I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv e  Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   9 ,   No .   2 ,  J u n e  2 0 1 8 ,   p p .   591 ~ 6 0 1   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v9 . i 2 . pp 5 9 1 - 601          591       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 / I JP E DS   Ex peri m e ntal  V a l ida tion o f  S ing le   P ha se Series   A c ti v e  P o w er  F ilter   U sing   F u zzy  C o ntrol  T echni que       Abda lla h B en  Abde l k a der 1 ,   O t h m a ne  A bd el kh a le k 2 ,   Ah m e d Alla li 3   1 ,3 Dé p a rtem e n t  d e   Gé n ie  El e c tri q u e ,   F a c u lt é   d e   l’éle c tro tec h n iq u e ,   Un iv e rsité d e s S c ien c e s et l a   T e c h n o lo g ie d ’Ora n   M o h a m e d   Bo u d iaf   (UST O - M B),   BP   1 5 0 5 ,   El   M ’n a o u e r,   3 1 0 0 0 ,   Ora n ,   A lg e ria   2 S m a rt  G rid s an d   Re n e w a b le E n e rg ies   Lab .   De p a rtm e n t  o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g   TA HRI   M o h a m m e d   U n iv e rsit y   o f   Be c h a r ,   A lg e ria       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   1 7 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J an   1 8 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Feb   2 ,   2 0 1 8       T h e   a i m   o f   th is  p a p e r  is  il lu stra ti n g   a n d   e x p o sin g   th e   p e rf o rm a n c e   o f   a   S e rie s   A c ti v e   P o w e r  F il ter  (S A P F )  w it h   P I  c o n tr o ll e r  a n d   F u z z y   c o n tro ll e r  w it h in   sim u latio n   a n d   e x p e ri m e n tal  v a li d a ti o n s.   T h is  p e rf o r m a n c e   is  b e st   m a n if e st e d   in   c o m p e n sa ti n g   th e   sa g s  a n d   th e   sw e ll s  v o lt a g e s  a n d   in   e li m i n a ti n g   th e   h a rm o n ic  v o lt a g e   a n d   re g u late   th e   ter m in a l  v o lt a g e   o f   th e   lo a d   b y   in jec ti n g   a   v o lt a g e   c o m p o n e n t  i n   se ries   with   so u rc e   v o lt a g e   w h ich   is  in c re a se d   o r   d e c re a se d   f ro m   th e   so u rc e   v o lt a g e ,   h e n c e ,   m a in tain in g   th e   lo a d   sid e   w a v e f o r m s  a s  p u re   sin u so id a l.   T h e   c o n tro l  m e th o d   u se d   in   th is  w o r k   is  n o t   so   c o m p lex   a n d   it   is  b a se d   o n   a   p h a se   lo c k e d   lo o p   (P L L )  th a t  is  u se d   to   c o n tro l   th e   a c ti v e   f il ter.  It  is  v a li d   o n ly   in   t h e   p h a se   sy ste m .   T h e   e ff ici e n c y   o f   th e   m e th o d   su g g e ste d   is  a ff ir m e d   th ro u g h   sim u latio n   r e su lt s  b y   M AT LAB / S im u li n k ®  a n d   so m e   p ro to ty p e s  e x p e ri m e n ts.   T h e se   re su lt s   sh o w s th e   c a p a b il it y   o f   th e   p ro p o se d   p ro t o ty p e s.   K ey w o r d :   Fu zz y   co n tr o ller   Har m o n ic  v o ltag e   P I   co n tr o ller   Ser ies ac tiv e  p o w er   f il ter     Vo ltag e  s a g / s w el l   Co p y rig h t  ©   201 8   In s t it u te o f  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 l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A b d allah   B e n   A b d elk ad er ,   Dép ar te m en t d e  Gé n ie  E lectr i q u e,   Facu lté  d e  l ’ élec tr o tech n i q u e,   Un i v er s ité  d es Scie n ce s   et  la  T ec h n o lo g ie  d ’ Or an   Mo h a m e d   B o u d iaf   ( UST O - MB ) ,   B P   1 5 0 5 ,   E l M ’ n ao u er ,   3 1 0 0 0 ,   Or an ,   A lg er ia   E m ail:  w eb u s to - m b @ u n i v - u s t o . d z       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  q u alit y   o f   en er g y   d ep en d s   o n   th e   lo ad s   a n d   t h eir   s e n s it iv it y   to   s u p p l y   v o ltag e s   v ar iat io n s .   T h e   p o o r   q u alit y   o f   elec tr ical  en e r g y   is   n o t  o n l y   t h e  ca u s e  f o r   th e  lo s s   to   th e  E co n o m ic  c u s to m er s   ( f ac to r ies,   en ter p r is es ,  etc)   i n   p r o d u ctio n   an d   s to r ag e  o f   r a w   m ater i als  b u t  al s o   to   th e  co m p an ie s   th a t  p r o d u ce   th e   elec tr ical  en er gy   [1 - 2 - 3] .   T h e  p r o lif er atio n   o f   elec tr o n i c  eq u ip m e n t  p o llu te s   elec tr ica l  d is tr ib u tio n   n et w o r k s   w i th   h ar m o n ics ,   d ef o r m in g   t h e  w av e f o r m s   o f   th e  v o lta g e  an d   th e  c u r r en t.   Si m u l ta n eo u s l y ,   t h e  co n s eq u en ce   t h at  t h e  u s er   o v er s ee s   is   t h at  t h e  i m p ac t  o n   th e  elec tr ical  eq u ip m e n t ’ s   elec tr ical  in s tallatio n s   o f   e x c ess i v e   h ea ti n g   an d   ac ce ler ated   ag ein g   [4 - 3] .   T h is   p h e n o m e n o n   h as  a n o th er   in f lu e n ce   o n   th e  ap p licatio n ’ s   f u n ctio n in g ;  i n   ad d iti o n ,   it  d o es  a  d ir ec t  p e r s u asio n   o n   th e  f ee d i n g   s en s iti v e  lo ad s .   L astl y ,   it  h a s   an   i m p ac t  o n   th e  elec tr ical  p o w er   av ailab le  i n   th e  i n s ta llat io n   b ec au s e  t h er e  is   an   o v e r co n s u m p t io n   o w in g   to   h ar m o n ic s   [4 - 3] .   T h an k s   to   th e  p er f ec tio n   o f   te ch n o lo g ical  elec tr o n i c s ,   n e w   n o r m s   a n d   co n tr o l  s tr ateg ie s   w er e  b u r s t  o n   th e  e n er g y ’ s   q u alit y   d o m a in   to   f iltra te  t h e  t u r b u le n t  v o l tag e  f o r   th at  r ea s o n   to   i m p r o v in g   t h e  elec tr ical   en er g y ’ s   d i s tr ib u tio n .   A cti v e  f ilter s   ( A F S)  h a v e  b ee n   e x ten s i v el y   u s ed   as   o n e  s o lu t io n   to   h ar m o n ic  d i s to r tio n   [ 5 ,  6 ,  7 ,  9 ] .   T h e  elec tr ical  t u r b u len t   r ed u ce   a n d   d a m ag e   t h e  elec tr ical  eq u ip m e n t  co n n e cted   to   th e   s y s te m .   T h er e  ar e   m a n y   s y s te m s   t h at  c o r r ec t  th is   p r o b lem atic.   Am o n g   th e s e  s y s te m s ,   w e  f in d   t h e  S A P F  th a t  i m p r o v es   th e  p o w er   q u al it y   v ia  co r r ec ti n g   t h e  u n b ala n ce d   a n d   h ar m o n ic  v o lta g es a n d   ad j u s t   t h e m   i n   a s s o ciatio n   w it h   P I   o r   Fu zz y   co n tr o ller .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 ,  J u n e  2 0 1 8   :   591   –   601   592   2.   DE SCR I P T I O N  SY ST E M     T h e  s y s te m   is   m ad e  u p   o f   t h r ee   m ai n   b lo ck s :  t h e   f ir s t  i s   th e  p r o g r a m m ab le  v o lta g e  s o u r ce ,   th e  s ec o n d   is   th e  Se n s iti v e  lo ad   ( Sen s iti v e  Me d ical  eq u ip m en t)   w it h   a  s in g le  p h ase,   t h e  th ir d   is   a  s er ies  ac tiv e  f ilter ;  i t  co n s is t s   o f   s i n g le   p h ase  P W M  v o ltag e  s o u r ce   i n v er ter   in j ec tin g   co m p en s atio n   v o ltag e  th r o u g h   o n e   tr an s f o r m er .   T h e  o u tp u t  o f   i n v er ter   is   co n n ec ted   to   a  s ec o n d   o r d er   f ilter   to   eli m i n ate  h ig h   f r eq u en c y   ca u s ed   b y   th e  s w itc h i n g   ac tio n   o f   t h e  in v er ter .   T h e  s ec o n d ar y   w i n d in g   o f   ea ch   tr an s f o r m er   i s   co n n ec ted   i n   s er ie s   w it h   p o w er   s u p p l y   a s   s h o w n   i n   Fi g u r e  1 .       V DC L F C F S e n s i t i v e   L o a d M e d i c a l   e q u i p m e n t V o l t a ge   s a g / Sw e l l H a r m o n i c s   V o l t a ge V S P I   O r     F U Z Z Y   c o n t r o l l e d   V R e f     Fig u r e  1 .   Ser ies ac tiv e  p o w er   f ilter   co n f i g u r atio n       3.   RE SU L T S  A ND  AN AL Y SI S   I n   th is   p ap er   a  s im p le  co n tr o l  m et h o d   is   p r o p o s ed   an d   i ts   ef f ec ti v en e s s   at  f r eq u e n t  i n s ta n ce s   is   ev alu a ted   th r o u g h   s i m u latio n .   Vo ltag e  d is to r tio n   an d   v o lta g e   s ag   an d   s w ell  ar e   s i m u lated   an d   co m p en s ate  b y   u s i n g   s er ies  ac tiv e   f i lter   w it h   s i m p le   co n tr o l  m et h o d .   A ls o ,   a  s in g le  p h a s e  lo ck ed   lo o p   is   u s ed   to   ex tr ac t   attitu d e  d ata.   P h ase  lo ck ed   lo o p   in   th i s   p ap er   is   a  g o o d   ch o ice  f o r   s u ch   s tr u ctu r es   an d   m an ip u late   m e th o d   is   ea s y   a n d   r o b u s t   at  ex ce p tio n al   w a y s .                                                ( 1 )     W h er e                  v o ltag e  at  lo ad   ter m in al,   p r o d u ce d   v o ltag e  b y ac ti v e  f il ter   is   in j ec ted   in   s er ies   b y     u s i n g   d ev ice   t h r o u g h   a  tr a n s f o r m er .   B ec au s e  i n   s u c h   in s t an ce s   v o lta g e  h i g h - q u a lit y   i s   i m p o r tan t,   t h e  d c  v o ltag e  o f   ac t iv e  f ilter   is   s u p p lied   th r o u g h   a   lo w   p o w er   d io d e  r ec tif ier .   Fig u r e   2   s h o w s   t h e  co n tr o l  ap p r o ac h   o f   ac ti v e  f ilter .   R e f er en ce   v o lt ag e               is   u t ilized   to   a  p u l s e  w id t h   m o d u lato r   to   p r o d u ce   it  b y   w a y   o f   ac tiv e   f ilter .     S w i t c h i n g   s i g n a l s V DC V S V i n j S i ne  w a ve  i n  ph a s e  w i t h  V d V i n j _ re f V S A c t i v e   P o w e r  F i l t e r P l us e  W i dt h m od ul a t or P I  c on t r ol l e r   50 H z  s i n  w a ve   ge ne r a t or pha s e  l oc ke d l oop      Fig u r e  2 .   A cti v e  f ilter   co n tr o ll er       T ab les an d   Fig u r es a r e  p r esen t ed   ce n ter ,   as sh o w n   b elo w   a n d   cited   in   th e  m an u s cr ip t.           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       E xp erimen ta l V a lid a tio n   o f S i n g le  P h a s e  S eries   A ctive   P o w er F ilter   U s in g   ….   ( A b d a lla h   B en   A b d elk a d er )     593   4.   P H ASE   L O CK E D  L O O P   S y n ch r o n izatio n   i s   o n e  o f   t h e  m o s t  e s s e n tial  tr o u b les  i n   th e  co n tr o l  o f   p o w er   elec tr o n ics  to o ls   co n n ec ted   to   th e  g r id .   Mo s t   o f   th e  p o w er   co n v er ter s   co n tr o l  alg o r ith m s   u s e  t h e  p h a s e  s ize  o f   th e  g r id   f u n d a m en ta l  co m p o n e n t.   T h e  f a s ter   a n d   ex tr a  co r r ec t  th i s   m ea s u r e m e n t  i s ,   t h e  h i g h er   th e  tec h n o lo g y   o f   r ef er en ce   s ig n al s   r es u lt s ,   an d   co n s eq u e n tl y   a  m o r e  e f f ic ien t   co n tr o l  is   ca r r ied   o u t   [ 5 - 8 - 10 - 1 1 ] .   T h e   P L L   b lo ck   s h o w n   in   F ig u r e  3   is   f o r m ed   b y :   1 -   th e  p h ase  d etec to r   ( P D)   2 -   th e  lo o p   f ilter   ( L F)   3 -   th e  v o lta g e  co n tr o lled   o s cillat o r   ( VC O)     I t  is   a  n o n - li n ea r   cir cu it  th a t  it s   in p u t  s i g n al  s y n c h r o n izes  w i th   its   o u tp u t  s i g n al  i n   f r eq u e n c y   as  w ell   as  in   p h a s e.   W h e n   t h e  P I   u s es   th e  L F,  th e  P L L   ac co m p li s h e s   a  ze r o   s tab le  s tate.   T h e  in p u t  s ig n al  o f   eq u at io n   ( 1 )   is   co n s id er ed   to   an aly ze   t h e  P L L   d y n a m ics:                                                                      ( 2 )     As  it  is   p lai n ed ,   th e  u s ed   u n it  is   th e  P U.   T h e  f u n d a m e n tal  c o m p o n en t  a m p lit u d e  v al u e  is   1   P U.   T h e  w a v e  at  th e  P D  o u tp u t is:                                                                                                                                                    ( 3 )     T h e  P L L   ca n   b e  lin ea r ized ,   a s s u m in g   th at  t h e  P L L   is   lo ck e d   in   s tead y - s tate;  u n d er   s u c h   a  s itu atio n             an d               s o :                                                                                                                            ( 4 )     E q u atio n   ( 2 )   s h o w s   t h at  i n   s tead y - s tate  t h e  w a v e  h a s   a   s m all  d c  s ig n al  w it h   t h e  p h ase  er r o r   in f o r m atio n   (     ) ,   a  h ig h   s ec o n d   h ar m o n ic  an d   o th er   ev e n   h ar m o n ic  co m p o n en t s .   T h e  L F  i s   a  lo w   p ass   f ilter ,   w h ic h   s h o u ld   b e  t u n ed   to   co n t r o l  (     )   an d   ca n ce l  h ar m o n ic  co m p o n en ts   s o   th e   P L L   is   eq u i v alen t  to   t h e  li n ea r   s y s t e m .   [ 1 1 ]       ν  i ( p . u ) x P I   f il te r ∫   π  - π  Cos ( u ) s i n ( u ) +          + ω n  ω  0 + Ɵ 0   V C O L oop   F il t e r ω  0     Fig u r e  3 .   P h ase  lo ck ed   lo o p   [ 1 1 ]       5.   P I   CO NT RO L L E R   I f   m ea s u r in g   t h e  r ef er e n ce   v o ltag e  a n d   th e  R MS   v al u e  o f   t h e  ter m in al   v o lta g e,   t h e  en d   r esu lt   is   t h e   in p u t  o f   t h e  P I   co n tr o ller ,   w h i ch   o p er ates  er r o r   s ig n al.   W h e r ea s   t h e  o u tp u t  i s   co n s id er ed   as  th e  a n g le  w h ic h   lead s   to   th e  P W M  s ig n al  g e n er ato r .   T h e  P W M  g en er ato r   t h en   m ak e s   th e  p u ls e  s i g n als  t o   th e  I GB T   g ates  o f   v o ltag e   s o u r ce   co n v er ter   ( VS C ) .   T h e  P I   co n tr o ller   ca n ' t   r ea ct  to r o u g h   c h a n g e s   i n   th e   er r o r   s ig n al   ( Ɛ ) ,   it  an al y s es   t h e  i n s ta n ta n eo u s   v al u e  o f   t h e  er r o r   s i g n al  le f t   o u t   t h e  r is e   a n d   f a ll  o f   t h e  er r o r .   M ath e m atica ll y ,   t h i s   p r ac tice  is   ca lled   th e  d er iv ati v e  er r o r   s ig n al  an d   ch ar ac ter ize d   as ∆ ɛ.          V re f + -    V i nj    K I S P l us e  W i dt h m odu l a t or   Kp + + ɛ   Ɛ  P I c ont rol l e r     Fig u r e  4 .   P I   c o n tr o ller   w it h   P W M   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 ,  J u n e  2 0 1 8   :   591   –   601   594   Her e   th e  v al u es o f   p r o p o r tio n a l a n d   in te g r al  g ai n   ta k en   a s   K p = 7 , 2 ,   K i = 3 3 .       6.   F U Z Z Y  CO N T RO L L E R   T h e  f u zz y   co n tr o ller   co n s is ts   o f   th e  er r o r   v o ltag e  o f   t h e  lo ad   p h ase  v o lta g e,   an d   th e  al ter n a tio n   o f   v o ltag e  ( p r ev io u s   er r o r   –   v o ltag e  er r o r ) .   L in g u is ticall y ,   th e s e   t w o   i n p u ts   co n tai n   s ev e n   Ga u s s ia n   m e m b er s h ip   f u n ctio n s   w h ic h   h elp ed   to   ac co m p li s h   th e  4 9   ‘ I F T HE N’   r u l es.  Usi n g   t h e  C e n tr o id   m et h o d ,   th e  co m b in at io n   o f   th e  o u tp u t o f   f u zz y   co n tr o ll er   w it h   th e  ac t iv e  co m p o n en t  o f   lo ad   v o ltag e  is   r ec o v er ed .   T ab le  ( 1 )   s h o w s   I n f er e n ce   m atr i x   o f   f u zz y   r u le s .       T ab le  1 .   R u le  B ase  f o r   Fu zz y   C o n tr o ller   d e ( n )   NB   NM   NS   ZE   PS   PM   PB   e ( n )   NB   NB   NB   NB   NB   NM   NS   ZE   NM   NB   NB   NB   NM   NS   NZ   PS   NS   NB   NB   NM   NS   NZ   PS   PM   ZE   NB   NM   NS   ZE   PS   PM   PB   PS   NM   NS   ZE   PS   PM   PB   PB   PM   NS   ZE   PS   PM   PB   PB   PB   PB   ZE   PS   PM   PB   PB   PB   PB       T h e  f u zz y   co n tr o ller   h a s   b e n e f ited   o f   Ma m d an i   F u zz y   s y s t e m .   T h e  f u n ctio n s   w h ich   ar e  n a m ed   as;   n eg at iv e  b i g   ( NB ) ,   n eg ati v e  m ed iu m   ( NM ) ,   n e g ati v e  s m all  ( NS) ,   ze r o   ( Z ) ,   p o s itiv e  b ig   ( P B ) ,   p o s itiv e  m ed iu m   ( P M)   an d   p o s itiv e  s m al l  ( P S),   s tr u ct u r e  th e  v ar iab le  in p u t  an d   o u tp u t  o f   th e  f u zz y   lo g ic  co n tr o ller .  T h e  in p u ts   v ar iab les ar e  p r esen ted   in   F ig u r e  6 ,   an d   o u tp u t v ar iab le  ar e  s h o w n   i n   Fi g u r e  7 .             Fig u r e  6 .   I n p u ts   v ar iab les e, d e           Fig u r e  7 .   o u tp u t v ar iab le  cd e       T h e  m a m d a n i  t y p e  f u zz y   lo g i c  co n tr o ller   is   u s ed ;  t h e  m a x - m i n   i n f er e n ce   m et h o d   is   ap p lied   in   t h i s   s tu d y .   T h e  r elatio n   s u r f ac e  b et w ee n   i n p u t s   ( e,   d e)   an d   o u tp u t  ( cd e)   o f   F L C   i s   s h o w n   i n   Fi g u r e   8.   I n   th i s   s ec tio n ,   it   is   e x p lai n ed   th e  r e s u lt s   o f   r esear ch   a n d   a t  t h e  s a m e  ti m e  i s   g i v en   th e  co m p r eh en s i v e  d is c u s s io n .   R es u lts   ca n   b e  p r esen ted   i n   f i g u r e s ,   g r ap h s ,   tab les   an d   o t h e r s   th at   m ak e  th e   r ea d er   u n d er s tan d   ea s il y   [ 2 ] ,   [ 6 ] .  T h e  d is cu s s io n   ca n   b e  m ad e  i n   s ev er al  s u b - c h ap ter s   [ 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       E xp erimen ta l V a lid a tio n   o f S i n g le  P h a s e  S eries   A ctive   P o w er F ilter   U s in g   ….   ( A b d a lla h   B en   A b d elk a d er )     595       Fig u r e  8 .   T h e  r elatio n   s u r f ac e   b et w ee n   in p u ts   a n d   o u tp u t o f   FLC       T h e  ad v an tag e s   o f   f u zz y   co n t r o ller s   ar e  th at  th e y   d o   n o t  r e q u ir e  an   ac cu r ate  m at h e m a tic al  m o d el;  it  ca n   w o r k   w it h   i m p r ec i s e  in p u t s ,   ca n   h a n d le  n o n - l in ea r it y ,   an d   ar e  m o r e  r o b u s t th a n   co n v en tio n al  co n tr o ller s .       7.   SI M UL AT I O N  A ND  E XP E RIM E NT AL   R E S UL T S     7 . 1 .     Si m ula t io n   re s ult s   T h e   P I   an d   Fu zz y   co n tr o ller   s i m u lat io n s   ar e  d ev elo p ed   in   MA T L A B \ Si m u li n k .   Ma n y   s i m u lat io n   test s   h av e  b ee n   p er f o r m ed   w it h   t h e  f lo w i n g   elec tr ical  p ar am eter s   as  m e n tio n ed   in   T a b le  ( 2 ) .   an d   th e   s i m u lat io n   d iag r a m   is   s h o w n   i n   Fi g u r e  9 .       T ab le  2 .   E lectr ical  P ar am e ter s   S o u r c e   v o l t a g e   f r é q u e n c e   ƒ   5 0 H z   S o u r c e   v o l t a g e   V s   5 , 7 v   r ms   L o a d   r e si st a n c e R L   1 2 . 3 Ω   C F   ( L C   f i l t e r )   1   n F   L F   ( L C   f i l t e r )   9   mH   T r a n sf o r me r   1 2 V / 2 3 0 V 1 k V A   dc - b u s   c a p a c i t o r   C ,   v o l t a g e   r e f e r e n c e   v d c   2 2 0 0 0 u F ,   v d c = 7 5 v   K p , K i   S i mu l a t i o n   r e su l t s   K p , K i   Ex p e r i me n t a l   r e su l t s   K p   = 7 , 2 -   K i = 3 3   K p   = 8 , 8 -   K i = 4 , 2 4           Fig u r e  9 .   Si m u latio n   d iag r a m   o f   th e  s y s te m       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 ,  J u n e  2 0 1 8   :   591   –   601   596   7 .1 .1 .    P I   co ntr o ller  a nd   f uzz y   co ntr o ller  s i m u la t io n r esu l t s   7 .1 .1 . 1     Ca s e  o f   t he  ha r m o ni c s   v o lt a g e           Fig u r e  1 0 .   Si m u latio n   v o ltag e  w a v e f o r m es  f o r   P I   C o n tr o ller           Fig u r e  1 1 .   Si m u latio n   v o ltag e  w a v e f o r m es  f o r   Fu zz y   C o n tr o ller       As  ca n   b e  s ee n   i n   Fi g u r e  10   an d   Fig u r e   11,   f o r   th e  b o th   ca s es,  th e  s er ie s   ac tiv e  p o w er   f ilter   h a s   s u cc e s s f u ll y   co m p en s ated   th e   v o ltag e  h ar m o n ic s   w h ich   it   h as  a  to tal  h ar m o n ic  d is to r tio n   ( T HD)   o f   4 8 . 2 3   %  an d   th e  f u n d a m en tal  v o lta g e   a m p lit u d e   is   6 . 6 8 V   ( p ea k )   th is   v o ltag e   d e f o r m atio n   h a s   b ee n   w ell   co m p en s ated   th r o u g h   t h e  S A P F ,   w h ic h   th e  T HD  v alu e  b ec o m es  2 . 45 %,  5 . 7 1 V  ( Fig u r e  1 2 )   an d   1 .9 8 %,  3 . 9 6 V  ( Fig u r e  1 3 )    f o r   th e  ca s e  o f   P I   en d   Fu zz y   c o n tr o ller   r esp ec tiv el y .           ( 1 )   (2 )     Fig u r e  1 2 .   Sp ec tr al  a n al y s i s   f o r   PI   c o n tr o ller   o f   t h e  s o u r ce   v o ltag e  ( 1 )   an d   l o ad   v o ltag e  ( 2 ) .     0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 0 -2 6 10 I n j e c t e d   v o l t a g e   ( v ) 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 5 -7 1 9 15 T i m e L o a d   v o l t a g e   ( v ) 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 5 -7 1 9 15 S o u r c e   v o l t a g e   ( v ) 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 5 -7 1 9 15 S o u r c e   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 5 -7 1 9 15 I n j e c t e d   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 5 -7 1 9 15 T i m e L o a d   v o l t a g e 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 H a r m o n i c   o r d e r P I   C o n t r o l l e r F u n d a m e n t a l   ( 5 0 H z )   =   5 . 7 1 6   ,   T H D =   2 . 4 5 % M a g   ( %   o f   F u n d a m e n t a l ) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 5 10 15 20 25 30 35 H a r m o n i c   o r d e r P I   C o n t r o l l e r F u n d a m e n t a l   ( 5 0 H z )   =   6 . 6 8 6   ,   T H D =   4 8 . 2 3 % M a g   ( %   o f   F u n d a m e n t a l ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       E xp erimen ta l V a lid a tio n   o f S i n g le  P h a s e  S eries   A ctive   P o w er F ilter   U s in g   ….   ( A b d a lla h   B en   A b d elk a d er )     597   7 .1 .1 . 2     Ca s e  o f   t he  v o lt a g e  s ag           Fig u r e  1 4 .   Si m u latio n   v o ltag e  w a v e f o r m es  f o r   P I   C o n tr o ller           Fig u r e  1 5 .  S i m u latio n   v o ltag e  w a v e f o r m es  f o r   f u zz y   co n tr o ll er       T h e  Fig u r es  14   an d   1 5   s h o w   th e  p h ase  v o ltag e  s o u r ce   w it h   a  5 0 %  s ag   ap p licatio n   b et w e en   0 . 1 4   s  an d   0 . 3   s ,   th e  s er ies  in j ec ted   v o ltag e,   th e  lo ad   co r r ec ted   v o ltag e  r esp ec tiv el y   f o r   th e  t w o   co n tr o ller s .   T h e  Sag s   p h en o m e n o n ’ s   w a s   s i m u lated   b y   a   p r o g r a m m ab le  v o ltag e   s o u r ce   w h ic h   h a s   t h e  f o llo w i n g   p ar a m eter s :   R MS   v o ltag e                 .   W e  n o tice  th at  t h e  l o ad   v o ltag e              d o es  n o t  af f ec te d   d u r in g   t h is   ca s e   b ec au s e  t h e   Ser ies  A cti v e  P o w er   Fil ter ( S AP F)  in j ec ts   th e  m i s s i n g   v o lta g e.   T h e  tw o   co n tr o ller s   g i v e  al m o s t  s a m e  r es u lt s .     7 .1 .1 . 3     Ca s e  o f   t he  v o lt a g e  s w ell           Fig u r e  1 6 .  S i m u latio n   v o ltag e  w a v e f o r m es  f o r   PI   C o n tr o ller   0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 0 0 10 S o u r c e   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 0 0 10 I n j e c t e d   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 0 0 10 T i m e L o a d   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 0 0 10 S o u r c e   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 0 0 10 I n j e c t e d   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 0 0 10 T i m e L o a d   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 2 -4 4 12 S o u r c e   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 5 -7 1 9 15 I n j e c t e d   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 5 -7 1 9 15 T i m e L o a d   v o l t a g e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 ,  J u n e  2 0 1 8   :   591   –   601   598       Fig u r e  1 7 .   Si m u latio n   v o ltag e  w a v e f o r m es  f o r   f u zz y   co n tr o ll er       Fro m   t h e  F ig u r e   1 6   an d   1 7 ,   w e  ca n   s ee   t h e  v o lta g e  s o u r ce   w it h   a  5 0 %  s w ell   ap p licati o n   b et w ee n   0 . 1 4   s   an d   0 . 3   s ,   t h e   s er ies   i n j ec ted   v o ltag e,   th e   lo ad   co r r ec ted   v o lta g e  r esp ec ti v el y   f o r   th e   P I   an d   F u zz y   co n tr o ller s   r esp ec tiv el y .   T h e  ap p lied   s w el l  v o ltag e    h as  th e  f o llo w i n g   p ar a m eter s :   R M S   v o ltag e                  .   W e  n o tice  th at  th e  lo ad   v o ltag e              d o es  n o t  af f ec ted   d u r in g   t h is   ca s e   b ec au s e  th e  Ser ie s   Activ e  P o w er   Fil ter   ( S A P F)  in j ec ts   th e  m is s i n g   v o ltag e   i n   p h a s e  o p p s io n .     7 . 2 .    E x peri m ent a l r esu lt s   I n   o r d er   to   v alid ate  t h e  s i m u latio n   r es u lt s   o f   th e   p r o p o s ed   co n tr o l  m et h o d es  u s ed   f o r   th e  Ser ie s   A cti v e  P o w er   Fil ter   an   ex p er i m en tal  tes t  b en c h   d esi g n ed   u n d er   a  d SP A C E   ca r d   1 1 0 4   p l atf o r m   f r o m   T ex as   in s tr u m en t s   w i th   a  T MS3 2 F2 4 0   DSP ,   in s er ted   i n   a   P C   P en ti u m   en ab li n g   a u to m a tic  i m p le m en tatio n   o f   co n tr o l   alg o r ith m s   d ir ec tl y   f r o m   Ma tl ab   /  Si m u lin k   MT   as  s h o w ed   i n   th e  F ig u r e  1 8 .   T h e  p r o to ty p e  is   r ea lized   w it h i n   th e  S m ar t   Gr id s   &   R e n e w ab l e  E n er g i es   L ab o r ato r y   ( S GR E - L ab )   o f   T M  u n i v er s i t y   o f   B e ch ar ,   Alg er ia.   T h e  elec tr ical  p ar am e ter s   ar e  id en t ical  to   th o s e  o f   t h e  s i m u latio n   p ar am eter s   s h o w n   i n   T ab le  ( 2 )           Fig u r e  1 8 . E x p er i m en ta l te s t b an s h ee       T h e  ex p er im e n tal   tes t  b en c h   co n s is ts   ess e n tial l y   o f :  a   v o lt ag e  in v er ter ,   o n e  in d u cto r ,   an   in j ec tio n   tr an s f o r m er ,   Hall  cu r r e n t a n d   v o ltag e  s en s o r s .   L e n ea r   lo ad ,   an d   p r o g r am m ed   s o u r ce                 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 5 -7 1 9 15 S o u r c e   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 5 -7 1 9 15 I n j e c t e d   v o l t a g e 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 0 . 4 2 0 . 4 4 0 . 4 5 - 1 5 -7 1 9 15 T i m e L o a d   v o l t a g e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       E xp erimen ta l V a lid a tio n   o f S i n g le  P h a s e  S eries   A ctive   P o w er F ilter   U s in g   ….   ( A b d a lla h   B en   A b d elk a d er )     599   7 . 2 . 1 .    P I   co ntr o ller  a nd   f uzz y   co ntr o ller   7 . 2 . 1 . 1 .    Ca s e  o f   t he  H a r m o n ic s   v o lt a g e             Fig u r e  1 9 .   E x p er im e n tal   v o lta g e  w av e f o r m e s   f o r   P I   C o n tr o ller     Fig u r e  2 0 .   E x p er im e n tal  v o lta g e  w av e f o r m e s   f o r   Fu zz y   C o n tr o ller             Fig u r e  2 1 . Sp ec tr al  an al y s is   o f   th e  s o u r ce   v o ltag e  a n d   lo ad   v o ltag e  f o r   P i Co n tr o ller     Fig u r e  2 2 . Sp ec tr al  an al y s is   o f   th e  s o u r ce   v o ltag e  a n d   lo ad   v o ltag e  f o r   Fu zz y   C o n tr o ller       7 . 2 . 1 .2 .    Ca s e  o f   a   v o lt a g e  s ag             Fig u r e  23 .   E x p er im e n tal  v o lta g e  w av e f o r m e s   f o r   P I   C o n tr o ller     Fig u r e  24 .   E x p er im e n tal  v o lta g e  w av e f o r m e s   f o r   f u zz y   co n tr o ller           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 ,  J u n e  2 0 1 8   :   591   –   601   600   7 . 2 . 1 . 3 .     Ca s e  t he  s w ell  v o lt a g e             Fig u r e  2 5 .   E x p er im e n tal  v o lta g e  w av e f o r m e s   f o r   P I   co n tr o ller     Fig u r e  26 .   E x p er im e n tal  v o lta g e  w av e f o r m e s   f o r   f u zz y   co n tr o ller       T h e   p r o p o s ed   co n tr o l  alg o r it h e m s   ar e  i m p le m en ted   o n   r ea l   t i m e  a t  1 5   k Hz  o f   P W M  s w i tc h in g   g ate s .   T h e  lo ad   is   co n ce d er ed   c o n s ta n t  an d   li n ea r e.   T h e  SA P F  is   ca p ab le  o f   clea n in g   u p   th e  lo ad - s id e  f r o m   v o lta g e   h ar m o n ics  ca u s ed   b y   th e  g r id .   T h e  v ar iatio n   i n   t h e  s o u r ce   v o ltag e  is   o b tai n ed   b y   co n n ec ti n g   o r   d is co n n ec ti n g   a  p ar allel  d is to r ed e d   v o ltag e  in v er ter   w itc h   th e  h ar m o n ics  v o ltag e  is   ap p lied   b etw ee n   t=5 . 6 s   an d   t=6 . 3 s   w ith   a   T HDv   eq u als  4 6 . 4 %  ( Fig u r e   2 0 ) .   T h u s ,   u s e  o f   a  h i g h   p o llu ted   v o lta g e  ca n   b e  a  s tr o n g   ch al len g e  to   th e   en h a n ce d   alg o r ith m   i n   s tead y   s tate.   Af ter   f il ter in g ,   th e  S A P F  co m p e n s ate s   th e  h ar m o n ic  v o ltag e  b y   r ed u ci n g   th e m   les s   th a n   4 . 8 %  an d   4 . 6 %  r esp ec tll y   f o r   th e  P I   an d   t h e  Fu zz y   co n tr o ller   ( Fi g u r e  2 2 )   w h ich   b o t h   r esp ec t   th e  I E E E   5 1 9   s ta n d ar d .   T h e  ( Fig u r e  2 4 )   an d   ( F ig u r e  2 5 )   s h o w   t h e   p h ase   v o lta g e  s o u r ce   w it h   a  s a g   o f   3 0 %   ap p licated   b et w ee n   5 . 6   s   a n d   6 . 3   s .   A s   ca n   b e  s ee n   f o r   th e  b o th   ca s es,  t h e  S A P F  h a s   s u cc es s f u ll y   co m p e n s ated   t h e  v o lta g e  s a g .     As  s h o w n   i n   t h e  ( Fi g u r e   2 5 )   an d   2 6   a  3 0 %  v o lta g e  s w ell  is   ap p lied   d u r in g   a   0 . 7 s ,   th e  SA P F  h as e f f ec tiv e l y   co m p e n s ated   t h e  v o lta g e  s w el l f o r   th e  b o th   u s ed   m et h o d es.       T ab le  3 .   C o m p ar is o n   B et w ee n   Si m u latio n   R es u lt s   an d   E x p er i m e n tal  R e s u lts       8.   CO NCLU SI O NS   I n   th is   p ap er ,   a  co m p ar aiso n   b et w ee n   t w o   co n tr o l  s tar ateg ie s   ap p lied   o n   s er ies  ac tiv e  p o w e r   f ilter   is   p r esen ted .   T h e  m ai n   o b j ec tiv e  o f   th e  p r o p o s ed   co n tr o l  s tr a teg ies  i s   to   ac h i v e  q u asi - s in u s o id al  lo ad   v o ltag e.   Si m u latio n   an d   e x p er i m e n tal   r esu lt s   h a v e  co n f ir m ed   ex ce llen t  p er f o r m an ce   o f   t h e  p r p o s ed   Fu zz y   a n d   P I   co n tr o ller s ,   ev en   i n   tr an s ie n t  an d   s tead y   s tate s   s it u atio n .   I t  is   n o tab le  th at,   th e  s i m u latio n   an d   ex p er em a n tal   r esu lt s   ar e  v er y   clo s e.     ACK NO WL E D G E M E NT S   T h e   au th o r s   w o u ld   lik e  to   th an k   t h e  L ab o r ato r y   o f   t h e    S m ar t  Gr id s   &   R e n e w ab le  E n er g ie s   o f   B éc h ar   ( SGR E ) ,   A l g er ia  f o r   f u n d i n g   th i s   r esear ch   p r o j ec t .       RE F E R E NC E S   [1 ]   F a ti h a   M e k ri,   M o h a m e d   M a c h m o u m ,   Be n y o u n e sMaz a ri  Na d ia  AitA h m e d ,   “ De ter m in a ti o n   o f   V o lt a g e   Re fe re n c e s  f o r  S e ries   A c ti v e   P o w e r  F il terBa se d   o n   a   R o b u st P L L   S y ste m , ”   IEE E  In t .   S y m p o siu m   o n   In d .   E lec . ,   IS IE2 0 0 7 ,   Ju n .   2 0 0 7   .     P I   c o n t r o l l e r   F u z z y   c o n t r o l l e r   T H D   ( b e f o r e   c o mp e n sa t i o n )   T H D   ( a f t e r   c o mp e n sat i o n )   T H D   ( b e f o r e   c o mp e n sa t i o n )   T H D   ( a f t e r   c o mp e n sa t i o n )   S i mu l a t i o n   r e su l t s   4 8 , 2 3 %   2 , 4 5 %   4 8 , 2 3   1 , 9 8 %   Ex p e r i me n t a l   r e su l t s   4 8 , 4 %   4 , 8 %   4 8 , 4 %   4 , 6 %   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.