Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n Drive  S ystem   (I J PE D S )   Vo l.   11 ,  No.   3 Septem be r 2020 , pp.  1574 ~ 1556   IS S N:  20 88 - 8694 DOI: 10 .11 591/ ij peds . v11.i 3 . pp 1547 - 1556          1547       Journ al h om e page http: // ij pe ds .i aescore.c om   A rando m PWM  control  strategy  for a  t hree - l evel   i nvert er  us ed  in a gri d conn ect ed phot ovoltai c system         Ka m al   Him our 1 , K .  Iffouzar 2   1   Depa rtment of  Te chno logy, Uni ver sity  C ent er   of   El Ba y adh, Alg eri a   2   Depa rtment of  Second  Cyc le,  S chool   of   Appli ed   Scie n ce s,   Alger i a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Ja n   22 , 2 0 20   Re vised  A pr   4 ,  20 20   Accepte Apr   26 , 20 20       The  work  pr ese nte d   in   thi s   pap e is   devoted   to   t he  cont rol   of   a   photovol taic   sys te conn ecte to   grid   by   a   t hre e - l eve l   d iode  clam ed  inve r te r .   A   cont ro l   struct ure   b ase on  thre p art s:  d li nk  vo lt ag co ntrol ,   power   inje ct ed  cont rol   and  cur ren con t rol  is  proposed.   In  thi work,  th ran dom  PWM   strat egy  is  used  to   gene r ate  con trol  signals   for  th mul t i le ve inv er t er  u sed  us  an   int erf ac e   to   c onnec t   photovo lt aic   gen era tors   to   th e   grid .   Numer ical   simul ations  are  per fo rme d   u sing  MA TL A B / Simul ink   sof twar e,  the  simul ation   results   for  the  propos ed  sys tem   indic at e   th e   per for mance of   the  proposed  control   struct ur e,  m inimiz at ion   of  h ar moni cs  by   th r andom   PWM   strat egy   ap plied  and  inj e ct ion   to   t he  gr id   more  ac t ive  power   by   the  mu lt i le ve l   inve rt er  stru ct ur e.   Ke yw or d s :   Gr i c onnecti on   Photo vo lt ai c s ys te ms   Ra ndom P WM   Thr ee  level i nverters   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in Aut h or :   Kamal   Himou r   Dep a rtme nt of  Tech no l ogy, I nst it ute o f Sci en ces,   Un i ver sit y C en te of El Ba ya dh,   BP 900,  3200 0, Al ger ia .   Emai l:   himou r.kamal @ hotma il .f r       1.   INTROD U CTION     Currentl y,  renewable   ene r gies  are   c on si de red  as   the   al te rn at ive   to   f os s il   com busti ble  in   orde r   t reduce  poll ution.  T he   gri connecte P V   syst ems  ge ne rall us e   tw o - le vel  in ver te to   se nd  to   gri t he   gen e rated  PV   powe r,  or it us ed  to fee li ne ar and  no nli ne ar lo a ds  con ne ct ed  at  the ac s ide [1 - 6]. N e ve rtheless,   the  c onve ntional   inv e rter  is   ve ry  li mit ed  in   it ou t pu t   volt age  le vels.  It  on l giv es   th r ee  le vels  of  phase  t ph a se  outp ut  volt age  a nd   poor  sp ect ral  qual it [ 7 - 8].  T de al   with  this  prob le m re searc her ha ve  propose oth e str uctur e cal le mu lt il evel  inv e rters  to  pe rform  the se  gr i ds   co nne ct ed  phot ovoltai sy ste ms  s uc as:   flying ca pacit ors str uctu re,  t he  cascade d H - Bridg e  str ucture, the  diode cla mp e in ver te rs  stru ct ur e a nd t he  f ull  br i dg e   with   ca sc ade tra nsfo r mers   in ver te r s.   The ses  mu lt il evel  in ve rters  al low  obta inin high  outp ut  volt ages   with  bette s pe ct ral  qu al it moreo ver the offe se ver a po ssi bili ti es  for  the  c onne ct ion   of  photovo lt ai c   gen e rato rs or b at te ries to their  conti nuous  bu s   [9 - 14].     In   li te ratu re,  m any   w orks  ha ve   us e th ree  le vel  in ver te rs   in   gr i c onnecte ph otov oltai sy ste ms  a nd   pro po se se veral   con tr ol  strat egies  f or   it In  [15],  aut hors  pr ese nt  the  c ontr ol  of   thre e - le vel  Ne utral   Po in t   Cl amped  ( NPC vo lt age   s ou rce  i nv e rter   f or   gr i c onnect ed  phot ovoltai ( PV)  s ys te m s;  the   co ntr ol  metho us e is  t he  E xt end e Direct   P ow e C ontrol   ( EDP C) w hich   is  ge ner ic   a ppr oach  f or  Direct  P ow e C ontr ol  (D PC of  m ulti le vel  inv e rters   base on  ge ome tric al   co ns i der at io ns .   Als o,   in  [16 ] auth ors  u sed   t c on t ro t he  three - le vel   in ve rter,   modifi ed  versi on  of  volt age - or ie nted   co ntr ol  (VOC met hod  an the  s pace   vect or  pu lse   width  m odulat ion   (SVP W M )   te ch nique.  To   re du ce   the   ha rm on ic   c onte nt   of  gri d - co nn ect ed  c urren and  to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 11 , N o.   3 Se ptembe 2020   :    15 47     15 56   1548   impro ve  t he   dy namic   res ponse   of   the   s ys te m a   sin gle - ca rr i er  pulse   widt modu la ti on   me thod  is   pr ese nt ed  f or   T - ty pe  th ree - le vel in ver te in   [17].   In  this  pa per ,   phot ovoltai sy ste c onne c te to   gri bas ed  on  t hr ee - le vel  in ver te w hich  al l ow s   connecti on   of   one   or  tw PV  ge ne rato rs   acr os s   the   ca pacit or s   i t he   DC   bus  is   pro posed The   con t ro structu re   pro pose is   co mpo sed  of  t hr ee   pa rts:  co ntr ol  of  th DC  bus  vo lt age c ontr ol  of  po wer  s ent  to   netw ork   an c urren t   c on tr ol.   To   co ntr ol  t he   three - le vel  i nverter,   Ra nd om  PWM   co ntr ol  strat eg is   use d.   Wit this  con t ro str at egy t he  el ect ro ma gnet ic   acou sti noise   ca be  s pr ea to  the  wide ba nd   area  an lo w   THD   of grid c urre nt  can  be ob ta i ne d.   The  pa per  is organ iz e a s f oll ow :   sect ions 2  il lustrate the modell ing  of  t he  pro posed   s yst em,  sect i o is  de vote t the  co ntr ol  of   this  pro pose sy ste m,   The n,  in  sect ion  t he   simulat io re su lt are  pr e se nted,   finall i sect i on 5 the c oncl usi on of this  stu dy.       2.   MO DELIN OF THE P ROP OSED  S YS T EM   The  pr opos e sy ste is  sho wn   i Fig ur 1.  It  co ns ist of  t wo   ph otovo lt ai gen er at ors  connecte t the  th ree  le vels  Di od e   Cl am ped  I nverter   t hro ugh  a   DC   bu s;   the  mu lt i le vel  in ver te r   is  co nn ect e t gr i d     by a  filt er.           Figure  1.   Pro pose d gr id  con ne ct ed  ph otov oltai c sy ste m st r uctu re.       2.1.    Ph oto vo l t aic g e nera t or m od el in g   So la r   cel ls  a re   usual ly   ass oc ia te in   se ries  an in   par al l el an the e ncapsulat ed   unde r   glass   to   ob ta in  a pho t ovoltai m odule PV  mod ules  a re  usual ly  c onne ct ed  in  series - par al le to  inc r ease  the  volt ag and   current  at   t he  photov oltai ge ner at or   outp ut The  i nterc onnected  mod ules  are  mou nted  on  meta ll ic   suppo rts   and  incli ne ac cordin to   the  desire a ng le   de pendin on  th locat ion.  St udy  an m odel ing  of  photov oltai gen e rato a nd  the  I - V   c har ac te risti is  base on  cel e le mentar mode le by   the  wel l - know e qu i va le nt  ci rcu it  of F i gur e 2 .   This circ uit i nt rod uces a  c urre nt s ource a nd a  d io de  i n parall el , as wel l as s eries resist a nce  Rs and  par al le l resist a nce Rs to  take  into  acc ount  the  dissipati ve   ph e nome na  [18].     I = I ph I s [ ( exp V + I . R s m . K . T q ) 1 ] V + I . R s R sh     (1)           Figure  2. P ho t ovoltai c cel l eq uiv al ent  ci rcu it .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       A ran dom PW M co ntro strat egy for  three - le vel  inverte us e in  a gr i d connect ed  ...  ( K. H im our)   1549   Fo r   a   P V   m odule   wit     s eries  c onnecte c el ls  a nd  pa rall el   co nnect ed  cel ls,  t he  current -   volt age   char act e risti c is gi ven by:     I = N p . I ph N p . I s [ exp ( 1 m . K . T q ) . ( V N s + R s . I N p ) 1 ] N p R sh . ( V N s + R s . I N p )   (2)     Wh e re:   I ph :   The p ho t o - c urre nt,   I s : The sat ur at io c urren of  dio de   m: i deali ty   fact or,   and  : series an d parall el  r esi st ance,   T: j un ct io te mp e ratur e   K: Boltz ma nn  const ant,    q: elec tro c ha rg e .     2.2.    M od el   of  DC / DC  co nv e rter   The  DC  DC  conve rter  use in  this  w ork  i the  most   fr e quently  us e as  boos co nverte (Boost)  a s   sh ow in  Fi gur e 3 .           Figure  3. DC/ DC Co nverter   Stru ct ur e.       This c onve rter  is mo deled  by t he follo wing e qu at io ns :     = ( 1 )   (3)   = . ( 1 )   (4)     Wh e re  α,   Vo   a nd   I res pecti ve ly  de no te   t he  du t cycle the   vo lt age   of  out pu a nd   t he  ou t pu c urren t   of the B oost co nv e rter.  T he  c yc li c rati α , is t he MPP T c on t r ol s ys te ou t put ( P &  O).     2.3. M od el   of thre e level  di ode  cl am ped in vert er   thre e - ph a se  three - le vel  di ode - cl am pe in ver te is  s how in  Fi gure  4   [ 19].   It  is  com pose by  th ree  arms  a nd tw o DC volt ages . E ach a rm has  four   switc he s in seri es a nd  t wo  median  d i od e s.  Each swit ch  c on sist s   of   a   tra ns ist or  and  an   antipal l e diode.  The   midpoint  of  ea ch  a rm  is  c onne ct ed  to  a   DC  so urce  volt age   (U c ).  With  a   ca pacit ive volt age d ivi der  f orme by the f il te capa c it or C 1   an C 2   of same   capac it C, w e   obta in  t wo   seco nd a ry  DC   source eac deliveri ng  ha lf  volt age  ( U 2).  Be i ng  c o nnect ed   to   ea ch  oth e at   a   neu t ral   po i nt noted  O.     Fo ea ch  le of  the  in ver te r,   we  de fine  t hr e connecti on  f un ct io ns,  each  on is  ass ociat ed  to  on of   the th ree stat es  of the  leg:     { 1 = 1 . 2 2 = 2 . 3 3 = 3 . 4     (5)     As   in dicat ed  i Table   1,   eac le of  t he   in ver te r   ca ha ve   th ree  possibl s witc hing  sta te s   P,   O,  N .   The o utput v ol ta ges of  a  th ree - le vel  diode cl ampe in ve rter  are  e xpresse d as f ollows:     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 11 , N o.   3 Se ptembe 2020   :    15 47     15 56   1550   [ 10 20 30 ] = [ 11 21 31 12 22 32 13 23 33 ] . [ 2 0 2 ]   (6)           Table  1.   Stat es of  on e  leg  of 3 l evel DC I   1   2   3   4     State   0   0   1   1   2   N   0   1   1   0   0   O   1   1   0   0   2   P   1   0   0   1   u n k n o wn   -     Figure  4.   Th re e level  d i odes  cl amped in ver t er (DCI ).         3.   THE  PROPO SED  CONTR OL STR ATE GY    The  ob je ct ive  of   c ontr ol  struc ture  is  to   re gula te   the  DC - li nk  volt age  a nd   to  set   un it   powe factor.   Figure  5   s hows  the  whole  blo c  d ia gram  of t he  contr ol str uctu re.           Figure  5 .  Bl oc diag ram of  the   con t ro l st ru ct ure       3.1.   D C/D c onverters  cont rol (MPPT   co nt r ol )   The   pri nciple   of  this   co mma nd  is  t ge nerat distu rb a nc es  by   dec reasi ng  or  inc reasi ng  the   c yclic   rati α  and t obser ve  t he  ef fe ct  o t he powe delive re d by  t he photo volt ai c g e ner at or   [20 - 21] . I ts al gorithm i s   il lust rati ng   i n Fi gure  6 .           P g   Q g _ r e f   P g   U c 1 r e f     I c 1 r e f   P c 1 r e f   I s dq _ r e f   Co n t l e     d es   co u ran t s   Co n t l e     u c1   I s dq   V s   U c 1     Co n t l d es     p u i s s an ces         I so 2   P co 1   ~     ~   C on t r ôl e   du    C on ve r t i s s e ur   DC - DC   1   I pv 1     U c 2       V pv 1     F r e f   F r e f   Co n t l e   du  co n v ert i s s eu r     à  t ro i s   n i v eau x   U c     V m r e f   C on t r ôl e  d   C on ve r t i s s e ur   DC - DC   2   F r e f   I pv 2   V pv 2       Co n t l e     u c2   U c 2       U c 2 r e f     P c 2 r e f   ~   I c 2 r e f   U c 1       I so 1     P c o2   ~   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       A ran dom PW M co ntro strat egy for  three - le vel  inverte us e in  a gr i d connect ed  ...  ( K. H im our)   1551       Figure  6 .  Flo w char of P& a lgorit hm .       3.2.   D C bus c on t rol     The  DC  volt age  c orrecto is   us e to   re gu la te   the  DC  bus  and  set the  ac ti ve  powe r  Figure  7   il lustrate s the  bl oc  dia gr a of  DC volt age  contr ol.           Figure  7 .  Bl oc diag ram of  the   DC bus  contr ol .       The DC l in k v oltage m us res pect the  co ndit ion :         > 3       (7)     Wh e re:      :   M a ximum  of   phase  volt age       : R egu la ti on in dex   The  ca pacit anc e of the  D C l in is  obta ined  by th e  r el at io n:       No   Δ P > 0   Δ V >0   Δ V> 0      V   ( k +1 ) = V ( k )   + ΔV     V   (k +1 ) =   V (k ) -   Δ V     V   (k +1 ) =   V (k ) -   Δ V      V   (k +1 ) =   V (k + Δ V     No   Ye s   Ye s   Ye s   No   S ta r t   P& O   a lg o r ith m   M e su r e   o f   V(   k   )   e t   I(   k   )   P   (   k   ) =I (   k   ) * V (   k   )   Δ   P=P(   k   ) - p(   k - 1   )   Δ V =V (   k   ) - V(   k - 1   )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 11 , N o.   3 Se ptembe 2020   :    15 47     15 56   1552    = 2 .  . 20 . 10 3  2 . ( 1 2 )   (8)     Wh e re:  =           : i s the m a xima l powe r of  t he photo volt ai c ge ner at or     The  vo lt a ge        mu st  be  car ef ully  c ho se t ens ur t he  c on t ro ll abili ty  of   t he  c urren t   at   al l   op e rati ng  po i nts.     3.3.   P ow er  contr ol   The  act ive  a nd   reacti ve  powe ( , )   can  be  both  expresse by   usi ng   Par c ompone nts  of  s uppl vo lt age   (  ,  )   and li ne  c urren (  ,  )   as  f ollows:     { =  .  +  .  =  .   .      (9)     Re fer e nce  c urr ents  (   ,   )   w hich   al lows  set ti ng  the  desire refe ren ce   act ive  and  reacti ve   powe rs (  ,  ) , as  f ollow s:     {  =  .   .   2 +  2  =  .   .   2 +  2     (10)     The  unit pow er  f act or  is  obta ined   simpl by  set ti ng  t he  re act ive  po wer  r efere nce  null We  ca al s gen e rate  or   abs orbe  (  < 0       > 0 ) .     3.4.   C urren t c ontrol   The  vecto cu r ren c on t ro in  Park  re fer e nce f rame   is  car ried  out by  u si ng  the  sy nc hro nized  re fer e nc e   with  the  gri vo lt age .   Bl oc  diag ram  as  s how in  Fi gure   8.   T he  el ect ric  equ at io ns   of  the  filt er  ( , )   connecte d t o t he  grid a re  giv e n bell ow     {  =  +    +   =  +    +      (11)             Figure  8 .  Bl oc  diag ram of  the   current c ontr ol       3.5.    R andom   PWM  contr ol  strate gy for  the  t hree  levels  DC I   The   P W M   bas ed   on   the   c omparis on  betwee the  car rier  w ave  w hich  is  in  the  m os ti me  tria ngula r   and  the   ref e rence   wa ve   w hich   is  e ve pro vide   di rectl by  t he   pr ogramme r   or  by   the   fa r   c on t ro l   te ch niqu li ke  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       A ran dom PW M co ntro strat egy for  three - le vel  inverte us e in  a gr i d connect ed  ...  ( K. H im our)   1553   scal ar  or  ve ct or  sp ee c ontrol the  s witc hing   instant dep e nd  the  i ntersecti on   betwe en  t he   two  wa ves,   i the   PWM w it a fi switc hing fre qu e nc the  harmo nics curre nt s ar e sh i fted  to  the h ig h fr e qu e ncies w hich  is  good   for  t he   el ect rical   point   of   vie beca us e   the   T HD  is   lo w   but  for   the   oth e rs  point   of   vie it dif fer e nt T he   harmo nics  are   very  c on ce ntr at ed  ar ound  th   rang  ( =            ) so,  we  fi nd   t hat  th e   highest  ha rm onic are   the  ± 2   th an  ± 4   et c…,   the  same  with   2 and  3 an al the  “m ”  mu lt iple  wh a we  cal le d ha rm on ic s  f amil ie s.   Th me th od   is  based  on   rand om  selec tio of   th carrier  frequ enc fo eac car rier  perio [2 2 - 25 ].   In  this  techn iq ue  t he  rand omization   of   frequ e ncy   of  carrier   wave  is  by   t akin some  ti mes   th carrier  wa ve  and   th other  times   th in verse  of   carrier  wave.  So fo do  th is  w work   with  PRB S   (th e rand om b its g enerator,   Fig ur 9   wh ich  it g enerates rand om b ites even  0  o r 1.           Fig ur 9 . P R BS 9  b its scheme       In  ou sc heme PRB S   sig nal   is  gen e rated   us in a   li nea feedbac s hift  reg ist er   (L FSR ),   s how in   Figure  9.  It  has   data  sto rin un it ( delay   li ne   in   opti cs),  ea ch  unit   is  ca pa ble  of  sto rin one  bit  of  bi nary  data  te mp oraril du rin one  cl oc per i od.  T he  w h ole  s ys te m   is  sy nc hro nized   with  cl ock.  At  each   pe rio d,  the  and  bit   goes   th rou gh  a   XOR   pro cess.   T he   X OR   lo gic  i us ed   i t he   P RB to   dr i ve  t he   in pu t   bit   wi th  t he   XO R   of  s om e   bits   of   the   overall   s hift  reg i ste value al s A   XO R   ga te   ca giv e   very   s hort   pulse   durati o   (<  ps).   T hen,  we   ta ke  t he  resu lt   of   PRB an mu lt iple   with  t he  ca rr i er  wa ve  an t he  in ve rse  of   PRB S   mu lt iple  with   the  in ve rse  of  carrier   wav e   a nd  a dd  the   bo t res ults  li ke   it ’s  been  s how i Fig ur e   10  an Figure  11.   By  us in t he  PRB sc h eme   an the  car rier   wa ve   an t he  ref e r ence  sc heme   we  ca buil t he  blo c   of PRW M wit h pse udor a ndom car rier.               Figure  10. Ca rri er w a ve ge nerat ion     Figure  11. Ca rri er w a ve fo rm       4.   SIMULATI O N RESULTS   In  this   sect ion,  t he  pro pose phot ovol ta ic   gr id   c onnecti on   s ys te is  simul at ed  us in M A TLAB/Si m ulink.  We h a ve   connecte tw PV  g ene rato rs   (each  ge ner at or  is  com pose of  13  pa nels  of   150  put  in   se ries t t he  c onti nuou s   bus   as   s ho wn  in   Ta ble  2 .   The   reacti ve   powe r   is  c on t ro l le by  c on t ro ll ing  in   park  fr a me  t he   injec te c urre nts  in   the   gri d,  we   imp os e   gr i re act ive  powe e qual   to   zero  (  = 0 ) a nd  the r e fer e nce a ct ive pow e is  cal culat ed by t he DC  bu s  con trol  blo c.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 11 , N o.   3 Se ptembe 2020   :    15 47     15 56   1554   Table  2.   Propo sed  s ys te m  p a r amet ers   Ph o to v o ltaic ar ray Bp s 1 5 0   P m ax   150   W   Maximal  po wer   V op   3 4 .5   V   Op tim al vo ltag e   I op   4 .35   A   Op tim al cu rr en t   V oc   4 3 .5   V   o p en  cir cu it vo ltag e   I cc   4 .75   A   Sh o rt  circuit cur re n t   N s   5   /   Nu m b er  o f  series  a rr ay s   N p   0   /   Nu m b er  o f  parallel  ar rays   DC Bu s   U dc   624   V   DC b u s v o ltag e   C   0 .41   mF   Cap acitance o DC  bu s   Filter   R t   3     Filter  resistan ce   L t   0 ,05   H   Filter  in d u ctan ce   Grid   V s   380   V   Vo ltag e   F   50   Hz   fr eq u en cy       Figure  1 2   sho ws  ( V)   a nd   I(V)   c urve for  P pan el .   The  pro file of   i rr a diance  of   t wo  PV   gen e rato rs  a re  sh ow in  Fi gur e 1 3           Figure  1 2 . P ( V)   an d I  (V) c urves f or   PV p anel.             Figure  13. Ir ra diance  pro file   of each  P V gene rator     Figure  1 4 . PV   powe r of   eac h PV ge ner at or  a nd g l ob al   PV   powe r           Figure  1 5 . Gri act ive  powe r   Figure  1 6 . Gri d react ive  pow er       0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 0 . 5 1 1 . 5 T i m e   ( s ) I r r a d i a n c e   ( K w / m 2 )     I r r a d i a n c e   o f   G p v 1 I r r a d i a n c e   o f   G p v 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 T i m e   ( s ) P V   p o w e r   ( W )     P V   p o w e r   o f   G p v 1 P V   p o w e r   o f   G p v 2   G l o b a l   P V   p o w e r   0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 1000 2000 3000 T i m e   ( s ) G r i d   a c t i v e   p o w e r   ( W )     A c t i v e   P o w e r   P g   r e f A c t i v e   P o w e r   P g 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 -6 -4 -2 0 2 T i m e   ( s ) G r i d   r e a c t i v e   p o w e r   ( V A R     R e a c t i v e P o w e r   Q g - r e f R e a c t i v e P o w e r   Q g Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N: 20 88 - 8 694       A ran dom PW M co ntro strat egy for  three - le vel  inverte us e in  a gr i d connect ed  ...  ( K. H im our)   1555         Figure  17. V oltages  U c1   a nd U c2     Figure  1 8 . Gri d vo lt age  and  c urren t       Figures  1 4 1 5   and   1 6   res pec ti vely  sho th total   produc ed  ph otovo lt ai power,  the  a ct ive  powe r   and  t he  reacti ve   pow er   tra nsmi tt ed  to   t he   el ect rical   network.   Th ese   r esults  s how   th at   al the   P V   powe r   pro du ce is   in je ct ed  to   gri with  a   un it   po wer  fact or  bec ause  we   ha ve   imposed   refe ren ce   reacti ve   powe equ al   to  0.   Fig ur 1 7   sho ws  the  volt ages  of  the  two  ca pac it ances   of   t he  DC  bus.   The  t wo   ca pacit anc are   equ al   (C C 2 0. mF ).   t he  gri vo lt a ge   and   t he  gri current  of   phase  1ar il lust rated  in  Fig ure  1 8   Figures  19   an 2 0   res pecti vel re pr e sent  th e   ou t pu volt age   of   t he  th ree  le vels  DC an i ts  har m onic   an al ys is     (  = 35 . 40   % ).             Figure  19. O utp ut  volt age  of  ph a se  1 of  t he 3 level  DCI     Figure  20. Har monic anal ys is  of  ou t pu volt age  V 1       5.   CONCL US I O   This  pap e presents  the   ad va ntages   of  th r ee  le vel  di od e s   cl ampe i nverter  for  gr id   co nn ect e photov oltai sy ste ms.   T he  pro posed   s ys te pr oduces  le ss  dv/dt  stress es  imp os e on   the  s witc hing   de vices   and  gen e rates   few e ha rm on i in   volt age   a nd  c ur re nt  by  usi ng  Ra nd om  PWM   co ntr ol  strat egy.  The   usi ng  of   three  le vels  D CI,  al lo ws   co nnect ing  tw P ge ner at ors   to  t he  gr i d.   Als o,   it   possible   to  tra nsmi mor po wer  to  gri by  i ncrea sing  the  DC   bus  vo lt a ge,   a nd  reducti on   of  the   filt er  el ements.   The   ci rcu i prov i des  good  decou pling  of  the  vo lt a ge  l oops  V d   an V q   s ince  th V q   re mains   co ns ta nt  un der  var ia ti ons   w hich   s how high   dynamic  performa nces  of  the   con t ro ll ers T hu s ,   the  act ive   and   reacti ve  powe f ollo ws  qu ie tl the  refe ren ce   sign al s.  The  gri vo lt age  a nd  cu rr e nt  are  in  phases  th er by   t he  pow er  facto at   th gr i co nnect ion   i s     al mo st  un it y.       REFERE NCE S   [1]   Sami Kouro ,   Jos I.  Le on,   Dm itri  Vinniko v,   L e opoldo  G.   Franq uel o,   “Gr id - Con nec t ed  Photovo l ta i Sys tems:  A n   Overvi ew  of   R e ce nt   Rese arc h   a nd  Emerging   PV   Conver te r   T ec h nology ,   in   I EEE  Industrial   El e ct ronics   Magazi ne Marc 2015 .   [2]   Sree devi ,   As hwin Nai ni  Ra ju,  stu dy  on  gr id  con nec t ed  PV   sys t em , ”  in  Nat ion al  Pow er  Syst e m s   Confe renc (N P SC) pp .   1 - 6 ,   20 16 .   [3]   K.N.  Nw ai gwe,   P.  Mutabi lwa ,   E .   Dintwa ,   “An  o ver vie of  sola r   power  (PV   sys t em s)  integra t ion   int e le c tricit y   grids”,   Ma te ria l s Sc ie n ce f or  En ergy   Techno logies ,   pp .   629 633 ,   2019.   [4]   Gus ta vo  Hunter ,   Javie r   Rie d ema nn ,   Ivá n   Andrad e ,   R am ón   Bla sc o - Gime ne z   &   R ubén  Peña ,   “Power  cont ro of   a   grid - connect ed   P V sys te during   asymmetrica v olt ag fau lt s’’  Elec tri cal   Engi n eer ing vol .   101 ,   p p.   239 250 ,   201 9.   0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 1 1 . 5 312 3 1 2 . 5 T i m e   ( s ) C a p a c i t o r s   v o l t a g e   ( V )     U c 1 U c 2 0 5 10 15 20 - 4 0 0 - 2 0 0 0 200 400 T i m e   ( s ) G r i d   v o l t a g e   ( V ) ,   G r i d   c u r r e n t   ( A )     G r i d   v o l t a g e   ( V ) G r i d   c u r r e n t * 4 0   ( A )   0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 0 1 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 6 0 . 0 1 8 0 . 0 2 - 5 0 0 0 500 T i m e   ( s ) O u t p u t   v o l t a g e   o f   p h a s e   1   ( V ) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 F r e q u e n c y   ( H z ) F u n d a m e n t a l   ( 5 0 H z )   =   3 1 1 . 1   ,   T H D =   3 5 . 4 0 % M a g   ( %   o f   F u n d a m e n t a l ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele D ri   S ys t,   V ol 11 , N o.   3 Se ptembe 2020   :    15 47     15 56   1556   [5]   V.C.   Sont ake  a nd  V.R.  Ka la m kar ,   “Solar  pho tovol taic   wat er   pumpi ng   sys tem    com pr e hensive  rev i ew , ”  Re newab le   and   Sustainabl e   Ener gy  Revi ews v ol .   59 ,   pp .   1038 - 1 067,   2016 .   [6]   S.S.  Ch ande l ,   M.   Naga r aj u   Naik ,   Rahu l   Chand el ,   “R eview  of   sol ar  pho tovol t aic  wate pump ing  sys te technolog y   for  ir rigation   and  community  drink ing   wa te r   suppli es , ”  Re newab le  and   Sustainab le  Ene rgy  R ev i ew s   vol.   49 ,   pp   1084 1099,   2015 .   [7]   Meyna rd,   T . 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