Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n d  Drive  S ystem s   ( IJ PEDS )   Vo l.   12 ,  No.   1 ,  M a r 202 1 , p p.  170 ~ 18 2   IS S N:  20 88 - 8694 ,  DOI: 10 .11 591/ ij peds . v12.i 1 . pp 170 - 18 2       170       Journ al h om e page :  http: // ij pe ds .i aescore.c om   Impact o f the  h ybrid re ac t ive powe r comp ens ator on t he powe r  gr i d use d a fu zzy PI  regul ator       Ab delk ad er  Rahm ou ni   El e ct ri ca l   E ng in ee ring   D epa r tm e nt,   Fa cul ty   of  T e chnol ogy,   T ahr i   Mohamm ed   Bechar  Univer si ty ,   Bec har ,   Alger i a       Art ic le   In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Feb   6 , 2 0 20   Re vised  Dec  2 ,  20 20   Accepte d   Ja n 9 , 20 21       The   work  p res ent ed   in  thi s  a rti cle  is  a   contributi on   to  the  problem  of   cont rolling   re ac t ive   powers  and   volt ag es  in  an  el e ct ri ca l  n et wo rk.   Among   the se  cont ro l  too ls,  th e  st at i c   reac ti ve   power  com p ensa tor  (SV C)  was  chose n   bec ause   of  it s  si mpl icity  o f  con t rol .   SV C  is  on e   of  th e  al t ern ati ve  fl exi bl e  cur ren t   tra nsmis sion  sys te m s   ( FA CTS)  devi c e s  which   he lp   t o  solve   the  proble ms  en cou nte red   in  the  op era t ion  of  e le c tr ic a l  net works ,   e it her   on  the   distri buti on   side   or  on  th e  t ran sport  side.  To  inc re ase   i ts  co mpe nsati on   eff icienc y   in   the  face  of   har mon ic   cur ren ts  whi c h  ca use   voltage   distort ion ,   we  have  in trodu ce d  a  three - phas e  har moni c   fi lt e r.   Th is  new   hyb rid  SV C  is  used  to   con trol  t he  r ea c ti v e  pow er,  the  vo lt ag e  a nd  in   add it ion   to   red u ce  th e   volt ag e  distortio n  and  th e   cor r e ct ion  of   the  po wer  factor  in  th e  elec tri c al   ene rgy  tr ansport   net work.  In  or der   to  i mprove   it s  eff i ci en cy,   t wo  volt age  reg ulation  sys tems  have  be en   chose n   in   th e  con trol  sys tem  for   thi s   com pensa tor, t h e  fuz zy  PI  reg ul a tor  and   th e  PIP   r egul a tor.   Ke yw o rd s :   FA CTS     Fu zz y  P I   H ar monics  filt ers    HSVC   TCR   TSC     This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   Abdelka de r  Ra hmouni   Ele ct rical   E ng i neer i ng  D e par t ment, Fac ult y of  T ech nolo gy   T ahr i M oh a m med  Be c har U niv e rsity   Be char ,   Al ger i a   Emai l:   rahmo uni.a0 01@ gm ai l.com       1.   INTROD U CTION     The  i ncr easi ng  us e  of  el ect ric al   energ y  in   th e  eco nomic,  s oc ia l  and   i ndus t rial   li fe  of  eac h  c ountr y  is   causin g  more  and  m or e   probl ems  of  distu r ban ce s,  over vo lt ages,  vo lt a ge   dro ps  an d  ha r monics  in   el ec tric al  netw orks.   T he   rap id  de velo pm e nt  of   pow er  el ect ron ic s  has  ha d  a  co nsi der a ble  eff ec t  on   imp r ov i ng  th e   op e rati ng  c ondi ti on s  of  el ect r ic al   netw orks   by  c on tr olli ng   their   pa ramet ers  by  int rod uc ing  co ntr ol  de vices   base d  on  ad va nced   very  high  po wer   el ect r on ic   c ompone nts  know n  as  the  name  of   FA CTS:   Alte rn at ive   Cu r ren t T ra nsmi ssion S ys te ms [1 ] - [ 3].   The  researc h  r eported   in  t his  arti cl e  is  mo ti vated  by  the   de sire  to  im pro ve  the   co ntr ol  of   reacti ve   powe rs  a nd  vo lt ages  to  furth er  re duce  th e  distor ti on  of  volt age  a nd  c urren t  i n  a n  el ec tric al   energ y  tr ans port  netw ork  by   m eans  of   a  F A CTS  de vice,  t he  hybr i d  sta ti c  Var  Co mp e ns at or  S VC.   T his  ne w  SV C  hybri d  com pensat or  is  made  up  of   S VC  bas ed  on  t he  c on tr ollable   powe r  el ect r onic s  co pone nts   [4],   a nd  the  t hr ee - ph a se  ha rm on i c  filt ers  us e d  t o  el imi nate  di f fer e nt  orde r  ha rm on ic   c u r ren t s  an d  th us   mai ntain  the  sta ble  sta te  of   t he  tran sie nt   vo lt age  withi n  the  desire d  li mit s.  The  S VC   injec ts  or   a bsor bs   reacti ve  powe r  int o  the  bu s ba r  wh e re  it   is  inst al le d  to  meet   t he  dema nd  f or  reacti ve  powe r  f rom  the   loa d.   It  al lows  fle xib le   a nd  co ntin uo us  con t ro l  of the  busbar te ns io n [ 5 ] ,   [ 6].     In  this  w ork,  this  hybr i d  SVC   is  us e d  to  c on t ro l  reacti ve   powe r  a nd  vo lt age  in  a n  el ect rical   powe r   transmissi on   ne twork ,  us i ng  two  vo lt age  con t ro l  s ys te m s  in  the  c on tr ol  sy ste m  of  this  com pe ns a tor  to   impro ve  it s  pe rformance  t he   first  is  the  f uzzy   PI   re gula tor  an d  the  s econd  is  the  PI P  r eg ula tor  [7 ] - [ 9].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Impact  o f t he h ybrid  rea ct iv e  po we r  com pensator ( HSVC)  on the  powe r  gri d  . ...  (A bdel kad e r R ahm ouni )   171   Harmo nic  filt ers  reduce   harmo nic  c urren ts   by   di ver ti ng   them   into   lo w   impe dan ce   path s  s o  t hey  re du ce  th e   THD ( Harm onic  d ist or ti on  r at e)  of  t he vo lt a ge  a t t he  sa me ti me.       2.   STATIC  R E A CTIVE  POW ER CO MPEN SA TO R HYB RID (HS VC)   The  SV C  react ive  po wer  co m pensat or  hy br i d  is  a   de vice  use d  t o  keep  th e  transie nt  a nd  sta ti on a ry  vo lt age  w it hin t he  desire d  li mit s  in  t he  prese nce of  harm on i c  cu rr e nts   in   th e  net wor k.  It   in j ect s  reacti ve   powe r   into  the b a r  w he re  it   is  co nn ec te d  in o r der  to sati sfy   the   de m and  f or  r eact iv e  powe r  of  th e load .   I n  gen e ra l,  the  SV C   hy br id   is   a  co mb i natio n  of  th yr ist or - co ntr olled  reacto rs  (TCR) ,  T SC   (t hyristor - s witc hed  ca pacit ors),  an d  three - phase  h ar monic fil te rs.  These a re t hr ee  consti tuents  of  the  HSVC are:     2.1.   Thy ri s to r s co n tr olled re actance  ( T CR)   The  TCR   is  on e  of  the  mo st  i mporta nt  co m pone nts  of  a n  SV C.  It  pr ov i de s  fast,  c onti nuous  c ontr ol   of   reacti ve  po wer   on   t he  po wer   gr i d.   T he  Th yr ist or - C on t ro ll ed  Re act or  (TCR)  th yr ist or  co ntr olled  rea ct or   ha s  a  bi directi onal   th yr ist or  valv e  T 1   a nd  T 2   c onnected   in   s eries  with  a   f ixed   in du ct a nc e  coil  L ,  s ho wn  in     Fig ure  1.   T he  thyrist or s  a re  switc he d  on  w it h  a  certai n  ign it io n  an gle  α  an d  dr i ve  al te rn at el y  ov e r  half  a   per i od.  T he  i gnit ion  an gle  α  var ie s  fro m  90°  to   18 0° .   I n  f ull  co nductio n  ( α  =  90 ° ),   t h e   cu rr e nt  is  esse ntial ly  reacti ve  a nd si nu s oi dal, a nd  wh e n α =  18 0 ° , one  is  in n ull cond uction [ 10 ] - [ 12 ].           Figure  1. Sin gl e - phase ci rcu it   of a TCR       Re la ti on sh i p b et ween  t he  i gn i ti on  a ng le   α  and   B max   the  s us c eptance   B TVR   of in duct ance  L:     Let  the s ourc e  vo lt age  v s   gi ve n by the  f ollowi ng   relat ion :     ( ) = sin ⁡ (  )   ( 1)       Fr om  F i gure  1 t he  eq uatio n of t he vo lt ag e  of   the circ uit i s:       ( )  − ( )   (2)     With the  init ia l co nd it io n (ωt0  = α),  the s olu ti on of t his equa ti on  is  giv e n b y:      ( ) = 1 ∫ ( ) /    (3)     We th e n get:      ( ) = −  (  ⁡ −  ⁡  )   (4)     Accor ding to  the Fo ur ie r  an al ys is, t he fu nda mental  c omponent i TCR   (t)  of  the curre nt is   gi ven   by :     1  ( ) = 1  ⁡  + ⁡ 1  ⁡    (5)     Fr om  (4 ), t he  c urren t i s  a fu nc ti on   pair  i TCR   (t )  = i TCR   ( - t), t ha t i s to  sa y b 1   =  0 .  T he  c oeffici ent a 1  is :       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch  20 21   :   170   –   18 2   172     1 = 4 ∫ −  (  ⁡ −  ⁡  ) .  .  / /   (6)     The ma gnit ude  of the  fundam ental  curre nt is  the  resu lt   of (6 ):   1  ( ) = 1 ( ) =  ( 2 − 2 +  2 )   ( 7)       1  ( ) =  ( )   (8)     This  relat ion s hi p  can  b e  writ te n  as:      ( ) =  ( 2 − 2 +  2 )   (9)      = 1  = 1   ( 1 0 )     2.2.   Thy ri s to r   switche d c apa ci to r   ( TS C )   The   th yr ist or - switc he d  ca pa ci tor  TSC  is   com posed   of  a  fi xed  ca paci tor   C  plu s   a n  at te nuat ion  inducta nce   coil   L  c onnecte d  i n  se ries  with  a   bid irect io nal  t hyristo r  valve   F ig ure  2.   The   f unct ion  of   t he  s witc h  is  to  t urn  on  a nd  off  t he  ca pac it or   for  a n  i nteger  n umbe r  of  half  c ycles  of  t he  a ppli ed  vo lt age.   The   ca pac it or   is  thu s  not  co ntr olled  in  phase,   bu t  sim ply   sw it ched   on  a nd  off.   T he  at te nu at ion   in duct an ce  serv e s  to  li mit   the  current   in  ca se   of  a bnormal   operati on  a nd  t o  a vo i d  res on a nce  with  t he  gr at ing  at   par t ic ular  fr e quencie s .  T o  hav e   a   mi nim um  of   tra ns ie nt   distu r ban ces ,   the   s witc hing   ti mes  are   c hosen   so  t hat  th e  volt age   ac ross  the   thyrist or s   is  minimal .  I nterloc king  is   the refo re  performe d  wh e n  the   resi dual   vo lt age   of  the  ca pacit or  i s  eq ual  to the i ns ta nta ne o us  netw ork v oltage  [1 3] - [ 1 6 ].   The  ca pacit or   can  be  s witc he d  with  a  mini mu m  of  tran sie nt  if  the  th yr i stor  is  on  (stat e  on),   at   the   instant  w hen  t he   volt age   v C  of  t he   capaci to r   and  t he  volt ag e  v s   of  t he  net work  ha ve   the   same  value .   Si nce   the  su sce ptance  is   f ixe d,   t he  c urren t  i n  the  TS C  var ie s  li nearl y  with   volt ag e  V  (which   ex plains  t he  a bs e nce  of   harmo nics  on  the  TSC) .   T ypic al ly,  TSC  t yp e  SV C  c onta ins  n  be nch   of   T SCs  m ounted  in   pa rall el .  Th e   su sce ptance  is  adjuste d  by  co ntr olli ng   the  num ber   of   par al le l  capaci tors  in  co nductio n.   Each  ca pacit or  al ways   dr i ves for a n  in te gr al   numb e r of half  cy cl es .           Figure  2. Sin gl e - phase ci rcu it   of a TSC  w it h  series in duct an ce       2. 3 .   Th ree - p h as e h arm on ic   filters  ( HF )   Thr ee - ph ase   ha rm on ic   filt ers   ( bu il t  of  RLC   el ements )  Fig ur e   3  a re  s hunt   el ements   that   are   use d  in   powe r  s ys te ms   for  decr ea sin g  volt age  distor t ion   a nd  f or  power   facto r  c orr ect ion .  N on li ne ar  el eme nts  s uch  as   powe r  el ect ron ic   conve rters  ge ner at e  harm onic   cu rr e nts  or  ha rm on ic   volt ages,   w h ic h  ar e  injec te d  i nto   powe r   sy ste m.  The   r esulti ng   disto r te d  cu rr e nts  fl ow i ng   t hro ugh  s ys te m  im pe dan ce   pro duc e  harmo nic  volt age  distor ti on.   Harmo nic  filt ers   reduce  disto rtion  by   di ver ti ng  ha rm onic   currents   in  l ow  im pedance   paths .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Impact  o f t he h ybrid  rea ct iv e  po we r  com pensator ( HSVC)  on the  powe r  gri d  . ...  (A bdel kad e r R ahm ouni )   173   Harmo nic  filt ers  a re  desig n e d  t o  be  ca paci ti ve  at   f unda mental   fr e qu e ncy,  s o  that  t hey  are   al so  use d  f or  pro du ci ng r eac ti ve  powe r req uire d by co nve rters a nd fo r power  f act or c orr ect ion .   The most c om monly  us e d fil te r  ty pes  a re  [1 7 ] ,   [ 1 8 ]:   a)   Ba nd - pa ss  filt ers,  w hich   a re  use d  to   filt er  l owest   orde r  harmo nics  s uc h  a s  5th ,   7th ,   11 t h,  13 t h,  et c.   Ba nd - pass  filt ers  ca n  be  t un e d  at   a  sin gle  f re qu e ncy  ( sin gle - tu ned  filt er)  or  a t  two  f reque nc ie s  ( double - tu ned   filt er) .   b)   High - pass  filt ers,   wh ic h  a re  use d  to   filt er  hig h - order   ha rm on ic s  a nd  c o ve r  a  wide  range  of   fr e quencies .   A   sp eci al   ty pe  of  high - pas s  filt e r,   t he  C - t yp e   hi gh - pas s  filt er,   is  us e d  t o  pro vid e  reacti ve   powe r  a nd  a vo i d  par al le l  res ona nces.   It  al s o  al lows  filt erin g  l ow  or der   ha rm on ic s   (s uc h  as   3rd),  wh il e  ke epin g  ze ro  loss es  at  f un d ame ntal fr e quenc y.          Figure  3.  S how s the  dif fer e nt t yp e s  of  t hr ee - phase RLC   ha r monic fil te r       The  F reque nc y - D om ai n  Re spon s e  of  th ree - phase  harmo nic   filt ers  HF   is  gi ven   acc ordin g  to  it s  four  com pone nts.   T he  fr e quenc y  of  th e  s i ng le - t un ed  filt er  is   f n  =   5  *  60Hz   ( f il te rin g  of  the   5th   orde r  harm onic ),  of  the  C - ty pe  h igh - pass  filt er  is  fn   =  3  *  60 Hz  ( f il te rin g  of  th e  3rd  order   ha r monic),  of  the  Dou ble  –   t un e d  filt er   are  f n1  =  11  *  60Hz  a nd  f n2  =  13  *  60Hz  ( f il te ring   of  the   11r d  an d  13r d  order   ha rm on i cs)  an d  t he  h i gh - p ass  filt er  is  fn   =  24  *  60Hz  ( f il te rin g  of  the  24r d  or der   harmo nic).   T his  f re quenc y  domain  and   t he  pha se  of   t his   filt er ar e s how n  in   F ig ure  4 .           Figure  4. Fr e quenc y - d om ai n  r esp onse  a nd  phase  of  t hree - phase  harmo nic  filt ers  H F       3.   SVC  COMM AND   The  S VC  a djust s  these  val ue s  auto mati cal ly  in  res pons e  t o  changes  i n  network  operati ng  conditi ons   as  it   has   possi bi li t ie s  to  est a blish  ca pacit ive  or  in du ct ive   c urre nts  of  this  ne twork .  T he  op erati on  of  a n  S VC  is  base d  on  t he  main  functi on  of   t he  esse ntial   el ements  t hat  const it ute  this  com pensat or  s uch  as  the   mea su ri ng  ci rcu it s,   the   volt age   re gu la t or,   the   co m par a tors,  a nd  t he  c onduct ion  ci rc uits  of  TCR   a nd  T SC.T he  c on t r ol   model  of  a n  S VC  is  s how n  i n  Fi g ure  5  with  a  measu re d  vo lt age   re gula tor .   I n  t his  w ork  I   will   co mp a re  the   resu lt s  for  t wo  regulat ors, t he PIP  a nd t he  P I fu zz y .       0 1000 2000 3000 4000 5000 0 1000 2000 3000 I m p e d a n c e I m p e d a n ce   ( o h m s) 0 1000 2000 3000 4000 5000 - 1 0 0 - 5 0 0 50 100 P h a s e P h a se   ( d e g ) F r e q u e n cy  ( H z) High - pass   Dou ble - tu ne d   C - typ e  H i gh - pa ss   Sing le - tu ned   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch  20 21   :   170   –   18 2   174       Figure  5 .   Sim pl ifie d  bl ock  d ia gr a m fo r  c on tr olli ng  a n SVC       3.1.   PIP  re gu l ator   The   pro pose d  PI P   re gula tor   i s  a n  IP  re gula tor   ass ociat ed   in  pa rall el   with   a  pro portio nal   re gula tor   P   [ 19 ] ,   [ 2 0 ].   Th e  blo c k  dia gr a m  of  the  c on t ro l  vo lt age  V mes   including  t he  P IP   c on tr ol le r  is  il lustrate d  in     Fig ure  6 .           Figure  6 .  PIP  r egu la to r  sc he m e f or  t he rms  va lue (V mes ) of t he netw ork v oltage        w he re  K i   is a n   integral  gain , a nd K p  a   pro port ion al   gain.   X s   is a  reacta nc e obtai ne d  f r om t he f ollow i ng  relat ion :  V mes  = V ref - X s .I SVC     3.2.   Fuzzy  PI   regula t or   The   f uzz y  PI  r egu la to r   is  give n  i n  Fig ure  7.  T he  basic   dia gr a m  of  t he  PI - f uzzy  regulat or  rests   on   t he   structu re  of  a  t rad it io nal  re gu la tor  P I  [2 1 ] - [ 2 4 ].  O n  fou nd  in  in put  a nd  ou t pu t  of  the   c on t ro ll er   f uzzy  gain s  known   as   "f act or s   of  "scal e"   wh ic h  al l ow s   t o   c ha nge  t he  s ensiti vity  of  t he   f uzz y  c ontr oller  without  cha ng i ng  the str uctu re,  t he  in put an d  outp ut v a riables  b ei ng  nor mali zed.     Q mes   V r e f     V mes     Q S VC   me sure   Circ uit        K   Control   of   rea c ti ve   Ʃ   Regul at o r   _     +     +     _     Q ref     I SVC     +     _     _       1   1+p T s   Ʃ   TCR   TSC   Ʃ   _   +   V ref     X s   V mes   +   _   B max   B min       _   +   B SVC   _   _   _     +   +   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Impact  o f t he h ybrid  rea ct iv e  po we r  com pensator ( HSVC)  on the  powe r  gri d  . ...  (A bdel kad e r R ahm ouni )   175       Figure  7. Re gu la tor  sc heme  of the  r m s  value  ( V mes )  of t he  i nter - phase  net work volt age       The  e rror :   E = (V ref  – V mes ) - X s .I SVC   Ė: t he deri vative  of the e rror.   We   fin d  in   the   in put  a nd  outpu t   of  the   fu zz y  c ontr oller  ga ins  cal le d  "sca le   facto rs"   that   ca n  c ha nge   the  se ns it ivit y  of  the   fu zz y  c on t ro ll er   without  c ha ng i ng  th e  str uctu re.   Ea ch   li nguisti c  va riable  ( E ,  Ė,   u)  is   char act e rized  by  se ven  te rm s  of  fu zz y  sub set s:   NG :   ne ga ti v e  gran d;   N M :  neg at ive   M e diu m ;   NP :  neg at ive   Small ;   EZ :  a bout   zer o;  P G:  Po sit ive  gran d;   P M :  P os it ive  M e diu m;  PP:  po sit ive   Sm al l.   The   r ule  base   for  t he   fu zz y  l og ic   c ontr oller  ca n  be   fr a med   by   ta ki ng   possible  c ombinati ons  of   the  in put  var i ables  as  prese nted  i n  Table  1.       Tab le   1.   Infere nce  ru le   of the   PI   fu zz y re gu la tor mana ging t he ou t pu t   E   Ė   NG   NM   NP   EZ   PP   PM   PG   NG   NG   NG   NG   NG   NM   N P   EZ   NM   NG   NG   NG   NM   NP   EZ   PP   NP   NG   NG   NM   NP   E Z   PP   PM   EZ   NG   NM   NP   EZ   PP   PM   PG   PP   NM   NP   EZ   PP   PM   PG   PG   PM   NP   EZ   PP   PM   PG   PG   PG   PG   EZ   PP   PM   PG   PG   PG   PG       4.   SIMULA TI ONS A ND D ISCUSSI ON  OF RESU L TS   The  dif fer e nt  par ts  of  the  H SV C  st ud ie d  previ ou sl y,   t he  el ect rical   netw ork  a nd  a  non - li near   l oad  (h i gh  volt age   AC / DC  c onve r te rs  HVDC  with  12 - pu lse   th yri stors )   are   sim ulate d  on  MA TLAB/Si m ulin k .   The   structu re   stu died  i n  Fig ur e   8   is  c omp os ed   of  the   H ybri d  SV C  ( HSVC)  with  t hese   tw o  po wer  an d  co ntr ol   par ts, u se d  to   c ompen sat e  the r eact ive  po wer  and  there f or e regulat es  the volt age  at   the busbar o f  t he  el ect rical  netw ork  a nd r e du ce  the  disto r ti on   of cu rr e nt  and volt age.   The  nomin al   s ource  volt age  i s  init ia ll y  set   at   1.0 04  pu.  In  a dd it io n,  the   re f eren ce   volt age   V ref   is  fixe d  at   1.0 p u,  the   S VC  is  init ia ll y  floati ng  (z er o  c urren t ).   T his oper at in g  point  i s  obta ine d  with   a  TSC  i n  op e r at ion   and  the   TCR   al mo st  i n  fu ll   c onduct io n.   The   so urce  volt age  is  pro gr a mme d  with  t wo  var ia ti on s  ( Fig ure  9) ,  t he   first  a n  ove rvolta ge   of  1.0 125  pu,  t he   sec ond  a  volt age   dr op  o f   0.93  pu  ca rr ie d  out  res pecti vel y  i n  ti me   intervals i n  sec onds   [ 0,1 0. 4]  and [ 0.4 0. 7 ].   The  t hr ee - phas e  ha rm on ic   fil te rs  are:   Sin gl e - Tu ne d,  Hi gh - Pass   filt er,   D ouble – t un e d  fi lt er,  C - ty pe   High - pass  filt er  al rea dy   desc r ibed  a bove .  T o   op ti mize   the   e ff ic ie nc y  of   t he   HSVC,  I   us e d  tow   re gula ti on   of   the  ef fecti ve  va lue  ( V mes )  of  t he  net w ork  vol ta ge  bet ween   phase,  t wo   re gu l at or s  t he   PIP  a nd   t he  f uzz y  P I .  The   HSVC  co mp e nsa tor  c on t ro ls  t he  f unda menta l  vo lt age  a nd  s ends  the  a ppr opriat e  pulse s  to   the  24  th yr ist ors  ( 6  t hyristors  f or   e ach  ph ase )  to   obta in  the  su sce ptance  require d  by  t he  vo lt ag e  regulat io n.   T he  values  of  va rio us   com pone nts  of the s ys te m t o be sim ulate d  a r e shown i n Fi gure   10 .       B SVC   _   +         V re f   p   E       V mes   +   _   B max   B min   K 3   K 1   K 2   Ė   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch  20 21   :   170   –   18 2   176       Figure  8. O veral l scheme  of t he  s ys te m t o  si mu la te  in   MA TLAB/Si m ulin k               Fig ure  9 .  Volt age   betwee n phase  in prima r y and i ts  a m plit ud e  pro vid e d by the  pro gr am m able s ource           Figure  10 . O ve rall  sch em e  of   the s ys te m to  s imulat e (s i ng le - li ne diagr am)   T SC 1 9 4   Mv a r T C R 1 0 9   Mv a r T SC 2 9 4   Mv a r T SC 3 9 4   MVa r Q < - - - - - - + Vd c - 1 1 th   /   1 3 th (1 5 0   Mv a r ) 2 4 th   H P 1 5 0   Mv a r ) 3C (1 5 0   Mv a r ) C a p a c i to r (1 5 0   Mv a r )             N o n   l i n e a r   l o a d T h r e e - p h a se   h a r m o n i c  f i l t e r s SVC S V C   co n t r o l Vabc _prim Vabc _s ec TCR T SC 1 T SC 2 T SC 3 r D i s c r e t e , T s   =   5 e - 0 0 5   s . 60 f r e q 1 19 a l p h a (d e g . )1 Vabc I abc A B C a b c T h r e e - P h a se V - I   M e a su r e m e n t 1 P A B C P A B C P A B C P A B C alpha_deg A B C F req Bloc k PY PD S yn ch r o n i ze d 1 2 - P u l se   G e n e r a t o r 1 A B C a b c S e co n d a r y ( 1 6   kV ) Py Pd Ay By Cy Ad Bd Cd pos neg R e ct i f i e r 1 N A B C P r o g r a m m a b l e V o l t a g e   S o u r ce 3 A B C a b c P r i m a r y ( 7 3 5   kV ) V a b c_ P r i m V a b c_ P r i m V a b c_ S e c A B C F3 A B C F2 A B C F 1   D e m u x A B C C2 A B C a b c B r k2 A B C a b c B r k1 A B C a b c B 2   1 A B C A B C 7 3 5 kV   6 0 0 0   M V A   A B C a b c 7 3 5 / 1 6   kV 3 3 3   M V A 5 0 0   M w A B C a2 b2 c2 a3 b3 c3 1 2 0 0   M V A 1 1 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 -2 -1 0 1 2 v a b - s e c ( p u ) T e n s i o n   e n t r e   p h a s e s   a u   s e c o n d a i r e 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 0 . 9 0 . 9 3 1 1 . 0 2 5 1 . 1 V m e s ( p u ) A m p l i t u d e   m e s u r é e   d e   l a   t e n s i o n   a u   p r i m a i r e   e t   s a   r é f e r e n c e       V r é f V m e s 7 35KV   60Hz   V s     R L =10  Ω   L L = 1H   7 3 5 /1 6 KV   3 3 3 MVA     I SVC   I TC R   I TSC   L L =1 8 . 7 m   R p =9 2 .85   Ω   C = 3 0 8 .4µ F   R s =8 .52 m   V r e f     V mes     Con tr ol s ys te m   L s =1 .13 m H   I dent i cal   3TSC   94MVAR  each   TCR   109MV AR   R = 0 .14  Ώ     Thr ee - P hase  H arm on ic   Fil te r   7 3 5 /5 0 0 K V   1 2 0 0 MVA     P = 5 0 0 Mw   L L = à.5H   +   -   Re ct ifie r   RLC   Elements   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Impact  o f t he h ybrid  rea ct iv e  po we r  com pensator ( HSVC)  on the  powe r  gri d  . ...  (A bdel kad e r R ahm ouni )   177   4.1.   Simul ati on  resul ts   ( hyb ri d S V C di sco nnecte d)   I n  this  first   ca se,  we  represe nt  the   s hap e   of  the   s ource   volt age,   it s  am plit ud e,   the   volt age  of  t he   nonlinea r  loa d,  their  zo om,  a nd   t heir  total   harmo nic  disto rtion   T H D  ( Fig ure  11 ) .   T he  SV C  an d  t he  three - ph a se  har m onic  f il te r  are  d isc onnected .           Tim es         Tim es     Figure   11. So urce  vo lt age ,   it s  amplit ude , l oa d vo lt age  and  their T H D  ( tota l   harmo nic  distor ti on)         I n  th e   sa me  ca se  we  represe nt   the   sh a pe   of   the  c urre nt s   of  t he  source   a nd  of  the   nonlinea r  l oad,  t hei r   zoom, a nd th ei r  total   harmo ni c d ist ort ion T H D  ( Fig ur e   1 2 ) .           Tim es       Tim es     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 -2 -1 0 1 2 v (p u )   VO L T AG E     T H E  L O AD   VO L T AG E T H E  SO U R C E  VO L T AG E 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 0 , 8 7 0 , 9 5 1 1 , 0 2 5 Vm e s (p u ) M e a s u re d   a m p l i t u d e   o f   t h e   s o u rc e   v o l t a g e   0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 -2 0 2 v (p u )   VO L T AG E( Z O O M )     T H E  L O AD   VO L T AG E T H E  SO U R C E  VO L T AG E 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 0 5 10 15 1 6 . 4 20 T H D v T H D   O F   T H E    VO L T AG E     T H D v   O F   T H E  L O AD T H D v   O F   T H E  SO U R C E 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 -1 0 -5 0 5 10 i (p u / 1 0 0 M VA C U R R EN T     T H E  L O AD   C U R R EN T T H E  SO U R C E  C U R R EN T 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 -1 0 -5 0 5 10 i (p u / 1 0 0 M VA C U R R EN T   (Z O O M )     T H E  L O AD   C U R R EN T T H E  SO U R C E  C U R R EN T Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  D ri   S ys t,   V ol .  12 , N o.   1 ,  Ma rch  20 21   :   170   –   18 2   178     Tim es     Figure   1 2 .  C urren ts  of the   sou rce a nd of the   nonlinea r  loa d   and their  THD         4.2.   Simul ati on  resul ts   ( hyb ri d S V C  c onn ected)   In  th e   sec ond   case,  we   re pre sent  t he   sh a pe   of   the   s ource   vo lt age ,  it s  am plit ud e ,  t he  vo lt age  of  the   nonlinea r  loa d,  their  zo om,  a nd   t heir  total   harmo nic  disto rtion   T H D  ( Fig ure  1 3 ) .  T he  SV C  an d  t he  three - ph a se  har m onic  f il te r  are  con nected.             Figure   1 3 .  Sou rce  vo lt age ,   it s  amplit ude , l oa d vo lt age  and  their T H D       I n  th e   sa me  ca se  we  represe nt   the   sh a pe   of   the  c urre nt s   of  t he  source   a nd  of  the   nonlinea r  l oad,  t hei r   zoom,  a nd   t heir  total   harmo ni c  distor ti on  T HD   al s o   the  r e act ive  powe r  a bs or bed   or   pro vid e d  by  the  S VC   to  com pensat e  the   distu rb a nces   of  the s ource  volt age  (volta ge  drop,  over volt age  or d ist ort io n)  ( Fi g ure  1 4 ) .     0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 0 5 10 15 20 T H D i   T H D   O F   T H E    C U R R EN T       T H D   O F   T H E  L O AD   T H D   O F   T H E  SO U R C E     Tim es   0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 -2 -1 0 1 2 v (p u ) VO L T AG E     T H E  L O AD   VO L T AG E T H E  SO U R C E  VO L T AG E 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 0 . 9 0 . 9 5 1 1 . 0 5 1 . 1 Vm e s (p u ) M e a s u re d   a m p l i t u d e   o f   t h e   p ri m a ry         Tim es   0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 -2 -1 0 1 2 v (p u ) VO L T AG E(Z O O M )     T H E  L O AD   VO L T AG E T H E  SO U R C E  VO L T AG E 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 0 . 6 5 5 10 15 1 6 . 4 20 T H D v T H D   O F   T H E    VO L T AG E     T H D v   O F   T H E  L O AD T H D v   O F   T H E  SO U R C E Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       Impact  o f t he h ybrid  rea ct iv e  po we r  com pensator ( HSVC)  on the  powe r  gri d  . ...  (A bdel kad e r R ahm ouni )   179         Figure   1 4 .  C urren ts  of the   sou rce a nd of the   nonlinea r  loa d ,  their T H D   a nd   the  reacti ve power   a bso rb e d o r  pro vid e d by  th e SV C       4.3.   Simul ati on  resul ts   ( SVC c on nec ted  and   t he  th ree - p ha se  filter  disconnec ted )   I n  t he  t ir d   cas e,  we  re pr ese nt   the  sh a pe  of  the  s ource  volt age ,   it s  ampl it ud e ,   t he  vo lt age  of   t he   nonlinea r  loa d,  their  z oom,  a nd   t heir  t otal  ha rm on ic   distort ion   T HD  ( Fi g ur e  1 5 ) .  T he  S VC  is  co nnect ed   a nd   the th ree - phase  h a rm on ic   filt er  is  disco nnect ed .           Tim es       Tim es     Figure  1 5 .  Sou rce  vo lt age ,   it s  amplit ude , l oa d vo lt age  and  their T H D            Tim es   0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 -1 0 0 10 i (p u / 1 0 0 M VA) C U R R EN T     T H E  L O AD   C U R R EN T T H E  SO U R C E  C U R R EN T 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 0 1 . 3 5 10 1 2 . 2 15 20 T H D i   T H D   O F   T H E  C U R R EN T       T H D i   O F   T H E  SO U R C E T H D i   O F   T H E  L O AD     Tim es   0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 -1 0 0 10 i (p u / 1 0 0 M VA) C U R R EN T (Z O O M )     T H E  L O AD   C U R R EN T T H E  SO U R C E  C U R R EN T 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 -2 0 0 0 200 400 Q (M VAR ) R EAC T I VE  PO W ER   O F   T H E  SYST EM 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 -2 -1 0 1 2 v (p u ) VO L T AG E     T H E    L O AD   VO L T AG E T H E    SO U R C E  VO L T AG E 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 0 5 10 1 3 . 1 5 15 T H D v T H D   O F   T H E    VO L T AG E     T H D v   O F   T H E  L O AD   T H D v   O F   T H E  SO U R C E 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 -2 -1 0 1 2 v (p u ) VO L T AG E     T H E    L O AD   VO L T AG E T H E    SO U R C E  VO L T AG E 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 0 . 8 5 0 . 9 2 0 . 9 5 1 Vm e s (p u ) M e a s u re d   a m p l i t u d e   o f   t h e   s o u rc e   v o l t a g e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.