I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv e  Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   9 ,   No .   1 ,  Ma r ch   2 0 1 8 ,   p p .   198 ~ 209   I SS N:  2088 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v 9 . i1 . pp 1 9 8 - 209          198       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JP E DS   A New  St ructu re  o f  the  Nine  Lev el  Inv erte r Us ed as   Active  Po w er F ilter  w ith  a  Reduc ed Nu m b er of Sw iches       F et hi Cho ua f 1 ,  Sa la h   S aad 2   1 De p a rtme n t  o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   Un iv e rsity   o f   M o h a m e d   Ch e rif   M e ss a d ia,  S o u k - A h ra s,  A lg e r ia   2 De p a rtme n t  o f   El e c tro m e c a n ica l,   Un iv e rsity   Ba d ji - M o k h tar,  A n n a b a ,   A lg e ria       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   28 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Dec   9 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Dec   27 ,   2 0 1 7       In   th e   sc o p e   o f   th is  w o rk ,   a   n e w   stru c tu re   o f   th e   n i n e   lev e l  in v e rter  is  p ro p o se d   u sin g   a   re d u c e d   n u m b e r  o f   p o w e r  s w it c h e s.  T h is  in v e rter  is  u se d   a s  a   sh u n t  a c ti v e   p o w e r  f il ter  to   c o m p e n sa te  h a r m o n ic  c u rre n ts  a n d   th e   re a c ti v e   p o w e r.   T h e   m o d e li n g   a n d   si m u lat io n   o f   th e   p ro p o se d   m o d e l  w e r e   c a rried   o u t   in   M a tl a b / S im u li n k   e n v iro n m e n t.   T h e   sim u latio n   re su lt s  sh o w   th a t  th e   f il terin g   p e rf o r m a n c e s  w e re   a c h iev e d   d e sp it e   th e   re d u c ti o n   o f   th e   s w it c h e s   n u m b e r.   It  w a s  f o u n d   th a t  t h e   c u rre n t  w a v e f o rm   b e c o m e s  p u re ly   sin u so i d a l   w it h   a   r e d u c ti o n   i n   th e   h a rm o n ic  d isto r ti o n   ra te  (T HD )  to   2 . 6 8 % .   T h is  im p li e s  g o o d   c o m p e n sa ti o n   o f   b o th   h a rm o n ics   a n d   re a c ti v e   p o we r  w it h   a   p o w e r  f a c to r  c lo se r   to   u n it y .   Re d u c in g   th e   s w it c h e s  n u m b e r  a ll o ws   re d u c in g   th e   sw it c h in g   lo ss e s  a n d   l o w e rin g   th e   d u ra ti o n   o f   th e   a p p li e d   v o lt a g e   su p p o rted   b y   th e   se m ico n d u c to rs .   T h e   p ro p o se d   to p o lo g y   a lso   a ll o w s  to   g e t   sim p le stru c tu re   o f   th e   in v e rter w i th   a   re d u c e d   c o st.   K ey w o r d :   A cti v e  p o w er   f ilter     Har m o n ic s     Mu ltil e v el  i n v er ter     P DP W M   co n tr o l   P o w er   S w i tch e s   Co p y rig h t  ©   201 8  In s t it u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   C h o u af   Feth i,    Dep ar t m en t o f   E lectr ical  en g i n ee r in g ,   Un i v er s it y   o f   Mo h a m ed   C h er i f   Me s s ad ia,   So u k Ah r as,  A l g er ia.   E m ail:  f et h i_ b c@ y a h o o . f r       1.   I NT RO D UCT I O N     T h e   in ev i tab le  u s e  o f   co n tr o l  s y s te m s ,   i n cl u d in g   s tatic   p o w er   co n v er ter s   b ased   o n   elec tr o n ic   co m p o n e n t s ,   ca n   lead s   to   a  s e r io u s   p r o b le m   o f   elec tr ical  n e t w o r k   p o llu tio n   [ 1 ] .   T h er ef o r e,   a  d eg r ad atio n   i n   th e  elec tr ical  p o w er   q u ali t y   a p p ea r s   in   lo w   q u ali t y   o f   o u t p u t  v o lta g e  w i th   h i g h   h ar m o n ic  d is to r tio n ,   h i g h   elec tr o m ag n etic  i n d u cti v e  e f f ec ts ,   h ig h   s w i tch i n g   f r e q u en c y   a n d   v o lta g e  s tr e s s   ap p lied   o n   th e   s w itc h es [ 2 ] - [ 3 ] .   Mu ltil e v el  in v er ter s   ar e  co n s i d er ed   as  an   ef f ic ien t   s o lu tio n   to   o v er co m e  t h e  p r o b le m   o f   elec tr ical   n et w o r k   p o ll u tio n   [ 4 ] - [ 5 ] .   R e ce n tl y ,   th e y   ar e  b ei n g   ex te n s i v el y   u s ed   in   s e v er al  ap p licati o n   ar ea s   o f   m ed i u m   an d   h i g h   p o w er .   T h e y   h a v e  a  s ig n i f ica n t  ad v a n ta g es  in   m o s t   elec tr ical  s y s te m s   s u c h   as  AC   m ac h in e s   co n tr o l,   r en e w ab le  e n er g y   co n v er ter s   an d   u s ed   i n   t h e   elec tr ical  p o wer   q u alit y   i m p r o v e m en t  [ 6] - [ 7 ]   in   o r d er   to   r ed u ce   th e  co m m o n   m o d e  v o lta g e,   m i n i m ize  t h e  v o lta g e  s tr e s s   o n   p o w er   s w itch e s   a n d   to   s u p p ly   lo w er   h ar m o n ic  co m p o n e n t s   in   o u tp u t  v o ltag e  an d   cu r r en t .   Sev er al  to p o lo g ies  o f   m u l tile v el  in v er ter s   h av e  b ee n   p r o p o s ed   an d   ap p lied   in   v ar io u s   f iel d s   [ 8 ] .   T h e   m o s t  k n o w n   ar e:  Ne u tr al  P o in t  C la m p ed   ( NP C )   in v er ter s ,   Mu ltip le  P o in t  C la m p ed   ( MP C )   in v er ter s   th e   Fl y i n g   C ap ac ito r s   ( C F)  in v er t er   [ 9 ]   an d   th e  b r id g e  ca s ca d e  H - b r id g e  i n v er ter   [ 1 0 ] - [ 1 1 ] .   T h ese   co n v e n tio n a l   to p o lo g ies  r eq u ir e  a  lar g e  n u m b er   o f   p o w er   s w itch e s   to   a ch iev e  a  g o o d   o u tp u t  v o ltag e   q u alit y   w it h   a  h i g h   n u m b er   o f   v o lta g e  le v els [ 1 2 ] - [ 1 3 ] .   R esear ch   ac ti v ities   in   th is   f ield   s h o w   t h at  a s   t h e  n u m b er   o f   lev el s   i n cr ea s e,   t h e  n u m b er   o f   s e m ico n d u cto r   s w itc h e s   is   i n c r ea s ed   [ 1 4 ] .   T h er ef o r e,   th e  lar g e  n u m b er   o f   p o w er   s w itc h e s   p r o v o k e  a  cr o w d i n g   in   t h e  c ir cu it,  d i f f ic u lt y   i n   s w itc h e s   co n tr o l,  co n s id er ab le  en er g y   lo s s e s   a n d   a  h i g h   in v est m e n t  co s t  [ 1 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   N ew S tr u ctu r e  o f th e  N in e  L ev el  I n ve r ter Used   a s   A ctive   P o w er F ilter   w ith   a . . .   ( F eth i Ch o u a f )   199   T h ese  d r a w b ac k s   attr ac ted   t h e  atte n tio n   o f   r esear c h er s   an d   b ec o m i n g   a  c h alle n g e   t o   th e  s cie n tis t s   f o r   d ev elo p in g   o t h er   to p o lo g ies  b y   r ed u c in g   t h e  s w itc h es  n u m b er   a n d   m ain ta in i n g   t h e  q u alit y   o f   t h e  o u tp u t   v o ltag e  [ 1 6 ] - [ 1 7 ] .     C o n v e n tio n al  n i n e  le v el  i n v e r ter   r eq u ir es  s i x teen   s w i tch e s   an d   th r ee   DC   s o u r ce s   s e p ar atel y   [ 1 8 ] .   A   r ed u ctio n   in   t h e  n u m b er   o f   s e m ico n d u cto r   s w itc h es  f o r   th e  n in e  le v el  ca s ca d ed   m u ltil e v el  in v er ter   h a s   b ee n   r ep o r ted   in   R ef er e n ce   [ 1 9 ]   u s i n g   t w el v e  s w itc h es.  T h e  n u m b er   o f   p o w er   s w i tch e s   f o r   th e   n i n e  le v el  i n v er ter   h as  b ee n   m o r e  r ed u ce d   to   te n   s w itc h es.  K n o w in g   th at  t h i s   in v er ter   h a s   b ee n   u s ed   f o r   p o w er   s u p p l y   AC   m o to r s   [ 2 0 ] .   I n   th e  s co p e  o f   th i s   w o r k ,   a  n i n e  lev e l  ten - s w itc h   M L I   to p o lo g y   i s   p r o p o s ed .   T h is   in v er ter   is   u s ed   as   a  s h u n t  ac ti v e  p o w er   f il ter   to   co m p en s a te  h ar m o n ic   cu r r en ts   g e n er a ted   b y   n o n l in ea r   lo a d s   an d   at  t h e  s a m e   ti m e  to   co m p e n s ate  t h e  r ea ctiv e  p o w er .   T h e  p r o p o s ed   to p o l o g y   co n s i s ts   o f   f o u r   DC   s o u r c es   an d   b u ilt  o f   th r ee   id en tical  s tr u ct u r es,  ea ch   o n e  is   p lace d   o n   a  s ep ar ate  p h ases   w ith   a  r ed u ce d   n u m b er   o f   p o w er   s w itc h es  ( 3 0   I GB T )   r elativ e  to   co n v en tio n a l  s y s te m s   ( 4 8   I GB T ) .   T h e  ac ti v e  f ilter   co n tr o l  u s ed   in   t h is   s t u d y   i s   d i v id ed   in to   t w o   p ar ts .   T h e  f ir s t  d ea ls   w it h   t h e  h ar m o n ic   is o lato r   b ased   o n   th e   in s ta n tan eo u s   p o w er   t h eo r y   ( pq   th eo r y ) ,   [ 2 1 ] - [ 2 2 ]   in   o r d er   to   ex tr ac t  h ar m o n ic  c u r r en t s .   T h e  s ec o n d   p ar t  is   d ev o ted   to   t h e  lo g ic  s i g n al s   g en er at io n   to   co n tr o l  th e  f il ter   s w itc h es  u s i n g   t h e  P u ls e  W id th   Mo d u lati o n   ( P W M)   tech n iq u e.   T h is   t y p e  o f   co n tr o l  allo w s   th e  in j ec tio n   o f   a  co m p e n s at i o n   cu r r en t  eq u al  to   t h e  r ef er e n ce   o n e  to   o b tain   a  s in u s o id al   f o r m   o f   t h e  s u p p l y   cu r r en t  i n to   th e  n et w o r k .   T h e  co n tr o l  o f   th e  DC   b u s   v o lta g e  is   p er f o r m ed   b y   a  P r o p o r t io n al  I n te g r al  ( P I )   r eg u lato r   u s ed   to   co r r ec t th e  ap p r o p r iate  er r o r   v alu e  b et w ee n   th e  r e f er en ce   a n d   th e  i n j ec ted   cu r r en ts .   T h e  s i m u latio n   te s t s   w er e  p er f o r m ed   in   Ma tlab /Si m u li n k   e n v ir o n m e n t.  T h e  r esu l ts   s h o wed   th at  th e   f ilter i n g   p er f o r m an ce s   h a v e  b ee n   w ell  i m p r o v ed   u s i n g   t h e  p r o p o s ed   n in e  lev el  M L I   to p o lo g y   w i th   te n - s w itc h .   T h is   i m p r o v e m e n t  ap p ea r s   in   th e  r e m ar k ab le  r ed u ctio n   o f   t h e  h ar m o n ic  cu r r en t s   an d   in   t h e  w a v e f o r m   o f   th e   s u p p l y   cu r r e n t  w h ic h   b ec o m e s   p u r el y   s i n u s o id al  an d   in   p h ase  w it h   th e   v o ltag e.   T h e  s i m u latio n   s h o w s   also   th at  t h e  th r ee   p h a s e  v o lta g es  h av e  th e  s a m e  a m p lit u d es.       2.   NINE   L E VE L   T E N - SW I T C H   T O P O L O G Y  D E SC RIPT I O N   T h e  lo ca tio n   o f   th e   n e w   ac ti v e  p o w er   f ilter   p r o p o s ed   in   t h is   w o r k   i s   il lu s tr ated   i n   Fi g u r e  1 .   I t  i s   p lace d   in   p ar allel  to   th e   n o n li n ea r   lo ad   an d   th e   t h r ee - p h a s e  s u p p l y   s o u r ce .   I t i s   p laca ted   a s   clo s e  as p o s s ib le  to   th e  n o n li n ea r   lo ad   in   o r d er   t o   p r ev en t  h ar m o n ics  p r o p ag a t io n   in   t h e  d is tr ib u tio n   n et w o r k   an d   g ett in g   h ig h   p o w er   q u alit y   [ 2 2 ] .           Fig u r e  1 .   T h e  p r o p o s ed   n in e  lev el  ac ti v e  p o w er   f i lter   lo ca tio n   in   th e  n et w o r k .       T h e  b lo ck   d iag r a m   o f   t h e  n in e   le v el  te n - s w itc h   i n v er t er   t o p o lo g y   is   i llu s tr ated   i n   Fig u r e  2 .   I t  is   m ai n l y   co m p o s ed   o f   th r e e  id en tical  s tr u c tu r es  b y   p h as e.   E ac h   s tr u ct u r e  is   co m p o s ed   o f   1 0   I GB T   p o w er   s w itc h es  i n s tead   to   1 6   I GB T   p o w er   s w itc h es  in   t h e  co n v e n t io n al  s y s te m   [ 2 3 ] .   T h e  DC   b u s   v o lta g e  (V DC )   ca n   g en er ate  n i n e  lev e ls ,   n a m el y :  V DC ,   V DC /2 ,   V DC /3 ,   V DC /4 ,   0 ,   - V DC /4 ,   - V DC /3 ,   - V DC /2   an d   – V DC .   T h e  V DC   v o ltag e   is   u n i f o r m l y   d is tr ib u ted   o v er   f o u r   id e n tical  ca p ac ito r s   ( C 1 ,   C 2 ,   C 3   a n d   C4 )   co n n ec ted   i n   s er ie s .   T h e  f o u r   s w itc h es  k1 ,   k2 ,   k3   an d   k4   ar e   u s ed   to   f o r m   t h e  H - b r id g e,   wh ile  th e  s w itc h es  k5 ,   k7   an d   k9   ar e  c o n n ec ted   in   s er ies  w it h   k6 ,   k8   an d   k1 0 ,   r esp ec tiv el y .   T o   m ain ta in   t h e  ze r o   lev el  at  th e  i n v er ter   o u t let,   k1   an d   k3   ar e  tu r n ed   o n   ( Fi g u r e  3 - i ) .   W h er ea s ,   k1   an d   k4   ar e  tu r n ed   o n   to   g et  V a n =V DC   o n   Fig u r e  3 - a .   T o   in v er t  th e  o u tp u t  v o ltag e  ( V a n = - V DC ) ,   k2   an d   k3   ar e  tu r n ed   o n   Fi g u r e  3 - b .   k1 ,   k7   an d   k8   ar e  s w itc h ed   o n   to   g e n e r ate  3V DC /4   o n   Fi g u r e  3 - c  a n d   k2 , k9   an d   k1 0   ar e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 8   :   198   –   2 0 9   200   s w itc h ed   o n   to   g e n er ate  – 3V DC /4   Fig u r e  3 - d .   k1 ,   k5   an d   k6   ar e  tu r n ed   o n   to   g e n er ate  V DC /2   lev el  Fi g u r e  3 - e   an d   to   o b tain   lo w er   i n v er ter   v o ltag e  - V DC /2 ,  k1 ,   k7   an d   k8   s w itc h e s   ar e  tu r n ed   o n   Fig u r e  3 - f .   T h e  V DC /4   lev el   ap p ea r s   w h e n   th e  s w i tch e s   k1 , k9   an d   k 1 0   ar e   s w itc h ed   o n   Fi g u r e  3 - g , w h er e  as  to   p r o d u ce   – V DC /4 ,   k2 ,   k7   an d   k8   ar e  tu r n ed   o n   Fig u r e  3 - h .           Fig u r e  2 .   T h e   s tr u ctu r al  d iag r a m   o f   t h e  p r o p o s ed   n in e  lev el  t en - s w itc h   I n v er ter .           Fig u r e  3 .   T h e  p o s s ib le  co n f ig u r atio n s   o f   t h e  p r o p o s ed   n in e  lev el  in v er ter .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   N ew S tr u ctu r e  o f th e  N in e  L ev el  I n ve r ter Used   a s   A ctive   P o w er F ilter   w ith   a . . .   ( F eth i Ch o u a f )   201   3.   I DE N T I F I CA T I O N  O F   T H E   H ARM O NIC CU RREN T   T o   g et  a  h ig h   f il ter in g   q u alit y ,   r ef er en ce   cu r r e n t id e n ti f icatio n   m et h o d   is   th e   m o s t e f f icie n t  tech n iq u e   u s ed   to   e x tr ac t  h ar m o n ic   cu r r en ts .   T h er e  ar e  s ev er al   alg o r it h m s   w i th   d if f er e n t  d eg r ee   o f   co m p le x it y ,   s u c h   a s   th e  tec h n iq u e   o f   i n s tan tan eo u s   p o w er s   ( P Q)   i n tr o d u ce d   b y   H.   A K A GI   to   e x tr ac t  r e f er en c e  h ar m o n ic  c u r r en t s   [ 2 4 ] - [ 2 5 ] .   T h e  C LAR K   tr a n s f o r m atio n   is   u s ed   to   co n v er t  t h e   b alan ce d   t h r ee - p h ase  v o lta g e s   ( v1 , v2 ,   v3 )   o r /an d   cu r r en ts   ( i1 ,   i2 ,   i3 )   to   t h e  b ip h ase  s y s te m   d e f i n ed   b y   co m p o n en ts   ( vα ,   vβ )   an d   ( iα ,   i β ) , r esp ec ti v el y   as   p r esen ted   b y   t h e  f o llo w in g   eq u atio n s .     [   ] = √ 2 3 [ 1 − 1 2 − 1 2 0 √ 3 2 − √ 3 2 ] [ 1 2 3 ]               ( 1 )     [   ] = √ 2 3 [ 1 − 1 2 − 1 2 0 √ 3 2 − √ 3 2 ] [ 1 2 3 ]               ( 2 )     W h er e,   α  an d   β  ax es  co in cid e  w it h   th e  r ea l  an d   i m a g i n ar y   ax es  o f   t h e  co m p lex   p lan e. T h u s ,   th e  t h r ee   p h ase  v o ltag e  a n d   cu r r en t  s y s te m   ca n   b e  ex p r ess ed   as f o llo w s :     { = + i = +                   ( 3 )     S o ,   t h e   c o m p lex   a p p a re n t  p o w e r  is g iv e n   b y :     S = ( + )   ( + )                 ( 4 )     T h e  in s ta n ta n eo u s   ac ti v e  p o wer   is   o b tain ed   b y   eq u a tio n   ( 5 )   an d   t h e  i n s ta n ta n eo u s   r ea cti v e   p o w er   i s   ca lc u lated   b y   eq u atio n   ( 6 ) .     P = ( +   )                 ( 5 )     q = j ( − )                 ( 6 )     T h e  in s ta n tan eo u s   p o w er   P   an d   q   ca n   b e  d ec o m p o s ed   in   t wo   ter m s ;  t h e  f ir s t  is   co r r esp o n d in g   to   it s   m ea n   v al u e  (   ̅ , ̅ )   an d   th e  s e co n d   ter m   i s   co r r esp o n d in g   to   th e  f l u ctu at io n   p o w er   (     ̃ ,   ̃ ) .   A   s ec o n d   o r d er   h ig h - p ass   f ilter   i s   u s ed   to   s ep ar ate  th e  p o w er   co m p o n e n ts   r el ated   to   th e  h ar m o n ic  an d   to   th e  f u n d a m e n tal.   T h e  s ep ar atio n   s ch e m e  is   ill u s tr ated   in   Fig u r e  4 .           Fig u r e  4 .   P o w er   s ep ar atio n   s h a m e.       T h e  cu to f f   f r eq u e n c y   i s   s el ec ted   d ep en d in g   o n   th e   lo ad ,   allo w i n g   t h e  p ass a g e  o f   t h e  p o w er s   h ar m o n ic  co m p o n e n t s   a n d   b lo ck   th e   p ass a g e  o f   co n ti n u o u s   co m p o n e n ts   o f   ac t iv e  a n d   r ea ctiv e  p o w er   o f   t h e   f u n d a m en ta l.  Af ter   s ep ar atin g   th e  p o w er s ,   w e  ca n   ca lc u late  th e  h ar m o n ic  an d   th e   r ea ctiv e  cu r r en t  s i m u lta n eo u s l y   f r o m   t h e  f o llo w i n g   m atr i x .       [       ] = 1 ∆ [ − ] [ 0 q   ̅ ] + [ − ] [   p   ̃ q   ̃ ]             ( 7 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 8   :   198   –   2 0 9   202       Fig u r e  5 .   I d en tif icatio n   s c h e m e  o f   th e  h ar m o n ic  a n d   r ea ctiv e   cu r r en ts .       4.   ACTI VE   F I L T E R  CO N T R O L   ST R AT E G Y   Af ter   d eter m i n i n g   o f   r ef er e n c e  cu r r en ts   b y   th e  i n s tan ta n eo u s   p o w er   tech n iq u e  th e  co n tr o l  o f   I GB T   s w itc h es  is   ca r r ied   o u t  b y   th e  co m p ar is o n   b et w ee n   r e f er en c e  cu r r en ts   ( ir ef 1 ,   ir ef 2 ,   ir ef 3 )   an d   eig h t  tr ian g u lar   ca r r ier s   u s in g   t h e  P h ase  Dis p o s itio n   P u ls e  W id t h   Mo d u lat i o n   ( P DPW M)   m et h o d   as  p r e s en ted   i n   Fi g u r e  6   [ 2 6 ] .   T h is   co m p ar is o n   w i ll  g e n er ates  lo g ic  s ig n als   to   th e   I G B T s   as  ill u s tr ated   i n   t h e  lo g ic  f lo w ch ar t  p r ese n ted   in   Fi g u r e  7 .           Fig u r e  6 .   E ig h t tr ia n g u lar   ca r r i er s   d is p o s ed   in   p h ases .       5.   DC   B US V O L T AG E   R E G U L AT I O N   I t  is   r ec o m m e n d ed   th at  th e  DC   b u s   v o lta g e  ac r o s s   t h e  c ap ac ito r s   ( C 1 ,   C 2 ,   C 3 ,   a n d   C 4 )   o f   th e   r e m ain s   co n s tan t.  T h e  r eg u lat io n   o f   DC   v o lta g e  is   n ec ess a r y   i n   o r d er   to   lim it  th e  f l u ct u atio n s   a n d   p r ev en t   s e m ico n d u cto r s   f a ilu r e.   I t  is   th er ef o r e  i m p o r tan t  to   f in d   a  co n tr o ller   w h ich   is   i n s e n s iti v e  to   p ar am eter   v ar iatio n s   an d   d is tu r b an ce s   a n d   also   ap p r o p r iate  to   p ar am eter s   clo s ed   lo o p   co n tr o l.  S w itch es   co m m u tatio n   ca n   g en er ate   f lu c tu at io n s   i n   t h e  V DC   v o ltag e,   ca p ac ito r   lo s s es  a n d   a   d ela y   in   t h e  co n tr o l  s y s te m .   Fo r   t h ese   r ea s o n s ,   t h e  p r o p esed   n in e  le v el  ac ti v e  f ilter   i s   u s ed   as  a  c o n tr o lled   r ec tif ier ,   ai m in g   to   co m p e n s ate  th e  D C   b u s   v o ltag e  v ar iatio n s   b y   tr an s f er r i n g   a   s m all  q u an tit y   o f   A C   ac ti v e  p o w er   to   th e  o t h er   s i d e  o f   th e   DC   c u r r en t   f ilter .   Fo r   th i s   p u r p o s e,   th e  co n tr o l  o f   th e  D C   b u s   v o lta g e  is   p er f o r m ed   b y   a  P r o p o r tio n al  I n te g r al  ( P I )   r eg u lato r   u s ed   to   co r r ec t th e  ap p r o p r iate  er r o r   v alu e  b et w ee n   th e  r e f er en ce   a n d   th e  i n j ec ted   cu r r en ts .   0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 -6 -4 -2 0 2 4 6 T i m e ( s ) M a g n i tu d e     p1 p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 i r e f  1   i   β   r e a c   va   va   3   i 3   r e f   i 2   r e f   i   1   r e f   b u t t e r   b u t t e r   V2   5   V3   4   V1     i3   i2   i1   v β   v α   i α   i β   p   q     p   ̃   q   ̃   1 / v 2 α +   v 2 β     ̅     i α   r e a c   i   α   h a r   i   β   h a r   i   α   r e f   i   β   r e f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   N ew S tr u ctu r e  o f th e  N in e  L ev el  I n ve r ter Used   a s   A ctive   P o w er F ilter   w ith   a . . .   ( F eth i Ch o u a f )   203       Fig u r e  7 .   L o g ic  s ig n als  g e n er atio n   f lo w c h ar t.       6.   M O DE L I N G   AN D  SI M UL AT I O N    T h e  n in e   le v el  i n v er ter   to p o lo g y   p r o p o s ed   in   t h is   w o r k   h as   b ee n   m o d eled   a s   ill u s tr ated   in   Fi g u r e  8 .   T h e  s i m u lated   m o d el  is   co m p o s ed   o f   th r ee - p h a s e  s u p p l y   s o u r ce s ,   a  p o llu ted   lo ad   an d   a  n in e  le v el  p ar allel   ac tiv e  p o w er   f il ter .   T h e  s im u latio n   is   p er f o r m ed   u s i n g   Ma tlab /Si m u li n k   en v ir o n m en t.  T h e  o b tain ed   S t a r   I r e f ,   p 1,   p 2 ,   p 3,   p 4,   p 5 ,   p 6,   p 7,   p 8.     [k 1,   k 2 ,   k   3 ,   k 4 ,   k 5,   k 6 ,   k 7,   k 8   k 9,   k 1 0  ]   =   [ 01   0  0   0   0   0   0   1   1 ]     v an = - 3 v d / 4     p 7 > I h   ≥  p 8   Y e s   No   [k 1,   k 2 ,   k   3 ,   k 4 ,   k 5,   k 6 ,   k 7,   k 8   k 9,   k 1 0  ]   =   [ 01   0  01   0   0   0   0   0 ]     v an = - v d /2     p 6 > I h   ≥  p 7   Y e s   No   [k 1,   k 2 ,   k   3 ,   k 4 ,   k 5,   k 6 ,   k 7,   k 8   k 9,   k 1 0  ]   =   [ 01   0  0   0   0   1   1   0   0 ]     v an = - v d /4     p 5 > I h   ≥  p 6   Y e s   No   [k 1,   k 2 ,   k   3 ,   k 4 ,   k 5,   k 6 ,   k 7,   k 8   k 9,   k 1 0  ]   =   [ 1   0   0   1   0   0   0   0   0   0 ]     I h   ≥  p 1   Y e s   No   [k 1,   k 2 ,   k   3 ,   k 4 ,   k 5,   k 6 ,   k 7,   k 8   k 9,   k 1 0  ]   =   [ 1   0   0   0   0   0   0   1   1   0   0 ]     v an =3 v d/ 4   p 1 > I h   ≥  p 2   Y e s   No   v an = v d   [k 1,   k 2 ,   k   3 ,   k 4 ,   k 5,   k 6 ,   k 7,   k 8   k 9,   k 1 0  ]   =   [ 1   0   0   0 1 1   0   0   0   0 ]     v an = v d /2   p 2 > I h   ≥  p 3   Y e s   No   [k 1,   k 2 ,   k   3 ,   k 4 ,   k 5,   k 6 ,   k 7,   k 8   k 9,   k 1 0  ]   =   [ 1   0   0   0   0   0   0   0   11 ]     v an = v d /4     p 3 > I h   ≥  p 4   Y e s   No   [k 1,   k 2 ,   k   3 ,   k 4 ,   k 5,   k 6 ,   k 7,   k 8   k 9,   k 1 0  ]   =   [ 1   0   10   0   0   0   0   0   0 ]     v an = 0   p 4 > I h   ≥  p 5   Y e s   No   [k 1,   k 2 ,   k   3 ,   k 4 ,   k 5,   k 6 ,   k 7,   k 8   k 9,   k 1 0  ]   =   [ 0 1 1 0   0   0   0   0   0   0 ]     v an = - v d   P 8 > I h   Y e s   No   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 8   :   198   –   2 0 9   204   s i m u lat io n   r esu lts   r elate   to   th e  p h ase  ( 1 )   o f   th e  cu r r en t.  W h er ea s   th e  p h a s es  ( 2 )   an d   ( 3 )   ar e  s h if ted   b y   1 2 0 °  f r o m   ea ch   o t h er ’ s .   T h e  b lo cs d iag r a m   s i m u la tio n   p ar a m eter s   ar e  p r esen ted   in   T ab le  1 .       T ab le  1 .   Sim u latio n   p ar a m eter s .   S o u r c e   su p p l y   P o l l u t i o n   l o a d   N i n e n   l e v e l   a c t i v e   p o w e r   f i l t e r   Vs   2 2 0   V   L C - i npu t   0 . 0 0 3   H   Vd c   1 0 0 0   V   Ls   0 . 0 0 3   H   L C - out pu t   0 . 0 0 1   H   Lf   0 . 0 1   H       R C   2 0   Ω   Rf   1 0   Ω           f s  ( sw i t c h i n g   f re q u e n c y )   1 0   k H z           Fig u r e  8 .   Mo d ellin g   s tr ate g y   o f   th e  p r o p o s ed n in e  le v el  i n v er t er .       7.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N    T h e  m ai n   o p er atin g   ch ar ac ter i s tics   o f   t h e  s h u n t  ac tiv e  p o w e r   f ilter ,   n a m el y :  t h e  s u p p l y   v o ltag e,   th e   s w itc h es  p u l s es,  o u tp u t  v o lta g e,   th e  id en ti f ied   h ar m o n ic  a n d   in j ec ted   cu r r en ts   as  w ell  a s   th e  lin e  c u r r en t  a n d   its   f r eq u e n c y   s p ec tr u m   w er e  p r esen ted   b ef o r e  an d   af ter   f il ter in g   i n   f i g u r es  9 - 15. T h e  w av ef o r m s   o f   t h ese   p ar am eter s   ar e  p r esen ted   f o r   ev alu a tio n   a n d   co m p ar is o n   s tu d y .   I n   ad d itio n ,   a ctiv e  a n d   r ea ctiv e  p o w er s   b ef o r e   an d   af ter   f ilter in g ,   as  w el l a s   t h e  s h i f t b et w ee n   t h e  cu r r en t a n d   th e  v o lta g e  s o u r ce   ar e  also   p r esen ted .       7 . 1 .    B ef o re   f ilte ring   Fig u r e  9   s h o w s   t h e  s o u r ce   v o l tag e,   lo ad   cu r r en t  a n d   lo ad   cu r r en t  s p ec tr u m   b e f o r e  f ilter i n g .   I t  is   clea r   th at  t h e  s u p p l y   v o ltag e   h a s   a   p u r e  s i n u s o id al  w a v e f o r m .   Ho w e v er ,   th e   as s o ciate d   lo ad   cu r r en t   p r esen t s   a   K1 K2 K4 K5 K6 Ls Ls Ls L C - i n p u t L C -o u tp u t Rc Rf Lf I D E N T I F I C A T I O N   M E T H O D K3 K2 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K 1 0 K1 K3 K2 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K 1 0 C1 C2 C3 C4 C1 C2 C3 C4 C1 C2 C3 C4 K3 K6 K5 K7 K8 K 1 0 K9 K4 K2 K1 K3 K6 K5 K8 K7 K 1 0 K9 K1 K3 K6 K5 K 1 0 K9 K8 K7 P W M P W M P W M [ v 1] [ v 2] [ v 3] Vc Vb Va v + - v + - v + - V1 V2 V3 I1 I2 I3 i 1   r e f i 2   r e f i 3   r e f i 3   r e f p u l s e s i 2   r e f p u l s e s i 1   r e f p u l s e s g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E g m C E [Pa 1 ] [Pa 7 ] [Pa 6 ] [Pa 5 ] [Pa 3 ] [Pc 1 ] [Pa 4 ] [Pa 2 ] [Pc 7 ] [Pc 6 ] [Pc 5 ] [Pc 3 ] [Pb 1 ] [Pb 7 ] [Pb 6 ] [Pb 5 ] [Pb 3 ] [Pb 4 ] [Pb 2 ] [Pc 4 ] [Pc 2 ] [ i 1 ] [ i 3 ] [ i 2 ] [Pc 7 ] [Pc 5 ] [Pc 3 ] [Pb 7 ] [Pb 5 ] [Pb 3 ] [Pa 7 ] [Pa 5 ] [Pa 3 ] [ V 1 ] [ V 3 ] [ V 2 ] [ i 3 ] [ i 2 ] [Pa 1 ] [Pa 6 ] [ i 1 ] [Pa 2 ] [Pa 4 ] [Pb 1 ] [Pc 1 ] [Pb 6 ] [Pc 6 ] [Pc 2 ] [Pc 4 ] [Pb 2 ] [Pb 4 ] D6 D5 D4 D3 D2 D1 i + - i + - i + -   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   N ew S tr u ctu r e  o f th e  N in e  L ev el  I n ve r ter Used   a s   A ctive   P o w er F ilter   w ith   a . . .   ( F eth i Ch o u a f )   205   d is to r tio n   in   t h e  w a v ef o r m   a s   esti m ated   b y   th e  h ar m o n ic  f r eq u en c y   s p ec tr u m   w it h   a  h ig h   h ar m o n ic  d is to r tio n   r ate  ( T HD)   o f   2 7 . 4 1 %  w h ic h   l ar g el y   e x ce ed s   th e  r ec o m m e n d ed   v alu e  ( T HD< 5 %)  [ 2 7 ] .           Fig u r e  9 .   Su p p l y   v o lta g e,   lo ad   cu r r en t a n d   lo ad   cu r r en t sp ec t r u m   ( f u n d a m e n tal)   b ef o r e  f ilte r in g .       7 . 2 .     Af t er   f ilte ring   Fig u r e  1 0   s h o w s   th e  w av e f o r m   o f   th e  i n j ec ted   cu r r en t  ( i n j ec ted   b y   t h e  p r o p o s ed   in v er te r )   an d   th e   h ar m o n ic  cu r r en t  id en t if ied   b y   th e  in s ta n ta n eo u s   p o w er   m eth o d   ( P Q) .   I t  ca n   b e  s ee n   th at  th e  r esp o n s e  ti m e  o f   th e  p r o p o s ed   n in e  lev el  in v er ter   is   v er y   s h o r t  ( ab o u t  0 . 1 4 s ) ,   w h ic h   r ef lect s   th e  r o b u s t n e s s   o f   t h e  h ar m o n ic   cu r r en t id en t if icatio n   m et h o d .   T h e  lin e  cu r r en t  an d   it s   f r eq u en c y   s p ec tr u m   a f ter   f ilter in g   ar e  illu s tr ated   in   f i g u r e  1 1 .   T h e  in j ec ted   cu r r en t  f r o m   t h e  p r o p o s ed   ac tiv e  p o w er   f ilter   m a k es  t h e  s u p p l y   cu r r e n t  w a v ef o r m   p u r e l y   s i n u s o id al.   T h e  h ar m o n ic  f r eq u en c y   s p ec tr u m   s h o w s   t h e  eli m i n atio n   o f   al m o s t  all  t h e  h ar m o n ics  w ith   an   esti m ated   T HD  o f   2 . 6 8 %.  T h is   p r esen ts   a  s ig n i f ican t  r ed u ctio n   i n   th e  T HD  v alu e  b y   ab o u t  9 0 %  in   co m p ar is o n   to   th at  b ef o r e   f ilter i n g   ( T HD= 2 7 . 4 1 %).           Fig u r e  1 0 .   I d en tif ied   h ar m o n ic   an d   in j ec ted   cu r r en ts .           Fig u r e  1 1 .   L in e  c u r r en t a n d   it s   f r eq u en c y   s p ec tr u m   a f ter   f ilte r in g .       7 . 3 .    S w it ches pul s es    Fig u r e  1 2   s h o w s   th e  p u ls e s   o f   th e  s w i tch e s   K1 ,  K2 ,  K3   an d   K4 .   A   s i g n i f ica n t  d ec r ea s e  i s   o b s er v ed   in   th e  o p en i n g   in ter v als   w it h   a n   in cr ea s e  i n   t h e  s w itc h es  clo s in g   in ter v al s .   A s   a  r es u lt,  r ed u cin g   t h e  s w itc h i n g   n u m b er   allo w s   a  d ec r ea s e  in   th e  s w itch in g   lo s s e s   w i th   a  r ed u ctio n   in   th e  d u r atio n   o f   th e  ap p lied   v o ltag e   0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 - 2 0 0 - 1 0 0 0 100 200 T i m e   ( s ) M a g n i tu d e     V o l t a g e   ( V ) c u r r e n t   ( A ) -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 20 40 60 80 100 H a r m o n i c   o r d e r   T H D =   2 7 . 4 1 % M a g   ( %   o f  F u n d a ) 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 - 4 0 - 2 0 0 20 40 T i m e ( s ) M a g n i tu d e ( A )     I h a r ( A ) I i n j ( A ) 2 4 6 8 10 12 14 0 20 40 60 80 100 120 H a r m o n i c   o r d e r T H D =   2 . 6 8 % M a g   ( % fu n d a m e n ta l ) 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 - 5 0 0 25 - 2 5 T i m e   ( s ) i1(A) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 8   :   198   –   2 0 9   206   s u p p o r ted   b y   t h e  s e m ico n d u c to r s .   T h e  r eq u ir ed   co n d itio n   t h at  t h e  s w i tch e s   ( K1 ,  K2 )   o r   ( K3 ,  K4 )   d o es  n o t  co n d u ct  th e  c u r r en t  s i m u l tan e o u s l y   is   v er if ied   to   av o id   s h o r t - cir cu i t.   Fig u r e  1 3   s h o w s   clea r l y   t h e  n in e  v o lta g e  lev el s ,   n a m el y :  1 0 0 0 V ,   7 5 0 V ,   5 0 0 V ,   2 5 0 V ,   0 V ,   - 2 5 0 V ,   - 5 0 0 V ,   - 7 5 0 V ,   - 1 0 0 0 V ,   p r o v id ed   b y   t h e  p r o p o s ed   ac tiv e  p o w e r   f ilter .   Desp ite  t h e  r ed u ce d   n u m b er   t h e  s w i tch e s ,   th e  p r o p o s ed   m o d el  ap p ea r s   a b le  to   p r o v id e  n in e  le v els o f   v o ltag e.           Fig u r e  1 2 .   Op en in g   a n d   clo s u r e  s eq u en ce s   o f   t h e  s w itc h es ( K1 ,  K2 ,  K3   an d   K4 ).         Fig u r e  1 3 .   Ou tp u t v o lta g e  s h o w i n g   th e  n i n e  lev el  o f   th e  p r o p o s ed   ML I .       7 . 3 .    P o w er   f a c t o r   T h e  r ea ctiv e  an d   ac ti v e  p o w e r   b ef o r e  an d   af ter   f ilter i n g   ar e   illu s tr ated   in   f i g u r e  1 4 .   T h e  s i m u lat io n   s h o w s   a  d r o p   in   th e  r ea cti v e  p o w er   clo s e  to   ze r o   w it h   a  r ed u ctio n   o f   ab o u t  1 8 0 0 VAR.W h il e,   th e  ac tiv e  p o w er   in cr ea s es  f r o m   2 9 0 0 W   to   a b o u t  3 9 0 0 W .   T h e  p h ase  s h i f t  b et w ee n   t h e  cu r r e n t  an d   t h e  v o lta g e  s o u r ce   i s   s h o w n   in   f ig u r e  1 5 .   I t  is   clea r   th at  co m b in i n g   b et w ee n :  t h e  id en t if i ca tio n   m et h o d ,   th e  co n tr o l  s tr ateg y   al g o r ith m   a n d   th e  p r o p o s ed   to p o lo g y   ( n i n e  l ev el  M L I )   allo w s   to   t h e  s o u r c e  cu r r en t   to   b e  in   p h ase   w it h   th e  s u p p l y   v o lta g e   w it h   a  p o w er   f ac to r   ( co s φ)   cl o s e  to   u n i t y .   Fig u r e  1 6   illu s tr ates  th e  c u r r en ts   ( i1 ,   i2 ,   i3 )   w h ich   h a v e  s i n u s o id al   w a v e f o r m s   w i th   b ala n ce d   p h ases   1 ,   2   an d   3 .   Fu r th er m o r e ,   th e  w av e f o r m s   o f   t h e  cu r r e n ts   h a v e  th e  s a m e   a m p lit u d es  w it h   th e  s a m e  f r eq u en cie s .             Fig u r e  1 4 .   R ea ctiv e  p o w er   a n d   ac tiv e   p o w er   b ef o r e  an d   af te r   f ilter in g .     0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 0 1 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 0 2 0 0 . 5 1 T i m e   ( s ) k1 0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 0 1 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 0 2 0 0 . 5 1 T i m e   (s ) k2 0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 0 1 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 0 2 0 0 . 5 1 k3 T i m e   ( s ) 0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 0 1 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 0 2 0 0 . 5 1 T i m e   ( s ) k4 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 - 1 0 0 0 - 5 0 0 0 500 1000 T i m e   ( s ) M a g n i tu d e ( V ) 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 - 1 0 0 0 0 1000 2000 3000 4000 T i m e ( s ) P Q ( W , V A R )     P ( W ) Q ( VA R ) 0 0 . 0 2 0 . 0 4 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 0 . 1 8 0 . 2 - 1 0 0 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 T i m e   ( s ) P Q ( W , V A R )     P ( W ) Q ( VA R ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i  S y s t     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       A   N ew S tr u ctu r e  o f th e  N in e  L ev el  I n ve r ter Used   a s   A ctive   P o w er F ilter   w ith   a . . .   ( F eth i Ch o u a f )   207       Fig u r e  1 5 .   P h ase  s h i f t b et w ee n   th e  c u r r en t a n d   th e  v o ltag e  s o u r ce .       Fig u r e  1 6 .   cu r r en ts   w a v ef o r m   af ter   f i lter in g .       7 . 4 .    Co m pa ra t iv e  a na ly s is   w it h pre v io us   s t ud ies    T h e  co m p ar ativ e  s t u d y   b et w e en   th e  p r o p o s ed   to p o lo g y   a n d   s o m e  p r ev io u s   to p o lo g ies  [ 2 8 ] - [ 3 0 ]   is   p r esen ted   i n   T ab le  2 .   T h e  co m p ar is o n   s h o w s   t h at  a   n in e   lev el   i n v er ter   ca n   b e  r ea liz ed   w i th   ten   I GB T   tr an s i s to r s   f o r   ea ch   p h ase.   U n li k e  co n v en t io n al  s y s te m s   s u ch   a s   NP C   an d   ca s ca d e  t y p e  in v er ter s   [ 2 9 ] [ 3 0 ]   w h ic h   r eq u ir e  s i x tee n   I GB T   tr an s i s to r s ,   th e  p r o p o s ed   n i n e - lev el  to p o lo g y   h a v i n g   les s   cr o w d ed   an d   les s   ex p en s iv e  s tr u ct u r e  w h i le  m ai n tai n in g   t h e  s y s te m   p er f o r m a n ce s .       T ab le  2 .   C o m p ar is o n   w i th   p r e v io u s   s t u d ies   R e f e r e n c e   I n v e r t e r   t y p e   S w i t c h i n g   n u m b e r / p h a se   T H D   ( %)   A r e a   o f   u se     H a d d a d   e t   a l .   [ 2 8 ]   S e v e n - l e v e l   12   2 . 2 7   S h u n t   a c t i v e   p o w e r   f i l t e r   R a j a se k a r   e t   a l .   [ 2 9 ]   N i n e - l e v e l   16   2 . 9 3   S h u n t   h y b r i d   a c t i v e   p o w e r   f i l t e r   L a d a   e t   a l .   [ 3 0 ]   N i n e - l e v e l   16   3 . 1 5   S h u n t   a c t i v e   p o w e r   f i l t e r   P r e se n t   st u d y     N i n e - l e v e l   10   2 . 6 8   S h u n t   a c t i v e   p o w e r   f i l t e r       8.   CO NCLU SI O N   I n   t h is   w o r k ,   a   n e w   s tr u ct u r e  o f   n in e   le v el  i n v er ter   is   p r o p o s ed   u s in g   ten   p o w er   s w i tch e s   b y   p h ase   in s tead   to   s i x teen   I GB T   in   th e  co n v e n tio n al  s y s te m .   T h is   i n v er ter   i s   u s ed   a s   a  s h u n t  ac t iv e  p o w er   f i lter   to   co m p e n s ate  t h e  h ar m o n ic  cu r r en ts   a n d   th e  r ea cti v e  p o w er .   T h e  s i m u la tio n   w a s   ca r r ied   o u t  in   Ma tlab /Si m u l in k   en v ir o n m en t .   Fro m   th e  r es u lts   o b tain ed   in   th e  s co p e  o f   th is   s t u d y ,   th e  f o l lo w i n g   co n clu s io n s   m a y   b e  d r a w n :   1.   T h e  cu r r en t  w a v e f o r m   b ec o m e  p u r el y   s i n u s o id al  w ith   a  r ed u ctio n   i n   th e  h ar m o n ic  d is to r ti o n   r ate  ( T HD)   f r o m   2 7 . 4 1 % to   2 . 6 8 %.   2.   R ed u ci n g   t h e  n u m b er   o f   s w itc h es r ed u ce s   s w itc h i n g   lo s s es.   3.   R ed u ci n g   t h e   s w itch in g   n u m b er   r ed u ce s   th e   d u r atio n   o f   th e  ap p lied   v o ltag e  o n   th e  s e m ico n d u cto r s .    4.   Desp ite  th e  r ed u ce d   n u m b er   o f   s w i tch e s ,   th e  p r o p o s ed   m o d el  is   ab le  to   p r o v id e  n in e  lev el  o f   v o lta g e.   5.   T h e  th r ee   cu r r en ts   o f   t h e  n et wo r k   h av e  t h e  s a m e  a m p l itu d e s   w it h   b alan ce d   p h a s es.   6.   Go o d   c o m p e n s atio n   o f   th e  h ar m o n ic s   an d   r ea ctiv e  p o w er   is   o b tain ed   w it h   a  p o w er   f ac to r   clo s er   to   u n it y   in   ac co r d an ce   w ith   I E E E   s ta n d ar d s .   7.   R ed u ci n g   th e   n u m b er   o f   p o w er   s w itch e s   allo w s   to   g et  s i m p l e  s tr u ct u r e  o f   t h e  i n v er ter   w it h   a  r ed u ce d   co s t.     RE F E R E NC E S     [ 1 ]   Ch e b a b h i  A ,   F e ll a h   M K,  A b d e lh a li m   K,  B e n k h o ris  M F .   F u z z y   lo g ic  c o n tro ll e rs  f o r  th re e   lev e ls  sh u n t  a c ti v e   p o w e r   f il ter  c o m p e n sa ted   b y   th re e - lev e l s  sta b il izin g   sp a c e   v e c to r  m o d u latio n   t o   f ix e d   s w i tch in g   f r e q u e n c y   a n d   sw it c h in g   las se s  re d u c in g   u n d e r  u n b a lan c e d   lo a d .   T h e   M e d it e rr a n e a n   J o u rn a l  o f  M e a su re me n t  a n d   C o n tr o l .   2 0 1 5 ;  1 1 ( 1 ):  3 5 7 - 3 6 6 .   [ 2 ]   Ka n n a n   R,   Ja g a b a r  S a th ik   M A ,   S e lv a m   S .   A   Ne w   S y m m e tri c   M u lt il e v e l  In v e rter  T o p o lo g y   U sin g   S in g le  a n d   Do u b le  S o u rc e   S u b - M u lt il e v e l .   In v e rters   J o u rn a l  o f  P o we r E lec tro n ics .   2 0 1 5 ;  1 5 ( 1 ):  9 6 - 1 0 5 .   [ 3 ]   Ka le  M ,   Öz d e m ir  E.   Co rrig e n d u m   to   Ha r m o n ic  a n d   re a c ti v e   p o w e r  c o m p e n sa ti o n   w it h   sh u n t   a c ti v e   p o w e r  f il ter  u n d e r  n o n - i d e a l  m a in s v o lt a g e .   El e c tric P o we r S y ste m R e se a rc h .   2 0 0 5 ;  7 4 ( 3 ):  3 6 3 - 3 7 0 .   [ 4 ]   Ba ss i  HM.   A   M o d u latio n   S c h e m e   f o r  F lo a ti n g   S o u rc e   M u lt i lev e l  In v e rter   T o p o l o g y   w it h   In c re a se d   Nu m b e r  o f   Ou tp u t  L e v e ls.  In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  E lec trica l  a n d   Co mp u ter   E n g i n e e rin g   ( IJ ECE ) .   2 0 1 6 ;  6 (5 ):   1 9 8 5 - 1 9 9 3 .   [ 5 ]   J y o th i  B,   G o p a la  Ra o   M V .   P e rf o rm a n c e   A n a l y sis  o f  3 - L e v e l  5 - P h a se   M u lt il e v e l  In v e rter   T o p o lo g ies .   In ter n a ti o n a l   J o u rn a l  o f  El e c tr ica l  a n d   C o mp u t e r E n g i n e e rin g   ( IJ ECE ) .   2 0 1 7 ;  7 ( 4 ):  1 6 9 6 - 1 7 0 5 .   [ 6 ]   Jo sé   R,   Jih - S h e n g   L ,   F a n g   Zh e n g   P .   M u lt il e v e l  In v e rters :  A   S u rv e y   o f   T o p o l o g ies ,   Co n tro ls,   a n d   A p p li c a ti o n s.  IEE E   tra n sa c ti o n s  o n   in d u stri a l  e lec tro n ics .   2 0 0 2 ;  4 9 ( 4 ):  7 2 4 - 7 3 7 .   0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 - 5 0 0 50 - 2 5 25 T i m e ( s ) M a g n i tu d e   ( A )     i2 i3 i1 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 - 2 0 0 - 1 0 0 0 100 200 T i m e   ( s ) M a g n i tu d e       i 1   ( A ) v 1 ( v ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.