In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S V o l.  10, N o.  4, D e c e m ber   201 9,  pp.  2231~ 22 37  ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 4.pp2231-2237          2231     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   Significant im plicat ion of unified power  quality conditioner in   p o wer quality prob l ems mitigati o n       Kamru l  H asan 1 ,   M uha mmad Murta d h a   Oth m a n 2 ,   No r Fa ra haida   Abdul R a h ma n 3 , M. A . Hannan 4 Isma i l  M usirin 5    1,2 , 3,5   F a cu lt y o f  El ectri cal E ngi n eeri n g ,   Universi ti Technol o gi  M ARA ,  40 4 5 0   S h a h Ala m ,   Se la ng or, Ma l a y sia D e p a rtm e n t  o f El ectrical  P o w er En g i n eerin g, Co l lege  o f   E ngineer in g,  Un i ve rsit Te na g a  Na s ion a l, 4 30 00 ,   Ma la y s i a       Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   R e ce i v e d  Mar  21,  2 0 1 9   Re vise d Ju l 1 4 201 9   A c c e pte d   J u l   31,  201 9       T h i s  p a p e r  p r e s e n t s   a n  a n a l y s i s   o f  a  t h r e e - p h a s e  u n i f i e d  p o w e r   qu a l ity   con d i t i oner  (U PQ C)  i t e rms   o f   d es ig and   pe rf orm a n c e .   A   b ack   t ba ck   con n ect ion   o f   a   s eri e com p en sato an s h u n com p ens a tor  w i th   a   c om m on  DC-b us   i util ized   t o   bu il d   t h U P QC  m o d e l Th seri es   c o m pen s a tor   compensat e the   power  quality  p r obl ems  such  a grid  v oltage  s ag s/ s w ells   f or   th g r id   s id e.  D u r i n g   s a and   s w el con d iti on ,   t h com p ens a ted  v o lt age  is  in ject ed  b y   t h seri es  c om p e nsat or  i n   phas e   w it th point  o f   c omm o n   c o u p l i n g  ( P C C )  o r   o u t   o f  p h a s e  w i t h   P C C .   T h e  l o a d   c u r r e n t   h a r m o ni cs  i com p ensat e by   u s i n g   t he  s h u n t   c o m pen s ato r .   The  dy nam i perf orm an ce  and   th s t ea d y   s ta t e   o th desi gn e d   m od el  a re  a nal y zed   b u s in g   M A TL AB- S i m u li nk  un der  s e veral   di st urb a nces  s u c as  P CC  vol tag e   h a r m oni cs,  voltage  sag s / s wells   a nd  load  unb alan cin g   u sin g   a   n o n l i nea r   l oad .   K eyw ord s :   Pow e r Q u alit y   S e ries c ompe nsa t or  Shun t c o mpe n sa tor   UPQC   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   Mu ham m a d  M urta dha  O t h ma n   Fa cult y   o f   E l e c t rica l   En gine erin g,   Un iv e r sit i  Tekn o lo gi  M A R A,  4 045 0   Sh ah  Ala m,  S el a n go r,  M al a y si a .   Em ail:m am at5 05my @ ya h o o .com       1.   I N TR OD U C TI O N   Th b a si i nput   o f   li f e   r el i e o n   d i ffe ren t   f orm  o f   e n e rg y .   E l e c t ric i t y   i a   si gn  of  f l e xib l e   l i fe  a n d   t his  e n ergy   s ou rce  d e man d   i s   e xp an di ng   r a p id l y smo o t h   su pply   of   t he   e l e ctr i ca l   e n e r gy  m u st  b e n sure d   st r i nge n t l y   b y   miti g a t i ng  th pow er   qua lity  i ss ue t o   u til ize   t h i en erg y   ef fi ci en tly.  Po we q u a l i ty   i com p rehe nsive   expre s s i on  w h ic c o mpre he nds  d iffe ren t   c a t eg ories   o di st urbanc e s   r e l a t e d   t v o l ta ge   a nd   curr ent  s u ch  a s   har m onic  c u rrent,   vol ta ge   s a g /sw e ll,   v o l ta g e   u n bala nce ,   f l i cke r   a n d   l ow -qua l i t y   pow er  f a c t o etc.   T h e   p e n et ra t i on  of  pow e r   e lec t r o n i c   lo ads  has  been  i ncre as ed  d ue  t t h ra pid  ad va ncem en of  p ow er   in dus tries.   A m o n g   t he se  l oad s l a rge  varia b l e   f re q u enc y   d r i ve (VFD),  a r c   f ur naces  a nd  hea v recti f i e rs  a re   the   l o a d uti liz ed  i t h e   ind u s t ry  a nd   t he dr a w   n o n -l i n e a c u r re n t fr om  t he  A C   gri d N o w a da ys,  har m on ic s   pro b lem s   a re w ides prea n o t   o n l y in i n d u s t rial a pp lic a tio ns  bu t  i com m e rc ial bu i l d i n g as  w e l l .   T his i s  d ue  t o   t h n e p o w e c o nv e r si on   t ech nol ogi es  u ti l i z e d   re gu l a rl y   lik e   s w i t c m o d e   pow er  s up p l y   (S M P S )   t hat  c a b e   o b s e r v e d   i n   p ower  e l e ct ro ni d e vi ce su ch   a co mp ut e r s ,   p ri n t er s,  s erve rs  a nd  so  o n.  T h e se  pow er   e lec t ro nics   dev i ce ge ner a te  non- li ne ar  c urre nts  w h ich   a r respo n si ble   for  v o l t a g e  d i s t o r t i o n   a t  t h e  P C C  s p e c i f i c a l l y   i n   t h e   di st ri buti o sy st e m Th vo l t a g e   q u a li ty   i ss u e a r re spon s ible   f or  a dd i t i ona hea t in on   c a p a c i t o r   b a nk s,  fa l s e   tri gger i n g   e lec t r onic   s y st e m ma l f unc t i o n i n g   a n d   s on  [1 -3].  M odern  d istributi o n   sy st ems  a r f a ci ng  ma jor  iss u es  r e g ard i n g   t he   p ow e r   qua lit p r ob lem s   a t   gri d   p ar a n l o a d   p a r t.  S ince  the   lates t   d ome s tic   a n d   in dus trial  c o m p o n e n t s   r espo n d   c rit i c a l l y   t vo ltage   d i s t u rb anc e s,  t he  e qu i p me nt  c a n   b t e rm inate d   f or  a   s hort   peri od   o vo lta ge  s a g   w hi c h   r e s u lts   c om p l e t te rmina tio of  a n   i n dus t r ia proce ss.  T he refo r e ,   p o w e q u al it y   com p en sat i on  tur n e d   t be  a n   una v o i d ab le   r equ i rem e nt  i the  di s t r ib ut i o system   [ 4].   The  p o we com p an ies   and  t h e   r e sea r che r a r exte ns ive l inve st i g at i ng  t h so lu ti o n s   t p o w e qu a l i t pro b l e m [5].   F lexi b l e   A C   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st V ol.  10,  N o.  4 , Dec  201 9 :   2 2 3 1  – 2 237  2 232 transm i s s i on   s ys t e (F A C TS )   device s,  f or   i ns t a nce   ac ti v e   p ow e r   fil t ers   ( A PF s)  a nd  th e   st a t i c   c om pe nsa t ors  (S TA TCO M s)  a r e   one  o th e   lea d ing  tec hno l o g i es  c on v e nie n for  t he   c omm e r c ial  an ind u s t ria l   p u r pose s These  FACTS   dev i ce s ar cons i d e r ed  t so lve   the s power  qual i t y   p ro bl ems   [ 6 -8 ] .     P a ssive  f i lte rs  ( PF s)   w ere   use d   t so lve  t h harm on ic  g r i pr ob lem  for  m a ny  years  [9].  P Fs  w i t reduc e d   c o s t   so lu t i on  of  p ow e r   qua l i t y   p ro blem s,  a re  r ega r ded  a s   the   prel imi n ar pro g re ss  o t h e   com p en sat i o n   of  t he  c urr e nt   h arm o n i cs  [ 1 0 1 1 ] .   T he  n e x t   sta g e   of  p ro gre s is   t he  u til iza t i o of  A P F w h ic h   so l v e d   t he   d ra w b a c ks  o P F si gn ifi c a n tl y.  T he   u t i liz at ion   of  s h u n t   A P has  be e n   a e f ficie n t e ch n i que   t com p en sate  p o w er  qual ity  p r o b l e m s.   A lth o ugh,   s h u n t   A P F   c an  r egu la te   l oa v o l t a ge,   bu i t   i n j e c t re acti v e   pow er The r efore,   t he  s hun A P F   is  n o t   c apab le  o r e gu l a ti ng  P C C   v o lt ag e   a n d   al so   f a i ls   t o   ma i n t a in   uni ty  power   f actor  for  the  grid  c urrent .   Hybr i d   p ower   f i l ter  (HP F )   is  t h e   l a t e r  d e v e l o p m e n t ,   w h i c h   i s  a  c o m b i n a t i o n   o f   s hunt   A P F s   wi t h   P F s .   Ho wev e r,  t h e   p ower  s y s t e c a p a c i ty   d e m a n d   is  i ncr eas in g,  s t h rati ng,  s ize   an d   t h e   cos t  of   A P F s  a r e   s igni f i cantly expa nded.   According  to  t he  I EEE  519  [ 12]  s t a ndard,   s everal  c us tom   power   d e v i c e s   a r e   i nt r o du c e [1 3- 17] These  de vi c e a r de si g n ed   t o   be  i ns tal l e d   i n   t h c o n s um er  s i d e   t sur p a s s   t h pow er  qua li t y   p r o b l e m s.   S i n c e   the   se nsit i v loa d have   h i g her  v o l t a ge   qua l ity   r eq uire m e nts,  t he   s eries  A P F s   h a v e   be e n   u t i l i ze i n   t he   com m e r cia l   b u ild in gs   a nd  sma ll  a p a r tme n ts  [ 1 8 1 9 ].  I co m p aris on   w i t shun an se rie s   A PF s ,   U P Q C   i s   con s truc te d w i t h  a serie s a nd para lle l   c o m p e n sa tors co n n ec te d t o g e t her ba c k   t ba c k  can exe cu te loa v o l t a g regu la ti on  a n d   at  t he   s am tim ma int a in in t h gri d   c urrent  s i n u s o ida l Wi t h   t he   e xt e nde si g n if ica n c e   o n   di stri b u t i on  ge ne rat i o n   a n d   m ic rogri d s,  t he   i n t e r est  on  U P Q C   h a sti m ula t e d   [ 2 0 2 1 ].  A mong  t h e   cust om   pow er   d ev ic es U P Q C   i ab le  t ke e p   t he   c riti c a l   l oad  (a dva nce d   m edica l   i ns t r ume n t s ele v a t or,  di g i t a l   com m unic a t io netw orks e t c .)  p rotec t e d  fr o t h e   vol ta ge  r ela t e d  p ow er  qual i t y pr ob lem s  [22,  23].     The   v ita l   ta sk  i the  c o n t r o ll er   p art  of  t he   U PQ is  r efere n ce  si g n al  g e n e r at io n.  S everal  t ec hn i q u e s   are   ut i l i zed  t o   genera te  t he  r efere n ce  si g n a l A m ong   t he m ,   t he  fr eq uen c d o m a in  t ec hn i que an th e   t i m e   d o m ain   t echn i q u e a r e x t e nsi v el y   ut il i z e d   b t h re sea r ch ers.  D u e   to  t h e   r educe d   c ompu ta ti o n   r eq u i re me nt s   the  time   d o m a in  s t r ate g ie a r gener a lly  u se i n   r e a t i m e   impl em ent a ti o n I n st a n t a neo u re act ive   p o w e r   the o ry  ( p-q  th eory) ,   t he ory  of  i ns tan t a n e o us  s ym me t r ica l   c om po n e n t   a n d   t h s y nchr o nous  reference  fram e   the o ry  ( d-q t h e o r y ) a r e w i del y  uti lize d  tec h n i que s.    I n   t h i pa per,   a   t hree   p hase  U P Q is  i n t ro duce d   i t e rm of  d e s ign  a n d   per f orm a nc e.  I the  se rie s   com p en sat o sim p le  D VR   c irc u it  wit h   P LL  i s   u se d.  O t h o t he r  h a n d ,   t h e  p e r f o r m a n c e  o f   t h e   U P Q C  i s   enha nc e d   b y   u s i ng  t h e   d-q  th eory  i n   t h e   c o n t ro ller   sec t i o of  s h unt  c om p e nsa t or.   Bes i de s,  a   s im ple   h y s t ere s is   c o nt roll e r-b ased   s eri e co mp en sat o i s   u sed .   T h e   m a i n   fe at ures   o f   t h e   p ro po s e d   sy st e m   a re a)  t h e   v olt a ge   a nd  the  c u rre nt  q u a li ty  i m a in ta ine d   s i m u l t a ne ous ly  a n d   b st a b il i t y   i e n sur e unde sever a c ond it i ons  o vo lta ge  h a r m oni c s vol ta ge   s ags / sw el ls  a n d   unba la nce d   l oad.   T he   p ro p o se sys t em   outc o m e   i ana l yze d   sub s ta ntia l l y  u si ng MA TLA B - S i m u l i nk  so f t w a re.      2.   RESEARCH  M ETH O DOLOGY  The   U P Q C   s t r uct u re  i s   d i s p l a ye i n   F i gure   1.  T he  s truc tu re   i c o n s t r u c t e d  f o r  a  t h r e e - p h a s e  s y s t e m .   The  U P QC  m ode i s   d es ig n e wit h   a   b a c to  b ac c o n n ec ti o n   o ser i e s   c om p e nsa t or  a n d   a   s hun t   com p en sat o and  a   c o m m on   D C- l i n k   w hic h   i s h are d   b y   bo t h   t he  c o m p ensator .   T he  s er i e com p ensator   opera tes  as  a   c on tro l l e v o l t a ge  s o u rc an com p e n sa te  t he  v ol t a g sa gs /swe l l for  t h gr id.  On  t h e   o t h er   han d the  s h un c o mpe n sa to r   a c ts  a co ntr o l l e d   c urre n t   s ourc e   a n d   c om pen s ate  the  har m onic  c u r r ent  for  t h e   l o ad In du ct o r   i u s e d   b et we e n   t h e   s e r i e co mp en s a t o an d   t h d is tri b u tio sys t em   a nd  sam e   d e s i gn  is  fo l l ow e d   f or   t h e   s h unt  c ompe nsa t o r The   ha rm onics  g e n e r ated   b t h c o nver t er ’s  s wit c hes  a r fil t ere d   u s i n g   the r i pp le  f il t e rs. A  thre e -pha se  bridge  recti f ier  i s   u s e d as   a  non-linear  l o a d  in the  s y s t em.        2.1.   Des i g n  o UP QC  2.2. 1.V o lta g ma gn itu d e of D C-li n k    T h e   m o d u l a t i o n  d e p t h  a n d  t h e  p h a s e  v o l t a g e  o f   t h e   s y s t e m  g i v e s   the   ma gn itu de  o D C - l i n vo l t ag e   V dc The   min i ma vol ta ge   m a g n itu de  o the   D C - l i n re q u i r e d   t be  t wice   o m o re   t ha the   per- p h ase  v o l t a g pea k  o the   thr e e - phase  sys t e [1]  and  formula t e d  a s,         ( 1 )     Where,  V LL   i t h gri d   l ine  vo l t a g e   a n t h d e pt o f   m od ula t i o ( m is  t a ke a s   1 .   Co ns ide r i ng  a   l i n e   v o l t a g e   o 415  V ,   t h e   n e e d e mi ni mu va lu e   D C -bu s   v ol t a g e   i 67 7 . V.  T h e   D C - b u s   vol t a g e   i s e at  100 V.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       S i gn ifi c ant   i m pl i c at ion  o f  u n i f i e d   powe r  qu ali t y   cond i t io n e r i n  p o we r qu ali t y    K a mrul   Ha san    2 233 2.2. 2.Se ries  i n j e c tion tran s form er   The   series  c o m pe n s a t or   i i n s t al l e be tw ee the   gri d   a n d   t he  l o ad  t erm i nal  ut il izi n g   three   si ng l e   pha se i so la ti o n   tra n sform e rs attac h e d  in star  ac r oss  t h e i n v e rt er and c o nne c t ed   i n se rie s  w i t h t h e   gri d  l i n es.   T o   ob ta in   m i n i m u m   h ar monic s   w ith  t he   s eries   com p en sat o r,   t he  m o dul a tio i n de x   nee d to   b e   ke p t   a t   nea r   u ni t y The  rating  o the  eac s e r i es  t ransformer  i KVA RC  f ilt e r   w i t h   sma l l   cap aci t y   i s   a d d e d   a c ro ss  th series  t rans for m er’s  s ec onda ry  s i d e   to  r em ov e   the  h i g h   s w i tc h i n ripp l e   c om po nen t   i t h i nve rter  i n j e c t e d   vo lta ge.            F i gure  1. S yst e m   Con f igur a tio U P Q C     2 . 2 . 3 . Inducto l i n k e d  wi t h   s e ries  a nd   s hunt co m pen s a t o r   The   e s t i ma tio o f   t he   i n duc t o r   li nke w i t h   t he  s e r ies  a nd  sh u n t   c om pen s at or  r elie s   on   D C-l i nk   vo lta ge,  sw i t c h ing  fr e que nc and  ri p p l curr ent.  I nd uc t o v a lue   [ 24]  w i t the  ser i es  c om pen s at or  i e xpr essed  as,             .    6    ( 2 )     H e re,   m odu l a t i on  i n d e x,   m =1 ,   overl oad i ng   f a c tor,   a =   1. 2 ,   s w itc h i n fre q u e ncy,   f se   =   1 kH z ,   V dc  =   1 000 V an d   I r  i s the  rip p l e  c ur rent of t h in du c t or  w hic h   i tw e n t y  per cen of t he  g ri d cur r ent.   A nd t h val u of t he  i nt e r fa c i ng i n duc t o r [2 4] w ith t he  s h unt  c om pe nsa t or e xpressed  as,        ,     .  . 6 . 7    ( 3 )     H e r e induc t o r   ripp le  c urren t   I r,pp     i s   t w e nt y   p e rc ent  of  t he   r m s   v al u e   o t h pha se   c ur rent  o s h un t   com p en sat o r.       3.   CONT ROL OF UPQC   The   sh u n c o m p en sat o and  t h series  c om pe nsa t or  a re  t he   m ajor  part  o U P Q C   m odel.   T he  s h u n t   com p en sat o mitiga t e s   t he  l oad  harm on i c s   and  t h e   l o a d   r e acti v pow er.   The  se ries  c om pensa t or   s ec ur es  t he   l o ad   f ro th e   v o lt ag di st u r b a n c es   c re at ed   b t h g r id for  i n s ta nc vo lt a g har m on ics,  s a g a n sw e l ls.   The   series  c om pens ator  acts a s  a  c on tro l led v o lta ge  so u rce   and  i n j e c t  t he  s uita b l vo lta g e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st V ol.  10,  N o.  4 , Dec  201 9 :   2 2 3 1  – 2 237  2 234 3.1.   Con t rol of  ser i e s com p en sator   S e ve ral  com p e n sa ti on  tec hni que  f or   t he  s e r ie c o n t ro l l er  i de s cri b e d   i [2 5,  26].  The  i n j e cte d   vo lta ge   b y   t h e   se ries   c om pe nsa t or  i s   ma int a i n e d   t be   s a m phas e   w i t h   t he  g ri i n   t hi pr o j e c t T h series   com p en sat o injec t   t h e   m i n im um  r equire d   v o l t a g .   In  F igure  2,  t h series  c ompe n s at or  c onf i g ur atio i s   di sp la ye d.  T ob ta in  t h e   f u n d a m e n ta c o m p o n e n of  P CC a   Pha s loc k ed  l oo (P LL)  i u t ilize d   t g e ner a te   the  ref e rence  wavefor m The  ref e r e nce   sig n al for  t h se ries  c o m p e n sa t o is  o b t a i ne by  c o m p ar ing  be t w e e n   the   P C v o lta ge   a nd  the   l o a d   v ol tage U s i ng  the s s i gna l s ,   the   hyster e sis  c o n t r o lle pro duce s   a p p ropr ia t e   gat i ng s i gna ls  f or  t h e  v ol ta ge  s ource  co nve rt e r  (VS C)  o f the   se r i e s  com pens ator.             F i gure   2.  Co n t r o l   S truc ture  of  S e ries Com pen s at or      3.2.   C o n t rol of  S hu n t   C omp e n s ator   Th lo ad  c u r re n t  i c o mp e n sa t e d   by  t h e   s hunt  c o m p e n s at o r DC-l i n k  v ol ta ge i s s t a b il ize d  by ut i l i z in g   P I -c ont r o l l er   a the   ge ner a t e re fer e nce .   T he   s h u n c o m p ensa t or  d oe the  e x t r ac ti o n   o t h fun d a m ental   elem en of  t h e   l oa curre n t   f o r   t he   l oad  c o mpen sa ti on.   T he   c o n f i gur ati on  o f   t he  s hu n t   c ompe nsa t or   i dep i c t ed   i F i gure  3.  A   P LL  circu i t   is   u se d   t o   e x t r act  t he  pha s an fr eq uenc da ta  o the   gr id  vol ta g e   a n d   us i n t h ese  da t a   t he   l oad  c u rrent o f   a bc   d o m ain  are   co nv erte to  d -q-0  dom ai n.  T he  D com p o n e n ( I L d f i s   extra c t ed  f rom   the  d-ele m e n of  t he  l oad  c u rr ent  ( I Ld by  util iz in lo w   p a ss  f il ter.   T he  f u n d am enta e l e m e n t   of  t he  D c o m p o n e n t   i s   r e p rese nte d   i a b re fe renc e.  T he  d -a x i s   r ef e r e n ce  g r i d   c u rre n t   I* sd   i s   a c h ieve us in g   the f o l l ow i n g e x p r ess i on,             ( 4 )     The  r e fe renc gri d   c urren t   ( I* sd )     is  t ran s fer r e d   t a b do m a in.   G a te  p ul ses  for  v o lta ge   s ource   i n verter   ( V S I)  are   ge nera te d b y  usi n g  a hy s te r e sis cur r en c o nt r o ller .  The hys ter e sis  c u r r ent   c o n t r o lle c o mpa r e th e   i d en ti fied   gri d  c urrents w i t h  t he  re f er ence  grid c u rre nt s.            F i gur e 3.  Co n tr ol   S truc t u r e  of  S hunt  C om pe n s at or  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       S i gn ifi c ant   i m pl i c at ion  o f  u n i f i e d   powe r  qu ali t y   cond i t io n e r i n  p o we r qu ali t y    K a mrul   Ha san    2 235 4.   SIMU L A TION STUDIES  To  e xa mi ne  t he   p e rform anc e of  U P Q for  st e a dy  s t a t e   an d ynam i c   c ond i t i on,   M A TLA B- Sim u l i n k   s o f t w ar is  u sed.  A   n o n linea t h ree - phase   b ri d g re ct i f i e r   i s   c o n s i d e r e d  f o r  t h e  s i m u l a t i o n .  T h e   si m u lat i on ru on   s e v er al dy n a m i cond i tio n s  fo r  ins t a nce   h a r m o nics,   sw ell a nd sa i n   t he  P CC vo lta ge.     4.1.   Op e r ation   of U PQC   at un b a l a n c e d   P C C  volta ge   The   ou t p u t   r es ul t s   o U P Q C   i s h ow in   F igure   4.  T he  s e v e r a l   o u t p u t  w a v e f o r m s  a r e  P C C   v o l t a g e   ( V S ),  l oa vol t a ge   ( V L ),   s e r ies  com p e n sa tor   v o lta ge  ( V SE ),  D C-b u ca pac i t o vo ltage   ( V C ) ,   g ri d   cu rr e n t   ( I S ),   load  c urrent  ( I L )   and  shunt  c o mpensator  current  ( I SH ) .  T h e  5 th   o r d e r  a n d  7 th   o rd er  h armo ni cs  a re   i n j e c t e f r o m   the  s o u r ce  be tw e e 0.1s  a nd   0 . 1 5s.   Th ere   is  a   v o l t a ge  s a g   o 0. 5pu   b etwee n   0 .2 an 0 . 2 5 s   a nd   1 .5p u   of  vo lta ge   s w e l l   occur r ed  b e t w e en  0 .3s  a n 0. 3 5 s.   G rid   vo lta g e   c om pen s at i on  has   do ne  b the   series  com p en sat o u nde un ba lanc ed  P CC  v o l t a g e   c on dit i o ns.   The  loa d   v o ltag e   i ma inta ine d   a t h r a te vo l t ag e   con d i t i on.   A a ppr opria te  v o lta ge  V SE   i in j e c t ed   i n   op posit e   ph a s e   with   t h e   d i s tu rb an ce of   g ri d   vo lta ge Th us,  the   c o m p en sat i on  for   t h gr id  vol tag e   i o b t ai ne b y   t he   ser i e s   c o m pensa t or.   Be si des,  a a p propr iat e   c o mp e n sa t e d   cu rre n t   i s   g en erat ed   a n d   i n j e c t e d   and   si nu so id al   gri d   c ur rent  i ma in tai n e d   b the  sh un t   com p en sat o r.            F i gur e 4.  O pe rati o n  of  U P Q C   u nde r v o l t a g e   har m on ics,  swell a n sa g   c ond it i on      4.2.   Op e r ation   of U PQC   for un b a lan ced  load   The   pe rform anc e  of  U P Q C   i s   de pic t e d   i F i gur e 7  c o ns ider ing   u n b a l a n ce d loa d .   T h e p h as e ‘a ’  of th e   loa d   i s   d i sc o n n ecte d   a t   t =   0 . 4 s.  T he   s inus oi da gri d   c urre n t   c a be   o b s erve c l ea rl y   from   F i g ur 7.   T h e   harm on ics  s p e c t r u an d   t h TH D   for  t h e   loa d   c ur rent  i s   di sp la ye d   i n   F i gure   an t h e   harm on ics   s p ectrum  and   TH D   f o t h gri d   c ur rent   i s   d i s p la ye in  F igur 6.  I can  b e   no tice d   t ha t   t h e   loa d   c urr e nt  T H D   is  47.9 %   and  the THD  for  t h e grid  c urre nt is 3.59% , ther e for e  I EEE-519 s ta n d a r d [12]  re q u i r e m e nt is o b ta i n ed.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I n t  J Po w El ec &  D ri S y s t   Vo l. 1 0 ,  No . 4 ,   D e 2 0 19   :   2 231    2 237  2 236         F i gur 5.   H a r mon i c   spec tr um  a nd  TH D   of   t h e   L oad  cur r ent   F i gur 6.   H armon i spe c t r u m   a nd  TH D   of  t h e   G r i cur r ent           F i gur 7.   O pera tio of  U P Q under   v o l t a g h a r m on i c s,   s w e ll  an sa c o ndi t i o n   d ur i ng  u nba la nce  loa d   co ndi tio     5.   CONCLUSION  The  t h r e e - pha se  U P Q C   ha v e   b ee s t ud ie in   t e r m s   o f   des i gn   a n d   i ts  dyn a m i c   o pe rat i o n   und er   c o n d it i o n s   o har m on ics,   v o l tage  s a g s / sw el l   an u n b ala n c e loa d It  c an  b not ice d   t h a the   ha rm o n ic ar e   co mp ens a t e d   wh i c h   was  cre a t e d   by   n onl i n ea l o ad   a nd   I EE E - 5 1 9   st a n da r d     f o r   t h e   gr id   c ur r e nt  i ma i n ta ine d .   The   sta b ili t y   o th sys t em   i s   ensur e un der   vo l t a g e   har m on ics,  v o l t a g e  s a g s / s w e l l s  a n d  u n b a l a n c e d   l o a d .  I t   c a be   c onc lu de d   t h a t   U P Q in t e gr ate d   w ith  t he   d is t r ib u t i o gen e r a t i o ca be  a   g oo d   so lu t i o n   t e n hanc the  p o wer  qua l ity  o f the   m ode rn  d i s tri b u t i o system .              ACKNOWLEDGE ME N T S   Th is  r ese a r c w a su pp or te d   by  t h e   L o n g - T er R e se ar ch  G r a n t   ( L R GS),  M in is t r of   E d u c a t ion  Ma la ysia   f or   t he   p r ogr a m   tit led   "D eca r b on iza t i o of   G r i w i t h   a n   O p t i m a C o nt r o ller   an Energ y   Ma na gem e n t   f or   E ne r gy  S t or a g S y ste m   i M i cr ogr id  A p p lica t i ons"   w i t h   pr oje c t   c o d 6 00- I R MI /L RG S   5/3  ( 001/ 2 0 1 9 ) .   T he  a u t h o r s   w ou ld  a l s l i ke   t a c k n o w l e dge   T he   I nst i t u t o f   Resea rch  Mana g e m e nt   &   I nnova tio ( I R M I ) ,   U niver s i t i   T e k n o l o g i   M A R A   ( U iTM) ,   S h a h   A lam ,   S e l an g o r,   M ala y s i for  the   fa cil i t i es   pr ovi de to  s u p p o r t   o t h is  r e s ear ch.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       S i gn ifi c ant   i m pl i c at ion  o f  u n i f i e d   powe r  qu ali t y   cond i t io n e r i n  p o we r qu ali t y    K a mrul   Ha san    2 237 REFE RENCES   [1]   B.   S i ngh,   A .   Chandra  and  K.   A .   H a dd ad,   P o wer Quality:  Prob l e ms  and Mitiga tion Techniques .   Lo nd on:   W iley 20 15 .   [2]   M. Bo l len an d I.  Gu o ,   S i gn a l  Pro ces si ng  o f   Po wer Q ualit Dist u r ba nces .   Ho bo ken:  Jo h n   Wiley ,   200 6.   [3]   P .  J a y a p r a k a s h ,   B .  S i n g h ,   D .  K o t h a r i ,   A .  C h a n d r a ,   a n d   K .  A l - H a d d a d,   " Co nt rol   of   r ed uced-rat i n g   d y n am ic  v o l t a ge   rest o r er with  a b att e ry  rag sys t e m , "   IEE E  Trans.   Ind. A ppl. ,   vol.  50,   n o .   2 pp 1 2 9 5 130 3,   M a r ch   2 0 1 4 .   [4]   R .   S V e da a n M .   S .   S a r m a ,   " P o w e r   q u a li ty Va r   c o i o n   in   p ow er  s ystem s ,"   CRC P r ess  2009 ,   Boca  Raton,  F L,  USA.  [5]   B.  S in gh K .   A l - Had d ad  a nd  A.  C h a nd ra,   " A   r evi e o f   acti v filt ers   f o p o wer  qu ali t im pro v em en t",  IE E E   Tran sac t io ns  on   Ind u str i a l  Ele c tr on ic s ,   v o l . 46 ,   n o. 5 , p p.  96 0 - 97 1, 19 9 9 .     [6]   A. Hamadi,  S . Rahmani   a nd  K .   Al -Haddad, " Hybri d   P ass i ve  F ilte Con f i g u r a t i on  f o r VAR Contro and  Harm o n ic  Compensation",  I E EE  T r an sa ct i o n s  o n  I n dustr i a l E l ect ro ni cs ,   v o l 5 7 ,   n o .   7 ,   pp.   2419 -24 34,   2 0 1 0 .   [7]   A.  B hat t achary a C.  C hakrab o r t y   a n d   S Bhat tach arya,  " S h u n t   co m pe n s a t io n" IEE E  Indus t rial Electroni c s   M a gazin e ,   vo l. 3 , n o.  3,   pp .   38 -4 9 ,   2 0 0 9 .     [8]   R. Si r jani  an d   A . Rezae e J o rdeh i, " O p t i m a l placem en t an s i z i ng   o f   d i stri bu ti on stati c   c om pen s at or (D - STATCOM )   in  e l ectric  dis t ri buti on  n e t works:  A   r e v iew " ,   Renewab l and  S u s t aina bl E n erg y  R eviews ,   v o l.   7 7,   p p .   6 88 -694,  20 17 .   [9]   R.  B eres,   X.  W a n g ,   M L i serre,  F . Blaab j e rg   a nd  C .   Bak , " Rev i ew o f   P a ssi v e  P o w er  F il t e rs f or  T hree-P h as e Gri d - Con n ected   V ol ta ge-S o u rce  Co nv erters",  IEEE Jo ur na l of  Em erg i ng  a n d  S e lected  T o pics   i n   Po we r E l ectro nics ,   vol.  4 ,   n o.  1 , p p.  54 - 69 , 20 1 6 .   [10]   J.  R in g w oo and  S .   S im ani,  " O v ervi ew  o f   mo d e l l i n g   and   co nt rol   s tra t eg ies   f o wi nd   t urbines   an wav e   e n e rg d e vic e s : Co mpa r iso n s  a nd  c on tra s ts" ,   An nu a l  Reviews   in  Contr o l ,   v o l.   4 0 ,   p p.  27-49,   2 0 15.   [11]   K.  A h m ed,  S.   F i n ney  and  B.  W illi a m s,   " Passive  Filt er  D esi g f o r   T h r ee-P h ase  In vert e r   I n t erf acin g   i D i st rib u t e d   Generation",  20 07 Compa t i b ility i n  P o wer E l ectroni cs 20 07.    [12]   I EE reco mm ended   p r acti ces  a nd  requ irem ent s   f or  h arm onic  con t r o l   i n   el ectrical   p ow er  s ystems,”   IEE E  St d 51 9- 19 92 , p p.  1– 1 1 2 , Apri l  1 99 3.   [13]   M.  F a r ho od ne a ,   A Mo ha me a n d   H.   S ha re e f ,   " A   c om pa ra tiv e   s tu d y   on   t he  p erf o rm an ce  o f   c u s t o m   po wer  devi ce s   f o p o w e qu ali t im pro v em ent " 20 14  IEEE In novat ive S m art Grid  Tech no lo gies - A s i a   ( I S G T AS IA) , 2 01 4.   [14]   C.  K uma r   a n d   M .   M i sh ra " O pe ra tion   a n d   Control  o f   a n   Impr ov e d   P erf o rm ance  In tera cti v D S TA T C OM ",  IE EE   Tran sac t io ns  on   Ind u str i a l  Ele c tr on ic s vol.   6 2 ,   n o .   1 0 ,   p p.  602 4-6 0 3 4 ,   2 01 5.  [15]   S .  B .   K a r a n k i ,  N .   G e d d a d a ,  M .   K .  M i s h r a   a n d   B .  K u m a r ,   " A   M o d i f i ed   T h r ee-P h ase  F o ur-W ire  UP Q C   T op o l o g y   with  R educed  D C-Link  Vo ltage  R ati n g" ,   IEE E  Tr an sa c tio ns   on   In du strial  Elect ro ni cs vo l.  6 0 ,   n o.  9 pp 35 55 - 35 66 ,   2 0 1 3 .   [16]   K.  S omsai,  " C o nt roller  Design  o f   UP QC  f o r   E n h an c i ng   P ow e r   Q uali t y   i Distribution  System " ,  International   Jou r n a o f   Po we r Electr onics  and D r i ve Sys t ems  ( I JPE D S) ,   v o l . 9 n o .   4 , p . 1 59 1 ,   2 01 8.  [17]   B.  S lim ane,  A O t hm a n and   A.   A b d elk a der,  " U n if i e P o wer  Q u alit y   Con d iti oner  S u pp li ed  b Fu el  C ell   S y stem   Vi SE PIC  Convert er" ,   Int e rn at ion a l   Jo ur na l o f   Po wer El ectr o n i cs an d Dr ive Syst ems   ( I JPEDS) ,   vo l.   10,   n o.   1 ,   p .   17 8,   201 9.   [18]   A.  J av adi,  A Ham a di L .   W oo d w a r d ,   a nd  K.  A l - Had d ad,   “E xp eri m en tal   i n v e stig a tio on   a   hybrid   s eries  acti v e   po wer  co m p ens a to to   i mp rov e   p o w er qual i t y   o f   typ i cal hou seh o l d s,”   IE E E   T r ans .  Ind. Electr o n. v o l 63 n o 8,  p p .   48 49 –48 59 ,   A ug   2 0 16.   [19]   A.  J av a d i,   L Wo odw ard  an K.  A l-H a ddad ,   " Real-T im Im pl e m ent a t io o f   a   T hree-P h as TH S e AF   B as e d   o a   V S C   a n d   a   P + R   C o n t r o l l e r   t o  I m p r o v e  t h e  P o w e r  Q u a l i t y  o f   W e a k  D istribu tion   Systems" ,   IEE E  Tran sac t io n s  on   Po wer E l ectr o n i cs ,   vol.   3 3 ,   n o.  3 ,   p p.  2 0 73-2 0 8 2 201 8.   [20]   S.  K Khadem,   M.  B asu,  a nd   M F.   C onlon ,   Int e lligent   i s l a ndi n g   a nd   s eam les s   r eco nn ectio tech niq u for  m i crog rid   wit h   u pq c,”  IEEE J o ur na l   of  Emerg i n g  and  S e lect e d  T o pi c s  i n   Power   E l ectr o n i cs vo l.  3 ,   no 2 ,   p p.  4 8 3 49 2,   J un 20 15.  [21]   J.   M G u errero,   P.   C .   L oh,   T L e e   and   M.  C hand ork a r,   " Ad van c ed   Co ntro Architect ure s   f or  I n t elli gent   M i crog rids—P art  II:  P o w er  Q ual i t y En erg y   S tora g e an d   AC/DC  M i c r og rids" ,   IEEE  T r an s a ct io ns  on  In dus tr ia El ectro n i cs ,   vol.  6 0 ,   no.   4 ,   pp.   1 2 6 3-12 70 ,   2 013 [22]   A.  G ho sh   a nd   G .   Le d w ic h ,   Co m p e n sa tio n   o f   d ist r ib ut io sys t e m   v o l t a ge  u si ng   d v r ,   I E E E  Tr an s. Po w e D e l . ,   vol.  17 ,   n o.  4 p p 1030– 10 36 ,   O c t   2002 .   [23]   D.  D S.   B ugat and  K.  J ,   " A   c ontrol   s t r ategy  on  power  q uality  im prov em ent  in  c o n s u m e sid e   u sin g   c ustom  power  dev i ce",  Ind o n e s i an  Jour nal of Elec t r i c al En g i neeri ng an d Co mp u t e r  S c ience ,   vol.  15,   n o .   1 p.   8 0 , 2 01 9.    [24]   S .  D e v a s s y  a n d   B .   S i n g h ,  " D e s i g n  a n d  P e r f o r m a n c e  A n a l y s i s   o f  T h ree-P h as S o l a P V   I n t egrat e U P QC",  I E EE  T r a n sa cti o n s   o n  In du st ry A pplicati ons vol.   5 4 ,   no.   1 ,   p p .   7 3-81 201 8.   [25]   A.  S a d ig a n d   K.  S m e dle y " R e v ie of  v o lta ge   c omp e n s a t io me th o ds  i dy na m i v o l t age  res t o r er  ( D V R)" ,   20 12  IEEE P o wer  and  E n ergy  Socie t y General M e et ing ,   20 12.    [26]   A.   R auf   an V .   K h a dki kar,   A n   e nh anc e d   vol tag e   s ag  c o m pens ati o n   s chem f o d y n a mi vo ltag rest orer,”  IE E E   Tran s. In d .   Ele c t ro n. ,   vo l .  62 ,   n o . 5 ,   p p . 2 68 3– 26 9 2 , May 2 01 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.