Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n Drive  S ystem s   ( IJ PEDS )   Vo l.   12 ,  No.   1 M a r 202 1 , p p.  304 ~ 313   IS S N:  20 88 - 8694 DOI: 10 .11 591/ ij peds . v12.i 1 . pp304 - 313       304       Journ al h om e page http: // ij pe ds .i aescore.c om   Study of  th e oper ation of t he outp ut filte r of a sin gle - phase  series a ctive p ow er filt er       Miha il   Antche v 1 , Va njo  Gou rgouli tsov 2 ,   and Hris to Ant chev 3   1 Sect ion   Pow er El e ct roni cs,   Fa c ult of   Elec tronic  Eng ine e ring an Technol ogi es,   Te chn ic a Univ e rsity ,   Sofi a Bul gar ia   2 Coll ege of   Ene r gy  and El ec tron i cs,   T ec hn ic a Un ive rsity ,   Sofia ,   B ulga ri a   3 Sect ion   Elec t rical Engi ne eri ng   a nd  Elec tron ic s,   Depa rtment  o f M et al lu rgical   Technol ogi es,   El e c tri c al   Engi n ee rin and  El e ct roni cs,   Fa c ult of   Met al lur gy  and  Ma thema ti c al   Sc ie n ce ,   Un ive rsity   of  Ch emical  T ec hno logi e s a nd  Met allurgy Sofia,   Bu lga ri a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   A ug  28, 202 0   Re vised  Jan  19 ,2021   Accepte d   Fe b 2 , 2021       In  th art i cle  is  pre sente d   a   sing le - phase   seri es  a ct iv power   f il t e (SF SA P F)   designe to   co mpe nsat th to ta h arm oni dis tort ion  ( THD)  fac tor  of   the   supply  net work  volt ag e.   Par ti cu l ar  attention  is  pa id  to  th work  o the   outpu ca pa ci tor   of  the  passive   fi lt er ,   an depe nd encie f or  the  design   of  the   f il t er  at  hystere sis  vol ta g con trol   are  pr ese nte d .   The   v alue  of  the  highe r   har mon ic s   of  th e   cur r ent  t hrough  th e   filte c apaci tor   is  d et er mi ned .   m at he ma t ic a l   rel a ti onship  b etw ee th e   voltag ripp le  of   the  ca pa ci tor ,   it v a lue   and  the  sw it chi ng  fr equ enc is  der ive d .   As   a   result  o the  adv anc ed   rese ar ch  a   me thodol ogy   fo design ing   the  output   filter   of   sing le - ph ase   s eri a active   power  filter   has   bee n   proposed .   The  r esult fro co mput e sim ula ti on   and   expe ri me n t   ar e a lso gi ven .   Ke yw or d s :   Hy ste resis  vo lt age c on t ro l   Ou t pu t ca pacit or   Series act ive  pow e r fil te r   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in Aut h or :   M ihail   An tc he v   Sect ion   Powe r El ect ro nics , F a culty  of Elec tr on ic   En gin ee ri ng and  Tech no log ie s   Tech nical  Univers it Sofia   1000, So fia, B ulg a ria   Emai l:  an tc he v@t u - sofia .bg       1.   INTROD U CTION     The   s hunt  an series  act ive  powe filt ers  a re  an  ef fecti ve   and   per s pecti ve  mea ns   f or   so lvi ng   the   pro blems  with   the  qu al it of   e le ct rical   powe r   [1 ] - [ 3].  Most  commo nly ,   se r ie act ive  pow er  filt ers  (S A P F)   a re  us e to  im pro ve  the  t otal  ha rm on ic   distor ti on   (T HD)  factor   of  the  s uppl net work  vol ta ge,   us ed   to  powe r   sensiti ve  c onsume rs   [ 4 ] - [ 11].  In  their   co ntr ol   sy ste ms  a re  use d:  sli ding   m ode  c ontrol   [ 12] f u zz l og ic   c on t ro l   [13 ] ,   [ 14]   dea db eat   c ontr ol  [ 15],   monit ori ng  of   filt er  cap aci tor  c urren [16],  hy ste resis  co ntr ol  of  th filt e r   capaci tor   volt age  or  the  l oad  vo lt age   [ 17 ] [ 18].   Ne wer  co ntr ol  meth ods  are  al so  use d,  su c as:   base on  pe r - ph a se  cu rr e nt  cal culat ion   [ 19]  a nd   ne ur al   netw ork  co nt ro [ 20 ] ,   [ 21 ].  Partic ular  at te ntion   is  paid   to  the   accurate s ync hro nizat ion wit h t he  s ource  volt age,  a s a n ov e r view o the  ma in meth ods is  done  in [ 22].   T he  li te ratur study  re gardi ng  the  feat ur es  of   the  outp ut  f il te sh ows  tha t her are  c ompa rati vely   few e r   stu dies dea li ng  with   th e   de sig featu re s o f   the  o ut put passive      filt er.  In  [ 23]   is   a naly zed   a n e w   seri es - par al le l - re sona nt     filt er  a a  part of  a shu nt  a ct ive  po wer  filt er.   I [ 24]  t here  is  a anal ys is   of  t he   operati on   of     filt er  in  t he   co nf i gurati on  al so   of   a   s hunt   act ive  power  f il te r.   Taki ng  in to  acc ount  the   high  fr e qu e nc modu la ti on,  th values  of   t he   current  th rough  the  filt er  capaci tor  as  w el as  through  the  DC  capaci tor  are   def i ned.   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       Study  of the   op eratio n of the  outp ut fi lt er o f a  sin gle - p hase s eri es a ct iv powe r fi lt er ( Mi hail  An tc hev )   305   Ther e   is   not   a   co mp le te   stu dy  of  the   oper at ion  of  t he   pa ssive     filt er  a par t   of  a   S AP F   with  hy ste resis  co nt ro of   t he  filt er   capaci tor  volt age.   T his  woul ha ve  al lo we the  prese ntat ion   of  met hodolo gy   for  it desig n.   Figure  s how the  blo c dia gr a of   a   SF S AP F .   Its   pur po se  is  to  pro du c su c volt ag    of  the   seco nd a ry  wi ndin of   t he  tra ns f ormer   Tr ,   to   com pe ns at th highe har m onic of   t he  vo lt age    of  the   po wer   so urce   AC so  that t he  l oad volt age    has  a  si nu s oi dal   sh a pe .           Figure 1.  Bl oc k diag ram  of a  S PSAPF.       Ther e   a re  tw featu res   of  t he   outp ut  ca pac it or     w ork:  1.  The  volt age   on  t he  ca pacit or  c on ta i ns  higher   harmo ni cs,  wh ic must   be   in   a ntip hase   to   their   r especti ve   ones c on ta i ned  in   the   s upply  ne twork   vo lt age   cu r ve.   These  ha rm on i cs  deter mine  t he  on l on e   co mpon e nt  of   t he   root  m ean  square   (R M S)  va lue  o f   the  cu rr e nt  th r ough  the   capa ci tor.   In  ad diti on,  the   cu rr e nt   al so   c on ta in s   hi gh - f reque ncy  co mpo nent   as  resu lt   of  hyste r esi co ntr ol.   2.  In  hy ste resis  c on t ro l,   the   va lu of   the   capaci t or    an the   out pu t   in du ct a nce     dep e nd  on the  hy ste resis  par a mete rs  a nd the   switc hing  fr e quenc y o the  pow e r de vices.     T he   prob le is  that  there  is  no  co mpre hensi ve  stu dy  of  the   sp eci fie feat ur es  of  the  op e rati on   of  th e   capaci tor   of  t he   outp ut  filt er T there   is  no  com pr e he ns ive   metol ogy  for   filt er  desig n.   The  pur pose  of  this   arti cl is  to   pre sent  a   stu dy  of  these   feat ur es ,   w hich   is  la c ki ng  in   the   s peci al iz ed  li te rature.  T he  nove lt in  the   work  is  i determini ng  the   r el at ion sh i of  the  va lue  of  t he  ca pacit or  with  th R M S   valu of  the  higher   harmo nic  cu rrent  an volt ag ripp le A resu lt ne method ology   f or   the  desig of   t he  outp ut  f il te has  been p r opos e d.   In   t he  sec ond  par t,  a   mathe mati cal   descr i ption  is  ma de,  an are  offe re e xpressio ns   i acc ordance   with  t he  tw de scribe featu r es.   T he  res ults  f rom  the   c ompu te sim ulati on  a re  pr e sente i the   sec ond  par t.   The  t hird   pa rt   s hows   t he  e xper imenta l res ults  of the  w ork of  the SP SAPF  w it li near  a nd  nonlinea l oad.        2.   RESEA R CH MET HO D   2.1.   Mathem ati cal  descripti on   It  shou l be  note d,   t hat  the  curves   in  t he  f orm  of  the  s upply   netw ork  volt age  ha ve  dif fer e nt  sh a pe   and   c ha racter,   so   it   is  neces sary   t acce pt   certai ap pro ximati on  of  this  form For   the  pur poses  of   th analysis,  c onne ct ed  with  the  first  featu re  ( det ermini ng   t he  RMS  value  of   t he   current  th rou gh   t he  capaci to r) i s   acce pted  a a ppr o ximati on  of   the  c urve  of  the  sup ply   ne twork  vo lt ag e   with  trapez oi dal  sh a pe,   s hown   i n   Figure  2.   It   gets  cl os t o   com mon  c ase  in  pr act ic e - loa of  the   netw ork  with  sin gle - phase   br i dg e   un c ontr olled  re ct ifie rs,   w hic are  no n - li nea l oads  an c ons ume   cu rr e nt  a r ound  t he  ma xim um s of  the n et work  vo lt age .   As  a  re su lt , voltage  drops a r ound it s max im um  value.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 12 , N o.   1 Ma rch  20 21   :   304     313   306       Figure  2. A ppr ox imat io n o t he   c urve  of the   supp l y netw ork vo lt age .       The dec ompo si ti on   of su c a  trap ez oid al   f unct ion   in   F ourie se ries  is  known:     ( ) = 4 . . .  ( ) .  ( ) + 4 . . 1 ( 2 . 1 ) 2  ( 2 . 1 ) . .  ( 2 . 1 ) . = 2   ( 1 )     Ther e f or e,  for t he  T H fact or,  w obta in:     = 2 = 2 1 = 1 ( 2 . 1 ) 4  2 ( 2 . 1 ) = 2    (2)     Figure  s how the  c orrespo ndin gr a ph ic al   dep e ndence   f or  the  i nterval   0.3  ≤  φ    1.0  ra d.   T he  s um  is l imi te to   = 25   in  accor da nce  with   [25 ] [ 26] .           Figure  3. G raphical  d e pe nd e nc e acco rd i ng to  expres sio ( 2)       In  this   wa y,  it   is  possible   to   determi ne  t he  amplit ude  valu es  of   the   ha rm on ic s   of  the   vo lt age  on   th e   ou t pu t   ca pacit or  of  the   SA P F .   The se  ha rm on ic s a dded   i antip hase   to   their  res pecti ve   on es   t t he   c urve   of   Figure  2, w ould ma ke  t he v oltage on t he  l oa si nu s oid al   wi th freq ue ncy of  the  first  harmo nic.      = 4 . . . 1 ( 2 . 1 ) 2 .  ( 2 . 1 ) .   (3)     for  = 2 , 3   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       Study  of the   op eratio n of the  outp ut fi lt er o f a  sin gle - p hase s eri es a ct iv powe r fi lt er ( Mi hail  An tc hev )   307   The  maxim um  valu of   t he  current   thr ough  the   ca pacit or    of  t he  outp ut  filt er  f or  eac of  the s e   harmo nics  will  b e:    =  . ( 2 . 1 ) . .   (4)     for  = 2 , 3   Con si der i ng all  the  harmo nics,  the R M valu e of the  curre nt  thro ugh  t he  fil te capaci to   will  b e:      = 2 . . . . 2 . . 1 ( 2 . 1 ) 2 ,  2 ( 2 . 1 ) . = 2   (5)     The  rati of  the  RM val ue   of   the  c urre nt  to  the  capaci t or   value   at   th e   fr e qu e nc of   the  supp l vo lt age   = 50    is:      = 200 . 2 . 1 ( 2 . 1 ) 2 .  2 ( 2 . 1 ) = 2 .   (6)     Figure  sho ws   set   of   f eat ures  ref le ct in th above  dep e ndence   at   par a m et er     .   The  sum   is  li mit ed   to   = 25   in acc orda nc e w it h   [ 25, 26].           Figure  4.  Set   of f eat ur es   acc ordi ng to  e xpres sion ( 6)       Dep e ndin on  (6)  t he  value   of  the   ca pacit or  is  in dicat ed   a nd  the refo re  it   is  necessa r t pe rform  a analysis to det ermine t his v al ue.   I c onnecti on   with the s ec ond  feat ur (de te rmin in the  va lue of the capac it or       at  hystere sis c on t ro l) , th e  ti m e d ia grams  s hown in Fi gure  5  are  us ed .           Figure  5. Time  d ia grams  for h ys te resis c ontr ol of t he vo lt ag e on ca pacit or    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 12 , N o.   1 Ma rch  20 21   :   304     313   308   The   ex a minati on  is   ma de  w it hin   one  s witc hing  pe rio = 5 1   of   the   po wer  de vices.   T his   per i od   is  sig nif ic antly  sho rter  than  t he  hal f - pe rio d   of  the   ne twork  volt age.  At  m om e nt   = 1   th transisto rs   from  this  diag on al   of   the  br i dg powe ci r cuit  from  Fi gure  a re  switc hed   on,  f or   w hich  the  volt age    decr ease s,  a nd   at   m om e nt  = 3 for  wh ic it   i ncrea ses.   Since  t he   filt er    is  a   se cond - orde unit after   the  m om e nt  = 1   th ere  is  a   certai increase   in  volt age,  a nd  a fter  the  m om e nt  = 3 -   a   dec rease.   Pro vi ded ,   that t he  volt ag e rip ple  on  t he c apacit or     is  ne glect ed,  it  can be ass um e tha t t he  current th rou gh  the i nduc tor        changes  i bo th  inter vals  ac cordin to  li near   la w.   At  these  inter vals,  vo lt age  with  a ppr ox imat el y   const ant  value   2     is   ap plied   to       for  t he  i nterval   = 3 1 an 1   f or  t he  i nter val    = 5 3 .   Fo r  the  sho rt   durati on  of the   pe rio d , t he  c hanges  of cu rr e nt    in both  d i recti ons a re e qu al ,  th eref or e:     ( ) .  = ( + ) . (  )   (7)     Af te r   sim plific at ion , it  fo ll ow s   ( 8) :       = 2 . 1   (8)     wh e re      =    (9)     Ther e f or e,  if t he  r efe re nce c urve  for  the  volt a ge of  the ca pac it or   ( ) =   ( )   is k now n,   then  the law  of c hange  of  ( )   is al so   know n.     ( ) =  ( ) 2 . + 1 2   (10)     At  hyste resis  con t ro l,  t his  r efere nce  c urv is  monit or e with  de finite   hyste resis w her t he   capaci tor   volt age  al so  co ntain high - f reque nc ri pp le s wh i ch  ar res ult  of   the  s witc hing  with  high  f re quenc y   Ba se on   the se  rip ples,   wa is   s ought  to   determi ne   the  value   of  t he   capaci to r   If  the   sta rt   of  the   coor din at e s ys te m is trans la te at  the mome nt   2   , th e c ha ng e  o t he  cap aci to volt age    in th e interval  2 3   can  be fo und, i e. one   par of th e pu lsa ti on :     | | = 1 . | |   2 0 . .  = 1 8 . . | | . (  )   (11)     The  re st  of   t he   pu lsa ti on  ca be  f ound  w hen   t ran sla ti ng   the  sta rt  of  th coor din at s ys te at   the   mo me nt   3 :       | ′′ | = 1 . | |   2 0 . .  = 1 8 . . | | .    (12)     by  summi ng (1 1) an d (12 ),  t he  who le   pulsa ti on can  b e  fo und:     | | = | | + | ′′ | = 1 8 . . | | . 1   (13)     or     | | | | = 1 8 . . 1   (14)     The  f ollo wing  desig se qu e nc may  be  rec ommen de d:  The   Total   Harmo ni Distortio ( THD)  fa ct or   of  the   s upply  ne twork   volt age       a nd  the   ma xi mu m   value   of   the  loa cu rr e nt      ar known 1.  with  know Total   Ha rm on i Distorti on   (T HD)   fact or   of  the  s upply   net work  volt age   ,   from  Fig ur is  determi ned  the  value  of  the  a ngle     2.   Е xpres sion   (2)  a nd  va lue  of    (to  a ppr ox imat t he  s uppl vo lt age  c urve)  are  us e to  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       Study  of the   op eratio n of the  outp ut fi lt er o f a  sin gle - p hase s eri es a ct iv powe r fi lt er ( Mi hail  An tc hev )   309   determi ne  the   RMS  value   of  the  hi gh e harmo nics.   Ba se on  ( 14),  the  va lue  of  t he  ca pa ci tor    is  deter m ined   by  ass um i ng  va lues  for    (as   a   pe rcen ta ge  of  the  ma xim um  value   of  t he  l oa c urre nt   an     ( as  a   per ce ntage   of  t he  R M va lue   of  the  higher   ha rm on ic s ) 3.   The  R M S   val ue   of  the   capaci tor  c urre nt     at  the  value   of    f rom  it em   2.  is   dete rmin e d   f r om  Fig ure  4.   To   this  valu i a dd e the   cu rr e nt  with  t he   high  switc hing  f requen c y   = 20  4.   T he   value  of   the   inducta nce    i determi ned,  so   that  the  re s on a nt   fr e qu e nc of  t he  filt er    to  be   higher   tha the   fr e quenc of  t he  highest  harmo nic  bein c ompen sat ed,  a nd   lowe tha t he swit chin g fr e quenc . 5. T he   value o the  hy ste resis  as a p e rcen ta ge of    is  determi ned.   Example:  It  is   known  a r esult  of   meas ureme nt Total   Harmo nic  Dist or ti on  ( TH D)   f act or   of   t he  su ppl net wor volt age     = 17%   and  maxim um   value  of  the  lo ad  current    = 10 A ppr ox imat value   of  = 290 .   1)   Fo r   = 17%   f r om Fig ure  is  repor te d   = 0 . 5      2)   Fr om   ( 2)  a nd  ( 1)  the   R M S   va lue  of  the   high er  harmo nics   a = 145     is  determi ne (the   tra ns f or mer   Tr   increases   the   vo lt age   of  t he   ca pacit or    ti mes) .  = 0 . 082 4 . 145 . 0 , 5 . 0 . 082 30 . = 0 . 6   [ ( 1 2% ) . 30 ] , = 1 [ ( 5 10% ) . 2 .  ]   is  acce pted a nd   t he  value  of  the  capaci t or   at   fr e qu e nc = 20      = 10      is deter mine d from  ( 14).   3)   Fr om  Fi gure  is  determi ne d    = 165  T this  value  is   ad de the   cu rr e nt  with  the   hi gh   switc hing  f requen c y = 2 0  The  m aximum  val ue   of   the  first  hi gh   fr e quenc vo lt age  ha rm onic   is  equ al   to  half   t he  rip ple   .   T hus,   the   RMS   va lue  of  the  c ur ren t hro ugh  t he  ca pacit or    with  high   fr e qu e nc is   2 . 2 . . 2 . . . = 0 . 6 2 . . 20 . 10 3 . 10 . 10 6 = 266    . Or  i ge ner al    =   165  + 2 6 6 mA 4 3 0 mA .   4)   The  value  of  the  in duct ance    is  relat ed  to   the  determi ned   value  of  the  ca pacit or   .   T a void  possibl e   resona nce  ph e nomena   on  t he   one  hand,  it   is  necessa r th res on a nt  fr e quenc of  the  fi lt er  to  be  high er  than   the   f re quency  of  the   hig he st  har m onic wh ic is   c ompe ns at ed   (i this  case   the   25th ).   O the   ot her  hand,  it   m us be  si gn ific a ntly  lo we tha the  s witc hing  f reque ncy  of  t he   powe de vices  (in   this  case   20   kH z ).  F or  th es reas ons,  an   a ppr opriat val ue   is  500  .   At  this   case  the  res onant  f re qu e nc of    is   appr ox imat el 2.2 kHz.   T he   RM value   of  the   cu rr e nt  thr ough  the   in du ct a nce  is   su m   of  t he  R MS   values   of  t he  c urren of  the   ca pacit or  an t he   load ,   al s ta kin into   acc ount   the  tra ns f orm at ion   c oeffici ent   of the  outp ut tr ansfo rmer  =   2 .  2 +  14 . 57 .   5)   Hy ste resis  determinati on.  T he  dete rmin at i on   of   t he  hyst eresis  val ue  use to  m onit or  the  cap aci tor   vo lt age   is  do ne  on   t he  ba se  of  the  acc epted  value   f or   It  is  rec om me nded   2 . = [ ( 40 50% )   ] I case  of   ( 0 . 24 0 . 3 ) .     2.2.   Co m pu ter sim ulat i on   stu dy   was p erforme d b co mputer sim ulati on   of  the  oper at ion  of the  S F SA P F at the th us  set init ia data  a nd  certai valu es   in   the   ab ove  e xam pl e.   T his  is   do ne   with   the   ORC AD - PS PI CE   pro gr a m.   Fig ure   a nd   Figure  sho w   the  res ults  w he li near   l oa (acti ve - in duc ti ve)   is  co nnec te to  the  pow er  sup ply   netw ork.   Figure  sho w the   res ults  f or  non - li nea loa f or  the   powe s uppl netw ork - sin gle - phase   unc on tr olled   br i dg e  r ect ifie r  w it act iv e - ca pacit ive loa d.           Figure  6. V oltage  of the  powe s upply net work (a nd of t he  l oad) a nd loa c urren t i the  a bse nce  of an  S A PF.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 12 , N o.   1 Ma rch  20 21   :   304     313   310       Figure  7. Loa d v oltage a nd lo ad  c urren with  SAPF  on.           Figure  8. Re su l ts of the  operat ion   of the  S APF with  no n - li ne ar lo a d       3.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   The  res ults  of  the   co mputer   simulat io ha ve  bee c onfir med   ex pe rime ntall y.   The   c orres pondin os ci ll ograms  a re  sho wn   in  Figure  a nd  Fig ur 10.  Th cu rr e nt  in  Fig ur an Fig ure  10  was  monit ored  wit h   100:  c urre nt   prob e .   T he  re su lt of  the   ex per ime ntal  stu dy  co nf i rm  t he   res ults  obta ine f r om   t he  c omp uter  simulat ion.   Fi gure  11  s how the  os ci ll ogr ams  wit s ub s ta ntial ly  nonli near  loa d - AC  regulat or  with   phase   co nt ro l.         (a)     (b)     Figure  9. Re su l ts at  acti ve - in duct ive lo ad:  ( a )   load  volt age  a nd loa c urren t  w it hout  SAPF ( b )   loa d v oltage  and loa c urre nt w it h S AP F   on.   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       Study  of the   op eratio n of the  outp ut fi lt er o f a  sin gle - p hase s eri es a ct iv powe r fi lt er ( Mi hail  An tc hev )   311     (a)     (b)     Figure  10. Res ults at  no nlinea loa d - bri dge r ect ifie with  RC  load ( a )   loa d vo lt age  and  load cu rr e nt  without  SA P F;  ( b )   loa d v oltage a nd lo ad  c urren with  SAPF  on             Figure  1 1 . Res ults at  no nlinea loa d - AC  regu la tor wit h ph as e co ntr ol ( a )   load  volt age  an loa c urre nt  without S APF;   ( b )   l oad volt ag e an loa c urr ent w it h   S AP F   on       4.   C O NC L US I O NS   The  co ntri bu ti on   of   t his  stu dy  is:   1)   Deter minin g   the  value  of  the  c urr ent  of   t he  hi gher  harmo nic  thr ough  the   ca pacit or  of  t he  ou t pu t   filt er - e xpressi on  (6)  a nd  Fi gure   4.   2 D et ermi ning   t he  volt age  rip ple  on  the  capaci to dep e ndin on  it value  an s witc hing  f requ ency - e xpressio ( 14).   3 )   O this  basis  offe rin a   method ology f or d esi gn i ng th e outp ut     filt er.   The  res ults  pr esented   in  t his   arti cl make   it   po ssi ble  to   determi ne  the   par a m et ers  of  the  outp ut   capaci tor   as   w el as  t he  outp ut  i nductance   of  a   series   act i ve  pow er   filt er   wit hyste resi c on t ro l.   T he   resu lt wer c onfir me by  c ompu te simulat io a nd   e xperime nt al   te sti ng   an sh ow  s uffici ent   f or   the  pra ct ic a l   pur po ses   acc uracy       ACKN OWLE DGE MENTS   The  a uthor/s  w ou l li ke  to   tha nk   t he  Re sea rc a nd   De velo pme nt  Sect or   at   the  Tech nical   Un i ver sit y - So fia  for t he financial  s upport .       REFERE NCE S     [1]   Akagi  H.,   “Ne Tre nds  in  Act ive  Filt ers  for  Pow er  Condit ioni ng ,   IEE Tr ans.  On  Indus. ,   vol .   32,   no.   6,   pp .   1312 - 1322,   1996 .   [2]   Akagi  H.,   “Mode rn  activ filte rs  and  tra d it ion al   passive  filter s,”   Bulletin  of  t he  Polish  Ac ad emy   of  S ci en ce s ,   Techni ca Sc ie n c es,   vol .   54 ,   no .   3 ,   pp .   255 269 ,   2 006.   [3]   Antche v   M.,  “C la ss ic a and   re cent  aspe ct s   of   a ctive   power   filters   for   power   qua lity  im prove me nt , ”  C lassical  and  Re c ent   Aspects  on  Powe S ystem Optimizati on ,   Aca d emic  Pr ess,  Еl sev ie r ,   p ISBN 9780128124413,   eISBN:   97801281 24420,   2018.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 12 , N o.   1 Ma rch  20 21   :   304     313   312   [4]   Huann - keng  Chi ang ,   Bor - r en  Li n Kuan - wei  Wu ,   Serie a ct iv p ower  fil t er  for  c urre nt  har moni c   and  loa vo lt ag e   com pensa ti on,   Proceedi ngs   of  th TENCON   2005 - IEE E   Re g ion  10  Co nfe renc e DO I:   10. 1109/TENCO N.2005. 300889    [5]   Bira j Prasad   N aya k ,   Anim esh  Shaw ,   R educ t i on  of  h arm oni c and  vo lt ag s ag  co mpe nsa ti o by  ser ie ac t i ve   power  fil t er ,   Pr oce ed ings  of  the  2017  Inte rnatio nal  Confe ren ce   on  Data  Manage ment,   Analytics  and  Innov ati on   (ICDMAI) DO I:   10. 1109/ICDM AI.2017. 807348   [6]   Barr ero   F. ,   S.  Marti ne z,   F.   Ye ves  and  P.M.  Marti ne z,   “Ac tive  Pow er  Filt er for  Li ne  Con dit ioni ng Cr itical   Eva lu at ion ,   IE EE   Tr ansacti ons   on  Pow er  Del ivery ,   vo l. 15, no.  1,   pp .   319 - 325 ,   2000.   [7]   Bor_Ren  L .   and   Y. - L .   Hou,  “Si ngle - phase   Int eg rat ed   Pow er  Qu al it y   Comp ensa t or  Based   on   Ca pac i tor - Clamped   Configura ti on ,   IEE E   Tr ansacti o ns on  Industrial Elect ronics ,   vol .   49,   no.   1,   pp.   1 73 - 185,   2002 .   [8]   Chen  G.,   Zh .   Lu ,   Zh.   Qi an  and  F .   Zh.   Peng ,   “A  New  Seria Hybr id  Acti v Pow er  Filt er  Us ing  Con trol la b le   Curr ent  Source ,   IE EE 3 3 rd   Annual, PES C ,   vol .   1 ,   pp .   36 4 - 368,   2002 .   [9]   Darwish  M.K,  Single - Chip   Inv ert er   for   Acti v e   Filt ers,”  El e ct ro nic Let te rs   26 th   September ,   vo l.  38,   no.   20 ,   pp .   1159 - 1160,   200 2.   [10]   Pan  Z . ,   F.Z   Pen and   S.  Wa ng ,   “Power  Fa ct or   Corre ction  Us in a   Seri es  Act iv Fil te r ,   IEEE   Tr ansacti ons.  on   Powe r E le c troni cs ,   vol .   20 ,   no .   1 ,   pp .   148 - 153 ,   2 005.   [11]   Chang  G.W.  a nd  T. - Ch .   Shee n,   “A  Comp ar at iv Study  of   Acti ve  Pow er   Filt er  R efe r en ce   Comp ensa ti o Approac hes, ”  P ower  Engi n ee rin Society Summe r Me eting ,   IE EE,  pp .   1017 - 1021 ,   vol. 2, 2002.   [12]   Herna ndez  C. ,   N.  Varque and   Card ena s,   Slidi ng  Mode   C ontrol   for   S i ngle   Phase   Act i ve  Pow er  Fil te r ,”  Powe r E le c troni cs  Congress CI EP   98 .   VI  I EE E   Inte rnational ,   pp .   171 - 176 ,   1998 .   [13]   Jain  S.K. ,   P.   A gra wal  and   H.O.  Gupt a,  “Fuzz y   Logic  Con trol l ed  Shunt   Acti v e   Pow er  Filt er   fo Pow er  Qual it y   Improve m ent , ”  I EE   Proceedi ngs  El e ct ri c   Pow er  Appl ic a ti ons ,   vo l.   149 ,   no .   5 ,   pp .   317 - 328,   2002 .   [14]   La xmi  A.   J.,  G.   T.   R .   D as  and   K.   U.  R ao,  Rol o PI  and   Fuzzy   Control le r   in   Un ifi ed   Pow er  Qua li ty   Condit ion er,”  AR PN   Journal  o Eng ine ering   an Applied  S cienc es ,   vol .   2 ,   no .   2 ,   pp.   1 10 ,   2007 .   [15]   La Li,  Ha Che n,   and   Xiaox ia  Cao,   “De adb eat  Control   Te chn iq ue  Appli ed  to  A ct iv Pow er  Fi lter,   Informati cs  in  Control,   Au tomati on  and  Robo ti cs ,   Spring er,  v ol.   2 ,   pp.   75 - 83 2019,   DOI   htt ps:// do i . org/10 . 1007/978 - 3 - 642 - 25992 - 0_10 .   [16]   Gela Zhu   Ga ng  Wa ng  D.  H ua  ,   “Sli ding  m ode  cont ro with   var ia b le   stru ct u re  of  seri es  acti ve  power  fi lt er ,   Proce ed inc s   of   th e   2009   IE EE  Powe r   &   En ergy   Socie ty  Gene ral   M ee t ing Ca lga ry ,   C ana d a,  DO I:   10. 1109/PES.20 09. 5275325   [17]   Fan,   X.,  Zha ng ,   D.,   Sun,  Q. ,   et   a l. ,   “Hyster esis  Curre nt  Contro S tra t egy  for  Three - phase   Thre e - wire   Act ive   Pow e Filt er ,   Aut omat i on  of El e ct ri Po wer  Syste m ,   vol . 31,   no .   18 ,   pp .   5 7 60,   2007 .   [18]   Antche M . H.,  M.P.  Petkov a,  A.T .   Kos tov,   Hys te resis - cur re nt  con trol  of  sin gle - phase   shunt  ac t ive  power  f il t er   using f req uen cy li mitation ,   Proc ee dings o th e co nfe renc e   PE 20 07 ,   Cl ea nwa te r ,   US A,  pp.   23 4 - 2 38,   2007 .   [19]   Jianc heng   Song   Fe iya n   T ia n   Yunguang  Gao   L ij un   Zh eng  ,   com posi te  cur ren t   cont ro l   met hod  of   th three   phase   shunt  act ive   power   fi lt e r ,   Proceedi ngs   of  the  2016  I EE E   2nd  Annu al  South ern  Po wer  Elec troni cs  Confe renc (S P EC)   Auckl and,  New Z e al and ,   D OI:   10. 1109/SP EC. 2016. 784601 7     [20]   You - hua  Jiang   Yong - wei  C hen ,   N eur al   Network  Contr ol  Techni ques  of  Hybrid  Active  Pow er  Filt e r,   Proce ed ings  of   the   2009  Inte r nati onal  Con fe r enc e   on  Artifi cial  Intelli g ence  and  Computati o nal  Intelli g ence ,   Shanghai ,   China,  DO I:   10 . 1109/ AICI.2009. 296    [21]   El mitwall A . ,   S .   Abdelka d er  an M.  El - Kat eb,   Neura Network  Control le Three - Phase  Four - W ire   Shunt  Act ive  Pow er  Filt er ,   I EE   Proceedi ngs  Gene ration  Tr an sm ission and  Distributi on ,   vol. 1 47,   no .   2 ,   pp .   87 - 92,   2000 .   [22]     B.   Gonz at t S.   C.   Ferre ira   Ca rlos  H.  da  Silv L .   E.  Borges  d Silva   G.  La m ber t - Torr es  L .   G.,   “Fer n an PLL - le ss   con trol  str at egy   app li ed   t Hybrid   Acti v Ser ie Pow er   Filt er,”   Proceedi ngs  o the    10th   IE EE /I A Inte rnational   Co nfe renc on   Indu stry  Applications ,   Forta leza ,   Bra z il , DOI 10 . 1109/ IND US C ON . 20 12. 6453300    [23]   Jingyang  Fang  Guochun  Xiao  Xu  Yang  Yi  Tang  ,   “Pa ramet er   Design  of  Nov el   Seri es - Para l lel - Resonant   LCL   Filt er   for   Single - Phase  Half - Br id ge  Ac ti ve   Pow er   Filt ers ,   I EE E   T rans act ions  on   P ower  Elec tronic s ,   vo l.  32,   no .   1 2017,   DO I:   10 . 1 109/T PEL . 2016. 2532961     [24]   Plat ek ,   T . ,   “Ana lysis  of  Rippl e   Curre nt  in  the   Capa c it ors  of  A ct iv Pow er  Filt ers, ”  Ene rgies ,   vol.   12 ,   no.   449 3,   2019 .   [25]   Copper  Deve lop me nt  As soci at io n,   Volt age   Dist urba nce s,   Stand ard   EN50160 - V olt ag Char ac t er isti cs  in   Public  Distribut ion   Sys te m,  from   htt ps: // copp e ral lianc e. org . uk/ uploa ds/2018/03 /542 - standa rd - en - 50160 - volt ag e - cha ra cteri sti cs - i n. pdf .   [26]   Schnei der   Elec tr ic   SA ,   Harm oni c   mi t igation, Solu ti on  Handbook ,   June,   2009 .           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       Study  of the   op eratio n of the  outp ut fi lt er o f a  sin gle - p hase s eri es a ct iv powe r fi lt er ( Mi hail  An tc hev )   313   BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS       Mi hail   An tche v ,   was  born   in   Sofia,  Bulg ari a ,   i 1955.   He  awa rde Maste d eg ree   at  T ec hni cal  Univer sity    Sof ia ,   Bu lga r ia ,   Fac ult of  Rad ioele ct roni cs,   in  198 1.   Th PhD   deg ree   r ec e ive in  1990  in   Industri al   elec tron ic at  Te chn ic a Univ e rsity    Sofia.  Th Ds d egr e r ecei ved   in   2010  in  El e cro nic   converte rs  at   Techni c al   Univer si ty    Sofia.   He  is  P rofe ss or  in  Powe elec tron ic s,   Facul ty   of   el e ct r onic  eng ine er ing   and   technolog ies ,   T ec hn ical   Uni ver sity     Sofia .   He  works   in   th e   fie ld   of  power   e le c troni c   conv erters  with  im prov ed  en erg indi c a tors,   as  w el l   as  of  dynami and  cont rol   sys te o power elect ron ic   conve rt ers.   E - ma il:  ant ch ev@t u - sofia. bg         Van jo  G o u r g o u l i t s o v was  bo rn  in  Vidin,  B ulga ri a,   in  195 1.   He  gra du ate in  Polytechnic   Instit ute  of   Donetsk,   Ukr ai ne .   The   PhD   d egr e re ceive d   in   2 009  in   Industrial  e lectr oni cs  a t   Te chn ic a l   Unive rsity    Sofia .   He  is  As socia t e   p rofe ss or  at  Co llege   of   ene rg a nd  e le c tronics,  Te chn ic a l   univ ersit y     Sofia.   He   works   in   th e   field   of   power  el e ct roni cs,   d igi t al  and  mi cro pro ce ss or  t ec h nolog ie s,   mic roe lectr oni cs.     E - mail:  vtg_ot k @abv. bg       Hr isto  An tche v was  born  in  S ofia ,   Bulga r ia,  i 1981.   He   awa rde Master   deg ree   at   Techni c al  Univer sity    So fia ,   Bulga r ia   in   spec i al i za t ion  “Power  Elec tro nic s”  in   2004.   The   PhD   degr e e   rec e ive d   in   2012   in   Industri al  ele ct roni cs  a Tech nic a Univ ersit y     Sofia .   He   is   C hie f   assistant  a t   Univer sity   of  c hem i ca l   t ec hno l ogy  and   m etall u rgy.   He   works   i th f ie ld   of   d esign  of   power  el e ct roni c converter s   E - mai l:  hristo_antche v@uc tm.e d u       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.