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 3 6 4 ~1 3 7 2   ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 3.pp1364-1372          1364     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   Optimum design of dynamic vol tage restorer fo r voltage sag  mitiga tion in distrib u tion network       D e shp a n d e   Ch in m ay V ., D e sh p a nd e   Ch ai tan y V .   Dep a rt em ent   o f  E lect rical E ngineering, ZES   Z C O E R , India      Art i cl e In fo     ABSTRACT A r tic le hist o r y :   Re ce i v e d  Ju l  1 7,  201 Re vise d D e c 28,  201 8   A c c e pte d   F eb 13,  2 0 1 9       DV is  p ower  e l ectron i bas e d e vice  u s ed  f o r   m iti g ation   of   v o l ta g e   s a g   pro b l e m.   I n   t h i s   p ap er,   v a rio u i nvert er  t op ol og i e su ch  a Vol tage  s ource  in vert er,   so urce  i nvert er  a nd  E m bedd ed  Z   s o u rce  inv e rter  a r e   us ed  a nd   com p are d   f or  o p e ratio o f   D V R H e re  d ual   p - th eory   i i m p l em en ted  as  con t ro t echni q u wh ich  have  e x cell e nt  t rans ien t   r es pon se  a n d   s peed Diff erent  inv e rter  c o n f i gurat ions   a re  i m p l e ment ed  f or  D V R   a n d   i ts  s i m u l a t i o n   r e s u l t s  a r e  p r e s e n t e d  a n d  c o m p a r e d .  I t   h a s   b e e n  o b s e rved  t hat  Em b e dded   EZ  s o u rce  inv e rter  t o polog is  f o u n d   t be  e ffecti v e.   The   Em b e dded   EZ sou rce  in verter t op ol og y an d its  h ard w are res u lt a re  pres e nted  and   com p ared.   K eyw ord s :   Du al  pq  the o ry   E-Z  sour ce  in ve rter  SRF  C o ntrol Tech niq u e   Vo lt ag s a g   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:   D e shpa n d e   Ch inm a V . ,     D e pa rtem ent o f   E lectr i c a l E n gi nee r in g,   ZES  Z C O ER ,   Na rhe,  P un e , Ma h ar ash t r a , Ind ia   Em ail:  chi n ma yde sh pa nde 1 2 3 @ g m a i l .com       1.   I N TR OD U C TI O N   V o l t age   sa la stin up  t o   3   t c y c l ca us es  w i d ran g e   of  c us t o m e r se nsit i v e q uip m ent  to  b dro p o u t U ltim atel y,  v o l t a ge  s a g   c rea t es  e co nom ic   l osses   a l o n g   wi t h   w ast i n g   t h e   r eso u rc es  [ 1].  It  i nec e ssary   t o   b oo st   p ro m p tl y   th e   l o a d   s id vo lt ag i n   t h e   e v e nt   o f   fa ult   o sw i t c h ing  of  l oa d   in  o r d er  t a voi d   di st urba nces  a nd   v o l ta ge   s a g   s i t ua t i on.   O u t   o var i o u de vi c e s   tha t   m ay   b u s e d   t mi tiga t p o w e q u al i t y   pro b lem ,   D yna m i V o l t a g Re store r   ( DV R)  i o n e   w h ic i s   u sed  t o   pha se  o u t   v o l t a ge  s ag   a nd  sw e l l   si tu a tio in   d is tri but io l i ne A   p o w e e l e c tr on ic  D to   A s o li s t a t e   s w i t c h i n g  c o n v e r t e r  u s e d   a s  s e r i e s   c o m p e n s a t o r   tha t   c a n   b uti l i zed   t pr o t e c t   c r ucia l   loa d from   a l l   s up p l s i d d i s t urbanc es  o t h e r   t ha d i s t urba nce s   i call e d   as “ Dynam i Voltage   R est o r e r   (DVR)” [2].  The   D V R   c a n   c ompen s a t e   fo in d u ct i v dro p   i t h e   l i ne  b i n sert in the   vo lta ge   i n   qua drat ure   w i t h   fe eder   c urr e n t   [ 3].   The  DVR   can  a lso  lim it  fau l curr ent  b y   i nj e c t i n l e a d i n v o lta ge  i q u adra ture  w it t h fa ul c u rre nt   t her e b y   i nc rea s in g   t h e   e f fe ct i v fau l im pe da nce   of  t he  d istri b uti o n   fe e d er  [ 4] N o w   da ys ,   in verter s ar l i k e a sma l l ma n d at ory  e l ec tron ic de v ice   wh ic h ar e   e x t e ns ive l y use d   d ue  to it g l o b a l  fu n ct ion of  trans f or min g  D C t o  A [5] .  Eve t h o u gh o u t p ut vo l tag e  o bt a i ne is  o h a vi n g  reduc e d  ha r m onic   le ve l in  c ase  of  V S I   but  i tw sw itc hes  o n   s a m e   pha se  l e g   t ur ns  O N ,   s hor ci rc u it  o c c u rs  t h i is  t he   k il ler  of  i n v erter .   Whe n e v er  D li nk  vo l t a g fall be low   cer ta in  c r i t i ca l   lev e l,   i n j e ct i on  ca pab i lit o f   D VR  a ffec ts  i ca se  o VS I   topology [6].   I n case  o f CSI,  a t   lea s one  sw itc h from  up p e r   le g an d one  sw itc h fr o m  low er leg ha v e to be  tur n ed  O N   t o   a vo i d   a o p e n   c i r cu it  c o n d i t i on.   I or der  to   a vo i d   a n   op en   c i r c u i t   cond iti on ov e r l a ppi ng   t i m e   i s   pro v i d e d   f or  o per a t i o n   o sw itc hes  w h i c l eads  to  d is tor tion  i n   o u t p u t   v o l t a g e   a n d   t o  c o r r e c t  i t ,  t h e r e  i s   t h e   requ ire m e n of   s epar ate  fil t er .   Anoth e a lter n at ive   is  Z   s o u rc e   i n v er t e w h ic ha a n   a dd i t i o na u n i que  X   sha p ed  i mpe d a n ce  netw ork  i s   c on nec t e d  a t   con v er t e r ou t p u t  side  [7].  Th is   p a p er  pr o pos es  ne w  inve r t er  t op o l o g y   f or  D V R  such a s   E m b ed de d Z sour ce i n verter   a lo ng w i t h   dua p-q  c o n t r o l   tec hni que T h pro p o se co ntr o tec h n i que   i a b l to  d e t e c v o lta ge   s a g   v er w e l l   w i t faster   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       O p tim um   D e si gn o f  D y nam ic Vo lt a g e R e stor e r   for  Vo l t a g e  Sa g M i t i g a t i o n  in …  (D eshp a nde  Ch i n m a V)  1 365 spee d.   T he   p ro pos ed  i n v er t e c o n f ig urat io i s   t est e w i t h   h ar dw are   proto t ype.   A l d i sa d v an ta ges  ass o c i ate d   w ith  c on ve nt i o nal i n ver t e r s a r overc ome   in Em b ed ded  Z sourc e   i nve rt er.      2.   E M BEDDED Z   S O U RCE   I NVERT ER   Mo st  o the  a ppl ica t i o has   r e quirem e n t   o bo t h   b uck  a nd  bo o s c a p a bi l i t y   a nd  for   tha t   p urp o se   in ste a d   o us in V S or  C S I so ur ce  i nvert er   i v i ab le   s o l uti on.  P r e senc of  Z  ne t w o rk i c a se of  ZS h i g h l y   i m p r ov es  t h e   r el i a bil i t y   o f   inv e rt e r   s in c e   ad d iti on al   o n e   s ho ot -t hro u g h   c ond i t i on  is  p r e s e nt  w hi c h   i n o   l o nger   prese n t   i n   c on ve nt io na V S I   and  CS [8] .   B eca use  of  c ros s - c on du cti o n   or  a d d i t i o n a l   sho o t   t h ro ugh   c on diti on  prese n t ,  it is free   fr om  s hor t   ci rc u i or ope c i rc uit pr o b l e m   in   c a s e of Z so u rc i n ve rter  [ 9].           F i gure  1.  I m p edanc e  ( Z) sourc e   i nve r t er      I n ste a d   o u s in separa te  L fi l t erin in  c a s of  V S I CS or  Z SI,  new   family  o ZSI  is  i nc or p o r a te d   w h ic is  E m b e dde s ource   i n v er t e (a sh ow in  F igur 2).  Bas ica l l y   E sour ce  in vert er   p r o d u ce  t h sam e   gai n   a t h e   Z- sour ce  i n ve rter  but  w it sm o o t her  a nd  sm all e cur re nt/v ol t a ge  m a i nta i ne ac ross  t h e   d i npu source   a nd w i thi n  the   i m p eda n c e  ne t w o rk  [ 1 0 ] .  F or this p u r pos the r e is n a ny  re qu i r em ent   o f  a ny a d d i t i o n al   pass ive   f ilter   a nd  he nc e beca use  of   t h i t o ta c o st  a nd   c om ple x it ge t s   r e d uc e d .   Em be d d ed   EZ-so urc e  i n v e r ter   have   t he  a d v an tage of  l ow er   c os t,  c a n   b e   ap pl i e to  a ll  ac -ac ,   d c- dc,   a c dc dc-a pow e r   c on ver s i o n,  h a s   l o w   curr ent  c o m p are d   w i t h   the   t r adi tio na s ource   i n v e r ter,   doe no t   a ffec t   the  Elec t r oma gne t i c   I n t e rfe r enc e   n o i se ,   draw i n a sm oot her  curre nt fr o t h e   dc  i np ut  s our ces  [ 11].           F i gure  2.  E mbe dde d im pe da n c e ( Z ) sourc e   i nve r t er    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  :   136 4   – 1 372  1 366 3.   PR O P OS ED   p - q   T H E OR Y   I n   t his  pa per,   dua l   p-q  the o ry  i im p l e m e n t e w h ic gi v e serie v o l t a ge  c om pe nsa t i on  [12] The   ma in  a ssum p t ion  in  c ase  of  dua p- t h eor y   i tha t   c ur rent  a nd  rea l   a n d   i ma g i n a ry  p ow e r are   kno w n   a nd   vo lta ge  c omp o n e n t   s h o u l be   calc u l a t e d.  T he  p hase  v o lta ge a t   t he  l oa d   ter m ina l   a n d   t he   l ine  c u rre n t are   me asure d   a nd  tra n sform e i n to     t he  r efe r enc e   fram e [13] The   m a trix  r e p rese nta t i o of  l i n v ol tage   a nd  line   cur r en t in t o        r e fe renc fra me is  g ive n  by  fo llow i n g  e qua t i ons  a s,       1 0  ( 1 )        1 0  ( 2 )     Whe r   and   i s   t h e      r epre se nta tio o f   l ine  v o l t a g an and    i s   t h e      r epre se n t at ion  of  l i n curr ent.  F rom  the    and    a nd  a nd    t he  r e a a nd  ima g ina r pow ers  of  t he  l oa ds  i . e .   insta n ta ne ou s   pow er  com po n e nt s ar e c a lcul ate d  as :               (3)     A f ter   that an u nde sira b l e pow e r  sour ces       are  sele c t ed.   From these power  port i o n s of the  load p o w e rs   and  line  cur r ent s t h e   c o mp ensa t i n g   v o lta ge are   c a lc u l ated  a n d   i nser t e i ns tan t a n e ousl y ”  in  t he   pow er  syste m   by  se ri es  c om pensa t o r [14]   F rom  th above   e qua t i on,   w e   can  d et er mine  v al ue  o      i n   t e r m s   of      .          ∗      (4)    Whe r e,   p  a n d  q  a r e   p o w e r s   t h a t  a r e   s e l e c t e d .  W i t h  t h e s e  o s c i l l a t i n g  p o w e r s ,  i is   poss i b l e   to  c a l c u l a t e   t he   in sta n ta ne o u vo l t age s   t ha h a ve   t be   i n j e c t e d   b the   D V t o   c om p e n s ate   for  t h lo ad  v o l t a ge  by  us i n g   abo v eq ua ti o n .       4.   IMPLE M EN TATION  O VARIOU I NVE RTER TOPOLO G IE S :  A C AS E   STUDY   The r a r thre c a ses  for   d i ffer en in ve rte r   c onnec t e d   t D V R The   resul t f o ea ch  c ase  a r d e mo nst r a t ed   a l ong   w i t h   it THD  a n a l y s i s W e   can   c o m pa re   a l l   t h re in ve rters  o n   t he   b as is  o TH val u es   ob ta ine d   4.1  D i st rib u tion   l in e m o d e with   D VR  b ased  on  volta ge  s ou rc e in vert er  D e tai l   s im ula t ions  a re  p e r for m ed  on  D V t e st  s yst e u s i ng  MA TLA SIMULINK  [ 1 4 ] .   l i n o f   13  K V   is  s t e p   up  t o   1 1 5   K V   for  tra n sm issi o n   pur p o se   a nd   t he i t   i a g a i n   s t e p   d ow by  u s in d i s t ri b u ti on  trans f or me ha vi n g   r at i ng  o f   1 15K V   / 1 K V .   H ere  it  is  c o n side re d   t h at,  the r l o a d   s ud de n l imp o s ed  on  syste m   f eede r   B   f or  t h e   d urat io of  0 .0 to  0 .1  s ec.   [ 15].   The  trans i t i on   time   of  c irc u it  bre a ker   is   0 .0 4   to   0 .1   i.e.   duri n g   tha t   p e r i od  o n l y   l o ad  g ets   acte d   u po l i ne   d ue  t o   w hi c h   v o lta ge   s a g   i e xpe rie n c e d   b y   l oa fee d er  B.   B as ica l l y   V S I   i b o o st  t ype   o in verte r   w hich   g i v es   g oo ou t pu t   r e spo n se  f or   t he  oper a t i o n   o D V R .   F o ll ow i ng  F i g u re   3   s h o w s   s i m ul a t i o n   resu lt   f or  ope ra ti o n   o D V R   b ase d   on  v o lta ge  s o u r ce   i n v er t e r.  F rom  t h F i gure   3, i t   is c lea r  tha t   duri n g   fa u lt c o nd iti o n   or  sw i t c hin g   c o n d iti on,  D V R  c orre cts t h e vo lta ge  i nsta n tly.  The   TH D   analys is  o D V R   w ith  V SI  com es  out  t o be  15.0 9 for  sup p l y   voltage  and  2.70%  for current .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       O p tim um   D e si gn o f  D y nam ic Vo lt a g e R e stor e r   for  Vo l t a g e  Sa g M i t i g a t i o n  in …  (D eshp a nde  Ch i n m a V)  1 367     F i gur e 3.  MA TLA B sim u l a ti o n  r esul t   of  d is trib u t i o l i ne  m o d e l   w i t D V R  base d  on v o lta ge  s o u rce   inver t er       4.2  Dist ribu tion  l in e m o del  with  D VR b ased  on  impe da n ce  z   so u r c e i n vert er   I n   c a s of  Z S I   i s   tha t   a s   ca pa cit o a n d   i n d u ct or  bot are   use d   in   D l i n k it  ac ts  a c ons tan t   h ig impe da nce   vo l t a g so ur ce.   S ome t i m es  i m i sf i r in of  s w i t c he is   a l l ow e d   w hic h   i not   p erm i ssi b le  i n   V S I.  H a r m onic  dis t ort i o n   i l o w   w i t h   l e s p o w e r   loss es  a nd   h ence   e ff i c i e n c y   o f  Z S I  i s   m o r e  a s   c o m p a r e d  w i t h   V S I / CS I. D iod e  D  conne c t ed  i s usua l l y nee d e d  for  pre ven t ing rev e r se curr e nt fl o w .  The  v alue  o i n d u ct o r  and   ca paci t o for  im peda nce  par t   o ZS is  c a l c u la te as  2 5m H   and  5   F .   F o llow i n g   F ig ure  sh ow M A TL A B   Si mu l a ti on   r e s u l t   of   v ol t a ge  s a g   h av ing   D V b a s e o n   Z   s ou rc i nv er t e r.  T h e   T HD  an aly s i s   o D V wi th   ZS I com e out   t o be  0 .1 1%  f o r   s upp ly v o lta g e   a nd  6.19 fo r c u rr en t .           F i gure   4.  MA TLA B S i m u lat i o n   r esul t of  v o l t a ge sa g  ha v i n g   D V R  ba sed on   Z  sourc e  inve r t e r       4.3  D i st rib u tion   l in e m o d e with   D VR b ased  on  emb e dde d   i m p edanc e z sou rce  inve r te F o llow i n g   F ig ure  show si mulat i on  of  D V R   b ase d   o EZ  so urce   i n v e r t er  w it dua l   p-q  the o ry.   S upp l y   s i d v o l t a ge  a nd  c u rre nt  f irs t   g e t co nver t e d   t    r e f ere n ce   f ra me   by  Cla r k’s  tra n s f orma tio n.   F ro t h ese   v a l u e s   i n s t a n t a n eou s   a ct iv e   an d   react iv e   p o w e r are   c a l cu la t e d.  A se en  fro m   si m u la ti o n   r esul t,   response  t i m e of  DV R  with E Z   s ou rce inverter i s f a st  a com p ar e d w ith  V SI and ZSI.  A lso the   req u ire m e n t   of  f i l t e r  r e d u c e s  i n   c a s e  o f   E Z  s o u r c e  i n v e r t e r .  C o m p a r e  w i t h   Z S I ,   E ZS draw sm oot her  c u rre nt   from   in pu d c   source s.   B o t buc k-b o o st  c a p a b il it i e are   o b t ai ne b y   u si ng  EZS I.   W hen e ve loa d   i im pose d   on  t h s y s t em t h co nt rol   sy st em  c a l cul a t e s   d i ff e r e n c e   b e t we en   p re -s ag  a n d   d u ring   s ag   v olt a g e   a n d   P WM   p ul se are   gi ven  to EZS I.  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  :   136 4   – 1 372  1 368     F i gure   5.  D ist r ibu t io n l i ne m o d el  w ith  D V R   b ase d   on Em be dde sourc e  in v er t e r       5.   EXPE RIMENTAL   VALID AT ION & RESULTS  To  v erify  the  effec t i v e n e s of  p ro po sed  s y s t em   o DVR   b ased  o E m bedde s o urce   i nver t e r ,   pro t o t ype   h a s   b e e b u il ba se o n   p r o p o se sys t em   w hi c h   i as  s h o w n   i F i gure   5.   T he  m a i s u p p l is   s in g l e   pha se,   50   H z ,   2 3 0   V   w hic h   i ste p   d ow t o   1 1 0 V .   T he  f il te capa ci t o i s   4 7 0 F.  T s t a r up  t h tes t first  of  a ll   loa d   o 2 5 W 1mH   ind u c t or  i c o n n e c te d.   D rive c i r c ui t   is  opera t e w i t h   a n o t h er   s te p   dow tr ansfor m e of   ra t i n g   230 /12 V   w h i c h   i co nvert e d  i n t o   pul sa t i ng   D b y   u si ng  b r id ge   r ect i f ier (W 10) . Th e out p u t   f r o m bri dge   rec t i f i e is  1 V   pu lsa t i n D C   w hic h   i s   c o n v e r te in to  + 5 V   by  u si n g   I 78 0 5   v o lta ge  r egu l a t or.   T h pur pose   o f   I vol t a g e   r eg ul at o r   i to  p ro vi d e   c on st ant   D C   v olt a g e   o f   +5 V   to  t h e   P I C   m i c ro   c o n t r ol l e (PIC 16 F877 A).   D r iver   c i r cu i t   i use d   f or  i s o lat i o n   p u rp ose.   I order  to   t r i gg e r  M O S F E T ,  t h e  v o l t a g e  r e q u i r e m e n t   i s   2 0 V .   H e nc t h 1 2 V   A C   from   dr i v e r   c irc u it  tra n s f orme is  a m p l i fie d   b us ing  tw am p lifiers   C K 100  a nd  2 N 22 2 2   con n ec ted  bac k   t bac k Th e   bo os t e v o l t a g e   i s   t he co n v er t e t D C   b usi ng  d i o d e   I N 40 07  as  a   h a l w a ve  rec t i f i e r.   S ingl e   pha se  E sour ce  i n verte r   c on ver t th i s   D v o l ta ge   i nt A C   f or  i n j e c t i on  i n to  s ys tem .   Ca pac i t o of  1 00  m i cro  fa rad   and  1mH   in du ctor  i use d   a fi lter   i i m pe d a nce  ne tw or of  EZ  so ur ce  i nver t er Tw 9V   b a t t e ries  a re   u se as  e ner gy  st orage   i n   c a s o f   EZ  so ur c e   i nve rt e r   w h i ch   act a s   i np ut   t o   i t .   T he  vo lta ge  i inje cted  t hr ou gh  i n jec t e d   t ra nsfo r m er  o rati n g   12V .   T he   r at ing  of  e a c h   c o m pone n t   i ha rdw a re   pro t o t ype  is l i ste d  be l ow   i T a ble  1.       Ta b l e   1.  Mai n spe c i fica ti o n s of  h ardwa r implem en ta t i o n  o EZ s o u r ce  b ase d  DVR S r .   N o.   C o m pone nt   V alue s   1.   S ingle   ph a s e   t r a n sf orm e r   230/1 10  V   2.   D r i ve circ ui tr a n sfo r m e r   230/1 2   V   3.   L o a d   25  bulb  a s   r e s ist i ve   l o a d,  1 m H   i nd uc tor  4.   I nje c tion  T r a n sform e r   12  V   5.  F i lte r Ca p a c itor  100   /25  V =   f o reduc tion  of   r ip ple s   f rom   puls a ting.   10   /25 V = for   ma i n ta ining sta b i lit y   o f  the  volta ge  a t th e   loa d  sid e .    V   for   by pa s s ing  the   high  fre qu e n c y   d isturba n c e s   6.   D C   Stora g e   Ba t t e r T w o Ba t t e r y s   o 9 V   7.  F il te r Ind u c t or  1  m     The   s u pp l y   s id v o lta ge  c ome s   o ut   t be  98. V   an t h e r i s   d ro ac ros s   l oad   w h ich  c o me ou t o   b e   86.2V .   The   sw itc is  p r o v i de t o   c on nec t   D V R   t the   sys t em Whe n   DV R   c onn e c t s   t o   th syst e m   a nd   i nj e c t s   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       O p t i m u m  D e sign  o f   D y nam ic  Vo lta ge  Rest or er for V o l t a g Sa g Mi t i g a t i o n  in … ( D eshp a nde  C h i n m a V)   1 369 the  vo l t a g e,   b u l gl ow br i g htly.   A f t e r   com p ensa ti o n ,   l o a d   v o l t age   is  m ai nta i ned  a t   9 3. 4   V .   F ol low i n g   F i gur 6( a) ,   6 ( b )   and  6( c)   s how a c tual  h a r dw ar r e a d i n gs.         (a)        (b )         (c)    F i gur 6.   H ar d w a r implem e n ta tio o f   D VR  b a s e d   on  EZ   s our c e   i n v er t e r ;   ( a )   s u p p l si de  v o lta ge  o f   D V R   base on  EZ  so ur ce   i n v er te r ,   ( b)   l oa side  v o lta ge   w it h out  D V R   conn e c te d,  ( c) ha r dwar e   r e sult for  load  s i d vo l t age   w i t h   D V R   c on nec t ed.     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  :   136 4   – 1 372  1 370 B y   c o n si deri n g   t he  p a r am ete r o f   h ardw are   prot oty p in  M A TLA s imula t io n,  r e s ults   o b t ai ne a r as show in  F igure   7.            Fi gu re 7 : M A TLA B  s imu l atio n r e su lt  for   si ng l e  p has e  D V R   b a s ed o n Em bed d e Z s o u r c e  i nv er ter      In   s i m ul at io n   th v a lu e   of   l oa d   re si st an ce   i ca l c ul at ed   b y   con sider i n g   25  b u l a n 1 1 0   V   A sup p l y  w h i c h  c ome s  t o be  4 84  ohm . F rom   the   si ngle   pha se  simu l at i on a n d   hardw a re pro t o t ype , it i s   t b e  se e n   tha t  D V R  is c a pa ble   o f   m iti ga tin vo ltag e  sag  c on d i t i on.  Th e   r e sults ar e  show in  T ab le  2  below .       Tab l 2.  S imula t i o n r e sult  of  s oftw a r and h a rdw a r e   i m p lem e ntat i o n of  E Z sourc e  ba s ed  D V R   S r .   N o.   C o m pone nt   S i m ul a tion  Re sults  H a r dwa r e   R e sult s   1.   S upply   side   volt a g e   102  V   98. V   2.   L o a sid e  vol t a g e  be f or e   c onne c t i o n of  D VR   95  V   86. V   3.   L o a sid e  vol t a g e  a ft e r   D VR  c onn e c t e d   100  V   93. V       6.   T H ANALYSIS  F o llow i n g   t a b l e   3   s h o w s   F FT  a na lys i of  D V R   b ase d   o va ri ous  i n ve rter  t opo l o g i es The  t o ta harm on ic  d ist o rt io ( T H D )   o s i gna is  a   m e a sure me nt   o the  h a r mo ni c   di sto r ti on   p re se nt  i n   any   gi ve n si gna l.  I t   h a s   b e e n   o b s erve tha t   r e duc t i on  in  v o l t a ge  T H D   and  cur r ent  THD  in   c as of   E mbed d e d   E-Z  source   i nver t e r   i o f   99.4 7 %   a n d   85. 56 %   re sp e c t i v e l y   com p ar ed  w i t V S t o po l o g y   27. 27%   a n d   9 3 .7%   com p are d  wit h   ZSI topo l o g y     Ta ble   3.  T H D  anal y s i for  si m u lat i ons  o f D V con n ec t e w i t h  di f fe re nt  i nve r t er  t op o l og ie   S r .   N o.   T yp e   of   I nve rte r   V olta g e  T H D (% )   C u r r e n T H D ( % )   1.   V ol ta g e  Source  Inve r t e r   15. 09  %   2. 70  %   2.   I m p e d a n c e   Z   Source   I nve rte r   0 . 11  %   6. 19  %   3.   E m b e dde I m p e d a nc e   (E Z )   S ource   I nve r t e r   0 . 08    %   0 . 39  %       7.   CONCL U S ION    Th is  p a p er  p r e sen t o n e   of  t he   c us t o po w e device s,   w hic h   i r e f e rred   to   a s   dyna mi v o lt ag re st o r er  b a s ed   o v a r i ou in ve rt e r   t opol ogi es  s u c h   as  V SI,  ZS and  E Z S I I n   o r d er  t in ve s t i g a t w h e t her  t h e   D V R   i ab le  t o   d e al  w ith  v o l ta ge  s ag  p ro b l e m Matla Simul i nk  w as  s e l e c ted  i n   o rder  t si m u la te  t he  s y s tem  and  m i t i ga te  t he  v o lta ge  s a g .   The  TH D   a n aly s i s   i ca rrie d   o u t   w hic h   s ho w s   t ha in  c a s e   of  E m b e d ded  source   i nverter vo lta ge  T H D   c ome s   o u t   t be  0 . 08%  a n d   c urre nt   TH D   c o me o u to  b e   0. 39 i n   t he  t hre e   phase  s i m ulation  which  is  w ithi s p ecified  l i m it  a per  IEEE  s t an dar d A l so   a l o ng  w i th  E Z   s ourc e   i nver t e r   -1 5 0 -1 0 0 -5 0 0 50 10 0 15 0 RE DUCT I O N   IN   LO A D   SI D E   V O LTA G E   DUE   TO   S W I T CHI NG   OF   LO A D -6 -4 -2 0 2 4 6 VO L T A G E  IN J E C T E D  B Y   D V R 0 0.1 0.2 0. 3 0. 4 0. 5 0.6 0. 7 0. 8 0. 9 1 -1 5 0 -1 0 0 -5 0 0 50 10 0 15 0 M A IN T A I N IN G   SU PPL Y   VO L T A G E Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       O p tim um   D e si gn o f  D y nam ic Vo lt a g e R e stor e r   for  Vo l t a g e  Sa g M i t i g a t i o n  in …  (D eshp a nde  Ch i n m a V)  1 371 to pol o gy,  p ro b l em ass o cia t e d   w i t V S I,   C S I   a re   ove rco m ed.   H e nc t h DVR  b ase d   o n   EZ   s o u rc i nve r t e r   gi ves fa s t   d y n a m i c  r espo nse   a l o n g  w i t l o w e r cost  w h i ch  ca n  mi t ig at e   l ong  du ra ti on  v ol t a g e   s ag  eff e c t i v e l y i n   di stri b u t i on  n e t w ork.   The   hardw a re  p r o t o t ype  m o d e sh ow tha t   D V R   i ab le  t m itiga t e   d r o acr oss  l o ad.   The  re su l t of  hardw a re   a n d   s imu l at i o n   ar com p ar ed  w hi ch  c ome s   o u t   t be   n ea r l y   s a m e.  T hese  r esul t s   a lso  sh ow   c lear ly   tha t  D V R  ha n d l e s  si t ua tio n o f  vo l t a ge  s a g  e fficie n t ly b y c o rre c ti n g   l o a d si d e   volta ge  ra p i d ly.       REFE RENCES   [1]   M a hm ou Z a deh b agh e ri,  Rah i m   l l darab a di ,Maji d   B agh aei  N ejad,   R e view  o D y n a m i Vo lt age  Rest orer   A pplicat io f o Co m p ens a ti on  of   V o l t a ge  H arm o ni cs  i n   P o w e Sy st em s ,   In don esi a n  Jour na l of  El ectr i c a E ngi neer in g  a nd Comp u t er S c ience ,   V o l .   5 ,   N o .   1 ,   pp 58  ~   7 1 ;  Jan uary  201 7.   [2]   G.  R am ya,  V .   G anap ath y P.   S ures h,  P o wer  Qu alit Im prov e m ent   U sin g   M ult i -L evel  I nv ert e Based   D V an D S TAT C OM  Usi ng  N euro-Fuz zy  C ont r ol ler”,  Inter n a t i onal Jou r n a l o f   P o wer  El ectr onics and Dr ive  S y st em  (I J P ED S ) ,   V ol.   8,   N o.   1 ,   pp.   3 16 ~ 3 24 ; M a rch  20 17.   [3]   Des h p a n d Ch in may   an S a n j ay   A D e okar,   E n h ancem en o f   P o w er  Quality  U sing  D yna m i c   V ol t a ge  R est o rer  Based   o n   E S o u r ce  In verter”,  In tern a t io nal Jou r n a l   of  Advan ce Resea r c h  i n   El ectrica l, El ectr o n i cs   &   Ins t r u men t ati on En gin eeri n g ,   , V ol um 4,  issu 2 ;   2 015 [4]   Yu sh an  L i u H a it ha m   Ab u-Ru b ,   B ao mi ng   G e,  F red e   B l aabj e rg,  Omar  Ella b b a n;  P oh   C h i a n Loh ,     Z - S ou rc Inverter”, i Im p e d a n c e So urce Power   El ectro n i Con vert e rs , 1 Wiley- IEEE Pre ss,   20 1 6 ,   pp .42 4 .   [5]   T.   Y u ,   X .   S h aojun ,   Z .   Chao hua,   an X.   Z egan g,     I mp rov e Z-S o ur ce  Inv e rt er  W it Redu ced  Z -S o u rce  Ca p acit o Vol t age  Stress  a nd  S oft-S t art   Ca pabilit y”,  IE EE T r an sa cti ons  on P o wer Elect ronics vo l.  2 4 ,   n o .   2 pp 40 9-4 1 5 ,   20 09 .   [6]   P.  C .   Loh ,   D M .   V i l at h g a muwa,   C.  J Gaj a n a y a ke,  L.  T Won g an C.   P .   A ng,  Z- s o urce   c urrent-t ype  inverters:  Di g i ta modu lati on  a nd  l ogi c   i mplement at i on,”  IEEE Trans.   Power Elect ron . ,   v o l.   2 2 ,   n o.   1 ,   pp .   1 69–   1 77 ,   J a n .   20 07 .   [7]   Yu sh an  L i u H a i t h a A b u - Rub,   B ao mi ng  Ge;  F r ede  Blaab jerg,   O m ar  E l l a b b an,   P o h   Ch iang  Lo h,   Ty p i cal  Tran sf orm e r-Bases   Z -S o u rce/Quas i-Z-S o urce  I n v e rters”,   in  Im ped ance  S o u r ce  Po wer El ectr o n i c Con verter s 1,   Wiley - IEEE  P r e s s ,   p p. 4 24;  2 016.  [8]   R.  S i n thiya  Jothi,   S .   Frederi c k,   D e si gn   a nd   s im ula t io n   of   T -Z  s ource  i n v e rter  s ys te m Inter n a t io nal Jo ur nal of  Sci e nt ific  &  E ngineer in g R e sear ch ,   Volu m e   5 Is su 6,   J u n e-20 14 IS SN  222 9-5 518.   [9]   Rani   M ath e w s Anu p am Sis o di a,  An a l y s is   o f   Im p r ov e d   T rans   Z -S o u r ce  Inv e rter  u s i n g   P WM   T echn i q u e”,  Int e rna t i o n a l  Jour na l o f   En gi ne er ing  Res e arch  &   Tech nolo g ( I JER T ) ,   V o l .  3  I s s u e   5 ,  M a y  –  2 0 1 4 ,  I S S N :  2 2 7 8 - 01 81 .   [10]   S .   N ag arajan  a n d   N Rajend ran,  Co m p aris on   o f   F a u l D i agn o sti c s   o Z-S o urce  and   Tran Z-S ource  Inv e rter  F e d   Induct ion  M o tor  Drives”,   Ind i a n  Jou r n a l of  Sci e nce and  Tech no lo gy Vol   8 ( 32 ),  N ov e m be 20 15 DOI :   10 . 1 7 4 8 5 /ijst/ 2015 /v 8i3 2 / 8 7 8 6 8 [11]   W.  Q ia n ,   F Z.  P e n g   a n H.  C ha “Tr a ns- Z -So u r c e   In ve rte r s” ,   in  IE EE  Tra n s a ctions  on  P o wer  El ectr oni cs v o l .   2 6 ,   no .   1 2,  p p.   3 4 53-346 3,   D ec.   2 011.   d o i 10. 11 09 /TPE L . 2 01 1. 2 12230 9.   [12]   S w at hyp rakas h  an d  Ran i S,   M odif i ed   T ran s -Z -S o u rce  Invert er wi t h   Con t i n u ous  Input  Curren t   a n d  Imp rov e d Bo ost  F acto r ,   Int e rn a tio nal Co nf erence  on  El ectrica l, El e c t r o n i c s ,   an d   Optimiz a tion  T e ch niq u es   ( I CEEOT)  –   2 0 1 6 ,  9 7 8 - 1-4 6 7 3 -99 3 9 - 5/ 16/   © 20 16  IEE E [13]   Des h p a n d Chi n m a V . P a til   Rajash ri  J an D e o k ar  S an jay   A .,  Different  c ontrol  schemes   for   pow er  q ual i t y   im p r ove m e n t   u si ng  emb e dd ed  Z   s o u rce  bas e D y n a m i Volt a g Rest o rer”,  201 5   Interna t ion a l Con f e r ence on  En ergy Syst ems   an d Appli c a t ions ,   P u n e 20 15 p p 135 - 1 4 0 [14]   R .  O m a r   a n d   N .  A .   R a h i m ,  “ M o d e l i n g  a n d  s i m u l a t i o n   f o r   v o l t a g e  s ags / s w ell s   m itigatio usi ng  d ynam i vo lt age  rest orer  ( D V R)”,  i Power  En g i neer ing  Co nfer ence,  20 08.  AU PEC  08  Au st ralasia n   Un i vers i ties IE E E p p 1- 5 ,   20 08 .   [15]   Des h p a n d Ch in m a V .,  D e shpand Ch ai tan y V .   &   D r.  S .A D e o k ar,   P e rfo rm ance  E v al uati on   o f   Dyn a m i c   Vo lt age  Res t o r e r   B ased   o n   T r ansf o r m e bas e So urce  Inv e rt er” ,   In ter n a t io nal J our na l o f     P o wer   El ectr onics and   Dr ive S y s t e m   ( I JPEDS) ,   V ol.   8 ,   N o.   03,   p p :   1 4 01-1 4 0 8 ;   S e pt emb e 2 017        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  :   136 4   – 1 372  1 372 B I OGRAPHIES  O F AUTHO RS         M r Ch i n m a V .   D esh p an de  r ecei ved   hi s   BE  d egree  in  E l ectrica l   E ngi neeri ng  f r om   S a v it rib a i   P h ule  U n iv ersity   ( f o rm erly  P une  U ni vers it y)  -   I n d i a   i 20 13,   a n d   i s  M E   i n  E l e c t r i c a l  P o w e r   S y stems   f r o m  Savit rib a P h ul U n iv ersit y  (fo rm erly  P un e Univ ers it y)   In d i a  in   th e year  o f   2 015 Cu rrentl y   h is   w ork i n g   i n   D e partm e n t   o El ec trical   E ngineeri n g   a t   Z eal  E d u cati on  s o ci eties,  Z eal  c o l leg e   o f   Eng i n eering   and  Research   a A s s i s t ant  P r o f es sor .   H i s   fi eld  o f   i ntere s i n cl ud e s   Powe r Sy ste m a n d Po we r Qua l ity , FAC T S Mach i n e design     M r Ch ait a nya  V D e shp a nd r eceiv e d   hi BE   d eg ree   in   E lect rical   E ngineering  f r om  S avit r i ba i   P h ule  U n iv ersity   ( f o rm erly  P une  U ni vers it y)  -   I n d i a   i 20 13,   a n d   i s  M E   i n  E l e c t r i c a l  P o w e r   S y stems   f r o m  Savit rib a P h ul U n iv ersit y  (fo rm erly  P un e Univ ers it y)   In d i a  in   th e year  o f   2 015 Cu rrentl y   h is   w ork i n g   i n   D e partm e n t   o El ec trical   E ngineeri n g   a t   Z eal  E d u cati on  s o ci eties,  Z eal  c o l leg e   o f   Eng i n eering   and  Research   a A s s i s t ant  P r o f es sor .   H i s   fi eld  o f   i ntere s i n cl ud e s   P o wer   S y st ems , F A C T S   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.