In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we r  Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S )  V o l.  10, N o.  3, S ep 2019,  pp.  1 2 5 5 ~1 2 6 2   ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 3.pp1255-1262     1 255     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   PV  i ntegrated series active  filter for sag voltage and    harm oni c  com pe nsation      Ab de l m al ek  Mefto uhi 1 , Ot h ma ne  A bdel k halek 2 ,   A h med   A lla li 3  A b d a l l a h  B e n  A b d e l k a d er 4  To ufi k  T o u mi 5   1 , 3, 4, 5  F acu lty  of Elect rical  En g i n eerin g,   U nivers ity  o f   S c i en ces  a n d   T echno lo gy   o f  O r an  M ed   B ou d i af,   Al geri a   2  F acul t y   of  T ec hn ol ogy ,  U n i v ersity   o f  Tahri  M o h a m m e d  Bechar,   Al g eria      Ar ticle  In fo    ABSTRACT A r t i cl e hi sto r y:  Re cei v e d   Dec   2 7 , 2 018  Re vise d F e b  7, 201 9   Acc e p t e d   M a r 1 2 ,  2 019      T h e  u s e   of  lo a ds in   th e  past f ew  d ay s  is   b ecom i n g   v ast ,   g iv ing  an  a larm   s i g n a l  t o   t he power  s y s tem  an d  el ectro n i cs   e n g in eers  in  t erm s   o f pow er   quality.   Due  t o   t he  l arge  a mount   o f   n on-linear   p ower  e l e ctroni cs,   uti litie s  f r equen t l y   e x p e r i e n c e  v o l t a g e  a n d  h a r m o n i c   d i s t o r t i o n s  e v e r y  d a y .   I n  t h i s   p a per,   t he  co m b in ati on  o f   t he  S eri e s   acti v e  p o w e r  fil t er  S APF  w i t h   a   P V   so urce  is  de lib e ra te d.  T he   P V  ba se d  on   t h e   S AP F  a i ms  t o   c o mpe n sa te   v o l ta g e  dev i ati ons  o r   d is turb ances   t hat   o ccur  in  t he  s y s te m   caus e d  b y   p ower  q u a lit y   i s s u es.  T h e  p r op osed   s y s tem  co nsi s t s   o f  a  P V   s ou rce  co nn e c t e d  t o   t h e   D C  li n k  thro ug h  tw o   d c -dc  con v erters ,  th e  fi rs t   ex t r act s  t h e  m a ximum   po wer  o f   t h e   P V  source  t h ro ugh   puls e   w i t h  m o d u l a ti on  PW M  sign als  g e n e rated   f r om   t he  m a xi m u m  p o w e r  p o i n t   tracker  M P P T  co n t rol l er.  T hus ,  t h e  seco nd   c onv erte r  i s   u s e d  t o   re gu la te   t he   h ig h  v o lta ge   s id e   of  t he   c o n v e r te r  th rou g h   c lose d  con t rol   lo op s   u s i ng  F u zzy  L o g ic  C o n troll e r  FLC,   i n   ad diti on  t o   a   v o ltag e   s ou r ce  inv e rter  V S I   an d  a  s e ries  i n j ectio n   tran s f o r m e r.  D espite  o f  fl uctuati o n s   o f  the  DC  l ink   dur i ng   t h e  co m p ens a ti o n   o f   th e  need ed  e n e rgy,   M P P T  an d   c l os ed  c o n t r ol  loops   g e nerate  P WM   s ign a ls  t o  t h e  swit c hi ng  d e v i ce s   o f   d c-d c   b oo st  c o nv erters  i n   o r der  to   e xt ract  m axim um   P V  p o wer  an d  t o   m aintai n  th e  bu s  volt a ge  w ithin  i t s   l i mi ts  a nd  aro u n d   its  r e f eren ce  val u es   r esp ecti v e l y.  T h e   p ro po s ed  t opolo gy  is  si mul a ted  in  M a t l a b   S i m u l i n k  s o f t w a r e ,  w h e r e  s i m u l a t i o n   r e s u l t s  s h o w   t h a t  t h e   p r op osed   P V  bas e d  S A P F   can   e ffici ently   r edu ce  p r obl em s   o f   v o l ta g e  s a g  a n d   h a rm oni c. Key w ords:   B oost  co nver t e r   F u zzy  l og ic  c o n tr ol ler  H a rm o n ic  vo l ta ge   P hoto  v o lta ic  sys t e m  PI   c o n t rol l e r  S e ries  active  fi lt e r   Co pyr i g h t  ©  2019  Instit u t e of Advan ced E n g i neer in g a nd Sci e nce.   All rights  reserv e d .  C o rre s po n d in g Au t h or:  Abde l m alek  M eft o uh i,   D é partem ent  de  G é n ie Ele ctr i que,    F aculté  d e  l’é l ectro tec h n i q u e ,   Uni v er si té  d es S cienc e s e t   l a T ech no l o g i e   d’ O r an  M oha me d B oud ia f  ( U STO - MB) ,    BP   150 5 ,  El  M’ nao u er,   3100 0 , O ra n,  A l g e r ia  Ema i l:  a b d e l m a l e k_0 823 0@ya h o o . f r       1.   I N TR OD U C TI O N    P o w e r  supp l y   a nd  ene r g y   qua l ity  h a v e   been  c ritica l   i ss ues  in  p o w e r  system s  r ece ntly.   The  pho tov o lta ic   gene ra tor  ( P V)  c onne c t e d   t o  t h e  gri d   i s  bec o m i ng  i n cre a s i n g ly  p op u l ar   b ec ause  o f  i t s  rel i a ble  perf orma n ce  and  its  a b i l i t y  t o   g e n er ate  ene r gy  from   clea n  ener gy  r e so urce s  [ 1 ].   T h e   c o n t in uou s  out put   v o l t a g e   o f   th e   pho t o v o lt a i c  pane ls  i s  c onn e c ted  t o   a   D C  /   D C   boos t   c o n v e r ter  usi ng  a   m a xim u m  pow e r   p o i n t   t r ack i ng  co n t rol l e r   ( MP P T )  to  m axim i z e  t h e   e n erg y   p ro duce d   [ 2].  The   deve lo pm ent  of  a   m ea ns   t o   c o m p e n s a t e  f o r  d i s t u r b a n c e s  i n   t h e   di stri b u t i on  s y st e m   i s  a l so  u rge n t.   I n  th is  c ase,   t he  p h o t o vol t aic  gene ra t o rs  m ust  pro v i d e  the   ut i lit y  w i t h   a   di st orte d  c o mpe n sa t i o n   c a p acit y ,  w h ich  m a ke s  the  c u rrents   inj e c ted  /  abs o rbe d   by  the  u til ity  t o  be  s in uso i da l  [3].   T her e for e ,  t h e   com p ens a ti o n   f u n c t i o n   c a n  be   p erfo rme d   by  a n  fexi b l e  c o n t r o l  o f   d c/a c   V S C . T he   pro lifera t i o n  of  e l e ctr o n i c  e q uipm en t  pol l u t e s  e l e c tric i t y  di st r i b u t i on  ne tw orks  w ith  h a r m oni c s ,  dis t ort i n g   w a ve form s  of  v o l tage   a nd  c u rre n t .   A t   t he  s am e  time ,   t he  u ser  m o ni t o rs  t h e   i m p ac t  o f   e x cessi ve  w ar ming  a nd  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
           ISS N :   208 8- 8 6 9 4   I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 3 ,   S e p   2 019   :   1 255  –  1 2 62  1 256 a cce lera t e d  a g i n g  o n   t he  e lec t r i ca l  in sta l lat i ons  o f  t h e   e l e c tr ica l   e qu ipm e nt.   Th is  p hen o me no n  ha s  a n o t he r   in f l ue nc e  o n   t h e   oper a t i on  of   t he   a p p l i ca ti o n ;   I n  ad di tio n,   i t   h a s  a  d i re ct   i nf lu en c e   o n   t h e  su pp ly   o f   s e n s it iv e   loa d s.   F inal l y ,   t h is  h as  a n  impa ct  on  the  ele c tr ical  p ower  a vai lab l e  in   t he  i nsta l l a tio n  bec a use  the r e  is   ove r c ons um pti on  due  t o  har m onic s   [ 4,   5 ] .   T he   s e r ia l  ac ti ve  f il t er   ( SA PF )   is  u se d  a nd  i m pla n te d  be t w e e n  the   de li ver y   p o i n t   ( P C C)   a n d   t he   l oa d  to  b e   pr ote c te d.   S o  w e   c a n   s a y  tha t   t he   a c t i v e  f ilt er   s e r ies  (SAPF )   i s  a  so lu ti o n   a d ap te d  t o   t he  c om pen s a t i on  of  d is t u r b ing  v o l t a g e s ,   har m onic s   [ 6] .   I n   t h i s  stud y,   a n  S A P F   w a s  a dopt e d   a n d   m odele d  to  i m p r o ve  pow er   qual ity  i nf l u e n c e d  by  d i st ur ba nc es.   Th e  pr op ose d   s yst e m  i s   p ow er e d   by  the  P V   c o n t a i n i ng  a  c o mbi n a t i o n  o f   t w o   s er ia l   bo os ts,   shar i n g  a   com m on   D C  vo l t a g e  gen e r a te d  by   t he   P V .   T he  doc ume n t  i s   o r g an ize d   a s  fo l l ow s:  T he  c o n f i gur a t i o n  of  S A P F  pow ered  b y th e PV  will   b e  p r esen te d   in  s ect i on   2.   I t   also  h i g h lig ht s  the  r e qu i r ed  u n i ts  s uc h  as  pow e r   s o u r c e,   l i ne ar   l o a d,   S A P F   and  c ont r o l  e n g i n e er in g  a l g o r i t h m s .  The n ,  the  ma i n   r e s u lts  o f  the  sim u l a tio n,   c urr e nt   a nd  vol ta ge   w ave f or m s   a nd  TH D   analyz es  w il l   be  di scuss e d  in  s ecti o n  3.   F i na lly ,   the  doc ume n t  w ill   b e  com p l e t e d  by   th e c oncl udi ng  r e m a r k s .      2.   DESC RIPT ION SYSTEM    2. 1.   P r i n c i pl e  o f  o p e r a t i o n   The  se rial  a ct i v e  filter   is  c ou ple d   i n  series  w ith  t he   l oad.   I t   i s  r e gula t e d   i n  or der   to  r e ach  t he  d is tur b e d   a nd  e s s e n tial h a r m onic  v o lt ag e s   o f the l o a d   [ 7- 1 0 ] .   T her e fo r e ,   the  uti l i t y  w a nts t o  pr o vi de  o n l y the  ac t i ve par t   of   t he  f u n d a m e n t a l  e l e m e n t  of   t he  c ha r g in g  c u r r e nt ,   w h i c h  a v o i d s  t h e  pr ob l e m s   o f   e n er gy  po l l u t io n  a l o n g   th e   pow e r   l i n e.   I n  th is  p r o p o se d   sys t e m ,   sola r   e n er gy  is  i nte g r a te d   i n t o  the  S A PF  system   t o  ma i n ta in  i t s   c a p aci t o r  vo l t age.   T his  type  o f  con f i g u r ati on  w o r k s  bot h  in  i n t er c o n n ecte d  m ode  a nd  i n   i so la ted  mode .   F i gur e   1  show s  the  ge ne r a l b l o c k  dia g r a m  of t he  in t e g r a te d P V   S AP F   syste m .  The   m a i n  pur p o se  o f us i n g P V  in  S A P F  is:  T he  c a pac i tor  vo lta ge  m ust   be   k e p t  wi th i n   its  l i m i t s  for  stab le   a nd   c o n ti n u o u s  ope r a ti o n   o f   t h e   vo l t a g e   sour c e   in ver t e r   a nd  a l so  t o  elimi n a t e  the  d i ff i c u l t y   r elate d   t o  var i a b le DC  bus  v olta g e .           F i g u r e  1 . O v e r a l l   b lo ck  diag r am  o f  PV- S A P F      The  pr op ose d   w or k  pr e s ents  a   g r i d  c o n n ec t e d  P V   s ystem   for   r e si d e n tia l   a p p l ica t i o n.  F igu r e. 1  shows  the  t ypic a l  str u ctur e   of  a   t w o - s t a ge  s in g l e- p h a se   g r i d- c o n n e c te d  p h o to vo l t a ic  P V  syste m .   SA PF  [ 1 1 - 13 ]  i n j ect s  a   v o l t a g e  co mp o n ent   th a t   i s  c o nn ect ed   i n   s e r ies  w i t h   t he  s up p l y  v o lta ge ,   th us  o f f set t i n g  the  v o lta ge   b ends  a n d   s wells  on  the  load  s i d e.   T he  c ontro l  re sp onse   is  o f   the  or der   of   3   m s,  gua r a nt e e i ng  a   se cur e   v o lta ge   s up p l y  i n   t r a nsi e nt  c o n d iti o n s.   T he  m a i n  f u nc t i o n  of   a n  S A P F   is  t he   p r o tec t i o n  o f   s e n s iti ve  l oad s   a g ai ns t   vo l t a g e   dr ops  /   s w e lls  f r o m   the  netw o r k.   S AP F  is  l oc ate d  on  the  ba sis  of  s e n si t i ve  l o a ds.   I f   a   fa ult   o c cur s   on  o t her   li n e s,   t he  S A P F  inser t s  t h e   se r i a l   v o l ta ge   a n d   c ompe n s ates  t he   c h a r g i ng  v o lta ge  t o  t h e  def a u l t   v a lue .   T h e  mo me n t a r y   a m p l it ud e s   o f   th e   vo lt ag es   o f  t h e  t h re e   inje ct ed   ph ases  a r e   c ontr o l l e d   s o  as  t o  el im i n a t e   an y  de t r i m enta l   eff ect  o f  a   bus  f a u lt  o n   t he  c ha r g ing  v o l ta ge.       3.   MO DELL IN G OF PV   AR RA Y     A   S o lar   c e ll  is  t he  b as i c   u n i t  of  a   phot o v o lta ic   P V s ystem .   C om b i n a t i o n   o f  s o l a r  c e l l s  i n   s e r i e s  f o r m s   a   P V   p anel  o r   PV   m odul e .   T he se   m odu les  w h en  c o nnec t e d   i n  ser i es  a n d   p a r alle l  form   P V  arr a ys.  Mode ll ing  o f   P V  a rra y  has  b een  d o n e  co ns ide r i ng  si n g le   d io de  o f   P V   c ell  [14] .  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Title o f  m a n u sc ript i s  shor t  a nd cle a r, im p l i e s research res u lts (Firs t   Au th or)  1 257 I PV R P R s I d Vo lt ag e     F i gure  2. S ing l e - di ode m ode l of t he  t he ore tic a l   P V  device       F i g u r e   2:   s h o ws  t h e   e qui v a l e nt   c i r cu i t   o f   t h e   i d eal   phot ovo l t a i c  c e ll .  Th e  b a si c   eq ua t i on   w hi ch  descr i be s t h e  I-V   char acte r ist i c s of idea l   P V   ce l l   i s  give n as  [15]:     I  ,    ( 1 )     Tha t   i s     ,  ,     1  ( 2 )     Where      ,    1  ( 3 )     W h ere  IPV ,   cell: C u rre nt   g e n er ate d   by  inc i den t  l i ght .  Id: S hoc kle y  d i ode  c urr e n t  in  A ,   I0,  cel l: Revers e  s a turati on  c urre n t  o f di od e   in  A,   :   el e c t r on  c h a rg e [1 .6 02× 1 0 −1 9 ],  :   Bo lt z m a n n   co n s t a nt  [ 1 . 308× 10 −2 3   / ],   T[K ] :   tem p .of  p-n j unc t i o n   B u t pra c t i ca l l y   (1) re qui r e s a n  incl u s i on  o f  a dd iti o n al p a r am et er s as  f ollo w s :       ,     1   ( 4 )     Where   R s:                   R P :   sh unt  r esis ta nce  of  P V   device         (5 )     Ns: Num b er  o f   PV cells in ser i es.  A ll P V   a r r ay  d ata  she e t s bri n gs t he  b asic  i n f or ma t i on  ab o u t  the  P V cell such  a s:  1) T h e  nom i n a l  ope n  circ ui t v o l t a g e  V 0C, n   2) N ominal  s h o r t   c irc u i t  c urre nt ,   I sc , n     3) V ol ta ge  & c urre nt   a t m a xi m u m  pow er  point,   V mp ,  I mp   4) Ma x i m um  pea k ou t p u t   v o l t a ge,  I  ma x       3.1.   Maximum p o w er  poin t  track i n g  ( MPPT)  Ma ny  m e th ods  f or   m axim um  pow er  p o i n t   t rac k ing  MP P T   w ere   deve lo p e d   t o   al lo w  t h e  sy st e m   t o   extra c t   t he   m axim um  p ower   from  the  ph o t o v o lta ic  g ene r ator  ( P V   g enera t or).   T he   p r i nc ip le   o f  t h i s   c ontro l   alg o ri t h m  i s   t o  gener a te  d is t u rbanc e s   by  r e du cin g   o r   incre a s i n g   t he  d u t y  c y clic  D   a nd  o b s e r v e  the   effec t   on  t h e   pow er  ou t put  o f P V  ge n era t or .  The pr oble m   w ith  t h i s a l gor ithm   s u m mari z e d  wi t h  t wo  poi nt s:  a.   The  osc illa t i o n   a r oun d the  ma xi m u m   pow er  po i nt   u n d er  n o r ma l ope r a ti ng  con d i t i on s.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          IS S N : 208 8-8 6 9 4   Int J  Pow  El ec &   D ri  S yst ,  Vol .  10,  N o.   3 , Se p   2 019 : 1255 –  1 2 62  1 258 b.   The  p oor c onv e r genc e of t he  a lg ori t hm  in  t h e   ca se of a b rup t   c ha n g e s  i n te m p er ature  and / or il l umi n a t i o n .     3.2.   Al go ri thm o f  P&O  The   P & O   is  t he  s i m ples t  m e tho d   w hic h   s ens e s  t h e   P V   a rray  vol ta g e   and  t h e  cost  o f  im p l e m e n tat i o n   i s  less  and  he nc e  e a sy  t o  i m p l em ent.  T he   t i m e  com p le x i t y   o f  t h is  a lg ori t hm   i s  ver y   l e s s  bu t  o n   r e a c h i n g  ve ry  c los e   to t he  M P P   i t  d o es n’t ste p  a t t h e  M P P   and ke eps o n   p ertur b i ng i n b o t h  t he  d irec t i o n s.  A s   s how n  i n   F i g ure . 3  the  P & O   algori t hm  ope rates  b y   p e r i odic a lly   p e r tur b i n g  the   opera tin g  v o l t a ge  and  com p ar in g   it  w ith  t he  p re vi o u s  in st a n t .   I f  th e   p o w e r  di f f er ence   Δ P  and   t h e   vo l t age  d i ffe r enc e   Δ V,  both  i n   the  p o s iti ve  d i r ecti o n  the n   t h e r e   i s  an  i ncre as e  in  t he  a rr ay  v ol ta ge.   If  e ith er  t he   v o l t a ge  d iffere nce  or  t he  pow e r   di ffe re nce   is  i n  the  ne gat i ve   d ir ec t i o n   t he n  ther e   i s   a   d ec rea s e  in  t he   a rr ay  volta ge.   If  bot h  the   vol t a ge  a n d   p o w er  di ffe re nce   a r e in  t he ne g a t i v e direc t i o n  t h en t here   i s  a   i n cr ea se   i n the ar ray vo ltage . S i m i la rly  t h e ne x t   c y c le is   repe ate d   u n til t h e  Ma ximum   P o w e r Poin t is tra cke d . [ 1 6 ]      St a r t V  a n d   I   o f  P V D( K ) = D ( K ‐1) +  ∆D P o wer   =V *I       ∆P   D          ∆ P>0 ∆V>0 ∆V<   0 D ( K ) = D (K ‐1 ) +   ∆ D D(K) = D (K‐1) +  ∆D No Ye s Ye s Ye s No No     Fi g u re  3 .  A l g o r i th m   P & O       4.   SYSTE M   C ONT R OL    All  p o wer  syst em s  m u st   h a v e   a  contro l  stra t e gy  t h a t   d e s c r i b es  t he   i nter ac t i o n s  be t w een  its  p ar t s . T he  con t ro l l  strate g ie  u se d in  t h i s  wor k  ar e   P I , FLC   c ontr oll e rs.  T his  co ntr o l is  de s c r ibe d   a s fo l l o w :     4.1.   Fuz z y lo gic  co nt roller  FL C   The   co n t r o l l e r   u se d  i n   t his  p a pe r  i s   t he  F LC  i n  orde r  to  i m p ro v e  t h e  b e ha vi or  o f  the   S A PF .  The   st r u c t ure  of  a  f uzzy  c o n t ro l, show n  in t he F igure  4,  can  b e br o ken d o w n   i nt o t h re e  ma j o r   m odul e s .      De fu z z i f i e r  Ru l e   Ba s e Fu z z i f i e r   Li ng u i s t i c   In f e r e n c e In pu t s Ou t put s     F i gure   4.  F uz zy  c on tro l l e r      The   f i r s t  of  t h e se   m odu les  d e als  w i t h   t he  i np uts  of  t he   s ys t e m:   i t   is  t h e   f uzz i f i c a t i on.   I t  allow s   t o   assoc i ate   t o   e a c h   o f  t h e  act ua l   inp u t s,   by  m e a n s  of  m em bershi p  func tio ns,  a   degre e   o f  be l o n g i n g   f or  e ach  o f  t h e   fuz z y  su b se ts d efine d  over   th e   entire  spe e c h .   The   sec o n d   m odu le  c o n s i s t s  o f   t he   i nfere n ce   e ng i n e  a n d  t h e   rule   b ase.   T h i s  con s ists  o f  t h e  rule s  o f   t he   ty pe :  "If  The n "   and  w i l l   m a k e  it  p o ss ible  t o  g o   from   th e   degr ee s  be lon g i n g   t o  t h e   i n put  q ua nti tie s  to  t he   d e g re es  bel o ng ing  t o   t he   f u z z y   s ubs e t s  o f   t he  m a gnit u de  c o n tr ol .   The   in fere nce  eng i ne  w il l  al l o w  yo u  t o   g e n e r ate  a  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Title o f  m a n u sc ript i s  shor t  a nd cle a r, im p l i e s research res u lts (Firs t   Au th or)  1 259 conc l u s i o n   f r o m the i n p u ts  a nd  ac t i ve   r ule s .   I t  then calc u la t e s   t h e   d eg ree s   o f  me mb e r s h ip   o f   t h e  fu zz y   s u bset s  corr espo n d in g  t o   t he c o n t r ol   o f the   sy st e m .   F i nal l y,   t he  l a s t   mod u l e,   t he  d e - Fuz z ific a t i o n   in ter f ac e,  w ill  ma k e   it  po ssib l e  to  t ransfor m   t he   d e g r ees  of  b e l on g i n g   o f  the  f u zzy  c o m ma nd  subass em bli e s  in to  n ume r ic  m a gni t ude.  Th is  i s  the   inver s e   tra n sf orma tion   of  t he  f uzz i fica ti o n   m odu le.r u l e s   i n  the  rule  b ase  a i m s   t o  c o mp u t e  t h e  fuz z y   out pu t  fu nc t i o n s.   F inal l y ,  by  d e - f u zzi fyi n g   th e   fu z z y   ou t p u t  fun c t i o ns, we  g e t  "cri s p "  o ut put  v a lu e s .  The s e  o u t p ut s  a r e  determ ined   u sin g   t he  i n f e r ence   e ng i n e  an d  the   r ul e   base  ( if-t hen  r u l e s)  a s  fol l ow :  I F   e  AN D  ∆e,  THEN   K p   A ND  K i .   The   va r i a tion o f  K p   and K i  c o n s t an ts  d e pen d  o n (e  and ∆e). The   m e m ber s h i p   fu nc ti o n   c urve s  of  e ,  ∆e,  K p   a nd  K i   a r e   s how n  in  F igure   5   and  F igure  6,   w her e   a l l   m e m ber s hip s ’  func t i o n s  have  tr i an g u lar   sh a p e  [1 7].         (a)  (b)    F i gure   5.  M em bersh i p fu nc ti o n ,  (a) c u rves of the  i n p u t e ,   ( b)  c urve s  of  t he  i np u t   ∆ e          F i gure   6.  Mem bersh i p f u nct i o n   c urve s  o f   t he  inp u t   K p a nd K i       Th us,   the  fuzz y  su bset  f or  e   a nd  ∆e  a re  ( NL ;   N M ,  NS ,  ZE,   P S ,  P M ,   PL ).   T ab l e   1   p re se n t s  t h e  fu zzy  lo gic   con t ro l r u l e s for   the  var i ab les  K i   a n d   K p.      Ta b l e   1.  Ru l e   base  for  fuz z y  c on t r o lle r  de (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      I n  addi t i o n ,   a 3D  curve of the rela tio n be tw e e n inpu ts a nd o u t p uts of t he  F L c ont r o l l er  is  a l s o  pl o t t e d   and  show n  in F ig ure   7.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          IS S N : 208 8-8 6 9 4   Int J  Pow  El ec &   D ri  S yst ,  Vol .  10,  N o.   3 , Se p   2 019 : 1255 –  1 2 62  1 260     F i g u r e  7.   The   re lat i on  s u rfac e  betw ee n in p u ts  a nd ou t p u t   o f  F L C       5.   SIMU L A TION  R ES ULT S NAND   D I S C U SSIONS  To  c o n firm   t he  e ffect i v ene s s   of  t he  p r o pos e d   S AP F  fed  by  P V   s ys t e m  con t ro l l e d   b y  F u zzy  L og i c ,  si m u lat i ons  w e r e   deve lo pe d  i n   M A TLA B\S i m u lin k. th e   par a m e ters  w h i c h  have   b ee n  use d   i n  the  s i mu la ti on  a r e  show n  in  T ab le   2 ,in  t h ese  sim u la t i o n   w e   use  tw o  D C   D C  (b oost  c o nverter )  the  first  one  to  e xtract  t he  m axim u m   pow er   o f  the   P V   a nd  t h e   sec o n d   u sed  to  r eg u l ate d   t he  D C  v o l t a g e .t he   T ot al  Harmo n i c   Dist o r t i on  (THD)  o f th e   source   V olta ge   w as  f ound  t o   b e  33. 33%  b e f or   t he  i mplem e n t a t i o n  of  t he  S AP F - P V .  F i gur e  9  show s  the   in je cted  vo lta ge  w ave f orm e   a t  1.2  se c . aft e r  the  imp l em ent a t i on  of  t he   p r opose d   i nver t e r ,  , t he   T H D   valuei s  r e duce d   t o   2.94 %  as show s  i n   F ig ures  1 6 , F i gure1 7  an d F i gure  1 5   s ho w s  the  out pu t o f   D C vo lt a g e  of the  s eco n d   B oos t.       Tabl e 2 .  El e ct ri ca l   p a ra me t e rs  P a r a me t e r s   V a l u e   P a r amet er s   Va l u e  Sourc e   volta g e   f ré que nce   ƒ   Sourc e   volta g e  V s   Lo ad  r es i s t a n ce  R L   CF ( L C f i l t e r )   L F (LC   f i lte r)  Tr a n s f o r me r   dc -bus  c a p ac itor C  re fe r e n c e   vd c   vol t a ge   Kp ,Ki S i mul a tion re sults   Vm a x   50  H z   5. 7  v  R M S   12, 3  Ω  1  nF  9 m H   12V /230V1 k V A   2200 0uF   vdc= 75v  K p   = 7, 2- K i = 33   19. 7  V  Im a x   VO C  ISC   Irra dia tion  T e mp er at u r e   L1   C1   L2   C2   1. 83  A  27. 6  V  2. 06  A  1000  W/ m 2  25 0  c  3. 2 m H   8. 62e -05  F  1. 7e -03  H  2200e -6  F       5.1.   Ca se  o f SAG  v o l t ag e   The  sag  p h e n o m en a  was  appli e d   on  t h e  s o urce  voltage  d u r ing  t h e  p e ri od  b e tween  [1. 2 – 2 ]   second,  w hich  i s   co rrecte d   v ia  t h e   i nj ect ed   v o ltage  o f  the  SAPF   a s  s h own   in  F igure  8.  T h e   i nj ected   vo lt age  of  the   S APF  via  the  injecti o n  tran sfor mer  is  v iewed  i n   F igure   9.  C ons equently ,  the  m a g n itud e   o f  t h e  l oa d   v o l t a ge  wa s   k ep t   s t ab l e  d es pi t e  of   t h e   a p p l i e d  s a g  phenom e na  a s  illust raited  i n   F i gure  10.  Duri ng  th e  s a g   phen o m i n a ,  in  t he  D C  s i d e ,  the  DC   volt a g e   a cros s   t he  i npu t  capacitan ce  of  t he  i nverte r   was   mai n tai n ed  a rou nd  its   n omi n al  v al ue  o f  75V DC   s h o w n   in   F igu r e   11   t h r ou gh   t wo   s ta ge   D C- DC  co nver t ers   as soci ate d   w it h   the  P V   s our ce,  w he r e   t h e   f irst  c on ve r t e r   a i m s   t o  e x t r a c t  t h e   m a x i m u m   power of th e PV, and  the s e con d  is   used   t o  regulat e th e output  DC volt a ge  c o nnected  t o  th e  in v e rter.         F i g u r e   8 :  The sourc e   v olta ge  (S A G)    F i gure   9 :  The  vo l tage  I n j ecte d   ( S A G )     0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 -6 -4 -2 0 2 4 6 T i m e   ( s e c onds ) V S our c e 1. 16 1. 18 1. 2 1. 2 2 1. 2 4 1. 2 6 -5 0 5 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 -10 -5 0 5 10 T i m e   ( s e c onds ) V i njec ted 1. 16 1. 18 1. 2 1. 22 1. 2 4 -4 -2 0 2 4 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       Title o f  m a n u sc ript i s  shor t  a nd cle a r, im p l i e s research res u lts (Firs t   Au th or)  1 261   F i gur e 1 0 :  The   Loa d  v ol t a ge  ( S A G)    F i gure   1 1 : The   D C  vol ta ge  ( SA G )       5.2.   Case  o f h a rmon i c  voltage   I n   t he  s ec ond  case ,   t he  A C  pr ogram m a ble  so urc e   w a s   u sed  t o   g e n e rate  t he  5 th  o r d e r  h a r m o n i c   w i t h  t h e   ma gni tude   a nd   t he   a n g l e   p has e   o f  0.2  pu  an d   35°  r espe c tive l y.  T he  a p p l i e d   h arm onic  wer e   n ea rly  el i m i n ated   us i n g  t h e  SAPF   by  i n j e ct i ng  the  c o m p lem e ntar y  vo l t a g e  as  s een  i n  F i gur es  12  a n d   13.   T he  r egu l a t ed  v o l t a ge   at  t he  D C  side  w a s   m aint a i ne d  and  r e gula t e d   a s   se en  i n  the  fi r s t   c a se  o f  the  sa g  phe nome n a  a s   s how n   i n   F ig ures  14  an d  15.  I n  Fig u res  16  a n d  17,   b efore  the  a p plica tio n  of  t he   dist urba nc e,  t h e   t ota l   h a m rm onic s   d ist o rt io n  TH D  w a s  abo u t  33.3 3 %,   w here   a fte r   t he   c orr ecti o n  it  w a s  a bou t  2.94 % ,   w h ich  pro v i d e  impr ove d  TH D   va lu es  a nd   am eliora ted  p o w er  quali ty.         F i gure  1 2 :   The   sour ce  vo lt a g e   (H arm onic)         F i g u r e   13:  T he  injec t e d v o l t a g e  (H armonic)       F i gure  14:  T he  Loa d v o l t a g e  (H ar monic)     F i gure   1 5 : The   D C  vol ta ge  ( Ha rmonic )         F i gur e 1 6 : T h e   F F T   o f sourc e   vo l t a g e   bef o r us in g  SAPF- PV   ( Har m o n i c)     F i gure   1 7 : The   FF T of sourc e   vol ta ge  a ft e r  u si ng  SA P F - PV   ( H a r m o n i c )   0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 -6 -4 -2 0 2 4 6 Ti m e   ( s ) V L oad 0. 68 0. 7 0. 7 2 0. 7 4 0. 7 6 0. 7 8 -5 0 5     0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 70 71 72 73 74 75 76   V_ d c V_ d c r e f 1 1. 2 1. 4 1. 6 1. 8 2 74 . 2 74 . 4 74 . 6 74 . 8 75 75 . 2 75 . 4           0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 3 3. 5 4 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 Ti m e  ( s e c o n d s ) V S our c e 1. 14 1. 1 6 1. 18 1. 2 1. 2 2 1. 24 1. 2 6 1. 28 -5 0 5 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 3 3. 5 -1 0 -5 0 5 10 T i m e  ( s e c onds ) V i nj e c t e d 1. 19 1. 1 9 5 1. 2 1. 205 1. 2 1 1. 215 1. 22 -2 0 2 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 3 3. 5 4 -6 -4 -2 0 2 4 6 T i m e   ( se c o n d s) V L oa d 1. 1 5 1. 2 1. 25 1. 3 -5 0 5 0 0. 5 1 1. 5 2 2. 5 3 3. 5 4 70 71 72 73 74 75 76 77   V _dc V _dc ref 0. 8 1 1. 2 1. 4 1. 6 1. 8 2 2. 2 2. 4 73 74 75 76 77 Fr e q uenc y  (H z ) 0 2 0 0 40 0 600 8 0 0 1 00 0 0 5 10 15 20 25 F u ndament a l  ( 50Hz )  = 10 .36 , TH D=  33 .33% Ma g  ( % o f  Fun d amen t a l ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
          IS S N : 208 8-8 6 9 4   Int J  Pow  El ec &   D ri  S yst ,  Vol .  10,  N o.   3 , Se p   2 019 : 1255 –  1 2 62  1 262 6.   CONCL U S ION  I n   t h i s  pa per,   t he  d es ig n  an d  sim u l a ti on  o f   a   n ew   S AP F  system   w ich  w a s  fe d  by  a  re new a b l e   e n erg y   source   i s  pro p o se d.  T he  p r opose d   s y s t e m  als o   i nc u d es  t w o   c on ven ti on al   b oo st   c on v e rt er  t o   co mp en sat e   t he  rea c ti ve  p ow er  , ha rm oni c ,   v o l ta ge   s a g s  at  l o a d.T h e   P V   s ys tem   in c l u d e s   a n  MP P T   a l gor ithm   to  e xtr a c t   t he  ma ximum   pow er   o f  the  pa nel . the  se co nd  B o o t   w as  c on tro l l e d  by  fu z z y   l o g ic  c o n t ro ller. t h e  simu lat i on  w o rk  c a rri e d   o u t   und er  M at l a b   simu l i nk ,fro m  t h is  s i m u l a t ion  we   c an   s e e   t hat  t h e   TH D   of  t h e   s ourc e   v o lta g e   i s   reduc e d   f rom   33,3 3 %  t o   2 , 9 4%  w i t h  t h e  SA P F - P V , t he   f u t ur e  w o rk  i s  a n   e x p e r im en tal  r e su lt s  t o   c omp e r  w ith   si m u lation works.       ACKNOW LEDG E MEN T S  The   a u th ors wou l d   like   to t h a nk  t he Labora t ory of t he  S mart Gr i ds   &  Ren ew a b le Ene r g i e s   of  Béc ha r   (S G R E) ,  a nd  LD D EE,  S ustain able  D e v e l o p me nt  o f  Elec t r i c a l   E ner g y   A lg e r ia  f or  f u n d i ng  t h is  r esea rch  proj e c t .       REFE RENCES    [1]   L.  H assai n e,   E .  Olias,   J .  Quinte ro ,   an d  M .   H addad i ,   "Dig it al  p o w e r  f act or  c o n t r o l   a nd   r ea ct ive  power  r eg ul ati on  for   gri d -con nect ed  p ho tov o ltai c  in v ert e r, '"  Re n e w a bl e   En e r g y ,   v o l .  3 4 (1),   p p .   3 153 21 , 2 00 9.   [2]   I.  H o u s s a m o,  F .  Lo c m ent,  a nd  M .   S ech il ariu ,  " E xp erim en t a l  an aly s i s   o f   i mp act  o f   M PPT  m ethod s  on  energ y   ef ficien cy  f o r   phot ov oltaic  power  s y s t e ms, ' '  Int. J. Elect . Po wer E n er gy S y st . , vo l .   4 6 , pp .   9 8- 10 7,  M ar. 20 1 3 .   [3]   M.   El-Habrouk,  M .   K.   D arw i sh,  an d  P.   M ehta ,  " A ctive   power  filte rs :   Arevi e w , ''  P r oc. IE E Elect .  P o wer  Appl. ,  vol .   14 7(5 ) ,   p p .   4 03 -413 ,   S ep .  20 00 .  [4]   M .   Z adehb a gh er i, R Ild arabadi ,   M . B ag haei nejad ,   T .  S u ti kno  "A  n e w st ruc t u r e  of   d y n am ic volt a g e   r es torer based   on   asy m me t r ical -source  i nvert ers  t o   c o m pen s ate  volt a g e   d isturb ance s  in  p ower  d istr i b ut ion  ne tworks,"  Interna t ional   Jou r n a l  o f   Po we r Electr onics  and D r i ve Sys t em ( I J P ED S ) ,  v o l .  8( 1 ),  p p . 3 44 -35 9 ,   M ar 2 01 7.   [5]   A.   R a m os,   I.   N u ez  an d  V .   F eliu ,   "Li n eari s atio n   m e t hod  an d  c o n t r ol  f o r   s eri e s  acti v e  p  o w er  f ilt e r  b y   m ean s  of  pu ls ewid th  m odul ati on, "   IEE   Pr oc.-El ect r.  Powe r A ppl ., vol .  153(3),  Ma y 2006.  [6]   E. R.   R ibei ro,   1.   B arbi ,   " H armo nic  vo ltag e   r educt i o n   u sin g   a   s er i e s  act ive  filt er  u nd er  d iff e ren t   l o a d  c o ndi ti on s,"  IEEE   Tran sac t io ns  Ele c tron ic s ,   v o l .  21(5),   pp .  13 94 -1402 ,   S ep.  20 06.   [7]   G.  R am y a ,  V.  G an apath y ,  P.  S ures h,  " P o w e r  qu ali t y   im pro v em ent   u sing   m ulti- level  i n verter  b ased  D VR   a nd   DS TATCO M   u si ng  n e uro -fu zzy  c on tro l l e r, "   In tern at io nal  Jou r na l  of Po we r El ec t r o n i c s  an d  Drive Sys t em   ( I JPEDS) ,  vo l.  8 (1),   p p .   3 1 6 -3 24 ,   M ar  2 017  [8]   H.  A k a gi,  E.  W at anabe,   a n d   M .  A r edes,   "Hy b rid  and   s e ries  acti v e   f i l te rs , "   i n  I n sta n ta ne o u s  Po we r  Th e o ry  a nd  App licati o n s   t o   P o wer Con d i tio n i ng ," 1s t  ed ., New Jersey ,   W i l ey-IEEE P r es s ,  p p .  22 1-26 3,   200 7.   [9]   E.  C i p rian o   do sSan tos ,   C .  Jacob i n a ,  J.  D i a s ,   a n d   N .  Roch a,  " S i n gle-p h ase  to  t hree-phase  univ ersa l   acti v e  power  filter,"  IEEE Trans. P o wer  Del. ,  v o l.   26(3),   pp .  13 61 -1371 ,   J ul  2 01 1.  [10]   H.  A kagi,  and  K .   I sozaki,   " A  hybr id  act ive  filter  f o r  a  threep  hase1 2 -p ul se  d io de  r ectifi e r  u s ed   a s  th e  f r o n t  end   of   a   m e di u m   v o l t a ge m o t o r   d ri ve, "   IEEE Tran s.   Po wer  Electr on. ,   vo l.   2 7 ( 1) ,   p p .   69 -7 7,  Ja n  20 1 2 .   [11]   C. Sankaran,  " Power Q u al i t y,"  CRC P r ess  LLC ,   20 02 .   [12]   S .   R avi ,   V .   M ezhuy ev,   K.   I .   A nnapo orani ,   P .   S u k u m a r,   " D e sig n   a n d  im p l em en tatio n   o f   a  mi croco n tro l l e r  based   bu c k   bo os t  co nv e r t e r as  a   s m o o t h st arter  f o r  perm anen t  mag n et  m o t or, "  In do ne sian   J o u r n a l  of   Ele c t ric a l  En gine e r in g   a n d   Co mp u t e r  Sc ie nc e , vo l . 1 (3),  pp .  56 6 -5 74 ,  Mar.2 0 1 6 .   [13]   S . Ben abid ,  O .   A bd elkh alek , "Un if ied p o wer qu alit y   cond itio ner  sup p l i ed  by  f u el c ell s y st e m  v ia  SE P IC conv erter,"  Int e rna t i o n a l  Jo u r n a l of Po wer   E l ectr onics an d  D r i ve Systems   ( I JPE D S) , v o l . 1 0 ( 1 ) , pp . 1 78 -19 4 , 2 01 8.   [14]   H. S.   R a u sch e nb ach,   "S ol ar  cell  array   desi gn  h a n d b ook .   Th e  p r i n c i p les   and  tech nol og y  of  p h o to vo lt aic   energ y   co nv ersi o n ," New York , N.Y.:   Van   Nostr a n d  R e in hol d P r i n t , 19 8 0.  [15]   M.G . V illai v a,   J . R   G az ol i ,   E   R u p pert,   " M odel ling  and  ci rcuit   ba s ed  s im ulation  o f   pho to volt a ic  a rrays , "  Br a z il l i an  Jou r n a l o f   Po we r  Electr onics ,  vol  14(1 ) ,   p p .   35-45,   2 0 09.   [16]   T.   C ha i t a n y a ,   Ch .  Sa iba b u,   J .Sury a   K uma r i,   " Mo de lin g   a n d   si mu la ti on  o f   P V  array  an d  its  p erf o rm a n ce  en han cem en t  us in g   MPPT  ( P&O )   t echni qu e, "   In tern a tio na l Jo ur na l o f   Comp uter  Science  &  C o mmunica t ion   Ne tworks ,   vo l  1( 1),   S e p-O c t  2 011 .  [17]   A.  B en   a bd elk a der  O.  A b d elk h a l ek  a n d   A .  Allali.,   " E xp e r im ent a l  v a lid ati on  o f   s ingl e   phas e   s eri e s  act ive  p o w e r  fil t er  us in g  f u zzy  c ontrol   t echni qu e, "  Int e rn atio na l  Jo ur nal  of Po wer  Elect ron i cs  a nd  Dr ive  Syst ems   ( I J P EDS) ,  vo l .   9 (2) ,   pp .   5 91-6 0 1 ,   2 0 1 8.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.