I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   9 ,   No .   3 Sep tem b er   201 8 ,   p p .   1 0 6 4 ~ 1 0 7 1   I SS N:  2088 - 8 694 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v 9 .i 3 . pp 1 0 6 4 - 1 0 7 1           1064       J o ur na 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   Co ntrol Desig for Shun Ac tive Po w er F ilter  Ba sed  o   p - q Theo ry  in  P h o tov o ltaic G rid - C o nnected  Sy ste m       M o h.  J a uh a ri 1 Dedet   Ca nd ra   Ria wa n 2 M o cha m a d A s ha ri 3   1 De p a rt m e n o f   In d u str ial   El e c tri c   En g in e e rin g ,   P o li tek n ik   Ne g e ri  M a d u ra   ( P o lt e ra ),   I n d o n e sia   2, 3 De p a rtm e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   In stit u T e k n o lo g S e p u lu h   No p e m b e (IT S )   S u ra b a y a ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   30 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J u l   23 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   A u g   6 ,   2 0 1 8       T h is  p a p e p re se n ts  th e   c o n tr o l   f o S h u n A c ti v e   P o w e (S A P F f il ter  in   p h o to v o lt a ic  ( P V sy ste m s   c o n n e c ted   to   th e   g rid .   T h e   p ro p o se d   c o n f ig u ra ti o n   o f   th e   s y ste m   c o n sists   o f   a   p h o to v o lt a ic  a rra y   th a c o n n e c ted   to   th e   g rid   th ro u g h   th e   t h re e - p h a se   in v e rter  to p o lo g y   th a a lso   se rv e a a n   a c ti v e   f il ter.   P h o t o v o lt a ic  is  c o u p le d   in   p a ra ll e w it h   th e   d irec c u rre ( DC)  si d e   o f   th e   a c ti v e   f il ter.  W it h   th is  c o n f ig u ra ti o n ,   c a n   b e   o b tain e d   th re e   a d v a n tag e s,   n a m e l y   th e   e li m in a ti o n   o f   h a rm o n ic  c u rre n ts  c a u se d   b y   n o n l in e a lo a d ,   re a c ti v e   p o we in jec ti o n ,   a n d   in jec ti o n   o f   a c ti v e   p o w e r   g e n e ra ted   p h o to v o lt a ic.  T h e   p - q   T h e o ry   is  u se d   to   c a lcu late   th e   h a rm o n ic  re f e r e n c e   c u rre n to   b e   u se d   t o   c o n tr o t h e   a c ti v e   f il ter co u p led   f o to v o lt a ic i n   g e n e ra ti n g   a n ti - h a rm o n ic  c u rre n ts.  T h e   re su lt sh o w   th a s y ste m   c a n   re d u c e   h a rm o n ic   d isto rti o n   f ro m   T HD   2 7 . 2 2 %   t o   b e   T HD   1 . 0 5 % ,   w h e re a w h e n   th e   a c ti v e   p o w e f ro m   p h o to v o l taic   in jec ted ,   th e   T HD   b e c o m e   2 . 0 1 % .   P o w e r   sh a rin g   c a n   a lso   b e   se e n   f ro m   th is stu d y .   K ey w o r d :   P h o to v o ltaic   p - q   T h eo r y   R ef er e n ce   cu r r en t   S A P F   T HD   Co p y rig h ©   201 In s t it u te o 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 rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo h .   J au h ar i,   Dep ar te m en t o f   I n d u s tr ial  E le ctr ic  E n g i n ee r i n g ,   P o litek n i k   Neg er i M ad u r a,   J l.  R a y C a m p lo n g   k m .   4 ,   T a d d an ,   C a m p lo n g ,   Sa m p an g ,   E as J av a,   I n d o n esia.   E m ail:  m o h j au h ar i5 1 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h d ev elo p m e n t   o f   p o w er   el ec tr o n ics  eq u ip m e n t h at  u s ed   as  an   in ter f ac b et w ee n   t h lo ad   an d   th e   elec tr ical  s y s te m   a f f ec t s   t h p o w er   q u al it y   i n   p ar ticu lar   th e   e m er g e n ce   o f   elec tr ical   h ar m o n ics   [ 1 ] .   th p o w er   elec tr o n ics  co n v er ter   is   n o n lin ea r   lo ad   th at  i n j ec ts   th h ar m o n ic  c u r r en o n   th g r id .   th e   n o n   li n ea r   lo ad   is   th m ai n   ca u s o f   h ar m o n ic  d is to r tio n   th a o cc u r s   in   th elec tr ical  s y s te m .   Var iab le  S p ee d   Dr iv es  ( VSD) ,   Un i n ter r u p tib le  P o w er   S u p p l y   ( UP S),   Sw itch ed   Mo d P o w e r   Su p p l y   ( SMP S)  [ 2 ] .     Har m o n ic   d is to r tio n   ca u s e s   s o m e   u n e x p ec ted   co n d itio n s   o n   t h elec tr ical   s y s te m .   Har m o n ic   d is to r tio n   ca n   d ec r ea s t h ac cu r ac y   o f   th elec tr ical  m e ter .   Har m o n ic  d is to r tio n   m a y   al s o   ca u s e x ce s s i v e   d is s ip a tio n   o f   elec tr ical  eq u ip m en s o   as   to   in cr ea s th e   co s o f   t h b ill.  Fu r t h er m o r e,   h ar m o n ic  d is to r tio n   ca u s e s   elec tr ical  eq u ip m e n n o to   w o r k   o n   t h s p ec i f ied   p o w er   q u alit y   s ta n d ar d s   ca u s i n g   d ec r ea s in   th e   lif eti m o f   t h elec tr ical  eq u ip m en t [ 3 ].   P ass i v f ilter   i s   o n m et h o d   u s ed   to   r ed u ce   cu r r en h ar m o n i d is to r tio n .   T h ese  p ass i v f il ter s   u s a   co m b i n atio n   o f   i n d u cto r s   a n d   ca p ac ito r s   to   eli m i n ate  h ar m o n ics  at  a   p r ed eter m i n ed   f r eq u e n c y .   T h d r a w b ac k   o f   th is   i s   p ass iv f il ter   h ar m o n ic  co m p en s atio n   p r o v id e d   is   f i x ed ,   s o   it  ca n   n o eli m in ate  t h f r eq u e n c y   h ar m o n ics  t h at  ar n o s p ec if ied   [ 4 ] .   A ctiv P o w er   Fi lter   ( A P F)  h as  ad v an ta g es  t h at  ca n   eli m in a te  v ar io u s   f r eq u en c y   h ar m o n ic s   t h at  ar i s e.   I n   ac tiv e   p o w er   f il ter ,   th e r ar an   i n v er ter   an d   co n tr o ller s   to   co n tr o th e   co m p e n s at io n   c u r r en t to   eli m i n ate  t h h ar m o n ic   cu r r en t s   d is to r tio n   th at  ar i s [ 5 ] - [ 6 ] .   Sh u n t a ctiv p o w er   f i lter   ( SA P F)  ar r an g ed   in   p ar allel  w ith   th e   n o n - n ilier   lo ad .   T h s h u n t   ac ti v p o w er   f ilter   h as  ad v an tag e s   i n   d i m en s io n   t h a n   in   s er ie s   t y p e   [ 7 ].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       C o n tr o l D esig n   fo r   S h u n t A cti ve   P o w er F ilter   B a s ed   o n   p - q   Th eo r in . . .   ( Mo h .   Ja u h a r i )   1065   T h p - q   T h eo r y   in tr o d u ce d   b y   P r o f es s o r   Ak ag in   1 9 8 3   [ 8 ] .   T h is   T h eo r y   ex p lai n s   t h c o n ce p o f   ac tiv an d   r ea ctiv p o w er   in   t h in s tan tan eo u s   ca lcu latio n   a lg o r ith m .   T h an ,   th p - q   T h eo r y   d e v elo p ed   in   th ap p licatio n   o f   p o w er   f lo w   c alcu latio n s   a n d   h ar m o n ic  d is to r ted   co m p o n e n ca lc u latio n s   to   d eter m i n th e   r ef er en ce   cu r r e n t [ 9 ] - [ 1 1 ] .   T h g en er atio n   o f   r ef er en ce   c u r r en o f   ac ti v p o w er   f ilter   i n f lu e n ce d   b y   th p er f o r m a n ce   o f   ac tiv p o w er   f ilter   co n tr o s y s te m   in   r esp o n s to   th lo ad   ch an g e s .   C lo s ed - lo o p   co n tr o p r o p o r ti o n al - i n te g r al  ( P I )   is   u s ed   to   r eg u late  DC   s id v o lt ag an d   p o w er   f lo w   o f   ac ti v e   p o w er   f ilter   [ 1 2 ] - [ 1 4 ] .   T h u s o f   clo s ed - lo o p   co n tr o s y s te m s   i m p r o v t h ac cu r ac y   o f   p - q   T h eo r y   i n   th g en er atio n   o f   th r e f er en ce   cu r r en in   th r an g o f   lar g e r   cu r r en t s .   R esear ch   a n d   d ev elo p m e n o f   p h o to v o ltaic  g r id - co n n ec ted   s y s te m s   h a s   in cr ea s ed   v er y   s i g n i f ica n tl y   in   t h las t w o   ce n tu r ie s .   T h r ee - p h ase   in v er ter   Si n u s o id al  P u ls w id t h   m o d u latio n   ( SP W M)   co n tr o s y s te m   u s ed   to   tr an s f er   ac ti v p o w er   t h at  g e n er ate d   b y   p h o to v o ltaic  in to   th g r id   [ 1 5 ] - [ 1 8 ] .   T h is   p ap er ,   p h o to v o ltaic  co u p led   in   p ar allel  w i th   t h s h u n ac ti v e   p o w er   f ilter   s o   t h at   w it h   t h is   s y s te m ,   t h s h u n ac tiv p o wer   f ilter   n o o n l y   ca n   r ed u ce   h ar m o n ic  cu r r en t s   b u also   ca n   s u p p l y   t h ac tiv e   p o w er   t h at  g e n er ated   b y   p h o to v o ltaic.   P - q   t h eo r y   is   u s ed   to   co n tr o ac t iv e   p o w er   f il t er s   in   d eter m i n i n g   h ar m o n ic  r ef er en ce   c u r r en t s .   T h co n tr ib u tio n   o f   th i s   p ap er   is   to   co m b in th f u n ctio n s   o f   an   ac ti v p o w er   f i lter   in to   th e   p h o to v o ltaic  g r id - co n n ec ted   s y s te m s   s o   t h at  b y   t h p r o p o s ed   d esig n   s y s te m ,   i w ill  b o b tain ed   th r ee   ad v an ta g es,  n a m el y   h ar m o n ic   cu r r en co m p e n s at io n ,   r ea cti v p o w er   co m p e n s at io n ,   an d   th o f   ac t iv p o w er   co m p e n s at io n   th a g e n er ated   b y   p h o to v o ltaic.   B asic  p - q   T h eo r y   is   m o d i f ied   to   p er f o r m   t h f u n ctio n   o f   ac ti v e   p o w er   co m p en s atio n .   P h o to v o ltaic  ar r ay   v o lta g is   i n cr ea s ed   b y   u s in g   q u ad r atic  b o o s co n v er ter   w it h   a   v o ltag co n v er s io n   r atio   is   r el ativ el y   lar g er   t h an   co n v e n tio n al  b o o s t c o n v er ter .       2.   SYST E M   DE SI G N   2 . 1 .   Sh un t   Act iv P o w er   F ilte I P ho t o v o lt a ic  G rid - Co nn ec t ed  Sy s t e m   T h a ctiv p o w er   f ilter   d esi g n   o n   P h o to v o ltaic  Gr id - C o n n ec ted   S y s te m   co n s i s ts   o f   t w o   m ai n   co m p o n e n t s ,   n a m el y   th s h u n ac tiv p o w er   f ilter   w h ich   ar ar r an g ed   in   p ar allel  w it h   n o n li n ea r   lo ad ,   an d   p h o to v o ltaic  t h at  ar r an g ed   i n   p ar allel  w ith   t h D C   s id v o lt ag o f   t h Vo lta g So u r ce   I n v er ter   ( VSI ) .   A cti v e   p o w er   f ilter   s er v es to   eli m i n at h ar m o n ics at  t h s o u r ce   b ase d   o n   th co n tr o l s y s te m   t h at  u s ed .   I n   ad d itio n ,   th ac tiv f ilter   also   s er v e s   to   co m p e n s ate  f o r   r ea ctiv p o w er   in to   th lo ad   [ 1 9 ] .   A ctiv p o w er   f ilter   co u p led   p h o to v o ltaic  ca n   in j ec ac tiv p o w er   to   b s u p p lied   in to   th g r id .   No tatio n   S A P F+P s h o w   s h u n ac ti v f ilter   s y s te m   co u p led   p h o to v o ltaic.   Fig u r 1   s h o w s   t h co n f i g u r at io n   o f   th e   f ilter   ac ti v in   p h o t o v o ltaic   g r id - co n n ec ted   s y s te m .   A cti v e   p o w er   f ilter s   co u p led   p h o to v o ltaic  co n n ec ted   to   t h d is tr ib u tio n   n et w o r k   t h r o u g h   a   P o in o f   C o m m o n   C o u p li n g   ( P C C )   th r o u g h   th L i n d u cto r .   T h L I n d u cto r   is   n o as  in d u cto r   f o r   p ass iv f ilter   b u as  an   in d u cto r   co u p li n g   t h at   s er v es a s   f ilter   s w itch in g   VSI   [ 2 0 ] .   T h DC   v o lta g at   t h p h o to v o ltaic  ar r a y   i s   co n n ec ted   to   th D C - D C   to   o b tai n   h i g h   D C   v o ltag e   [ 2 1 ] - [ 2 2 ] .   Qu ad r atic  co n v er te r   is   u s ed   as  D C - DC   co n v er t er   b ec au s t h r atio   o f   i n p u a n d   o u tp u t   v o lta g e s   ar r elativ el y   lar g [ 23 ].   T h la y o u o f   i n d u c to r s ,   ca p ac ito r s ,   d io d es,  an d   s w itc h   o n   q u ad r a tic  b o o s co n v er ter   as  s h o w n   i n   Fi g u r 2 .   C o r r el atio n   o f   t h i n p u t   an d   o u tp u t   v o lta g o f   q u ad r atic  b o o s c o n v er ter   as   i n   t h e   f o llo w in g   E q u atio n   ( 1 ) :     v o ut v in = 1 ( 1 D ) 2                   ( 1 )     wh er is   t h d u t y   c y cle.           Fig u r 1 .   E f f ec t s   o f   s elec tin g   d if f er e n t s w i tch i n g   u n d er   d y n a m ic  co n d itio n   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   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 8   :   1 0 6 4     1 0 7 1   1066       Fig u r 2 .   Qu ad r atic  co n v er ter   to p o lo g y       2 . 2 .   Co ntr o l Sy s t e m   O T he  S hu nt  Act iv P o w er   F ilte Co up led P ho t o v o lt a ic   T h p - q   T h eo r y   is   u s ed   to   ca lcu late  th e   r ef er e n ce   c u r r en o f   s h u n t   ac ti v p o w er   f ilter .   R ef er e n ce   cu r r en is   s i g n al  cu r r en w a v ef o r m   o f   th a n ti - h ar m o n ics   cu r r en t.  T h an ,   th R e f er en ce   cu r r en is   u s ed   to   co n tr o th s w i tch i n g   p atter n   o f   s h u n ac ti v p o w er   f i lter   s o   th at  an ti - h ar m o n ic  c u r r en t   ca n   b g en er ated .   An ti - h ar m o n ic  cu r r en w a v e f o r m   is   u s ed   to   eli m i n ate  t h h ar m o n ic  c u r r en w a v e f o r m .     T h f ir s s tep   in   t h ca lc u lati o n   o f   th r e f er en ce   cu r r e n g e n er atio n   is   to   tr a n s f o r m   t h t h r ee - p h a s e   v o ltag e s   an d   c u r r en t s   in   ab c o o r d in ates  in to   t w o   p h a s es  i n   α β  co o r d in ates  u s i n g   clar k tr an s f o r m atio n .   T h is   tr an s f o r m atio n   is   n ec es s ar y   to   s i m p li f y   th c alc u lat io n   o f   i n s tan ta n eo u s   p o w er   at  later   s t ag [ 2 4 ] .   E q u atio n   ( 2 )   s h o w s   t h C lar k tr an s f o r m atio n   o f   v o lta g w h ile  eq u ati o n   ( 3 )   s h o w s   th c u r r en t c lar k tr an s f o r m atio n .       [ v α v β ] = 2 3 [ 1 1 2 1 2 0 3 2 3 2 ] [ v a v b v c ]                 ( 2 )     [ I α I β ] = 2 3 [ 1 1 2 1 2 0 3 2 3 2 ] [ I a I b I c ]                 ( 3 )     B ased   o n   th p - q   T h eo r y ,   in s ta n ta n eo u s   ac ti v a n d   r ea ctiv p o w er   ca n   b e x p r ess ed   i n   a   m u ltip licatio n   o p er atio n   v o lta g es a n d   cu r r en t s   in   t h αβ   co o r d in ates a s   i n   E q u atio n   ( 4 ) .     [ p q ] = [ v α v β - v β v α ] [ I α I β   ]                 ( 4 )     I n s ta n tan eo u s   p o w er   p   an d   q   i n   eq u atio n   ( 4 )   co n s i s ts   o f   t h AC   co m p o n e n ( p a n d   q ~)   an d   th DC   co m p o n e n ( P   an d   Q) .   DC   co m p o n en ts   ar f u n d a m en tal  co m p o n en ts   w h ile  th AC   co m p o n en is   h ar m o n ic   co m p o n e n t,  s o   t h at:     [ p q ] = [ P   +   p ~   Q   +   q ~   ]                   ( 5 )     T o   ca lcu late  th c u r r en t   v a l u o f   t h eq u at io n   ( 4 ) ,   th e   eq u atio n   i s   r e v er s ed ,   s o   t h at   w o u ld   b o b tain ed :     [ I α I β ] = 1 v α 2 v β 2 [ v α - v β v β v α ] [ p q ]               ( 6 )     Fig u r 3   s h o w s   t h ca lc u lati o n   s tep   o f   p - q   T h eo r y   i n   g e n er atin g   r ef er e n ce   cu r r en s ig n al.   T h e   v o ltag e   an d   cu r r en o n   t h s o u r ce   s id e   is   r ea d   b y   th e   s e n s o r   is   t h e n   u s ed   a s   in p u f o r   t h e   ca lcu la tio n   o f   th e   r ef er en ce   c u r r en g en er atio n .   T h r ef er en ce   cu r r en is   th e n   co m p ar ed   w it h   t h cu r r e n co m p e n s atio n   o f   ac ti v p o w er   f ilter   u s i n g   h y s ter is   c u r r en co n tr o m e th o d   to   p r o d u ce   s w itc h in g   p atter n   o n   t h V SI  o f   ac tiv p o w er   f il ter .     Fro m   E q u atio n   ( 5 )   an d   E q u ati o n   ( 6 )   ca n   b s ee n   t h at  f o r   eli m i n ati n g   r ea cti v p o w er   f r o m   th s o u r ce   is   to   m ak i n g   n e g ati v v al u o f   q   in   eq u atio n   ( 6 ) .   T o   s ep a r ate  th h ar m o n ic  co m p o n e n t   to   th f u n d a m en ta l   co m p o n e n t,   p   p o w er   o n l y   u s th e   A C   co m p o n e n t s .   T h en   th P PV   p o w er   o f   t h p h o to v o ltaic  ad d ed .   P o w er   lo s s es i n   th V SI  is   r ep r esen te d   as P loss .   s o   th at  th r ef er en ce   cu r r en t is :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       C o n tr o l D esig n   fo r   S h u n t A cti ve   P o w er F ilter   B a s ed   o n   p - q   Th eo r in . . .   ( Mo h .   Ja u h a r i )   1067     [ I c α* I c β* ] = 1 v α 2 v β 2 [ v α - v β v β v α ] [ p ~ P l os s + P PV - q ]             ( 7 )           Fig u r 3 .   B lo ck   d iag r a m   o f   p - q   T h eo r y   ca lc u latio n       R ef er e n ce   cu r r en i n   E q u atio n   ( 7 )   is   th en   tr an s f o r m ed   f r o m   th αβ   co o r d in ates  in to   abc   co o r d in ate   w it h   E q u at io n   ( 8 ) :     [ I ca* I c b* I cc* ] = 2 3 [       1 0 1 2 3 2 1 2 3 2 ]       [ I c α* I c β* ]               ( 8 )     2 . 3 .   P a ra m et er   T ab le  1   s h o w s   th p ar a m eter s   th at  u s ed   in   t h s i m u latio n   o f   s h u n ac ti v p o w er   f ilter   i n   th ac ti v f ilter   i n   p h o to v o ltaic  g r id - co n n ec ted   s y s te m .       T ab le  1 .   T h P a r am eter   Val u o f   Sh u n A cti v P o w er   Fil ter   C o u p led   P h o to v o ltaic   P a r a me t e r s   V a l u e   V S o ur c e   3 ϕ   3 8 0   v o l t   f r e q u e n c y   5 0   H z   L o a d   6 - p u l sa  r e c t i f i e r   1 7 0 0   w a t t ,   1 0   v a r   V DC   8 5 0   v o l t   DC - l i n k   c a p a c i t o r   2 0   u F   L I n d u c t o r   5 5   mH   P PV   2 5 0   w a t t   P I   c o n st a n s   K p = 1 0 ,   K 1 = 15   C o n v e r t e r   c o mp o n e n t   L 1 = 2 5   μH ,   L 2 = 1 5 0   μH ,     C 1 = 6 8 , 5 4 4   μF ,   C 2 = 5 2 , 7 3 5   μF       3.   RE SU L T   AND  ANA L YS I S   S A P F+P s y s te m   co n f i g u r ati o n   as  s h o w n   in   F ig u r 2   is   s i m u lated   w it h   M A T L A B   Sim u lin k   to   d eter m in t h p er f o r m a n ce   o f   th s y s te m .   T i m s a m p li n g   i s   0 . 0 0 0 0 0 6 s .   T h s ce n ar io   w h ich   w as  p er f o r m ed   d u r in g   th s i m u lat io n   in c lu d e s ,   p o w er   f lo w s   f r o m   t h s o u r c e,   P an d   lo ad .   Si m u lat io n s   t i m li n p er f o r m ed   d u r in g   0 . 2 s .   Fo r   th f ir s   0 . 1 s ,   t h s y s te m   is   o p er ated   as  p u r S A P th e n   f o r   th n ex s ec o n d   p o w er   f r o m   P i s   in j ec ted .     3 . 1 .   Act iv P o w er   And  Rea ct iv P o w er   Of   Sh un t   Act iv e   P o wer   F ilte I n   P ho t o v o lt a ic  G rid - Co nn ec t ed   Sy s t e m   Sh u n ac ti v p o w er   f il ter   co u p led   p h o to v o taic   ac tiv el y   co n tr o lled   in   o r d er   to   s u p p l y   th ac tiv a n d   r ea ctiv p o w er   to   t h lo ad   o r   to   th e   g r id .   S i m u lat io n s   co n d u cted   u n d er   a   co n s ta n t   lo ad   1 7 0 0   w atts   an d   2 1 0   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   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 8   :   1 0 6 4     1 0 7 1   1068   v ar .   T h s y s te m   s er v es  a s   p u r S A P at  t = 0 . 0 2 s   u n t il  t = 0 . 1 s ,   d u r in g   t h i s   p er io d ,   all  o f   th n ee d s   o f   ac ti v e   p o w er   s er v ed   b y   th s o u r ce .   T h en   in   th p er io d   t = 0 . 1 s   to   t = 0 . 2 s ,   p h o to v o ltaic  p o w er   is   i n j ec ted   s o   th at  th e   n ee d s   o f   ac ti v p o w er   i s   s u p p l ied   b y   p h o to v o ltaic.   As  f o r   th r ea ctiv e   p o w er ,   all   t h n ee d s   o f   t h e   lo ad   s er v ed   b y   t h s h u n ac ti v p o w er   f ilt er .   Fig u r 4   a n d   Fi g u r 5   r esp ec tiv el y   s h o w   th e   r elatio n s h ip   b et w ee n   th e   ac ti v e   an d   r ea ctiv p o w er   o f   s o u r ce ,   lo ad ,   an d   SA P F+P V.   T h s im u latio n   r es u lt s   s h o w   t h at  th e   SA P F+P s y s te m s   ar alr ea d y   ab le  to   co n tr o l th p o w er   f lo w   o f   ac ti v an d   r ea ct iv p o w er .           Fig u r 4 .   A cti v p o w er   c u r v o f   s o u r ce ,   lo ad   an d   S A P F+P V       Fig u r 5 .   R ea ctiv p o w er   cu r v o f   s o u r ce ,   lo ad   an d   S A P F+P V       3 . 2 .   T he  Dc  Si de  Vo lt a g O f   O f   Sh un t   Act iv e   P o w er   F ilte I n   P ho t o v o lt a ic  G rid - Co nn ec t e d Sy s t e m   I n   ac co r d an ce   w it h   t h d esi g n ,   t h DC   s id v o ltag e   is   k ep co n s ta n at   r ef er e n ce   v o lt ag o f   8 5 0   v o lts .   Fi g u r 6   s h o w s   t h DC   s id v o ltag ca n   b k ep co n s t an ac co r d in g   to   th v o lta g r ef er en ce   d esp ite  t h e   p r o ce s s   o f   p h o to v o ltaic  p o w e r   in j ec tio n   at  t = 0 . 1   s .   it  in d icate s   th at  t h DC   s i d v o lta g r eg u lato r   is   alr ea d y   w o r k i n g   o p ti m all y .           Fig u r 6 .   T h DC   s id v o ltag e   o f   S A P F+P V       3 . 3 .   Sh un t   Act iv P o w er   F ilte Si m u la t io n In   P ho t o v o lt a ic  G rid - Co nn ec t ed  Sy s t e m   Fig u r 7   s h o w s   th s i m u la tio n   r esu lts   o f   th s h u n ac ti v p o w er   f ilter   ac ti v i n   p h o to v o ltaic  g r id - co n n ec ted   s y s te m .   T h v o lta g t h at  u s ed   in   th ca lc u lat io n   o f   t h r e f er en ce   c u r r en i s   th v o ltag o f   ea ch   p h ase.   co m p en s atio n   r e s u l ts   s h o w   t h at  t h cu r r e n r eso u r ce s   h a s   b ee n   p u r s i n u s o id al.   I n   ad d itio n ,   th e   co m p e n s at io n   cu r r e n w av e f o r m   is   d i f f er e n t a t t h ti m o f   p h o to v o ltaic  in j ec ted   ac tiv p o w er   in to   th g r id .         0 . 04 0 . 02 0 . 06 0 . 08 0 . 1 0 . 12 0 . 14 0 . 16 0 . 18 0 . 2 0 - 500 Ac t i v e   P o wer   ( wa t t ) 1500 1000 T i m e   ( s ) S AP F + PV S o ur c e Lo a d 0 500 2000 2500 - 1000   0 . 04 0 . 02 0 . 06 0 . 08 0 . 1 0 . 12 0 . 14 0 . 16 0 . 18 0 . 2 0 0 R e a c t i v e   P o wer   ( v a r ) 200 150 T i m e   ( s ) S AP F + PV S o ur c e Lo a d 50 100 250 300   0 . 04 0 . 02 0 . 06 0 . 08 0 . 1 0 . 12 0 . 14 0 . 16 0 . 18 0 . 2 0 T i m e ( s ) 1000 800 600 400 200 0 V d c   ( V ) - 200 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       C o n tr o l D esig n   fo r   S h u n t A cti ve   P o w er F ilter   B a s ed   o n   p - q   Th eo r in . . .   ( Mo h .   Ja u h a r i )   1069       Fig u r 7 .   Si m u latio n   r esu l ts   o f   th s h u n t a cti v p o w er   f ilter   a ctiv i n   p h o to v o ltaic  g r id - co n n ec ted   s y s te m       I n   th i s   s t u d y ,   an a l y s is   o f   h ar m o n ic  co m p o n en co n te n is   d o n b y   u s i n g   Fa s Fo u r ier   T r asf o r m   ( F FT )   An al y s i s   w ith   t h m a x i m u m   f r eq u en c y   t h at  u s ed   in   t h ca lcu latio n   o f   T o tal  Ham o n ic  Dis to r s io n   ( T HD)   is   1 0 0 0   Hz.   T h m ag n it u d o f   th f u n d a m e n tal  co m p o n en an d   h ar m o n ic  co m p o n en t s   e x p r ess ed   in   p er ce n t   u n i ts .   T h m a g n it u d o f   t h f ir s o r d er   o r   th f u n d a m e n tal  f r eq u en c y   w o u ld   b 1 0 0 %,  w h ich   is   t h lar g e s t   m ag n it u d e,   w h er ea s   i n   t h o th er   o r d er   w ill  b s m aller   t h a n   th f ir s o r d er .   Fig u r 8 - 1 0   s h o w s   t h h ar m o n ic   s p ec tr u m   i n   t h ti m b ef o r an d   af ter   co m p e n s ated .           Fig u r e   8 .   T HD  o f   cu r r en t so u r ce   b ef o r co m p en s ated           Fig u r 9 .   T HD  o f   cu r r en t so u r ce   b ef o r co m p en s ated   in   p u r e   SA P m o d e           Fig u r 1 0 .   T HD  o f   cu r r en t so u r ce   b ef o r co m p en s a ted   in   S AP F+P m o d e     0 . 04 0 . 02 0 . 06 0 . 08 0 . 1 0 . 12 0 . 14 0 . 16 0 . 18 0 . 2 0 0 . 04 0 . 02 0 . 06 0 . 08 0 . 1 0 . 12 0 . 14 0 . 16 0 . 18 0 . 2 0 0 . 04 0 . 02 0 . 06 0 . 08 0 . 1 0 . 12 0 . 14 0 . 16 0 . 18 0 . 2 0 0 . 04 0 . 02 0 . 06 0 . 08 0 . 1 0 . 12 0 . 14 0 . 16 0 . 18 0 . 2 0 T i m e   ( s ) - 5 5 0 Is a b c   ( A ) - 4 4 0 ILa b c   ( A ) - 2 2 0 Ic a   ( A ) 400 0 V a b c   ( V ) - 400 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   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 8   :   1 0 6 4     1 0 7 1   1070   Fro m   t h s i m u la tio n   r e s u l ts ,   t h T HD  o f   cu r r en s o u r ce   b ef o r co m p e n s ated   i s   2 7 . 2 2 a s   s h o w n   i n   Fig u r 8 .   Me an w h ile,   af ter   t h co m p en s ated ,   th T HD  o f   cu r r e n s o u r ce   i s   1 . 0 5 w h en   t h s y s te m   is   o p er atin g   as  p u r SA P as  s h o w n   i n   Fig u r 9 .   W h en   S A P co u p led   w it h   P V,   th T HD  o f   cu r r en s o u r ce   is   2 . 0 1 % a s   s h o w n   i n   Fi g u r 1 0 .       4.   CO NCLU SI O N   I n   th i s   p ap er ,   th d esig n   o f   s h u n ac ti v p o w er   f ilter   b as ed   o n   p - q   T h eo r y   in   p h o to v o ltaic  g r id - co n n ec ted   s y s te m   h as  b ee n   p r o p o s ed .   T h p - q   T h eo r y   i s   u s ed   to   ca lcu late  t h r ef er e n ce   cu r r en t.  Fro m   th e   s i m u lat io n   r es u lts ,   ca n   b o b ta in ed   s o m k e y   p o in ts   as  f o llo w s :   a   Vd v o ltag ca n   b k ep t c o n s t an t c o r r esp o n d in g   r e f er en ce   v o ltag o f   8 5 0   Vo lt.   b   C o n tr o l o f   ac ti v an d   r ea ctiv p o w er   f lo w   ca n   w o r k   ac co r d in g   to   th p - q   T h eo r y .     c   S A P F+P s y s te m s   ar d esi g n ed   to   r ed u ce   th e   v al u o f   T HD  th at   g e n er at ed   b y   6 - p u ls e   r ec tif ier   1 7 0 0   W att  f r o m   2 7 . 2 2 to   1 . 0 5 %.   W h ile,   w h en   t h ac t iv p o wer   f r o m   p h o to v o lta ic  is   in j ec t ed ,   th T HD   b ec o m e s   2 . 0 1 %.       RE F E R E NC E S   [1 ]     P o p e sc u ,   M .   Bit o lea n u ,   A lex a n d ru .   S u r u ,   V lad ,   A   DSP - Ba se d   Im p le m e n tatio n   o f   th e - T h e o ry   in   Ac ti v e   P o w e F il terin g   u n d e No n i d e a Vo lt a g e   Co n d it io n s,”   IEE T ra n sa c ti o n s o n   In d u stri a In f o rm a ti c s ,   v o l.   9 ,   n o .   2 ,   h a l.   8 8 0 - 8 8 9 ,   2 0 1 3 .   [2 ]     M .   Ka la,  N.  Ra th i n a   P ra b h a . ,   "   G rid   In terc o n n e c ted   P h o to   Vo lt a ic   S y ste m   Us in g   S h u n t   A c ti v e   F il ter  f o P o w e Qu a li ty   I m p ro v e m e n t,   " In ter n a ti o n a J o u r n a l   o Po we El e c tro n i c a n d   Dr ive   S y ste ms   ( IJ PE DS ) ,   v o l.   9 ,   p p .   3 6 5 - 3 7 6 ,   2 0 1 8 .   [3 ]     M .   G ra d y ,   W .   S a n to so ,   " Un d e rsta n d i n g   p o w e s y ste m   h a r m o n ics , IEE Po we r E n g .   Rev . ,   v o l .   2 1 ,   n o .   1 1 ,   p p .   8 - 1 1 ,   2 0 0 1 .   [4 ]     J.C.   Da s,  P a ss iv e   f il ters   -   p o ten ti a li ti e a n d   li m it a ti o n s,”   IEE T ra n s.  o n   In d u stry   A p p li c a ti o n s ,   V o l .   4 0 .   No . 1 ,   p p . 2 3 2 - 2 4 1 ,   2 0 0 4 .   [5 ]     P e ti t ,   F .   J.  Ro b les ,   G u il ler m o .   Am a rís,   Ho rten sia ,   Cu rre n Re f e r e n c e   Co n tro f o S h u n A c ti v e   P o w e r   F il ters   u n d e r   No n sin u so i d a V o l tag e   Co n d it io n s,”   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we De li v e ry ,   v o l.   2 2 ,   n o .   4 ,   h a l .   2 2 5 4 - 2 2 6 1 ,   2 0 0 7 .   [6 ]     A b d a ll a h   B. ,   Oth m a n e   A . ,   A h m e d   A ,   A b d e lma lek   M . ,   "   Ex p e rime n tal  V a li d a ti o n   o f   S in g le  P h a se   S e ries   A c ti v e   P o w e F il ter  Us in g   F u z z y   Co n tro T e c h n iq u e ,   " In ter n a t io n a J o u rn a l   o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms   ( IJ PE DS ) ,   v o l.   9 ,   p p .   5 9 1 - 6 0 1 ,   2 0 1 8 .   [7 ]     M .   I.   M o n tero ,   E. R.   Ka d a v a l,   F .   B.   G o n z a lez ,   Co m p a riso n   o f   Co n tro S trate g ies   f o S h u n A c ti v e P o w e F il ters   in   T h re e - P h a se   F o u r - W ire S y s te m s,   IEE T ra n s.  O n   Po we r E lec . ,   v o l.   2 2 ,   n o .   1 ,   2 0 0 7 .   [8 ]     Ak a g i,   H.,   Ka n a z a w a ,   Y.,   a n d   Na b a e ,   A . ,   In sta n tan e o u re a c ti v e   p o w e c o m p e n sa to rs  c o m p risin g   s w it c h in g   d e v ice w it h o u e n e rg y   sto ra g e   c o m p o n e n ts,”  IEE T ra n s .   In d .   A p p l . ,   v o l.   2 0 ,   n o .   3 ,   h a l.   6 2 5 - 63 0 ,   1 9 8 4 .     [9 ]     J.  L .   W il le m s,  A   n e w   in terp r e tatio n   o f   th e   A k a g i - Na b a e   p o w e c o m p o n e n ts  f o n o n si n u so i d a th re e - p h a se   situ a ti o n s,”   IEE T ra n s.  In str u m.  M e a s . ,   v o l.   4 1 ,   n o .   4 ,   p p .   5 2 3 - 5 2 7 ,   A u g .   1 9 9 2 .   [1 0 ]     H.  Ak a g i,   H.  Wata n a b e ,   a n d   M .   A re d e s,  S h u n a c ti v e   lt e rs,  in   In sta n tan e o u P o w e T h e o r y   a n d   A p p li c a ti o n to   P o w e Co n d it io n in g ,   Ne Y o rk W il e y - IEE Pre ss ,   p p .   1 0 9 - 2 2 0 .   2 0 0 7 .   [1 1 ]     M .   P .   Ka z m ier k o ws k i,   M .   Ja si n sk i,   a n d   G .   W ro n a ,   DSP - b a se d   c o n tr o o f   g rid - c o n n e c ted   p o w e c o n v e rters   o p e ra ti n g   u n d e g ri d   d isto rti o n s,”   IEE T ra n s.  I n d .   In f . ,   v o l .   7 ,   n o .   2 ,   p p .   2 0 4 - 2 1 1 ,   M a y   2 0 1 1 .     [1 2 ]     Y.  Ha n ,   L .   Xu ,   M .   M .   K h a n ,   C.   Ch e n ,   G .   Ya o ,   a n d   L .   D.  Zh o u ,   Ro b u st   d e a d b e a c o n tro l   sc h e m e   fo a   h y b rid   A P F   w it h   re se tt in g   lt e a n d   A DA L IN E - b a se d   h a rm o n ic  e stim a ti o n   a lg o rit h m ,   IEE T ra n s.  I n d .   El e c tr o n . ,   v o l.   5 8 ,   n o .   9 ,   p p .   3 8 9 3 - 3 9 0 4 ,   S e p .   2 0 1 1 .   [1 3 ]     A .   Bh a tt a c h a r y a   a n d   C.   Ch a k ra b o rty ,   sh u n a c ti v e   p o w e lt e w it h   e n h a n c e d   p e rf o r m a n c e   u si n g   A NN - b a se d   p re d ictiv e   a n d   a d a p ti v e   c o n tr o ll e r s,”   IEE T ra n s.  I n d .   El e c tro n . ,   v o l.   5 8 ,   n o .   2 ,   p p .   4 2 1 - 4 2 8 ,   F e b .   2 0 1 1 .   [1 4 ]     J.  L iu ,   P .   Zan c h e tt a ,   M .   De g a n o ,   a n d   E.   L a v o p a ,   Co n tr o d e sig n   a n d   im p le m e n tatio n   f o h ig h   p e rf o rm a n c e   sh u n t   a c ti v e   lt e rs i n   a ircra f p o w e g ri d s,”   IEE T ra n s.   In d .   E lec tro n . ,   v o l.   5 9 ,   n o .   9 ,   p p .   3 6 0 4 - 3 6 1 3 ,   S e p .   2 0 1 2 .   [1 5 ]     L e W a n g ,   S h u a n g h u Ha o ,   M i n g h u Ha o ,   Ba o y u   S o n g ,   h y b ri d   PW M   stra teg y   c o mb in i n g   mo d if ie d   sp a c e   v e c to a n d   si n u so id a p u lse   wid th   mo d u la ti o n   me th o d s ,   In telli g e n Co n t ro a n d   A u to m a ti o n   (W CIC A 2 0 1 4   1 1 th   W o rl d   Co n g re ss   o n ,   p p .   4 4 3 1 - 4 4 3 4 ,   2 0 1 4 .   [1 6 ]     A .   Ju stu s,  Hi g h   e ff icie n p o w e e lec tro n ic  in v e rter  to p o l o g y   w it h   S P W M   tec h n iq u e   f o sin g le  p h a se   tras f o r m e rles s   u ti li ty   in tera c ti v e   p h o t o v o lt a ic sy s tem ,   2 0 1 4   ICICE S ,   p p .   1 - 6 ,   2 0 1 4 .     [1 7 ]     P .   C.   T a n   a n d   Z .   S a lam ,   n e sin g le - p h a se   tw o - wire   h y b ri d   a c t ive   p o we fi lt e u sin g   e x ten sio n   p - q   th e o re fo r   p h o to v o lt a ic  a p p li c a t io n ,   in   P r o c .   Na ti o n a P o w e a n d   E n e rg y   Co n f e r e n c e ,   P EC o n ,   M a lay sia ,   h a l.   1 2 6 - 1 3 1 ,   2 0 0 4 .   [1 8 ]     Z.   Ya n g ,   H.  L i,   C.   F a n g ,   B.   Zh u ,   B.   Zh a n g ,   Co m m o n - m o d e   e le c tro m a g n e ti c   in terf e r e n c e   c a l c u latio n   m e th o d   f o a   P V   in v e rter w it h   c h a o ti c   S P W M ,   M a g n e ti c s Co n fer e n c e   ( INT ER M AG)  2 0 1 5   IEE E ,   p p .   1 - 1 ,   2 0 1 5     [1 9 ]     M .   Ja u h a ri,   D . C.   Riaw a n ,   M .   A s h a ri,   De sig n   o Dig i ta C o n tro ll e fo Active   Po we Fi lt e Ba se d   o n   p - q   T h e o ry ,   p ro c e e d in g   o f   In tern a ti o n a c o n f e re n c e   o n   e n g in e e ri n g   a n d   n a tu ra sc ien c   (ICENS ),   M a l a y sia ,   p p .   3 9 - 4 2 ,   2 0 1 6 .   [2 0 ]     H.  A k a g i,   Active   h a rm o n ic f il ter s ,   P r o c e e d in g s o f   th e   IEE E,   v o l .   9 3 ,   p p .   2 1 2 8 - 2 1 4 1 ,   2 0 0 5 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       C o n tr o l D esig n   fo r   S h u n t A cti ve   P o w er F ilter   B a s ed   o n   p - q   Th eo r in . . .   ( Mo h .   Ja u h a r i )   1071   [2 1 ]     Os w a ld o   L o p e z - S a n to s,  M a rti n e z - S a la m e ro ,   S tea d y - S tate   A n a l y sis  o f   In d u c to Co n d u c ti o n   M o d e in   th e   Qu a d ra ti c   Bo o st Co n v e rter,”  IEE T ra n sa c ti o n s o n   P o we r e lec tro n ics ,   v o l.   3 2 ,   n o .   3 ,   2 0 1 7 .   [2 2 ]     M a m u n   M .   A l,   S a ro w a G . ,   M d .   A sh ra f u Ho q u e ,   M e h e d i   "   Hig h   G a in   No n   Iso late d   DC - DC  S tep - u p   Co n v e rters   In teg ra ted   w it h   A c ti v e   a n d   P a ss iv e   S w it c h e d   In d u c to Ne tw o rk s,  " In ter n a ti o n a J o u rn a o P o we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms   ( IJ PE DS ),   v o l.   9 ,   p p .   6 7 9 - 6 8 9 ,   2 0 1 8 .   [2 3 ]     P .   Ya n g ,   J.  X u ,   G .   Zh o u ,   S .   Zh a n g ,   " n e q u a d ra ti c   b o o st  c o n v e r ter   wit h   h ig h   v o lt a g e   ste p - u p   ra ti o   a n d   re d u c e d   v o lt a g e   stre ss " ,   P ro c e e d in g o f   Th e   7 th   I n tern a ti o n a P o w e El e c tro n ics   a n d   M o ti o n   C o n tr o Co n f e r e n c e ,   v o l.   2 ,   p p .   1 1 6 4 - 1 1 6 8 ,   J u n e   2 0 1 2 .   [2 4 ]     A le x a n d ru   Bit o lea n u ;   M i h a e la  P o p e sc u ,   S h u n t   A c ti v e   P o w e F il t e r;  Ov e rv ie w   o n   th e   Re f e re n c e   Cu rre n M e th o d Ca lcu latio n   a n d   th e ir  Im p le m e n tatio n ,   4 t h   I n ter n a t io n a l   S y mp o si u o n   El e c trica l   a n d   El e c tro n ic E n g i n e e rin g   ( IS EE 2 0 1 3 ) ,   p p .   1 - 1 2 ,   2 0 1 3 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       M o h .   Ja u h a ri  re c e iv e d   b a c h e lo o f   En g in e e rin g   (El e c tri c a l)   f ro m   In stit u T e k n o lo g S e p u l u h   No p e m b e (IT S S u ra b a y a ,   In d o n e sia   In   2 0 1 5 .   I n   2 0 1 7 ,   h e   re c e iv e d   h is  M a ste d e g re e   f ro m   IT S He   jo in e d   P OL T ER A   a s lec tu re i n   2 0 1 7 .   Em a il m o h jau h a ri5 1 @g m a il . c o m         De d e Ca n d ra   Riaw a n   re c e iv e d   th e   Ba c h e lo De g re e   in   El e c tri c a En g in e e rin g   f ro m   S e p u lu h   No p e m b e In stit u te  o f   T e c h n o lo g y   (I T S ),   In d o n e sia   i n   1 9 9 9   a n d   j o in e d   IT S   a lec tu re i n   2 0 0 0 He   re c e iv e d   h is  P h D ,   a n d   M a ste En g in e e rin g   d e g re e   f ro m   Cu rti n   Un iv e rsity   o f   T e c h n o l o g y ,   A u stra li a ,   in   2 0 0 6   a n d   2 0 1 0   re s p e c ti v e l y .   His  in tere st  o f   re s e a rc h   is  in   p o w e e lec tro n ics   a n d   it s   a p p li c a ti o n   i n   re n e w a b le en e rg y .   Em a il d e d e t. riaw a n @e e . it s.a c . id         M o c h a m a d   A sh a ri  re c ie v e d   h is  b a c h e lo d e g re e   f ro m   In stit u t   T e k n o lo g S e p u l u h   No p e m b e (IT S S u ra b a y a ,   In d o n e sia   in   1 9 8 9   a n d   jo i n e d   IT S   a lec tu re r   in   1 9 9 0 .   I n   1 9 9 8   a n d   2 0 0 1 ,   h e   re c e iv e d   h is  M a ste a n d   P h D.  d e g re e f ro m   Cu rti n   Un iv e rsity ,   A u stra li a .   He   b e c a m e   P ro f e ss o to   th e   De p a rtme n in   2 0 0 9 .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   a p p li c a ti o n o f   p o w e e lec tro n ics   f o g rid   s y ste m s,  p o w e q u a li t y ,   a n d   re n e wa b le  e n e rg y .   He   h a re c e iv e d   re se a r c h   g ra n ts  f ro m   m a n y   in stit u ti o n s in c l u d in g   A BB,  JICA - Ja p a n ,   In d o n e sia   g o v e rn m e n t.   Em a il   a sh a ri@ee . it s.a c . id     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.