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   2 0 1 8 ,   p p .   13 30 ~ 13 37   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v9 .i 3 . pp 13 30 - 13 37          1330       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JP E DS   No v el App ro a ch f o G rid   I ntegr a tion o Ca sca ded  H - bridg M ultilevel Inv ert er Und er P a r tial  Sha ding  Conditio n       Sw et a pa d m a   P a nig ra hi A m a rna t h T ha k ur   De p a rte m e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g ,   NIT   Ja m sh e d p u r ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   24 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J u l   3 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   J u l   5 ,   2 0 1 8       A   m o d u lar  c a sc a d e d   H - b rid g e   P V   i n v e rter   b a se d   s y ste m   is  p re se n ted   i n   t h is  p a p e r.   It    h e lp s   in   o b tain i n g   th e   m a x i m u m   o u tp u p o w e o P V   sy ste m   a lo n g   w it h   in c re a se   th e   o v e r a ll   e ff icie n c y   o f   th e   w h o le  s y ste m .   M o re o v e to   u ti li z e   th e   sy ste m   u p   to   th e   b e st  a   d istri b u ted   M P P T   c o n tro l ler  is  a tt a c h e d   w it h   e a c h   P p a n e l.   A p a rti a sh a d in g   c a u s e   p o w e r   im b a lan c e   a th e   c o n v e rter  o u tp u th a lea d to   im b a lan c e   g rid   c u rre n t,   a   c o n tro tec h n i q u e   c a ll e d   th e   m o d u latio n   c o m p e n sa ti o n   is  a d o p ted   i n   su c h   a   w a y   th a if   t h re e   p h a se   u n b a la n c e d   v o lt a g e   v a ries   d ire c tl y   a c c o rd in g   to   u n b a lan c e d   p o w e r,   th e   in jec ted   z e ro   se q u e n c e   v o lt a g e   c o m p o n e n ts m a k e   th e   g rid   c u rre n b a lan c e d .   K ey w o r d :   C ascad ed   H - b r id g e   PV   MP PT     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 :   S w etap ad m P an ig r a h i,    Dep ar te m en t   o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   Natio n al  I n s tit u te  o f   T ec h n o lo g y ,   J am s h ed p u r J h ar k h a n d ,   I n d ia,   8 3 1 0 1 4   E m ail: d ip a. tat@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Fro m   t h la s co u p le   o f   y ea r s   r en e w ab le  en er g y   s o u r ce s   ar g r o w i n g   e x te n s i v el y   to   f u lf ill  th e n er g y   d em a n d   o f   co n s u m er s .   Am o n g   t h d i f f er en t   en er g y   s o u r ce s ,   s o lar   en er g y   is   t h m o s t   r eli ab le  an d   s u s tai n ab le  o n [ 1 ] - [ 3 ] . W ith   th w id d ev elo p m e n t o f   p o w er   elec tr o n ics   tech n o lo g y   it b ec o m es   ea s ier   to   in te g r ate  v ar io u s   P in v er ter s   w it h   t h u tili t y   g r i d .   A   P V - i n v er ter   is   t h m a in   co m p o n en t   f o r   i n te g r atio n   in   g r id - co n n ec te d   ap p licatio n .   I t c o n v er t s   t h D C   p o w er   a v ailab le  f r o m   s o lar   p an el  i n to   A C   p o w er   t h a t i s   f e d   in to   an   u t ilit y   g r id .   P p an els  ar co n n ec ted   eit h er   in   s er ie s   o r   p ar allel   o r   b o th   to   o b ta in   th e   r eq u ir ed   v o lta g a n d   p o w er .   T h is   ar r an g e m en t   is   ca lled   a s   ce n tr alize d   P in v er ter .   B u th e   r eq u ir e m e n o f   h i g h   v o lta g D C   ca b le  b et w ee n   P V   p an el  an d   in v er ter   li m its   it s   u s ag e.     T ill  n o w   d if f er en t y p e s   o f   P in v er ter s   ar d ev elo p ed   b a s ed   o n   P m o d u l co n n ec te d   m et h o d ,   u tili za t io n   o f   tr a n s f o r m er   an d   n u m b er   o f   p o w er   s ta g es  [ 4] Am o n g   t h v ar io u s   in v er ter   to p lo g ies  th e   m u ltil e v el  in v er ter   co n f ig u r a tio n   is   p a y i n g   th atte n tio n   o f   th r esear ch er s   w o r ld w i d e   f o r   lar g s ca le  ap p licatio n s .   B ec au s o f   it s   m u lt ile v el  s tr u ct u r th o u tp u w a v ef o r m   o b tai n ed   in   t h e   g r id   s id m u s b s in u s o id al  w it h   less   h ar m o n ic s   co n ten [5 ] .     I d o es  n o r eq u ir an y   b u lk y     lo w   f r eq u en c y   tr a n s f o r m er   f o r   its   in te g r atio n   w it h   t h g r id .   Mo r eo v er , b ec au s o f   th r eq u ir e m en o f   i n d iv id u a l   DC   s o u r c f o r   ea ch   H - b r id g e   co n f i g u r atio n , t h v o lta g co n tr o ca n   b d o n in d i v id u al l y .   A   s i n g le  p h ase  s ev e n   le v el  C HB   co m p r is es   o f   th r ee   H - b r id g e s   ea c h   f ed   b y   m u ltip le  s tr in g s   o f   P p a n els  th r o u g h   t h eir   o w n   i n d iv id u al    H - b r id g is   p r ese n ted   in   Fi g u r 1 .   I n   s u c h   ar r an g e m en t,    th in d i v id u al  MP P T   ,   ca lle d   d is tr ib u ted   MPPT   tec h n iq u   is   ap p lied   to   tr ac k   th e x tr e m p o w er   o f   ea ch   P p an el  [ 6 ].         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:  2 0 8 8 - 8 694       A   N o ve l A p p r o a ch   fo r   g r id   in t eg r a tio n   o f Ca s ca d ed   H - b r id g Mu ltil ev el  I n ve r ter  ...  ( S w eta p a d ma   P a n ig r a h i)   1331   2.   SYST E M   DE SCRI P T I O   2 . 1 .     M o du la ca s ca ded H - bridg m ultilev el  inv er t er   A   s ev e n   le v el  C HB   i n v er ter   p r o d u ce s   th o u tp u t   v o lta g v alu e s   ( le v els)  w i th   r esp ec t o   n eg ati v e   ter m i n al  o f   t h ca p ac ito r s .   I f   n   r ep r esen ts   th n u m b er   o f   s t ep   o f   p h ase  v o lta g w i th   r esp ec to   th n e g ati v e   ter m i n al  o f   t h in v er ter   ,   th e n   t h n u m b er   o f   s tag e s   k   b et w ee n   t w o   p h ase s   ac r o s s   lo ad   is   r ep r esen ted   as,           Fig u r 1 C o n f ig u r atio n   o f   s i n g le  p h ase  g r id - co n n ec ted   P s y s te m   [7 ]           = 2 n +1                   ( 1 )     I f   th D C - li n k   v o ltag e s   ar eq u al,   at  th lo ad   s id 7 - lev el  v o ltag ca n   b o b tain ed .   T h o u tp u t   v o ltag ca n   b r ep r esen ted   b y   th u p co m in g   eq u atio n s :     1 (   11 -   13   ) .   1 P 1 . 1   2 (   21 -   23   ) .   2 P 2 . 2               ( 2 )     w h er    r ep r esen ts   th s w itc h i n g   s tate  o r   it  ca n   b ON,   0   o r   OFF.  P 1   a n d   P 2   r ep r esen th d is cr ete  v alu es   h av i n g   t h v al u es  o f   - 1 , 0 , +1 .   Fo r   lin ea r izatio n ,   co n ti n u o u s   s w itc h in g   f u n c tio n s   1 an d   2   [ - 1 , 1 ]     ar tak e n   i n   p lace   o f   th f u n ctio n s   P 1   an d   P 2   [ 8 ] [ 9 ].   E q u atio n s   ( 3 )   r e p r esen th d y n a m ic  b eh a v io r   o f   th s y s te m   t h at  is   r ep r esen ted   as:          1 ( 1 1 + 2 2   )                                   1    1 1 (  1 1   )             ( 3 )         2    1 1 (  2 2   )     Du to   t h p r esen ce   o f   i s o lated   DC   s o u r ce   in   ca s o f   C HB ,   in d ep en d en MP P T   co n t r o ca n   b e   p o s s ib le  an d   u t m o s p o w er   ca n   b o b tain ed   f r o m   t h e n tire   s y s te m   m o r e f f icie n tl y .   Ne v er th eles s ,   s i n ce   t h p o s s ib ilit y   o f   i n d ep en d en v o l tag co n tr o th r o u g h   ea ch   b r id g e,   th er i s   a   p o w er   i m b al an ce .   T h is   p r o b le m   ca n   b clas s i f ied   in to   t w o   clas s es  1 )   i n ter p h a s ( clu s ter ed )   p o w er   i m b ala n ce ,   w h en   p o w e r   g en er at ed   b y   ea c h   p h ase  is   n o eq u al a n d     2 )   in ter   b r id g ( in d iv id u al)   p o w er   i m b alan ce ,   w h ic h   h ap p en s   w h en   b r id g e s   co n n ec ted   to   th e   s a m p h ase  leg   g e n er a tes  a n   u n eq u al   p o w er .   I f   t h is   s y s te m   ca n n o b co n s id er ed   s er io u s l y ,   d c - li n k   v o ltag w il f lo at  lead in g   to   v o ltag d is to r tio n   at   th g r id   s i d e.   B ec au s o f   th in ad eq u ate   ir r ad ian ce   o b tain ed   f r o m   s u n v ar y in g   te m p er atu r an d   u s a g o f   t h P p an el s   f r o m   lo n g   t i m e t h er is   a n   u n b ala n ce d   p o w er   s u p p l y   to   th C HB   ca u s in g   u n b ala n ce d   cu r r en at  t h g r id   s id e.   T h er ef o r th is   i s s u i s   c o n s id er ed   s er io u s l y   w it h   t h d esi g n i n g   o f   s u itab le  co n tr o ller   s o   th at  at  th g r id   s i d b alan ce d   cu r r en t is ac h ie v e d   [ 1 0 ] [ 1 1 ].         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   :   13 30     13 37   1332   3.   CO NT RO L   ST R AT E G Y     P m is m atc h es     is   v er y   h az a r d o u s   p r o b lem   in   ca s o f   lar g P s y s te m .   Hen ce f o r th ,   f o r   u t m o s t   p o w er   ex tr ac tio n   f r o m   t h s y s te m   c o n tr o s ch e m i s   es s en t iall y   n ee d ed .   Gen er all y   t w o   co n tr o s ch e m i s   p r o p o s ed   in   th is   p ap er   ( i)   MPPT   co n tr o l   ( ii)  I n v er ter   co n tr o l.     3 . 1 .   M P P T   co ntr o l   T o   s h o w   t h r eq u ir e m e n o f   MP PT   ,   1 8 5 W   P p an el  is   c o n s id er ed   th at   is   co n n ec ted   t o   ea ch   H - b r id g o f   le v el  m u l tile v el  i n v er ter   o f   t h r ee   p h a s s y s te m .   T h P - a n d   I - c u r v es  f o r   1 8 5 W   p an el  is   s i m u lated   i n   M A T L A B /SIM UL I NK  e n v ir o n m e n a n d   ar s h o w n   i n   Fi g u r 2 . T h v ar io u s   p lo ts   at  d if f er e n t   r ad iatio n s   ar s h o w n .   E ac h   C HB   in v er ter   is   co n n ec ted   to   1 8 5 W   s o lar   p an el  an d   f o r   s in g le  p h ase  s y s te m   n - C HB   in v er ter s   ar co n n ec ted   i n   s er ies.  L i k e w is th w h o le  t h r ee   p h ase  s y s te m     i s   in teg r ate d   w it h   g r id   t h r o u g h   in d u cto r   L     t h at  i s   u s ed   to   m i n i m ize  t h s w itc h in g   c u r r en h ar m o n ics    a t h g r i d   s id e.   I n   o r d er   to   r eso lv th e   P m i s m atch   i s s u d is tr ib u ted   MP PT  co n tr o l te ch n iq u i s   ad o p ted .           Fig u r 2 .  I - an d   P - ch ar ac t er is tics   o f   1 8 5 W   P p an el  at  d if f er en t so lar   r ad iatio n s       3 . 1 . 1 .     Dis t ribute d M P P T   co ntr o l   V ar io u s   MP P T   tech n iq u es  w e r d ev elo p ed   i n   o r d er   to   ex tr em p o w er   f r o m   a   P p an el   [ 12 ].   I n   th i s   p ap er ,   I n cr e m en ta co n d u cta n ce   MP PT   m et h o d   is   ad o p te d   to   g en er ate  th d c - li n k   v o ltag r ef er e n ce   f o r   in d iv id u al  P p an e l.  Her t h e   MP P   p o in g o es   on  ad j u s ti n g   its   p o s iti o n   ir r esp ec tiv o f   t h e n v ir o n m en t   ch an g es.  I n   o r d er   to   tr ac k   M P P ,   I n cr e m en ta C o n d u cta n ce   ( I C )   m et h o d   co m p ar es   t h r atio   o f   in cr e m e n tal   co n d u ctan ce   to   in s tan tan eo u s   co n d u ctan ce   v al u o f   P m o d u le.   B ased   o n   th is   v al u e ,   th s lo p o f   P - ch ar ac ter is tic  is   v a r ied   an d   ac co r d in g   to   th ch an g e   in   s lo p e,   d u ty   c y cle  o f   co n v er ter   ca n   b   g en er ated   [ 1 3 - 16 ].   Fo r   MPP   tr ac k in g ,   ap p l y i n g   I C   alg o r it h m   t h f o llo w in g   s tep s   ar tak en   i n to   co n s id er atio n :   a.   W h en         0   ,   th er r o r   is   ze r o   a n d      ca n   b f o u n d   o u t .   b.   W h e     0     i.e       >   , th MP P   d r ag s   to w ar d s   th le f t s id o f   th c u r v   ( h av i n g   p o s itiv er r o r ) .   c.   W h en       0     i.e       <   , th MP P   d r ag s   to w ar d s   th r i g h t sid o f   t h cu r v ( h a v i n g   n eg a tiv er r o r ) .     Af ter   th MP P T   tr ac k in g   t h d lin k   v o lta g r ef er en ce   i s   f o u n d   to   b 3 6 . 4 as sh o w n   i n   Fi g u r 3 .           Fig u r 3 .   MP PT  v o ltag o f   1 8 5 W   P p an el  th r o u g h   i n cr e m e n tal  co n d u c tan ce   m et h o d   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:  2 0 8 8 - 8 694       A   N o ve l A p p r o a ch   fo r   g r id   in t eg r a tio n   o f Ca s ca d ed   H - b r id g Mu ltil ev el  I n ve r ter  ...  ( S w eta p a d ma   P a n ig r a h i)   1333   3 . 2 .     I nv er t er   c o ntr o l   I co m p r is e s   o f   co n tr o o f   b o t h   ac ti v an d   r ea ctiv p o w er .   I h as  t w o   d i f f er e n co n tr o lo o p s   o n is   ca lled   th v o ltag co n tr o lo o p   th at  is   u s ed   to   s et  th ca p ac ito r   v o ltag ac r o s s   ea ch   d lin k   a n d   o th er   o n is   ca lled   th e   cu r r e n co n tr o lo o p   th at   is   r e q u ir ed   f o r   th e   g e n er atio n   o f   th e   s i n u s o id al g r id   cu r r en t.   Fi g u r 4 s h o w s   t h co n tr o s c h e m f o r   th en tire   s y s te m .   T h s u m   o f   d lin k   v o lta g  1   to      ar co m p ar ed   w it h   r esp ec tiv v o ltag r e f er en ce   t o   p r o d u ce   th s u m   o f   er r o r   th at  i s   p ass ed   t h r o u g h   th to tal  v o lta g co n tr o ller   lo o p   to   g en er ate  th r ef er en ce   cu r r en    .   A s   r ea ctiv p o w er   c o m p e n s at io n   is   n o tak e n   in to   ac co u n i n   th is   p ap er ,   h en ce       is   ad j u s ted   to   b ze r o .   T h p h ase  an g le  o f   g r id   v o ltag θ   is   d eter m in ed   b y   t h r e p h ase   lo ck ed   lo o p   ( P L L ) .   T h g r id   cu r r en ts     ,     a n d       ar p ass ed   th r o u g h   abc   to   dq   c o n v er ter   cir cu it  to   g e n er ate   th   ,   cu r r en co o r d in ates.  T h ese  cu r r e n co o r d in ates   ar ag ain   f ee d   to   P I   co n tr o ller   to   g e n er ate  t h e   m o d u latio n   in d ex   i n   dq   co o r d in ates  an d   w it h   th h e lp   o f   dq   t o   a b c   co n tr o ller   m o d u la tio n   in d ices  i n   abc   co o r d in ates a r g en er ated .           Fig u r 4 .   C o n tr o l sch e m f o r   m o d u lar   ca s ca d ed   H - b r id g m u ltil e v el  P in v er ter   f o r   th r ee - p h ase   s y s te m       Fo r   s i m p licit y ,   ta k p h ase  a   in to   co n s id er atio n .   Du to   i n d iv id u al  MP PT   co n tr o l,  th g en er ated   v o ltag e s    2     to      ar co n tr o lled   th r o u g h   n - lo o p .   E ac h   v o ltag c o n tr o ller   g iv e s   th m o d u latio n   in d e x   p r o p o r tio n   o f   o n e   H - b r id g m o d u le  in   p h ase   a .   Af ter   m u ltip lied   b y   t h e   m o d u latio n   in d ex   o f   p h ase   a ,   n - mo d u latio n   in d ice s   ca n   b g e n er ated T h ca lcu latio n   f o r   p h ase  b   an d   c   ar also   ap p r o a ch ab le   in   t h s a m e   w a y   to   d eter m i n t h m o d u lat io n   in d ices.   A   p h ase  s h i f ted   m o d u latio n   s ch e m is   u s ed   f o r   s w itc h i n g   ea c h   H - b r id g in v er ter .     3 . 2 . 1 .   P ha s s hift ed  m o du la t i o n sche m e   T h er ar e   d if f er en m o d u la tio n s   tech n iq u es  p r o p o s ed   f o r   s w itch i n g   o f   m u ltil e v el  in v er ter s   [ 1 7 ] - [ 21 ] .   Am o n g   w h ic h   P S - P W is   m o s t   p o p u lar l y   u s ed   to   p r o d u ce   P W co n tr o s ig n al s   f o r   s w itc h i n g   o f   th e   in v er ter [ 22] [ 23 ]   .   A s   p ar tial  s h ad i n g   p h en o m en o n   ca u s es  s er io u s   i s s u in   ca s o f   s w i tch i n g   o f   ca s ca d ed   in v er ter ,   h e n ce     th m o d u la t io n   in d e x   o f   ea ch   ce ll  m u s t   b p r o p e r ly   u p d ated     to   co n s id er   u n b alan ce d   co n d itio n s   at  d s id b y   p r o d u cin g   d i f f er e n m o d u lati n g   s i g n al s .   I n   o r d er   to   ac h iev e   b alan ce d   co n d itio n   at   g r id   s id e,   ce ll  w it h   h i g h   p o w e r   is   ass ig n ed   w it h   h ig h   m o d u l atio n   i n d ex   a n d   w it h   lo w   p o w er   is   ass ig n ed   w it h   lo w   m o d u latio n   i n d ex   a n d   h e n ce     ea ch   ce ll  is   m o d u lated   in d iv id u all y   u s i n g   t h P W M,   in   o r d er   to   p r o v id an   ev en   p o w er   s h ar in g   a m o n g   th ce lls .   I n   P S - P W all  t h tr i an g u lar   ca r r ier s   ar h a v th e   s a m f r eq u e n c y   an d   p ea k - p ea k   a m p lit u d an d   p h ase  s h i f is   m ad a m o n g   a n y   t w o   i m m ed iate  ca r r ier   w a v es.   Fo r   m   Vo ltag e   lev els ,   t h er is   n ee d   o f   ( m - 1 )   c ar r ier   s ig n al s   an d   t h e y   ar p h a s s h if ted   w it h   a n   an g le  o f   θ   =   ( 3 6 0 °/ m - 1 ) .       3 . 3 .   P o w er   ba la nce  co ntr o l   P ar tial sh ad in g   i s   co m m o n   p r o b lem   g e n er all y   o cc u r s   i n   l ar g P s y s te m   t h at   r es u lt s   i n   u n eq u al  p o w er   g en er atio n   b y   t h P m o d u les   co n n ec ted   to   ea c h   H - b r id g es   ,   lead in g   to   u n b alan ce d   g r id   c u r r en a s   s h o w n   i n   Fig u r 5 ( a) .   Ho w e v er   ,   th ad d itio n   o f   ze r o   s e q u en ce   v o lta g    in   ea c h   p h ase,   m a n a g e s   i n   d is tr ib u tio n   o f   b alan ce d   p o w er   a m o n g   th th r ee   p h ases   s o   th at  at   th g r id   s id cu r r en is   b ala n ce d   as  s h o w n   in   Fi g u r 5 ( b )   [ 2 4 ] .   I f      is   t h o u tp u v o ltag e   o f   th e   in v er ter   d u r i n g   p ar tial   s h ad i n g   co n d iti o n   th e n   w it h   th i n j ec tio n   o f    , th o u tp u v o lta g o f   t h i n v er ter   m o d i f ied   as,    +  =    ( w h er i a , b , c   f o r   th r ee   p h ase  v o lta g es).   I is   b ased   o n   t h co n ce p t h at  i f   t h r ee   p h ase  u n b alan ce d   v o lt ag es  at  th g r id   s id v ar ies  d i r ec tl y   ac co r d in g   to   u n b ala n ce d   p o w er ,   t h i n j ec ted   ze r o   s eq u en ce   v o lta g m ak e s   t h g r id   cu r r en t   b alan ce d   [ 2 5 ] .   Fig u r 6 .   s h o ws   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   :   13 30     13 37   1334   th m o d u latio n   co m p e n s at io n   s ch e m u s ed   in   co n tr o b lo ck   to   b alan ce   th g r id   cu r r en t.  I n   th is   tec h n iq u e,   th e   w ei g h ted   m i n - m ax   m et h o d   is   ad o p te d .   T h w e ig h ted   r atio   o f   u n b ala n ce d   p o w er   in   ea c h   p h ase  is   ca lc u lated   b y   th f o r m u la,         =                       ( 4 )         ( a)                                                                                         ( b )     Fig u r 5 .   Vec to r   d iag r am s   o f   g r id   cu r r en t b alan c in g   ( a)   w i th o u t ( b )   w it h   in j ec tin g   ze r o   s eq u en ce   co m p o n en t       w h er   is   th a v er ag o f   t h in j ec ted   p o w er   i n   t h r ee   p h ase s   an d     is   th in v er ter   p o w er   in   ea c h   p h ase. T h en   th ze r o   s eq u e n ce   m o d u latio n   in d e x   0   ca n   b ca lcu lated   b y   th f o r m u la,       0 = 0 . 5 {m a x   ( .   ,   .   ,   .   ) m i n   ( .   ,   .   ,   .   )}   ( 5 )     w h er e   ,     ,       ar th m o d u la tio n   i n d ices  o f   p h a s a ,   b   an d   d ete r m in ed   b y   t h cu r r e n lo o p   co n tr o ller .   Af ter   d eter m i n i n g   t h m o d u lat io n   in d ices t h m o d u latio n   in d ex   o f   ea ch   p h ase  is   m o d if ied   a s   ,     -   0   .           Fi g u r 6 .   Sch e m f o r   m o d u la ti o n   co m p en s a tio n   t h r o u g h   w ei g h ted   m i n - m a x   m eth o d .       4.   RE SU L T S AN AN AL Y SI S   A   s e v e n   lev e th r ee   p h a s ca s ca d ed   m u ltil e v el  i n v er ter   is   i n itiall y   s i m u lated   w i th   1 8 5 W   o f   P p an el  as   d s o u r ce   in   MA T L A B /SIM U L I NK  en v ir o n m e n t.  A ll  P p an els  ar o p er ated   at  1 0 0 0 W / 2   an d   at  25 0 C .   At   ti m t=0 . 8   s ec   d u t o   p ar tial  s h ad i n g   p an el  1   an d   2   o f   p h a s e   a   g et  th r ad i atio n   o f   6 0 0   W/ 2 . Fro m   Fi g u r e   7 ( a) .   it  s h o w s   t h at  th e   MP P   v o ltag o b tain ed   f r o m   p an el   3   o f   p h a s a    is   3 6 . 4   w h ile   d u e   to   p ar tial  s h ad i n g   p an el  1   an d   2   g iv th MP v o ltag o f   3 6 V. T h M P v o ltag o b tain ed   in   p h ase  b   is   s h o w n   in   Fi g u r 7 ( b ) .   I t   s h o w s   t h at  p ar tial  s h ad i n g   ef f ec t h MP P   v o lta g o f   p h a s o n l y   , w h er ea s   t h o t h er   t w o   p h ases   ar n o t   af f ec ted   b y   t h e n v ir o n m e n t al  is s u es.   P h a s c u r r en o b t ain ed   o f   p h ase  u n d er   d is tr ib u ted   MP PT   is     s h o w n   in   F ig u r 7 ( c) .       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:  2 0 8 8 - 8 694       A   N o ve l A p p r o a ch   fo r   g r id   in t eg r a tio n   o f Ca s ca d ed   H - b r id g Mu ltil ev el  I n ve r ter  ...  ( S w eta p a d ma   P a n ig r a h i)   1335             Fig u r 7   ( a) .   DC   lin k   v o ltag o b tain ed   u n d er   d is tr ib u ted   MP PT   o f   p an el s   1   an d   2   o f   p h ase  u n d er   p ar tial  s h a d i n g   co n d it io n   . Fi g u r 7   ( b ) .     DC   lin k   v o lta g o f   p h a s b   o b tain ed   u n d er   d is tr ib u ted   MP PT     . Fig u r 7   ( c) .     P h ase  cu r r en t o b tain ed   o f   p h a s u n d er   d is tr ib u ted   MP PT .       P o w er   o b tain e d   f r o m   ea c h   p h ase  i s   s h o w n   i n   Fi g u r 7 ( d ) .   Fro m   ti m t=0   to   t=0 . 8   s ec ,   p o w er   ex tr ac ted   f r o m   t h r ee   p h a s ar ap p r o x im ate l y   5 3 5 W   an d   at  t=0 . 8   s ec   b ec au s o f   ch a n g in   r ad iatio n ,   p o w er   ex tr ac ted   f r o m   p h a s a   is   3 4 0 W   ca u s in g   t h r ee   p h ase  u n b alan ce d   p o w er .   Fo r   th is   p u r p o s e,   th m o d u la tio n   s ch e m w it h   ze r o   s e q u en ce   v o ltag i n j ec tio n   is   ad o p ted .           Fig u r 7   ( d ) .     P o w er   ex tr ac ted   f r o m   t h r ee   p h ases .       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   :   13 30     13 37   1336   Af ter   ze r o   s eq u e n ce   v o ltag e   i n j ec tio n   t h i n v er ter   o u tp u v o ltag i s   s h o w n   i n   Fi g u r e   7   ( e) .   It   s h o w s   at   t=0 . 8   s ec ,   d u to   ze r o   v o ltag i n j ec tio n ,   v o lta g at  t h g r id   s id b ec o m e s   i m b ala n ce   t h at  ca u s i n g   b ala n ce d   g r id   cu r r en t a s   s h o w n   in   Fig u r 7   ( f ) .           Fig u r 7 ( e) .   T h r ee   p h ase  in v er ter   o u tp u t v o lta g af te r   p r o p o s ed   m o d u la tio n   tec h n iq u e         Fig u r 7 ( f ) .   Ba lan ce d   th r ee   p h ase  g r id   cu r r en t       5.   C O N C L U SIO N   A   t h r ee   p h ase  ca s ca d ed   H - b r id g m u ltil e v el  P in v er ter   w it h   g r id   in te g r atio n   i s   p r o p o s ed   in   th i s   p ap er .   I n   o r d er   to   r e d u ce   th co m p le x it y   an d   in cr ea s th e f f icien c y   d is tr ib u ted   MP PT  is   ap p lied   to   ea ch   P V   p an el.   A s   p ar tial  s h ad i n g   is   a n   i m p o r tan t   p h e n o m e n o n   to   b co n s id er ed   i n   lar g s ca le  P s y s te m   t h at  h a s   d ir ec t i m p ac t o n   g r id   cu r r en t   b alan ci n g ,   a   m o d u latio n   co m p e n s atio n   s ch e m i s   p r o p o s ed .   I t h elp s   in   b alan ci n g   th g r id   c u r r en b y   i n j ec tin g   ze r o   s eq u e n ce   v o lta g i n   p r o p o r ti o n   to   p o w er   i m b a l nc e   s o   t h at   m a x i m u m   p o w er   is   ex tr ac ted .       P ARAM E T E RS  T AK E N:   Dc  lin k   ca p ac ito r   C=   3 6 0 0 µF  ,   I n d u cto r   L= 2 . 5 m H L o ad   r esis to r   R 0 . 1 Ω ,   Gr id   r ated   p h ase  v o lta g e= 6 0   Vr m s   ,   S w i tch i n g   f r eq u e n c y 1 . 5 Kh z       RE F E R E NC E   [1 ]   Bo se   BK.  P o w e El e c tro n ics ,   S m a rt  G rid ,   a n d   Re n e wa b le  En e rg y   S y ste m s.  Pro c e e d in g o th e   IEE E .   No v   2 0 1 7 ;   1 0 5 (1 1 2 0 1 1 - 2 0 1 8 .   [2 ]   P a n ig ra h S ,   T h a k u A   .   Cu rr e n tre n d in   p o we e lec tro n ics   fo win d   a n d   so l a e n e rg y   c o n v e rs io n   sy ste ms In tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   P o w e a n d   Em b e d d e d   Driv e   Co n tr o ( ICP EDC) .   Ch e n n a i,   2 0 1 7   2 4 2 - 2 4 7 .   [3 ]   De v a sh ish ,   T h a k u A ,   P a n ig ra h S ,   Be h e ra   RR  .   re v iew  o n   win d   e n e rg y   c o n v e rs io n   sy ste a n d   e n a b li n g   tec h n o l o g y I n tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   El e c tri c a P o w e a n d   E n e rg y   S y ste m s (ICE P ES ) ,   Bh o p a l,   2 0 1 6   5 2 7 - 5 3 2 .   [4 ]   Ca lais  M ,   M y rz ik   J,  S p o o n e T ,   Ag e li d is  V G .   In v e rte rs   fo sin g l e - p h a se   g ri d   c o n n e c ted   p h o to v o l ta ic  sy ste ms - a n   o v e rv iew   3 3 rd   A n n u a IEE P o w e El e c tro n ics   S p e c ialists  C o n f e re n c e .   P ro c e e d in g (Ca t.   No . 0 2 CH3 7 2 8 9 ) C a irn s,  Qld .   2 0 0 2   1 9 9 5 - 2 0 0 0 .   [5 ]   Ro d rig u e z   J,  L a JS,   P e n g   F Z.   M u lt il e v e in v e rters A   su rv e y   o f   to p o l o g ies ,   c o n tro ls,  a n d   a p p li c a ti o n s .   IEE T ra n s .   In d .   El e c tro n .    A u g .   2 0 0 2 ;   4 9 (4 :   7 2 4 7 3 8 .   [6 ]   T o w n se n d   D,  S u m m e r T J   ,   B e tz  RE.   Co n tro a n d   mo d u la t io n   sc h e me   f o a   c a sc a d e d   H - b rid g e   mu lt i - lev e l   c o n v e rte r in   la r g e   sc a le p h o t o v o l t a ic sy ste ms P r o c .   IEE ECCE   .   S e p   2 0 1 2   3 7 0 7 3 7 1 4   [7 ]   X iao   B,   Ha n g   L ,   T o lb e rt  M   .   Co n tro o th re e - p h a se   c a sc a d e d   v o lt a g e   so u rc e   in v e rte fo g rid - c o n n e c ted   p h o to v o lt a ic sy ste ms Tw e n t y - E ig h th   A n n u a IEE A p p li e d   P o w e El e c tro n ics   Co n f e re n c e   a n d   Ex p o siti o n   (A P EC) L o n g   Be a c h ,   CA ,   2 0 1 3 :   2 9 1 - 2 9 6 .   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:  2 0 8 8 - 8 694       A   N o ve l A p p r o a ch   fo r   g r id   in t eg r a tio n   o f Ca s ca d ed   H - b r id g Mu ltil ev el  I n ve r ter  ...  ( S w eta p a d ma   P a n ig r a h i)   1337   [8 ]   L a JS,   P e n g   F Z.   M u lt il e v e c o n v e rters - a   n e w   b re e d   o f   p o w e c o n v e rters   IEE T r a n sa c ti o n o n   In d u stry   A p p li c a ti o n s .   M a y /Ju n   1 9 9 6   3 2 ( 3 p p .   5 0 9 - 5 1 7 .   [9 ]   V il la n u e v a ,   Co rre a   P ,   Ro d rig u e z   .   Co n tro l   o f   a   si n g le  p h a se   H - B rid g e   mu lt il e v e in v e rte fo g rid - c o n n e c ted   PV   a p p li c a ti o n s 1 3 th   In tern a ti o n a l   P o w e El e c tro n ics   a n d   M o ti o n   C o n tro C o n f e re n c e ,   P o z n a n ,   2 0 0 8 :4 5 1 - 4 5 5 .   [1 0 ]   X iao   ,   Ha n g   L ,   M e J,  Ril e y   C,   T o lb e rt  L M ,   Oz p in e c .   M o d u lar  Ca sc a d e d   H - Brid g e   M u lt il e v e P V   I n v e rter   W it h   Distrib u ted   M P P T   f o G ri d - Co n n e c ted   A p p li c a ti o n s.  IEE E   T ra n sa c ti o n o n   I n d u stry   Ap p l i c a ti o n s .   M a rc h - A p ril   2 0 1 5   ;   5 1 (2 1 7 2 2 - 1 7 3 1 .   [1 1 ]   S y a fa ru d d in .   Pro b lem - so lvin g   mi sm a tch in g   l o ss e o p h o t o v o lt a ic   ( PV sy ste u n d e p a rti a ll y   sh a d e d   c o n d it io n s M a k a ss a In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   E lec tri c a En g in e e rin g   a n d   I n f o rm a ti c s (M ICEE I) ,   M a k a ss a r ,   2 0 1 4 1 - 4.   [1 2 ]   S u b u d h B ,   P ra d h a n   .   A   Co m p a ra ti v e   S tu d y   o n   M a x im u m   P o w e P o in T ra c k in g   T e c h n iq u e f o P h o t o v o lt a i c   P o w e S y ste m s .   IEE T ra n sa c t io n s o n   S u sta i n a b le E n e rg y .   Ja n   2 0 1 3 4 (1 ) 8 9 - 9 8 .   [1 3 ]   S e ra   D,  M a th e   L ,   Ke re k e T ,   S p a taru   S V ,   T e o d o re sc u   R.   On   th e   P e rt u rb -   a n d - Ob se rv e   a n d   I n c re m e n tal  Co n d u c tan c e   M P P T   M e t h o d s f o P V   S y ste m s.  IEE J o u r n a l   o Ph o to v o lt a ics .   J u ly   2 0 1 3 3 ( 3 :   1 0 7 0 - 1 0 7 8 .   [1 4 ]   S o o n   T ,   M e k h il e f   S   .   A   F a st - Co n v e rg in g   M P P T   T e c h n iq u e   f o P h o t o v o lt a ic  S y ste m   Un d e F a s t - V a ry in g   S o lar  Irra d iatio n   a n d   L o a d   Re sista n c e .   I EE T ra n sa c ti o n o n   In d u stria I n fo rm a t ics .   F e b   2 0 1 5 1 1 (1 )   1 7 6 - 1 8 6 .   [1 5 ]   Kish   G J,  L e e   JJ   ,   Leh n   P W .   M o d e ll in g   a n d   c o n tr o o f   p h o to v o lt a ic  p a n e ls  u ti li z i n g   th e   in c re m e n tal  c o n d u c tan c e   m e th o d   f o m a x i m u m   p o w e p o in trac k in g .   IET   Ren e wa b le P o we Ge n e ra ti o n   .   Ju ly   2 0 1 2 ;   6 ( 4   2 5 9 - 2 6 6 .                             [1 6 ]   Kjær  S .   Ev a lu a ti o n   o f   th e   Hi l Cli m b in g   a n d   th e   In c re m e n tal   Co n d u c ta n c e   M a x i m u m   P o w e P o in T ra c k e rs  f o P h o t o v o lt a ic  P o w e S y ste m s.  IEE T ra n sa c ti o n o n   En e rg y   C o n v e rs io n .   De c   2 0 1 2 2 7 ( 4 9 2 2 - 9 2 9 .   [1 7 ]   A h m e d   L ,   Bo rg h a te  V .   S im p li fied   sp a c e   v e c to m o d u latio n   tec h n iq u e   f o se v e n - lev e c a s c a d e d   H - b rid g e   in v e rter .   IET   Po we r E lec tro n ics .   M a rc h   2 0 1 4 7 (3 )   6 0 4 - 6 1 3 .   [1 8 ]     Ra b in o v ici  R,   Ba i m e D,  T o m a sik   J   ,   A .   Zu c k e rb e r g e . T h irt e e n - lev e c a s c a d e d   H - b rid g e   in v e rt e o p e ra ted   b y   g e n e ric   p h a se   sh if ted   p u lse - w id th   m o d u latio n   .   I ET   P o we r E lec tro n ics   .   S e p t.   2 0 1 3 6 ( 8 :   1 5 1 6 - 1 5 2 9 .   [1 9 ]   F a ra h   N,  Laz J.   B.   M ,   T a li b   M   .   Co m p a ra ti v e   S tu d y   o f   T h re e   Diff e r e n T o p o lo g ies   o f   F iv e - lev e In v e rter  w it h   S P W M   M o d u latio n   T e c h n iq u e   .   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 ( IJ PE DS ) .   De c   2 0 1 7 8 (4 ) 1 6 1 2 - 1 6 2 1 .   [2 0 ]   Ro y   D,  sin g h   M ,   Ro y   T .   A   No v e A p p ro a c h   f o S p a c e   V e c to B a se d   P W M   A lg o rit h m   f o Dio d e   Cla m p e d   T h re e   lev e V S F e d   I n d u c ti o n   M o t o Driv e .   In ter n a ti o n a J o u r n a l   o f   Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ( IJ PE DS ) .   De c   2 0 1 7 8 ( 4 ):  1 5 3 4 - 1 5 4 7 .   [2 1 ]   Ud a k h e   P ,   A tk a D,  Ch iri k S ,   Bo rg h a te  V .   Co m p a riso n   o d if f e re n typ e o S PW M   tec h n iq u e fo th re e   p h a se   se v e n   lev e c a sc a d e d   H - Brid g e   in v e rte r IEE 1 st  In tern a ti o n a l   Co n f e re n c e   o n   P o w e El e c tro n ics ,   In telli g e n t   Co n tr o a n d   E n e rg y   S y ste m s (ICP EICE S ) ,   De lh i ,   2 0 1 6 1 - 5.   [2 2 ]   S a h o o   S K,  B h a tt a c h a ry a   T   . P h a se - S h if ted   Ca rrier - Ba se d   S y n c h ro n ize d   S i n u s o id a P W M   T e c h n iq u e f o a   Ca sc a d e d   H - Brid g e   M u lt il e v e In v e rter.  IEE T ra n sa c ti o n s o n   P o we r E lec tro n ics .   Ja n   2 0 1 8 3 3 ( 1 ):  5 1 3 - 5 2 4 .   [2 3 ]   S u n   X   ,   W a n g   B,   Zh o u   Y,  W a n g   W ,   Du   ,   L u   .   A   S in g le  DC   S o u rc e   Ca sc a d e d   S e v e n - Lev e In v e rter  In teg ra ti n g   S w it c h e d - Ca p a c it o T e c h n iq u e s.  I EE T ra n sa c ti o n o n   In d u stria E lec tro n ics ,   No v .   2 0 1 6 6 3 ( 1 1 )   7 1 8 4 - 7 1 9 4 .   [2 4 ]   W a n g   F ,   Le  Y,  M a o   W ,   S h i n e n g   Y,  Zh a n g   X   .   P o we b a l a n c e   c o n tro sc h e me   o c a sc a d e d   H - b rid g e   mu lt il e v e in v e rte fo g rid - c o n n e c ti o n   p h o t o v o lt a ic  sy ste ms IEE 8 th   In tern a ti o n a P o w e El e c tro n ics   a n d   M o ti o n   Co n tro l   Co n f e re n c e   (IP EM C - ECCE   A sia ) He f e i.   2 0 1 6 1 5 3 9 - 1 5 4 5 .   [2 5 ]   Yu   Y,  Ko n sta n ti n o u   G ,   Hre d z a k   B,   A g e li d is  V G .   P o w e Ba lan c e   o f   Ca sc a d e d   H - Brid g e   M u lt il e v e Co n v e rters   f o L a r g e - S c a le P h o t o v o lt a ic I n teg ra ti o n   .   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Po we r E lec tro n ics Ja n   2 0 1 6 ;   3 1 (1 ):  2 9 2 - 3 0 3 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS          S w e tap a d m a   P a n ig ra h i   re c e iv e d   tec h   d e g re e   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g   f ro m   BP UT   Od is h a ,   t h e   M   T e c h   d e g re e   f ro m   V S S UT , Bu rla,  O d ish a     i n   t h e   y e a 2 0 1 0   a n d   2 0 1 4   re sp e c ti v e l y .   S h e   is  c u rre n tl y   a   re se a rc h   S c h o lar  i n   t h e   De p a rtm e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tr o n ics   En g i n e e rin g ,   Na ti o n a In st it u te  o f   T e c h n o lo g y   Ja m sh e d p u r.   He r   a re a   o f   in tere st  in c lu d e   p o w e e lec tro n ics   a n d   re n e w a b le en e rg y   s y ste m .             Am a rn a th   T h a k u re c e i v e d   th e   S c   (En g g . d e g re e   in   El e c t rica En g in e e rin g   f ro m   M IT ,   M u z a ff a rp u r,   th e   M   T e c h   d e g re e   f ro m   II T (BHU ),   V a ra n a si  a n d   th e   P h   d e g re e   f ro m   De p a rtme n o f   El e c rica En g in e e rin g ,   IIT   Kh a ra g p u in   1 9 7 9 ,   1 9 8 2   a n d   1 9 9 7   re sp e c ti v e l y .   He   is  c u rre n tl y   a   P r o f e ss o in   t h e   De p a rtm e n o f   El e c tri c a a n d   E lec tro n ics   E n g in e e rin g ,   Na ti o n a l   In stit u te   o f   T e c h n o lo g y   Ja m sh e d p u r.   His  a re a   o f   in tere st  i n c lu d e   p o w e e lec tro n ics   a n d   re n e wa b le  e n e rg y   s y ste m .   He   is   li f e   m e m b e r   o f   th e   In d ian   S o c iety   f o T e c h n ica Ed u c a ti o n   Ne De lh a n d   In stit u ti o n   o f   En g in e e rs,  In d ia.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.