In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we 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 1 5 ~1 2 2 2   ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 3.pp1215-1222          1215     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   Th ree-phase photovo ltaic grid inv erter sy stem des ign based on  PIC24F J256GB110 for di s tributed generation       Ih s a n   Jab bar Hasan 1 , Na h la  A bdul J a l il Sa lih 2 , N a dhir I b ra him  A bdulk h aleq 3   1, 2   Dep a rtm e nt   o El e c t r on ic,  Medical  Tech nical   I n s ti tute,  Midd le T echn i cal  Un i versit y ,   I raq  Dep a rt ment of  E l ect ronic Technolo gy,   Institute  o f   Technology B a g h d a d, M i ddle T echn i cal U n i vers it y, Iraq       Art i cl e In fo     ABSTRACT A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Dec   2 1 ,  2 018  Re vise d Jan  2 1 , 2019   Ac ce p t ed  M ar 4 , 2 0 19      In  r ec en years ,   t h e   d em and   f o energ y   gen e rated  b y   p ho tov o l t a i cs  h as   in creased  b ec au s e   o f   t h ch eapnes s   o f   this  e nerg y,  e s p eci ally  i n   t h Mi ddl Eas t .   T h i s   s tud y   f o c us es  o n   th des i g n   a nd   i m p lem e nt ati on  of   a   th ree-ph a s e   ph ot ov olt a ic  i n v erter  sy st em   f or  d i s t r ib u t ion   of   g enerato r   a p p l icati o n s Th e   th ree-ph a s in ve rter  u sed  i n   t h i s   st ud was   desig n ed  u sin g   G WM  10 0-0 1 X1   as  a   t h r ee-ph a s e   f u ll   b ri dg e   M O S F ET  p ac k a ge.   T h M O SF ET  f ul br id ge   o th th ree-p h as in verter  i d r iven  u s i n g   I R21 0 4   g a t e   d riv e IC,  a n d  t h e  H a l l   sen s o r of   t h e   v olt a ge  a n d   c urrent   a re  u sed  to   m easure  th AC  a nd   D vo lt age  an current T h S P WM   s ig na is  g enerated   u sin g   a   P I C24 F J 2 5 6 G B 11 as   a   m icro con t roller  a n int e rf aced  t t h e   full  b r i d g e   pack ag e.  S im ulati on  an exp e rim e nt al  r esu l ts  a re  p res e nt ed  t o   v alid ate  th e   th ree-ph a s e i nvert er des ig n .   K eyw ord s :   DG   G W 100- 01X H a ll se nsor P I C24F J2 56G B 1 1 0   Three-phase inverter SPW M   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   Ihsan  Jabbar  H asan,  D e pa rtme nt   o El e c t ron i c,  Me d ica l   T ec hn ic al  Insti t u te,     Mi ddl e   Te ch n i ca l   Un iv e r s ity , B a g hd ad , I r aq .   Em ail:  Ihsan _ h ssn@ y a h oo.co m       1.   I N TR OD U C TI O N   Th fi rst   solu ti on   t pho t ovo lt ai c   p o w e r   g en e r ati o n   i s   h o w   t o   c o n ve rt   s o l ar  r adia t i o n   e ner gy  to   elec tr ical   e nergy.   T he  p r i nc iple   o so lar   p h o t ov o lta ic   c el pow er   g en er ati o n   is  b ase d   o the   ph o t o v o l tai c   effec t ,   w h i c is  a   c onve rsi o de v i c e   t ha c o n v erts  s ol a r   r a d i a t i o n   e n e r g y  i n t o   e l e c t r i c a l  e n e r g y .  A  p l u r a l i t y   o f   suc h   d e v i c es  a re  a ssem b led   i n t o   a   p ho tov o l taic   cel a sse mbl y a n d  a  p l u r a l i t y  o f   c o m p o n e n t s  a r e   c o m b i n e d   i n t o  a  p h o t o v o l t a i c  a r r a y   a s  n e e d e d  a n d  m a t c h e d  w i t h   t h e   d e v i c e for   en er gy  st ora g e,   m e a surem e nt,   con t ro l,  and  in ve rter,   th ere by for m i ng  a   pho t o v o l t a ic   pow er  gene r at i on s ys t e [ 1 -7 ].   T o  m e e t   t h e   s t a t i c  a n d  d y n a m i c   r e q u i r e m e n t s  o f   t h e   l o a d  o n   t h e   d i s t ri b u t e ge ne rat i o n   s ys t e m,   t h e   three - p h ase  p h o t o vo ltai c   i n v e r ter  is  g en er ally  d e s i g ne a s   a   c l o s ed -l oop   f e e db a c k   c o n t ro syst e m a nd  th st a r t i n g   poi n t   f or  t he   a na l y s i a n d   co n t rol   o f   t he   c lose d- loo p   con t rol   sy st em  i n volv e co rre c t l y   r e f l e c t ing   th b a si c   re l a ti on sh ip  b et we en  inp u t  a nd  o utp u t   [ 8 -12 ] .   A s   s how in   F i gur 1,   t he  b as ic  p r i n c i p l e   i t h at   t he   t h r ee -pha se  phot o vol t a i c   a rra y   i n v e rt e r   i con n ec ted   t o   g ri d,  a nd  t h gene ra te d   so la r   ene r gy  is  t ransfe rre d   t o  a  D C   p o w e r   s o u r c e ,   a n d   t h e n  p a s s e d   thr o u g h   t he   D fil t er   t o   be c o m e   a al t e rna t i n c u rr ent   thr oug th in ve r t e r .   The  fu n d a m enta w a ve   i s   s i ne   w a ve w h ic i s   i n d u c t i v e l filte red  a n d   me rged  i n t t h gri d w hi c h   i n c orpora t e s   t he   c ur r e nt.  The   fre q u e nc y   and   p h ase   are   i n   p ha se   w i t the   gri d   vol tage P hotov o lta ic   g ri d -c onne c t e d   i nver t e r use   vo l t a g e   s ource   i npu and  curre n t  so u rce   ou tp u t   c o n tr ol.  The ou t p ut c u r ren t  is  co ntr o lle d usin vo lta ge c o n t r o l   [13-1 6 ].   T h e   m a i n  h a r d w a r e   o f  t h e  f u l l   s y s t e m  i n   t h i s  s t u d y   i s  a  p a r t   o f   t he   c on t r o l   s ys te m   tha t   u se P I C24F J2 56G B 1 1 0   a mic r oco n tro l   c ore   [17,   1 8],   thre e - pha se   f u l l   b ri dge   M O S F ET  m odu l e   ( G W 10 0- 01X 1)  [ 19],   a n d   IR 21 0 4   g a t e   dr ive r   I a s   a is ola t i o n   g a te  d ri v circuit  [20,  2 1].  Th e   Hal l   s en so rs  o the  vo lta ge a n d  cu r rent a re  u sed to  m e a sure  t he A and D C  v o lta ge  a n d   c urr e nt [2 2 -26] Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  3 , S e p   2 0 1 9  :   121 5   – 1 222  1 216 Th is  p a p er   i s   organ i se as   f o llow s in  S ectio 2,   a   m a t he ma t i c a mode l   o f   t he   t hr ee- p h ase   ph o t o v o l t a i in ve rter  i pr ov i d e d S e ctio 3   disc usses  the  hard w a re  c irc u i t   s truc tur e S ecti o pr esen t s   t he   si m u lat i on an d   prac t i c a l  re s ults of t h e f u ll  sy stem and  fin a l l y ,  S ect i on 5  d iscus s es th e  conc l u si on s.          F i gure   1.  T hree -phase  p ho t o v o l t a i inve rter  s ys t e     2.   MATHE M A T ICAL MODEL OF THR E E   PHASE PHOT OVO LTAIC INV E R TE R     F o t h e   d i s t r i bu te ge ner a t i o n   of  t he   t hre e -pha se   g rid,   t he  m a i t o p o l o g y   o the   t h r ee- p h ase   ph o t o v o l t a i grid-c on ne c t ed  p ow er  c i r cu it  i n verte r   i sh ow in  F i g u re   1 .   In  t he   f ig ur e,  V dc   i t h D C   v ol ta ge   ac ross  t h DC  lin ca pac i t o r,  C   i the  D C   bus  c apac ita nc e,   a nd  L C   i a   fil t er  i t h AC  s ide  be fore   b e i n g   c o n n e c t e d   t o  t h e  g r i d .  A d d i t i o n a l l y ,  V p h a ,  V p h b ,  a n d  V p h c   a r e   t he  p ha se   v ol ta ges  of  t he   t hree -pha s e   g ri d.  A c c o rdi n g   t o   F ig ure  1,   t he   t hre e -pha se   g rid  i s   a ssume t o   b sy mm etrical.  A ccording  to  K irchhoff’s  l a w the  ma them at i c al  m odel  of t he  i n v e r ter  in t he  t h r e e -pha se stat i onar coord i na te  s yste can  b expre s se d i n  (1)                    (1 )     Whe r e,    ,         a re  t he  o u t p u t   v o lta ge  o th e   outp u Le g’s  A,   B and  of  t he  th ree - p h a se  p hot ovol t a i c   in verter  re l a tiv e   to the  n e u tral  poi n t  of t h e gr i d .   ,      ar e   t he  thre e - phase  o ut p u curre nt o t h e   i nver t e r              I n   t he   t w o -p ha se  s t a ti ona r y   c oor di na te  s ys te m,  t he   g ri v o l t a g e   α β   co mp on en t   i s   c h a ng e d Wh en  pred ic ti ve  c on t r ol  i pe rform ed,   if  t he   c ha n g is  n ot   c o n s i dere d,  t he  s yste per f orm a nce   w ill   b e   af fe c t e d ,   e s p e c i a l l y   w h e n   th swi t c hi ng   fre qu en cy   i sma l l .   I f   th v a ri at i o o f   t he  g r i v o lta ge   α β  c o mpo n e n i s   con s i d ere d th c o mple xi t y   o t h co n t ro alg o ri t h will   i n c re a se In   t h e   s yn c h ro nous  r o t a tin g   co o r d i n a t e   sy st em,  t h e   d - ax i s   a nd   q -axi co mp on en t s   o f   t h t h re e-pha se   s y m m e tric  g r i a r ap pro x ima t e l co ns t a nt,  so   the  c o n t ro s t rate gy  of  t h i st u dy  is  s y n c h ro n ous.   Im plem en ted  in  a   r o t a tin c o ord i na te  s ys t e m.   A fte r   t he  d coor di na te  t r a nsform ati o n,  t he  m at he ma t i c a l   m od e l   o t h e   in vert er   i the   tw o-p h ase  syn c hro n ous  r ot a t i n g   coor di na te  s ys te can  b prese n te d i n  (2)           ( 2 )     Whe r e,          a re gr i d- co nne c t e d  cur ren t s,        a re  i nverter  bri dge  o utp u t  vo l t a ges,  and       a r e     gri d  vo l tages.   The   an g l bet w e e the  s ync hro n o u rota t i ng  c oord i na te  s ys tem   an st ati o nary  c oor d i na t e   s y s te m    2   i t h grid  f r e que nc y,    is  t he  s tar t i n an gle,   a n d     c a n   b an va l u e.   O nly  t h gr id   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N 2088- 86 94       T h re e- ph ase p h o t ov o lta ic gri d  i n v e r ter  sy ste m   desig n   b a se d on  PI C2 4FJ 2 5 6 G B 11 0 …  ( I h sa J a b b a H a sa n)   1 217 f r e que n c nee d t o   b e   de t e cted,   w h i c r e duce s   t he   c on tr o l   d i f f i cu lty Fo ea se   o f   a n aly s i s cou p l i ng   i pe r f or m e b y   ( 3 ) .           ( 3 )     I f  w e   i g n o re  t h e   i n f lu e n ce   o f   li n e  r esistan c R ,  th e   f in al math e m a t i c a l  mo d el  c an  b e obt ai n e d   in  (4 )        (4 )     A c c o r d i n to   t he  i nsta nta n e o us  pow e r   t he o r y,   i ns ta nta n e o u s   a c t i ve   p ow er   P   a nd  r e act i v pow er   Q   ou t p u t   f r o m   the   thr ee- phase   g r i d- c o nne cte d   i nver t e r   a r e   p r e se nt   i n   the   sy n c h r on ou ro t a ti ng   c oo r d in at sys t em as sho wn  i (5).        ( 5 )       3.   HARDWARE C I RCUIT   STRUCTURE  The  ma in  h ar dwa r par t   o t h c o ntro s y s t em   u ses   P I C 24FJ2 5 6 GB 1 10   a a   m i cr o c ontr o c o r e thre e-p h a s e   in ve rter  b ac k   p a c k age ,   i s o la t i o ga t e   d r i ve   c ircui t an c u rr en a n vol t a g e   s e n so rs  ( AC   a n d   DC ) .   The   P I C24F J2 56G B 1 1 0  c on t r ol un i m a in l y  com ple t es  t he  A /D  con ve r s i o n f u n c t i on  a n the pr oces si n g  of  t h e   pu lse  w i dt mod u l at i on  c o n t r o s i g n a l s.     3 . 1 .     T h e   PIC2 4 F J 256 GB 110 c o n t ro l   u n i t   The  P I C2 4F J2 56G B1 1 0   m i c r o co n t r o ller   is  t he   m ai pa r t   u sed  to   c o nt ro an d   i m pl e m e n t h th re e- pha se   i n v er te r .   T he  P I C 24F J 2 5 6 G B 1 10  i s   p r o gr a m m e usi ng  a   MP LA B   X   I DEV3 .5   s o f t w are  co mpiler  f o r   pr ogr am ming,   a nd  us i n C   la ng ua ge  [ 6] [ 9 ] [ 10]   a n d   E x p l o r er   16  ki f o r   t h micr och i p.   T he  S P W con t r o l   si gna ls t hat   ar e   ge ne r a te d by   t he   P I C 2 4 F J 1 28G A 0 1 0   m icr o con t r o l l er  ar e  use a s  i n puts   to  t he   t hr e e - p h a se   f ull   br idge   d r i v e r   cir c u i t .   T he  P I C 24F J2 5 6 G B 1 1 0   i s   s e l ec ted   be ca use   i t   i hi ghl p r ef e r r e d ,   o f f e r l o po wer  c o n s um p t i o n,   a nd  is  u se i n   i n d us tr ies   w i t h   h ig h- v o l t a g e   au t o m o ti ve  a pp l i cat i o ns.   T h e   pr ope r t ies  of   t he   m i cr oc o n t r o lle r   ar show in  T ab le   1 ,   and  t h e   Exp l or er   16  ki i pr ese n te d   i n   F igur e   2.           F i gur 2.   T he   E x p l o r e r   16  ki t   w ith  P I C24F J2 56G B 1 1 0   [ 1 8 ]     Tab l 1.   T he   p r ope r t ies  of   P I C24F J25 6 G B 1 1 0   S p ec ifi c a tion  De t a i l    D e vi c e   P IC 24F J256GB 1 1 0   N o .   o Pins  100   P r og ram   F l a s Mem o ry  ( K b y t e )   256   R A (Kby t e )   16   T i m e r   16-bit  C a pture   Input  9   Co m p a r e S t d .   P W M   9   AD D C , 3   UA RT  4   SPI  3   12C TM  2   En h a n c e d   C AN TM  2   I / P i ns  ( Ma x)( 2 )   44   Pa ck a g e   PF , P T          3. 2.     Th re e - p h ase   MOS F E T   i n v e r t er  p a c k age   F i gur e   3 pr ese n t s  the  thr e e - p hase   f u l br id g e   M O S F ET mod u l e ( G W M 1 00- 01X 1)   o b t a i ne d f r o m t h e   I X YS   c om pan y   f or   t his  s t u d y .   The  un it  ca w i t h s t a n a   m a xim u c ur r e nt   o 90A   a n d   a   m axim um  v o lta ge  o f   10 0V .   The   S P W M   s i gna ls  g e n er a t e d   u s i n g   t he   P I C 24F J2 5 6 G B 11 ar e   dr ive n   b t h dr i v cir c u it  t o   d r i ve  t h e   MO S F ET.   T he  M O S F ET  is  d r i ve b y   t h e   i n t egr a ted  c i r c u i an I R 2 1 04   m o dul e ,   w h i c h   i i s ol at e d   by    an  o pto c oup le r.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  3 , S e p   2 0 1 9  :   121 5   – 1 222  1 218     F i gure  3. Thr ee- phase  f ul l   bri dge  M O S F ET modu le  ( G W 100- 01X 1)  ]       3.3.   V ol t a ge a n d   c u rre nt  s e n sor   c i r c u i t   The   t h ree - phas e   v o l t a ge  s e n sor   circ uit  sh o w i n   F ig ure   4a  i us e d   t m e a s ur a   phase   A vo lta ge   tha t   i less  tha n   2 50  V A C.   T he   c ur rent  a c q ui sit i o n   i pe rform ed   u sin g   a   H all  sens or.   The   t h re e-pha se   H a l l   sens ors  o f   t he   i nve r t er  i F i gure  4 b   a r e   w ide l use d   i n   varia b l fre que n c sp ee c o n t ro d e vi c e s i n v e rt e r   dev i ce s,  U P S  pow er  su p p l de vice s,  a n d  pow er  grid   m o n i t o r i n g  s y st e m be c a u se o f t h e i hi gh  p re c i sio n , g ood   line a ri t y w i de  freque nc y ban d w i dt h,  f ast r e spo n se t im e,  s ma ll   s i z e ,   and  st r ong  an ti- in t e rfe renc e a b ili t y          (a)   (b)     F i gure   4.  T he  s e n s o rs:   (a)   V o l t age   se nsors a n d (b)   Current  s e n s ors      3.4.    Gate  d river   cir c u i t d e si gn   The   MO SF ET  fu ll  bri dge  o the  thre e-p h a s e   in verte r   i dri v en  b y   t he   h y b ri i n t e gra t ed  m od ul IR2 1 0 4   g a t dr iv e r   I C.   T his  dri v er  i use d   a MO S F ET  driver  w i t i n depe n d en t o   a no t h er  pow er  s up ply   b e ca use   i t   i h i gh -vo l t a g e hi gh -sp e ed   out pu c h ann e l .   T he   I R 2 1 0 4   drive   ha m a ny   a p p l ic a t ions     D C - D C ,   A C / D C ,   D C / A C  –  f o r  h i g h - p o w e r   d e n s i t y  a n d   e f f i c i e n c y  a n d   m o t o r   dr i v e   ap p l i c ati o ns  s uc as   h om app l ianc e s   a nd   LED   d riv e rs.   A   ha lf - b ridge  g a te  d river  circ u it  b ase d   o I R 21 0 4   i sh ow n   in   F igur w i t h   t w o   MOSF ET trans i s t ors.          F i gure  5. I R21 04  g a te dr i ve r c i rcu i t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N 2088- 86 94       T h re e- ph ase p h o t ov o lta ic gri d  i n v e r ter  sy ste m   desig n   b a se d on  PI C2 4FJ 2 5 6 G B 11 0 …  ( I h sa J a b b a H a sa n)   1 219 4.   S I MULAT I ON AND  PRACT ICAL R E S UL TS   Th is  s ect io n is di v ide d  i nt o tw parts :  the  f irs t   p art  d i sc u s se the MATLA B/Sim u li nk  resu l t for  the   thr e e- p h a s e   p h o t o vo lta ic   i n v e r ter ,   a nd  the   se c ond  par t   d i s c u sse the  pr act ic a l   s yste m’ hardw a r e   a nd  r e sult s.     4. 1.     Th re e - p h ase   simu l a t i on   r e s u l t s   F i gur e   pr e s e n t s   t he  f ul s y s t em   o f   the   thr e e- phase   P V   inve r t e r   w i t h   f ee db a c k   a nd  fu l l   c on t r o l .   T h is   sys t em   w a s   b ui lt  us in MA TLAB / Sim u li n k The   sim u la tio para me t e r s   a r e   V _dc = 5 00V ,   L = 0. 3mH ,   400   V A C   w it 5 0 H a nd  t h t h r e e - phase   p ow er   g r i w i t h   a   c a r r i er   f r e quency  o f   5   k H z .   F i gur e   s h o w the   sim u la t e w a v e for m of  t he  g r i d- c o n n ec te d   c u r r e nt   a n d   v ol t a ge.   The  gr i d - c onne c t e d   c ur r e nt   s in us o i d a l i t y   o f   t h e   i m p r ov ed   p redi cti v c ontro l   met hod   i h i gh   a nd   s t a ble ,   a n d   t h i n du ctanc e   v a l ue  f luc t ua t i o n   i sm all  an d   sta b le,   an the   expec t e d   c o n t rol  t a rge t   i a c h ie ve d.   Beca use   th gr i d   i sy mm etr i c a l,   t he   v o l tage   a n d   c ur r e nt   w a vef o r m of pha se   A   a r e   s e l e c ted  to  p r e se n t   t he   c ur r e nt  a n d   v o lt a g e.  The  sim u lat i on   r esul ts  o t h e   three - p h ase   p h o to vo l t ai in ve rter   f or   D G   d i str i bu tio i n   F i gur ar pr esen ted   i n   F i gur 7.   F i gur 7a  s how t h D C   l i nk  v o lta g e .   The   out put   v olt a g e   o f   t h e   t h r e e - p h a se   i n v e r t e r   i s   show in  F ig ur e   7b,   a nd  F i gur 7c  p r e sen t the   o u t p ut  c u r r e nt o the   t h re e-pha se   i n v er t e r.   F i n a lly,   t h vo lt a g e   a nd  c u r r e nt   o f   pha se  A   a r e   s how in  F igur 7d.   F i g ur e   7d  pr esen ts  t he  v o l ta ge  a nd  c u r r ent  of  pha se  A   i t h sa me   s eque nce .           F i gur e   6.   T hr e e - phase   p ho t o v o lta ic   i nver t er   w it fu l l   c on t r ol   c irc u it         (a)    (b Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 3 ,   S e p   2 019   :     1 2 1 5     1 222  1 220   (c)    (d    F i gur e   7.   M A TLA B/S i m u la ti on  r e su lts:  ( a )   D C   lin vo lta ge   a cr oss  DC  l i nk  b u s   c ap acito r,   ( b )   Thr ee- phase  volta ge   ( pha s e   t gr o u n d ) ,   ( c)   T hr e e - pha se  i nve r t er c u rre n t  (ph as e cu rre n t ),   and  ( d )   V o l t a g a nd  cur r ent  r e su lts  f or   P ha se   A       F i gur e   pr e s e n ts  t h e   T H D   of  t h e   t hr ee- p h a s c u r r e nt TH D   ( phas e   A )   =   3 . 34% ,   TH D   ( phase  B )   =   3. 40 a n TH D   ( pha se   C )   =   2. 75 3%.   The   a v er a g e va l u o f   T H D   f or   the fu l l   s ys tem   is  e qua t o  3. 16%, whic h   is a cce ptable be c a u se  the  I EEE  sta nda rd a cc epts a  T HD   5% .         (a)    (b         (c)    F i gur 8.   T H D   o f   thr e e - p h ase   cur r ent:  ( a )   TH D   ( phase  A ),  ( b)   T H D   ( phas e   B ) ,   a nd  ( c TH D   ( phase  C )       4. 2.     Th re e - p h ase   p r act i c a l   re su lt F i gur e   9   pr esent   t h e   dem o   h a r dw a r of  t he   f ul s y ste m   o t h th re e-p h ase   in ve rter  b u i l t   i t h e   l a b.  I t   show t h iso l ate d   d r i ver   c i r c uit,   m easur i n v o l tage  a n d   c u r r e n t   c i r c ui t,   t h r ee - phase  b r i dge  i nver t e r ,   and   Ex pl or e r   16  kit   w i th  P I C 24F J 2 5 6 G B 1 10  m i c r oco n tr o l ler .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N 2088- 86 94       T h re e- ph ase p h o t ov o lta ic gri d  i n v e r ter  sy ste m   desig n   b a se d on  PI C2 4FJ 2 5 6 G B 11 0 …  ( I h sa J a b b a H a sa n)   1 221     F i gur 9.   F ull   har d w a r e   c ir c u it   o the   thr e e - pha se   p h o t o vol taic  in v e r t e s y s t em       The  ou tp ut  c u r r e nt   a n d   v olt a ge  o f   t h pr ac ti c a l   s ys tem   of   t he  t hr ee- p h ase  i n ve rter  i sh own  i n   F i g u r e s   1 0 ( a )   a nd  ( b )   r e spec ti vel y .   F i gur 1 0 ( c )   pr e s ents  t h e   p os i t i v r e sul t of   pha se   A s   c ur r e n t   a nd   v o l t a g e   in t he  sam ph ase.           (a)  (b    (c)     F i gur e   1 0 .   The  pr ac t i c a l   r e s ults ( a T h r ee- phase  o utp u v o l tag e ,   ( b)   T hr ee- phase  o u t p u c u r r e n t ,   a n   ( c V o lt a g an c u r r e nt   i t h e   sa me  phase   i P h ase      5.   CONCLUSION  Th is  s t u dy  in v o l v e d   t he  d e s i gn  a nd  imp l e m entat i o of  a   t hr ee - p h ase  p hot ov o lta ic  g ri d-t i ed  i n v er t e r   co nt r o l l e by  PIC 2 4 F J2 56GB 1 1 0   b ased  o n   th e   di st rib u t e d   g e n er a t i on   s ystem .   T h e   m i c r o con t r o ( P I C 24F J 2 5 6 G B 11 0   c h i p )   c o r e   u se a n   a d v anc e d   a nd  po w e r f ul  m icr o c h i p   w i t hi gh  r e lia bi lit a n d   hi g h   e f f i cie n c y .   Th e   H a ll  se nsor   o the  vo l t a g e   and  c u r r e nt  w a s   u se d  t o   m e a s u r e   t h e   A C  a n d  D C   v o l t a g e  a n d   c u r r e nt .   T h i s   p r a ct ical   d es i g w a ma de  i t h e   l a ma in ly   b us in t h bas i s t r u c t u r e   of   t he   t hr ee - pha se  ph o t o v o lta i c   i nve r t er   s ys tem ,   s elec ti n g   t he  a pp r opr ia te  m ai c o ntr o c h ip,   desi g n in t h e   t h r e e - p h ase  i n ver t e r   pow e r   s u ppl r e alise d   u s i n g   t he   P WM  m od ula t io me tho d ,   a nd  u s in g   t h e   c u rren t   a nd   vol t a g e   f e e db ac k   l oop m ode  i the  i n sta n ta ne ous  v a l ue  m et h od  t o   e ns ur t h a t   t he   o u t pu of  t he   i n v er t e wa st able  a n d   t ha the   L   f i l t er   w as  u sed   to  m a i n t ai th qua l i t y   o f   t h e   ou tpu t   pow er .   Th e   s i m u l a t i o n  a n d  e x p e r i m e n t a l  r e s u l t s  v e r i f i e d   the   r a t i ona lit of  t he  m at hem a tica l   m o d e l   a nd   c o n t r o l   s t r a t e g y   a n pr ov i d ed   a   t he or et ic al  b as is  f or   e n g ine e r s   a nd  tec hni c i a n s.   T his  m odel l i ng  an co ntr o m e tho d   c a n   a l s be  e x te n d ed  t othe r   ty pes  o f   P WM  c han g e s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  3 , S e p   2 0 1 9  :   121 5   – 1 222  1 222 REFE RENCES   [1]   D.  V Bo z l ak ov T .   L Vand oo rn,  B.  M eersma n G.  K .   Pap a gian nis,   A .   I.   C hrys ocho s,   a nd   L .   Vand evel de,   D am p i ng-Bas e D r oo Co n t rol  S t ra t e gy   A llo wing   A n   Increas ed   P en etrat i on  Of   R enew abl e   E n e rgy  Reso urces  I n   L o w - Voltage Gri d s,”  IE E E  T r ans. Power  Deliv .,  Vol.   3 1,  No . 4 , p p . 14 4 7 1 4 5 5 , 2 01 6.  [2]   D .   B ozlak o v ,   T L.  V an do orn,  B M eersm an,   C.  D em o u lias,  a n d   L Van d e v el de,   V olt a ge  D i p   M iti g atio n   Cap a bi lities   O f  Three-P h ase  D a m p i n C o nt r o l   S t r a t e g y ,   El ect r.   Power Sys t .  Res .,   V o l 1 21,   p p .   192 –19 9,   2 0 15.   [3]   M .   C a s t i l l a ,  J .   M i r e t ,  A .   C a m a c h o ,  J .   M a t a s ,  a n d  L .   G .  D e   V i c u n a ,   Re du c t io n   o f   c u rre nt  h a r m o n i c   distort i on   i n   t h ree-p h ase  g r id -c o n n ected   p ho to vo lta i c   i n v erters   v i a   r es on ant  cu rrent   c o n t r ol,   IEEE  Trans. Ind. Elect ron .,  v o l .   6 0 ,   no 4,   p p .   1 4 6 4–1 47 2,   201 3.   [4]   M o han n ad  J abb a M n at i,  D imitar  V Bozal ako v and   Alex   V an  d en  B os sche,   N ew  P u l se  W idth   M odu la t i o n   T echn i q u t o   R ed uce  Los s es   f or  T hree-P h ase  P h ot ov olt a ic  I nvert e rs,”  Acti ve a n d  Pa ss ive E l ectron i Comp on ent s v o l .   2 01 8,  2 01 8.  [ Onlin e].   A v a il a b l e htt p s://doi. o rg/ 1 0 . 11 55/2 018/4 1 5 7 6 14.   [5]   M o hd   R ud din   Ab   G h a ni Ihs a J aabar  H asan,   Chi n   K im   G an,  an Z .   Jan o   L o s s es  R ed uction  an V o lt ag e   Im p r ov emen with   O ptim u m   DG  Allo cati on  u s i ng  G A ”,   M a gnt Res e ar c h  Repo rt   ( Mag nt) Vo l.  3 ,   pp 16 -2 3 ,   20 15 [6]   Ih san   J a bb a r   H as an,  Chi n   K im  G a n M e y s am  S ham s hiri Rosli  Bin   O ma r ,   a nd   M o h d   R ud din   Ab  G h a ni ,"   O p tim um  F eeder  R out in and  Di s t rib u tion   S ubs tati on   P l acemen an d   s i z i n g   U s i n g  P S O  a n d  M S T " ,   In dian   Jo ur na l of S c ien ce an d T ech nol og ( I NDJST) ,   Vol.  7 (10 ) p p 1682-1 6 8 9 ,   O c t o b er 2 01 4.   [7]   S .   B Ku mar,   S Kef a le,  and   M .   A zat h,  Co m p ari s o n   o f   Z - S o u r ce  E Z - S o u r c e   a nd   T Z-S o u r ce  In ver t er  S yst e m s   f or   W i n d   E nerg Conv ersi on ,   Inte rnational Journ a l of  Po wer  Elect ro n i cs   a n d   D r iv e Sys t em  ( I JPEDS) vo l.   9 ,   no.   4 ,   p p .   16 93– 17 01 , 2 018 .   [8]   Z .   R as in,  M .   F Rahm an,  M .   A zri,  a nd   H N .   T alib,  D esign   an D evel op m e nt  o f   Gri d -con nect ed  Q uas i -Z -So u rce   P V  Inv erter,”  Inter n a tio nal Jo ur n a l of  P o wer   El ectro n i cs a nd Driv e  S y st em vol.   9 ,   n o .   4 p p 19 89–20 05 ,   2 0 1 8 .   [9]   S .   K .   Das h B.  N ayak an J.  B S a hu “S el ecti v H a rm oni Elimi nat i o n   o f   an   E le ven   L e vel  Inv e rter  U si ng   W h a le  O p timi z a tio Techn i q u e, ”  v o l.   9 no .   4 ,   p p .   1 94 4–19 51,   2 0 1 8 .   [10]   M .   K h a n f ara,  R E l   B achti ri,   M .   B ous setta,  and   K .   E Hamm oum i,  “A  M u l ticarri e r   P W M   T echn i q u fo Fi ve  L e vel   Invert er  C o n n ected   t t h Gri d ,”  In tern a t io na l Jou r n a l   of P o wer Elect ronics  an d Dr ive Sy s t em   ( I JP ED S ) vo l.  9,   no .   4,  pp .  1 77 4 1 7 8 3 , 2 01 8.  [11]   Ih san   Jab b ar H a s an , M e ys am S h a m s hir i Ch in  K im Gan,  Mo hd   R ud din   A bGh a ni ,   a n Isma di  B in   B ug is " O p tima l   C a pa c i to r   Al lo c a t io n   i n   D i s tr i b u t i o n   S y s t e m   u s i n g   P a r t ic l e   S wa r Op ti mizati o n , T r an s Te c h  Pu b l ic a t io ns Inc .  on   A p p l i e d M echan ics   an d  M a t e ri a l s ,   V o l.   6 99,   pp. 770-7 7 5 ,   2 0 1 5 .   [12]   O .   S a l am a,  A Taby aoui an M .   B en chagr a C on trol   M et hod o n   T h r ee-ph ase  P o wer  Co nv erters  i n   P h o t o volt a ic   Syst e m s ,   In ter n a tio nal  Jo ur na l o f  P o wer  El ectroni cs  a nd  Drive S y st em vol.   9 ,   no.   4 p p 18 51– 1 8 65 ,   2 0 1 8 .   [13]   T .   S elmi   a n d   M .   Rezgu i ,   A   N o v el  D C-AC  I nv ert e To pol ogy  to  E li mi nate  L eakage  Cu rren t,”  International   Jo ur na l of  P o we r  El ectro n i cs a n d  Drive S y st em   ( I JPE D S) , vo l .   9 , n o. 4 , p p . 17 3 3 17 44 2 0 1 8 .   [14]   Ihsan  J a bbar  Ha san,  C hin  Kim   G a n,  M eys a m   Sham shir i ,   I s m ad i   Bin  Bug i s,  M o h d   R ud din   Ab  G ha n i " L osse s   Red u ct ion   and  V o ltage  I m p ro vem e nt   U si ng   O pt im um  C ap a c i t o r   A ll oc a tio b y   P SO  i n   Po we Distr i bu tion   N e tw orks ",   In t e rn at ion a l Revi ew  on  M o d e l li ng and S i m u lati on s Vol .   6 N o 4   , p p.  1 2 19-1 2 2 6 ,   Augus 2 0 1 3 [15]   M o han n ad  J ab bar  M n ati,   D imit a r   V Bo z a l a ko v,   a nd   A l e Van  de n   B os sch e A   N ew   S yn chro ni z a tio Techn i q u o f   a   T h r ee-P h ase  Gri d   T ied  In vert er  f o r   P ho tovol ta i c   A pp li catio ns ,   Mathematical Proble ms in Engi neering ,   v o l .   2 01 8,  2 01 8.  [ Onlin e].   A v a il a b l e htt p s://doi. o rg/ 1 0 . 11 55/2 018/7 8 5 2 6 42.   [16]   M .   H .   Zare,   M.   M o h am adi a n,   a nd  R.   B eiran v an d,   Si ng le-P ha s e   G rid-Co nn e c t e d   P h o to vo lta ic   I nv e r te B a sed  o n   a   T hree-S w i t ch   T hree-P o rt   F ly back  w it S e ries   P ower  D ecou p li ng  C ircuit, ”  IE EE  Tran s.  Ind.  Elect ro n .,   v o l .   6 4 ,   no 3,   p p .   2 0 6 2–2 07 1,   201 7.   [17]   U.  S .   B.  O .   O t g , PIC 24 FJ2 5 6 G B 2 1 0  Fami l y   Da ta Sheet 16 - B i t   F l a s h   M i c roco nt ro llers,   201 0.   [18]   Mi cro c hip , “1 6 - b i t  Emb ed ded   C o n t ro l So l u ti o n s ,”   C at, no . Marc h ,   2 00 9.  [19]   M .  Rati ngs  an d   C . Valu e s , “Th ree  ph a s e f u l l  Brid g e wi th   T ren c M O SF ETs   i n  DCB is o l ated hi g h   current  p a c k a ge   GW 1 0 0 - 01X1, ”  pp 1– 7,   2 0 1 1 .   [20]   Mnati,MJ,  H a san,A,  B oss c he,AV.A n   i mp rov e si c-m o sf et  g at dri v e circu i t   c ont rolled   by  dsp i c3 3f j2 56 gp 710 a.   6 t h   Eu r.  Conf. Ren.   Ener gy S y s .   25 -27   Ju ne  2 018,   I stan bu l,  T urk e y.   [21]   M .   J Mn ati,  A Van   den   Bos s che   and  J.  M V .   B i k o r im ana,   D e s i g n   o f   a  h a l f - b r i d g e  b o o t s t r a p  c i r c u i t   f o r   g r i d   i n v e rter  a pp li catio con t roled   by  P I C24 F J1 28 GA0 10 ,   201 6 IE EE Intern ationa l Conferen ce  on R e newab l E n er gy  R e sear c h   and  A pplica t i o n s ,  Bir mi ngh am ,   20 16 , pp .   8 5- 89 .   d o i: 1 0 .1 10 9 / I CRERA.2 01 6.7 8 8 4 4 0 9   [22]   International Rectifie r,  IR2184( 4 )(S) &  (PbF) H a l f -Br i dge Driv er,   D ata  S h eet,   v o l.  2 10 4,  p p .   1 2 4 ,   A pril   2 006.  [23]   [O nlin e].  Av ail a b l e:   h tt p://w w w . interplus- i n dust ry. f r /in de x . ph p ? o p t i on=co m _ co nten t&v i ew=art icl e & i d=5 2 It emid =17 3 &lan g=en ,” p.   17 3.  [24]   B.   P layers H.   T h eaters,   G .   S e nsors ,   P M a g n et,   S .   M ot or,   W .   S c ales W.  S .   Ran g e s an L.  S D r ai n,  LM x58 L M x5 8x  ,   L M 2 9 0 4   ,  LM 2 904V  D ual   Op erati onal   Am pli f iers  P ACKA GE   I IN  ,   201 5.  [25]   F .   I n t egr a t e d ,  H E .  L i n ear and  C. Sen so r , “AC S 7 12 ,” pp . 1 –1 5.   [26]   M .  J .   M n a t i ,  A .   V a n   d e n   B o s s c h e ,  a n d  R .   C h i s a b ,   A  S m a r t  V o l t a g an Cu rrent  M o n ito ri ng   S ys tem   f o T h ree  P h ase  Inv e rters   U s i n g   an   A nd ro i d   S m a rtp h o n Ap plicati on,”  Sen s or s ,   v o l.   1 7 ,   n o .   4 ,   p .   872,   2017 .   [On l i n e ] Avai lable :   h ttp:/ /www. m dp i . co m/1424-8220/17/ 4 / 872.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.