m ag n et   s y n ch r o n o u s   g en er ato r   b ased   w i n d   en er g y   s y s te m .   [ 2 ]   P r esen ted   P FC   r ec tif ier   f o r   P MSG  b ased   w i n d   s y s te m .   Mu ltip o r d c - d c o n v er ter   w i th   t h r ee   in p u t s   P V,   b atter y ,   s u p er   ca p ac ito r   f o r   r eliab le  o p er atio n   [ 3 - 5 ] .   [ 6 ]   Dis cu s s ed   m o d eli n g   o f   p h o to v o ltai c   s y s te m   w it h   co n v er ter   to p o lo g y   f o r   g r id   f ed   o p er atio n s .   A   r ea cti v p o w er   co n tr o ller   f o r   p o w er   q u a lit y   en h a n ce m en o f   w in d   en er g y   co n v er s io n   s y s te m s .   B id ir ec tio n al  m u ltip o r d c - d co n v er ter s   ar r eq u ir ed   f o r   d o u b le  s id en er g y   tr an s f er   a p p licatio n s   s u c h   as  en er g y   s to r ag s y s te m s   in cl u d i n g   b atter y ,   s u p er   co n d u cti n g   en er g y   s to r ag s y s te m s .   T h p ap er   [ 7 ]   p o r t r ay ed   g r id   co n n ec ted   r en e w ab le  en er g y   co n v er s io n   s y s te m s   w er e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
    I SS N : 2502 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l 9 ,   No .   1 J an u ar y   201 8   :   15 19   16   d esig n ed   to   an al y ze   an   i m p a ct  o f   p ar am eter   v ar iatio n s   o n   th s tead y   s tate  b eh av io u r .   A   St u d y   o n   3 - p h ase   I n ter leav ed   D C - DC   B o o s C o n v er ter   Str u ct u r an d   Op er atio n   f o r   I n p u C u r r e n Stre s s   R ed u ctio n   [ 8 ] .   Har d w ar I m p le m en tatio n   o f   So lar   B ased   B o o s to   SEP I C   C o n v er ter   Fed   Nin L e v el  I n v er ter   S y s te m   [ 9 ] .   T r an s f o r m er   L e s s   Vo lta g Q u ad r u p ler   B ased   DC - DC   C o n v er ter   w it h   C o u p led   I n d u ct o r   an d   P I   Fil ter   f o r   I n cr ea s ed   Vo ltag Gai n   a n d   E f f icien c y   [ 1 0 ] .   So lar   P h o to v o ltaic  A r r a y   FED  W ater   P u m p   R iv e n   b y   B r u s h les s   DC   Mo to r   u s i n g   K C o n v er te r   [ 1 1 ] .       2.   P RO P O SE P F SE P I C O NVER T E R   Fig u r 2   S h o w s   B lo ck   Dia g r a m   o f   p r o p o s ed   P FC   SEP I C   co n v er ter   f o r   m ar i n li g h ti n g   ap p licatio n s .   Sin g le  e n d ed   p r im ar y   i n d u ct o r   co n v er ter   ( SEP I C )   is   s o r o f   DC - D C   co n v er ter   p er m i ttin g   t h elec tr ical   p o ten tial    ( v o lta g e)   at   its   y ield   to   b m o r e   n o te w o r t h y   t h an ,   n o e x ac tl y ,   o r   s q u ar w it h   to   th at  a it s   in f o t h e   y ield   o f   th e   SEP I C   is   co n tr o ll ed   b y   th e   o b lig atio n   c y cle   o f   t h co n tr o tr a n s i s to r .   T h s tan d ar d   Sep ic  R ec tif ier   is   ap p ea r ed   in   f ig u r e   1 .   T h is   to p o lo g y   is   li k th b r id g eles s   lif p o w er   f ac to r   co r r ec tio n   r ec tif ier .   I n   s p ite  o f   th s p ec i f ied   p r ef er r ed   s ta n d p o in t,  in   co n tr ar y   w it h   t h o r d in ar y   SEP I C   co n v er ter ,   t h i s   c o n v er ter   h a s   t h r ee   m o r e   in d u cto r s   a n d   ca p ac ito r s   ( p ass i v e le m e n t s )   w h ich   a d d   to   th s ize  a n d   co s t   o f   th e   co n v er ter .   An o t h er   s ig n i f ica n is s u w it h   t h is   co n v er ter   is   t h at  it  p air s   th y ield   v o ltag w h ic h   e x te n s i v el y   ex p an d s   th s p an   o f   y ield   ch a n n el.   T o   o v er co m th ab o v m en tio n ed   p r o b lem s   ass o ciate d   w it h   SEP I C   co n v e r ter ,   an o th er   p o w er   f ac to r   c o r r ec ted   SEP I C   is   p r esen ted   i n   t h is   p ap er .   T h p r o p o s ed   co n v er ter   d o es  n o r eq u ir an y   ad d itio n al   ( in ac ti v o r   d y n a m ic)   co m p o n en ts   i n   co m p ar is o n   w it h   estab l is h ed   SEP I C   P FC .           Fig u r 1 .   C ir cu it Dia g r a m   o f   P FC   SEP I C   C o n v er ter           Fig u r 2 .   B lo ck   Diag r a m   o f   P r o p o s ed   P FC   SEP I C   C o n v er ter   f o r   Ma r in L i g h ti n g   A p p licati o n s       3.   SI M UL AT I O R E S UL T AND  DIS CUSS I O N   T h p r o p o s ed   s o lar   an d   P MSG  w i n d   b ased   m u ltip o r p o r d c - d co n v er ter   is   i m p le m en ted   in   MA T L A B /S i m u li n k   p lat f o r m   an d   r esu l ts   ar p r ese n ted   h er e.   Fig u r 3   S h o w s   s i m u la tio n   i m p le m e n ted   cir c u it   o f   p r o p o s ed   P FC   s ep icco n v e r ter   f o r   m ar i n li g h t in g   ap p l icatio n s .   Fig u r 4   S h o w s   V o ltag r esp o n s e   o f   p r o p o s ed   P FC   s ep ic  co n v er te r .   Fig u r e   5   to   7   s h o w s   p er f o r m an ce   o f   p r o p o s ed   P FC   s ep ic  co n v er ter ,   P MSG  h y d r o   tu r b in o u tp u o f   s i n g le   p h ase,   p o w er   f ac to r   co r r ec tio n   r esp o n s a n d   to tal   h ar m o n ic   d is to r tio n   v al u es .   T ab le 1 . Sh o w s   s i m u latio n   p ar am eter s   o f   p r o p o s ed   cir cu it   u s e d   in   Si m u li n k   p latf o r m .   H y d r o   T u r b in e   SEP I C   P FC   C o n v er ter   P MSG   P ass iv e   R ec ti f ier     DC   li g h t in g   lo ad   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     A   N o ve l H yd r o   P o w ered   On lin P o w er  C o n ve r ter fo r   Ma r in Lig h tin g   A p p lica tio n s   ( S in u   K J )   17       Fig u r e   3.   Si m u latio n   I m p le m e n tatio n   o f   P r o p o s ed   Mu ltip o r DC - DC   C o n v er ter       T ab le   1 .   Sim u latio n   p ar a m eter s     R e si st a n c e   R 1   1 0 k   o h ms   I n d u c t a n c e   L 1   1 o u   H   C a p a c i t a n c e   ( 1 , 2 3 )   2 2 0 u F   O u t p u t   C a p a c i t o r ( 01 , 02 )   1 0 0 0 u F   L o a d   r e si st o r   1   o h m s           Fig u r e   4.   Vo ltag e   R esp o n s o f   P r o p o s ed   P FC   Sep ic  C o n v er ter           Fig u r 5.   P MSG  Hy d r o   T u r b in Ou tp u o f   O n P h ase     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
    I SS N : 2502 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l 9 ,   No .   1 J an u ar y   201 8   :   15 19   18       Fig u r 6 .   T HD  P er f o r m a n ce   o f   P MSG           Fig u r 7 .   P FC   u s i n g   SEP I C   C o n v er ter       4.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r esen ted   n e w   h y d r o   e n er g y   b ased   d c - d P FC   s ep ic  b ased   b u c k   co n v er ter   f o r   m ar i n e   lig h ti n g   ap p licatio n s .   T h m a j o r   a d v an tag e   o f   t h p r o p o s ed   p o w er   co n v er ter   is   h i g h   p o w er   f ac to r   an d   lo T HD  w it h   h ig h er   ef f icie n c y .   S E P I C   co n v er ter   p r o d u ce s   co n t in u o u s   s m o o th   r ip p le  f r ee   cu r r en b ec au s o f   t w o   in d u cto r s   i n   s er ies  i n   li n i n   its   cir cu it.  Sep ic  co n v er ter   p r o d u ce s   lo w er   s w itch in g   lo s s es  b ec au s o f   lo w e r   v o ltag s tr ess   o n   p o w er   s w i t ch   e m p lo y ed   co m p ar ed   to   o t h er   b u ck - b o o s co n v er ter   to p o lo g ies.  T id al  w a v en er g y   is   co n v er ted   in to   m e ch an ica en er g y   w it h   t h h el p   o f   h y d r o   tu r b in w h ich   d r iv es  p er m a n e n t   m ag n et  s y n c h r o n o u s   g e n er ato r   to   p r o d u ce   th r ee   p h ase  ac   o u tp u v o lta g e.   I p r o d u ce s   lo w   ac   v o lta g w h ic h   is   co n v er ted   in to   DC   u s in g   p a s s i v d io d r ec tif ier   a n d   f ed   to   s ep ic  co n v er ter   f o r   v o lta g r e g u la tio n   a s   w ell   as   to   i m p r o v q u a lit y   o f   p o w er   s u p p l y   s u c h   a s   h ig h   p o w er   f ac to r ,   lo w   T HD.   T h s ep ic  b ase d   p o w er   co n v er ter   f o r   m ar i n lig h ti n g   ap p licati o n   is   s i m u lated   i n   M A T L A B /Si m u li n k   p lat f o r m   a n d   t h e   r esu l ts   v er i f y   t h p er f o r m a n ce   o f   t h p r o p o s ed   c o n v er ter .       RE F E R E NC E S   [1 ]   Y.  H.  L iao   a n d   J.   Y.   Jh u ,   " An a lys is  a n d   im p lem e n ta t io n   o a   b rid g e les se p ic  AC/ DC  c o n v e rte wit h   p o we f a c to r   c o rr e c ti o n   a n d   e x ten d e d   g a i n " ,   2 0 1 7   IE EE   A p p li e d   P o w e El e c tro n ics   Co n f e re n c e   a n d   Ex p o siti o n   (A P EC) ,   T a m p a ,   F L ,   USA ,   2 0 1 7 ,   p p .   4 1 6 - 4 2 3 .   [2 ]   Y.  P .   S iw a k o ti ,   M .   S o l tan i,   F .   Blaa b jerg   a n d   A .   M o sta a n ,   " n o v e q u a si - S EP IC   h i g h - v o lt a g e   b o o st  DC - DC  c o n v e rte r " ,   2 0 1 7   IEE A p p li e d   P o w e El e c tro n ic Co n f e re n c e   a n d   Ex p o siti o n   (A P EC) ,   T a m p a ,   F L ,   USA ,   2 0 1 7 ,   p p .   2 2 1 3 - 2 2 1 6 .   [3 ]   Y.  Ya n g ,   F .   L iu   a n d   X .   Ch e n ,   " ma x imu p o we p o i n tra c k in g   c o n tro sc h e me   fo ma g n e ti c a ll y   c o u p led   re so n a n t   wire les p o we tra n sfe s y ste m   b y   c a sc a d in g   S E PIC  c o n v e rte a th e   re c e iv in g   sid e " ,   2 0 1 7   IEE A p p li e d   P o w e r   El e c tro n ics   Co n f e re n c e   a n d   Ex p o siti o n   (A P EC) ,   T a m p a ,   F L ,   USA ,   2 0 1 7 ,   p p .   3 7 0 2 - 3 7 0 7 .   [4 ]   Z.   W .   X u ,   Z.   L .   Z h a n g ,   K.  X u ,   Z.   Do n g   a n d   X .   Re n ,   "2 - M Hz   Ga PW M   iso la ted   S EP IC   c o n v e rt e rs " ,   2 0 1 7   I EE A p p li e d   P o w e El e c tro n ics   C o n f e re n c e   a n d   Ex p o siti o n   (A P EC) ,   T a m p a ,   F L ,   US A ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 4 9 - 1 5 6 .   [5 ]   K.  L .   B a sh a r,   S .   Isla m ,   M .   A .   C h o u d h u ry ,   A .   H.  A b e d in   a n d   M .   N.  Ud d in ,   " mo d u l a o n e - swit c h   th re e - p h a se   S in g le  E n d e d   Prima ry   In d u c t o ( S EP IC)  re c ti fi e r " ,   2 0 1 7   IEE E   In t e rn a ti o n a C o n f e re n c e   o n   I n d u str ial  T e c h n o lo g y   (ICIT ) ,   T o ro n to ,   ON ,   2 0 1 7 ,   p p .   2 4 - 2 9 .   [6 ]   U m a d e v i ,   K.,   Na lan d h a ,   P . ,   &   Ke sa v a n ,   C.   C.   M o d e ll in g   o P h o t o v o lt a ic  S y ste wit h   Co n v e rte T o p o lo g y   fo Gr id   fed   Op e ra ti o n 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     A   N o ve l H yd r o   P o w ered   On lin P o w er  C o n ve r ter fo r   Ma r in Lig h tin g   A p p lica tio n s   ( S in u   K J )   19   [7 ]   A b ra h a m ,   A . ,   &   S u b ra m a n ian ,   D .   P .   (2 0 1 4 ).   Im p a c o f   p a ra m e t e v a riatio n o n   t h e   ste a d y   sta t e   b e h a v io u o f   g rid   c o n n e c ted   re n e w a b le en e rg y   c o n v e rsio n   sy ste m s.  In d i a n   J o u rn a o S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   7 (S 6 ),   4 8 - 5 5 .   [8 ]   Ha ri m o n ,   M .   A . ,   P o n n iran ,   A . ,   Ka sira n ,   A .   N.,   &   Ha m z a h ,   H.  H.   (2 0 1 7 ).   A   S tu d y   o n   3 - p h a se   In ter lea v e d   DC - DC   Bo o st  C o n v e rter  S tr u c tu re   a n d   Op e ra ti o n   f o In p u t   Cu rre n S tr e ss   Re d u c ti o n .   I n ter n a ti o n a l   J o u rn a l   o P o we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms   ( IJ PE DS ) ,   8 (4 ) .   [9 ]   Ja s m in e ,   D.,   &   G o p in a th ,   M .   (2 0 1 6 ).   Ha rd w a re   Im p le m e n tatio n   o f   S o lar Bas e d   Bo o st t o   S E P IC   Co n v e rter F e d   Nin e   L e v e In v e rter S y ste m .   In ter n a ti o n a J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms ,   7 (4 ) .   [1 0 ]   S u ji t h a ,   C. ,   Ra v i,   S . ,   Dia rra ,   B. ,   &   Ch u m a ,   J.   (2 0 1 6 ) .   T ra n sf o rm e L e ss   V o lt a g e   Qu a d ru p ler  Ba se d   DC - D C   Co n v e rter  w it h   Co u p led   In d u c to r   a n d   P F il ter  f o In c re a s e d   V o lt a g e   Ga in   a n d   Eff icie n c y .   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   Po we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms ,   7 (4 ).   [1 1 ]   Din e sh ,   B. ,   Ja iv in a y a g a m ,   M . ,   Ud a y a k u m a r,   M . ,   &   S y e d is m a il ,   S .   S o l a Ph o t o v o lt a ic  Arra y   FE W a ter   Pu mp   Ri v e n   b y   Bru s h les DC  M o to u si n g   KY   Co n v e rte r .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.