I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS )   Vo l.   9 ,   No .   1 Ma r c h   2 0 1 8 ,   p p .   323 ~ 335   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ijp ed s . v 9 . i1 . pp 3 2 3 - 3 3 5          323       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   Rev iew  o t he  Mo st Ap pli ca ble Reg ula tor Col lections  t o  Contro l   t he  Para llel Ac tive Power  F il ter       B elk a ce m   G a s m i 1 ,   O t hm a ne  Abdelk ha la k 2   S m a rt  G rid s a n d   Re n e wa b le E n e r g ies   Lab ,   De p a rtme n t   o E lec tri c a En g in e e rin g ,   TAHRI M o h a m m e d   Un i v e rsity ,   Be c h a r,   Alg e ria       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  1 7 ,   2 0 1 7   R ev is ed   Dec   1 4 ,   2 0 1 7   Acc ep ted   Dec   28 ,   2 0 1 7       T h is   wo r k   p r esen ts   s tu d y   o f   th th r ee - p h ase  p ar allel  ac tiv p o wer   f ilter   an d   th v ar io u s   co n tr o l ler s   u s ed   in   its   co n tr o l.  Mo r eo v er ,   in   o r d er   t o   im p r o v th e   q u alit y   o f   elec tr ical  en e r g y ,   b y   m ak in g   it  co n f o r m   to   th n ew  n o r m ativ co n s tr ain ts ,   we  h av also   b ee n   led   to   d ev elo p   an d   ap p ly   ad v an ce d   au to m atio n   m eth o d s .   I n   th is   f r a m ewo r k ,   th is   p ap er   r ep o r ts   o f   s ev er al  r e g u lat o r y   s tr u ctu r es f u zz y   lo g i c,   PW M,   n ew  s p ac v ec to r   PW ( NSV PW M) ,   s p ac v ec to r   PW ( S VPW M) ,   HYST E R E SIS  m o r eo v er ,   in   o r d er   to   p r o d u ce   p a r allel  ac tiv f ilter ,   a   th o r o u g h   s tu d y   o f   ex p er im e n tal  f ea s ib ilit y   was  ca r r ied   o u t,  tak in g   in to   ac co u n t t h in d u s tr ial  c o n s tr ain ts   o f   th p r o d u ct  b o t h   in   its   d esig n   an d   its   ap p licatio n .   K ey w o r d :   Fu zz y   lo g ic    HYST E R E SIS   NSVP W M   Par allel  Activ Po wer   Fil ter   ( PAPF )   PW M   R eg u lato r   co llectio n s   SVP WM     Co p y rig h ©   2 0 1 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   All  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   B elk ac em   Gasm i,    Sm ar t G r id s   an d   R en ewa b le  E n er g ies L ab ,     Dep ar tem en t o f   E lectr ical  an d   E n g in ee r in g ,   Un iv er s ity   T ah r i   Mo h am m ed ,   Stre et  o f   I n d e p en d e n ce   B ec h a r   Alg er ia  B p   4 1 7 .   E m ail:  b elk ac em tu b e@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Pro g r ess iv ely ,   an d   in   o r d er   to   s tem   th e   in cr ea s i n   d is tu r b an ce   p r o b lem s   o n   p o wer   g r id s ,   in cr ea s in g ly   s tr in g en elec tr ic al  q u ality   s tan d ar d s   will  b e   im p o s ed   o n   s u p p lier s   a n d   in d u s tr ial  co n s u m er s .   Face d   with   th ese  n ew  r eg u latio n s   b u also   in   r esp o n s to   th in cr ea s in g ly   s p ec if ic  d em an d   o f   elec tr ic  p o wer   u s er s ,   ac tiv co m p en s ato r s   m u s ad ap b y   m ak in g   th eir   s tr u ctu r es  an d   m eth o d s   o f   r eg u latio n   m o r c o m p lex .   E s p ec ially   s in ce   th ese  s o lu tio n s   m u s b s u b ject  to   th p h y s ical  an d   tech n o lo g ical  lim its   in h er en in   ac tiv f ilter in g   d ev ices[ 1 , 2 ] .   W ith in   th f r am ewo r k   o f   th is   r esear ch   p r o b lem ,   p ap er   h as   b ee n   in itiated   with in   Simu lin k   in   o r d er   to   o p tim ize  th co n t r o p er f o r m an ce   o f   th ac tiv c o m p e n s ato r s   wh ile  tak in g   in to   ac c o u n all  th co n s tr ain ts   an d   m ater ial  lim itatio n s   in h er en in   th eir   s tr u ctu r es.  T h u s ,   ad v an ce d   s tu d ies  h av b ee n   ca r r ied   o u o n   th e   d if f er en t ty p es o f   r eg u lato r   ex i s tin g   an d   o n   th eir   f ea s ib ilit y   in   ter m s   o f   d ig ital im p la n tatio n [ 3 ].   An   in d u s tr ial  p ar tn er s h i p   h as   b ee n   ad d ed   to   th is   r esear ch   in   o r d er   to   v alid ate  th ex p er im en tal  f ea s ib ilit y   o f   o u r   in v esti g atio n s .   I was  r esear ch   lab o r at o r y Sm ar Gr id s   &   R en ewa b le  E n er g ies  L a b .   ( SGR E L ) ,   Un iv er s ity   o f   B e ch ar   Alg er ia,   wh ich   wan ted   to   d ev elo p   an   in d u s tr ial  p r o t o ty p o f   p a r allel  u n iv er s al  ac tiv f ilter   ca p ab le  o f   ad a p tin g   a n d   c o m p en s atin g   as  wid ely   as  p o s s ib le  all  th c u r r en t d is tu r b an ce s   th at  co u ld   a p p ea r   o n   th elec tr ical  n etwo r k [ 4 ].     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J Po wer   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r c h   2 0 1 8   :   323     3 3 5   324   2.   ST RUC T UR E   O F   P AP F   SY ST E M   T h ac tiv e   f ilter   co n n ec ted   i n   p ar allel  to   th n etwo r k ,   as  s h o wn   in   f ig u r ( 1 ) ,   is   m o s o f ten   co n tr o lled   as  cu r r en g en er ato r .   I in jec ts   in to   th n etwo r k   d is tu r b in g   cu r r en ts   eq u al  to   th o s ab s o r b ed   b y   th p o llu tin g   ch ar g e,   b u t   in   p h ase   o p p o s itio n   with   t h em .   T h e   m ain s - s id cu r r en t   is   th en   s in u s o id al.   T h u s ,   th e   o b jectiv e   o f   ( PAPF )   is   to   p r ev en t   d is tu r b i n g   ( h ar m o n ic,   r ea cti v an d   u n b alan ce d )   cu r r en ts   p r o d u c ed   b y   p o llu tan t   lo ad s   f r o m   cir cu latin g   th r o u g h   th e   n etwo r k   im p ed a n ce   s itu ated   u p s tr ea m   o f   th co n n ec tio n   p o in o f   th ac tiv e   f ilter [ 5 - 6 ].           Fig u r 1 .   B lo ck   d iag r am   o f   B a s ic  Par allel  Activ Po wer   Fil te r       Fro m   f ig u r 1   th e   in s tan tan eo u s   cu r r en ts   ca n   b wr itten   as e q u atio n   1     ( t ) i c ( t ) i L ( t ) i s =                 ( 1 )     wh er e:  ) ( t i S : so u r ce   cu r r en t,  ) ( t i L : c u r r e n t o f   lo a d ,   ) ( t i C : c u r r en t o f   PAPF .   T h s o u r ce   v o ltag is   g iv e n   b y     ( w t )       s i n ( t ) v s v m =                 ( 2 )     wh er e:  ) ( t v S : th s o u r ce   v o ltag e,   : th p u ls atio n .   if   n o n lin ea r   lo a d   is   ap p lied ,   th en   th lo ad   c u r r e n will  h a v f u n d am en tal  c o m p o n en t,   an d   th h ar m o n ic   co m p o n en ts   ca n   b r ep r esen te d   as;   = + = 1 n )   n ( n w t     s i n I n ( t ) i L               ( 3 )     = + = + 1 n )   n ( n w t     s i n I n ( t ) i L )   ( w t     s i n I 1 1           ( 4 )     wh er e:  : th p h ase  d if f er en ce   b etwe en   ) ( t V S   an d   ) ( t i L .   I n s tan tan eo u s   lo ad   p o wer   ca n   b g iv en   as     ( t ) i L ( t ) s ( t ) L v P =                 ( 5 )     (t ) i L (t ) 2 n )   n (n wt     s i n I n *   (wt )     s i n      ) 1 s i n ( *   (wt )   c o s *   (wt )     s i n     1   c o s ( *   (wt )    s i n 2   (t ) L P = + + + = V s * V m I 1 V m ) I 1 V m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po wer   E lectr o n   &   Dr i Sy s t   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       R ev iew   o f th Mo s t A p p lica b le   R eg u la to r   C o llectio n s   to   C o n t r o l th e. . .   ( B elka ce Ga s mi )   325   ( t ) ( t ) r ( t ) f ( t ) L P h P P P + + =               ( 6 )     wh er e:  ) ( t P L th p o wer   o f   th lo a d ,   ) ( t P f ac tiv p o wer ,   ) ( t P r r ea ctiv p o wer ,   ) ( t P h th d ef o r m in g   p o wer .   f r o m   e q u atio n   ( 6 )   r ea l ( Fu n d a m en tal)   p o wer   is   d r awn   b y   th e   lo ad     (t ) s * (t ) s ) 1 c o s ( * (w t ) s i n 2   I 1 V m (t ) f i v P = =           ( 7 )     f r o m   e q u atio n   ( 7 )   t h s o u r ce   c u r r en t su p p lied   b y   th s o u r ce ,   af ter   co m p e n s atio n     s i n (w t ) )s i n (w t ) 1 (   c o s   1 (t ) v s (t ) P f (t ) s I sm I i = + = =           ( 8 )     Hen ce ,   to tal  p ea k   c u r r e n t su p p lied   b y   th s o u r ce     I I I sp sL sm ( t ) + =                 ( 9 )     wh er e:   ) ( t I p S : to tal  p ea k   c u r r en t   s u p p lied   b y   t h s o u r ce ,   ) ( t I L S th p ea k   cu r r en t a b s o r b ed   b y   t h lo ad .   T h ac tiv f ilter   m u s t p r o v i d th f o llo win g   c o m p e n s atio n   c u r r en t,  as sh o wn   in   eq u atio n   ( 9 ) .   I (t ) i (t ) (t ) s i L i c = is   n ec es s ar y   to   ca lcu late  i s ( t) ,   T h p u r p o s o f   ac tiv f ilter in g   is   th g en er atio n   o f   h ar m o n ic  c u r r en ts   o f   th s am am p litu d b u in   p h ase  o p p o s itio n   with   th o s ab s o r b ed   b y   th lo ad .   T h u s ,   th e   cu r r en a b s o r b e d   to   t h n etwo r k   will  b s in u s o i d al.   I is   n ec ess ar y   to   p r ec is el y   id e n tify   t h h ar m o n ic  cu r r en ts   o f   th p o llu tan t lo ad .   T h r ef er en ce   s o u r ce   c u r r en ts   I s p af ter   c o m p en s atio n   ca n   b g iv en   as     ( w t )     si n I sp = i * sb                   ( 1 0 )     ) 1 2 0 - ( w t     si n I sp = i * sb             ( 1 1 )     ) 120 ( w t     si n I sp + = i * sb             ( 1 2 )     wh er e :   i Sb * : th r ef e r en ce   s o u r ce   c u r r en ts   af ter   c o m p en s atio n .   T h en er g y   s to r ag e   o n   th D C   s id is   o f ten   d o n b y   a   ca p ac itiv s to r ag s y s tem   r ep r es en ted   b y   ca p ac ito r   C d wh ich   p lay s   th e   r o le  o f   DC   v o ltag s o u r ce   Vd c.   T h ch o ice  o f   th s to r ag s y s tem   p ar am eter s   ( Vd et  C d c)   af f ec ts   th d y n am ics  an d   co m p en s atio n   q u a lity   o f   th ac tiv p ar allel  f ilt er .   I n d ee d ,   h ig h   v o ltag Vd cim p r o v es  th e   d y n am ics  o f   th ac tiv f ilter .   Mo r eo v er ,   th u n d u latio n s   o f   th e   DC   v o ltag Vd c,   ca u s ed   b y   th c u r r en ts   g e n e r ated   b y   th ac tiv f ilter   an d   lim ited   b y   th ch o ice  o f   C d c ,   ca n   d eg r ad th e   co m p en s atio n   q u ality   o f   th e   p ar allel  ac tiv f ilter .   T h ese   f lu ctu atio n s   ar all  th m o r im p o r tan as  th am p litu d o f   th f ilter   cu r r e n is   lar g an d   its   f r e q u en c y   is   lo w.   T h DC   v o ltag Vd c   m u s b h ig h   en o u g h   to   im p r o v th co n tr o llab ilit y   o f   th ac tiv f ilter   wh ile  r esp ec tin g   th e   th r esh o ld   v o lta g o f   s witch es.  B y   r esp ec tin g   th is   co m p r o m is e,   DC   v o ltag is   ch o s en : V d 8 0 0   V.     2 . 1   H a rmo nic c urre nts c o ntr o u s in g   f uzzy   l o g ic    On o f   t h m ain   ap p licatio n s   is   th co n tr o o f   s y s tem s   f o r   wh i ch   th er is   n o   s p ec if ic  m o d el  ( F ig u r e   2 ) .   T h f u zz y   co n tr o ller   r ec ei v es  as  in p u an   o b s er v atio n   o f   th s y s tem   ( f o r   e x am p le  th e   e r r o r   with   r esp ec t o   th s et  p o in t)   an d   d ed u ce s   c o m m an d   to   b ap p lied   to   t h s y s tem ,   ac co r d in g   to   a   d ec is io n   tab le  ( r u les).   T h q u an titi es  m an ip u lated   b y   th co n tr o ller   ar e   f u zz y   s ets  ( eg   lar g e,   m ed iu m ,   s m all) ,   wh ich   n ec ess itates  co n v er s io n   o f   th n u m er ical  v alu es  as in p u t,  th is   is   th ' f u zz if icatio n ' .   Dep en d in g   o n   th ese  f u zz y   v ar iab les an d   d ec is io n   r u les,  t h co n tr o ller   ca lcu lates  th f u zz y   v alu o f   th e   co m m a n d ,   th is   is   th e   in f er en ce . I is   th e n   n ec ess ar y   to   co n v e r th is   v a r iab le  in to   n u m er ical  v alu e,   th at  is   d ef u zz if icatio n ,   t h r u les  m o d el  th e   k n o wled g e   o f   an   ex p e r o r   th b eh av i o r   o f   a n o th e r   co n tr o ll er   ca p ab le   o f   r eg u latin g   t h s y s tem .   T h d etailed   s tu d y   o f   th ese  th r ee   p ar ts   is   n ec ess ar y   to   d eter m in th e   s tr u ctu r o f   th co n tr o ller   th at  wi ll  b est  an s wer   th p r o b lem   p o s ed [ 7 ].   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J Po wer   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r c h   2 0 1 8   :   323     3 3 5   326       Fig u r 2 .   MA T L AB   Simu lin k   m o d el  o f   f u zz y   lo g ic  c o n tr o lle r           Fig u r 3 .   T h m em b er s h ip   f u n ctio n   o f   in p u t a n d   o u tp u t           Fig u r 4 .   R u les o f   f u zz y   l o g ic  co n tr o ller       2 . 2   H a rmo nic c urre nts c o ntr o l us ing   P WM     T h p u ls wid th   m o d u latio n   ( PW M)   co n tr o tec h n iq u e   s o lv es  th p r o b lem   o f   c o n tr o llin g   th e   s witch in g   f r eq u en cy   b y   o p er a tin g   with   a   f ix e d   f r eq u e n cy   e asy   to   f ilter   d o w n s tr ea m   o f   t h in v e r ter   [ 8 ] . T h e   s im p lest   an d   b est  k n o wn   p u l s wid th   m o d u latio n   is   u n d o u b ted ly   th n atu r al  s am p lin g   ML I .   T h is   co n tr o tech n iq u f ir s u s es  r eg u lat o r   wh ich   d eter m in es  th r ef er en ce   v o ltag o f   th in v er ter   f r o m   th d if f er en c e   b etwe en   th e   m ea s u r ed   cu r r en t   an d   its   r ef er e n ce .   T h is   v o ltag is   th en   co m p ar ed   with   a   s aw  to o th   s ig n al  ( h ig h   f r eq u e n cy   ca r r ier   f i x in g   th e   s witch in g   f r eq u en cy ) .   T h o u tp u o f   th c o m p ar at o r   s u p p lies   th co n tr o l   co m m an d   o f   th e   s witch es.T h g en er al  b lo c k   d iag r am   o f   co n t r o l c u r r e n ts   is   illu s tr ated   in   Fig u r 2 [ 9 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po wer   E lectr o n   &   Dr i Sy s t   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       R ev iew   o f th Mo s t A p p lica b le   R eg u la to r   C o llectio n s   to   C o n t r o l th e. . .   ( B elka ce Ga s mi )   327           Fig u r 5 .   PW s y n o p tic  b l o c k   d iag r am   o f   c u r r e n ts   co n tr o l       2 . 3 .     H a rmo nic c urre nts c o ntr o l us ing   SVPW M   Th SVPW M   m eth o d   is   wid ely   u s ed   in   in v er ter   co n tr o l,  it  ca n   in cr ea s th m ax im u m   v a lu o f   th e   in v er ter   o u tp u v o ltag with   r ed u ce d   h ar m o n ic  d is to r tio n   r ate  co m p ar ed   to   th o s o b tain e d   b y   t h s in u s o id al   PW m eth o d [ 1 0 ] .   T h e   g o al   o f   all  m o d u latio n   s tr ateg ies  i s   t o   r ed u ce   s witch in g   l o s s es  an d   h ar m o n ics,  an d   to   p r o v id ac c u r ate  co n tr o l.  T h SVP W co m m an d   co n s is ts   o f   p lacin g   th co n tr o l v ec t o r   in   th two   -   u s o f   th e   C lar ck   tr an s f o r m atio n .   T h e   co d in g   o f   th p o s s ib le  s witch es  o f   th e   s witch es  ca n   b ca r r ied   o u t   o n   t h r ee   s tates  eig h p o s s ib le  v ec to r s   o f   wh ich   two   ar ze r o   ( V0   an d   V7 ) [ 1 1 ] . T h r elatio n s h ip   b et wee n   th s witch in g   v ar iab le  v ec to r   [ a, b , c] t a n d   lin e - to - lin v o ltag v ec to r   [ Vab ,   Vb c,   Vca ]   is   g iv en   b y   ( 1 3 )   i n   t h f o llo win g     = c b a 1 0 1 1 1 0 0 1 1 V dc V ca V bc V ab             ( 1 3 )     Als o ,   th r elatio n s h ip   b etwe en   th s witch in g   v ar iab le  v ec to r   [ a, b , c] t a n d   th p h ase  v o ltag e   v ec to r   [ Vab ,   Vb c,   Vca ]   ca n   b e x p r ess ed   b elo w.       = c b a 1 1 1 V dc V cn V bn V an 2 1 - 2 1 - 1 - 2 3             ( 1 4 )     wh er V an V bn V cn   s im p le  v o ltag es.   th d etail  o f   eig h t v o ltag e   v ec t o r s   is   p r esen ted   in   T a b le  1       T ab le  1 .   Switch in g   v ec to r s ,   p h ase  v o ltag es a n d   o u tp u t lin t o   lin v o ltag es   V o l t a g e   v e c t o r s   S w i t c h i n g   v e c t o r s   Li n e   t o   n e u t r a l   v o l t a g e   Li n e   t o   l i n e   v o l t a g e   a   b   c   V an   V bn   V cn   V ab   V bc   V ca   V0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   V1   1   0   0   3 2   3 1   3 1   1   0   - 1   V2   1   1   0   3 1   3 1   3 2   0   1   - 1   V3   0   1   0   3 1   3 2   3 1   - 1   1   0   V4   0   1   1   3 2   3 1   3 1   - 1   0   1   V5   0   0   1   3 1   3 1   3 2   0   - 1   1   V6   1   0   1   3 1   3 2   3 1   1   - 1   0   V7   1   1   1     0   0   0   0   0   0       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J Po wer   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r c h   2 0 1 8   :   323     3 3 5   328   Fig u r 6   s h o ws th b lo ck   d iag r am   o f   p r o p o s ed   ac tiv f ilter   c o n tr o l m eth o d   im p lem en ted   u s in g   SVPW in   MA T L AB   /Si m u lin k .           Fig u r 6 .   SVPW s y n o p tic  b l o ck   d iag r am   o f   cu r r en ts   co n tr o l       2 . 4   H a rmo nic c urre nts c o ntr o l us ing   hy s t er esi s     C o n v en tio n al  h y s ter esis   co n tr o is   v er y   co m m o n l y   u s ed   d u e   to   its   ea s o f   u s e   an d   r o b u s tn ess .   I n   f ac t,   th is   s tr ateg y   en s u r es  s atis f ac to r y   co n t r o o f   th cu r r en with o u r eq u ir i n g   th o r o u g h   k n o wled g o f   th m o d el   o f   th s y s tem   to   b co n tr o lle d   o r   o f   its   p ar am eter s .   T h p r in cip le  o f   f ir s estab lis h in g   th er r o r   s ig n al,   th e   d if f er en ce   b etwe en   th r e f er e n ce   cu r r en if r ef   a n d   t h cu r r e n p r o d u ce d   b y   th e   in v e r t er   if ,   is   s h o wn   in   f ig u r e   ( 7 ) .   T h is   er r o r   is   th en   co m p ar e d   with   tem p late  ca lled   a   h y s t er esis   b an d   in   o r d er   to   f ix   th co n tr o c o m m an d s   o f   th s witch es.  Ho wev er ,   th i s   co n tr o h as  m ajo r   d is ad v an tag e:  it  d o es  n o m ak it  p o s s ib le  to   co n tr o th s witch in g   f r eq u en cy   o f   th e   s em ico n d u ct o r s ,   h e n ce   t h p r esen ce   o f   lar g n u m b e r   o f   h ar m o n ics  in   th e   g en er ated   c u r r en ts [ 1 2 , 1 3 ].           Fig u r 7 .   Hy s ter esis   s y n o p tic  b lo ck   d ia g r am   o f   cu r r en ts   co n t r o l       T h s witch in g   lo g ic  is   f o r m u la ted   as f o llo ws:   If   ica   <   (i * ca −H B )   u p p er   s witch   is   OFF an d   lo wer   s witch     is   ON  f o r   leg   "a ( SA =   1 ) .   If   ica   >   (i * ca HB )   u p p er   s witch   is   ON  an d   lo wer   s witch   is   OFF f o r   leg   "a "( SA =   0 ) .     2 . 5   H a rmo nic c urre nts c o ntr o l us ing   NSVP W M   ( pro po s ed  m et ho d)   T h s tr ateg y   p r o p o s ed   in   th is   p ap er   is   an   NSVPW with   h y s ter esis   th at  ca n   b im p lem e n ted   b y   th Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po wer   E lectr o n   &   Dr i Sy s t   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       R ev iew   o f th Mo s t A p p lica b le   R eg u la to r   C o llectio n s   to   C o n t r o l th e. . .   ( B elka ce Ga s mi )   329   f o llo win g   f i g u r e:           Fig u r 8 .   NVPW s y n o p tic  b lo ck   d iag r a m   o f   cu r r e n ts   co n tr o l       Fro m   Fig u r 8 ,   V *   ca n   b ca lc u lated   as f o llo ws:     f I dt du f L f U f U s U * c V * b V * a V * V = + = =             ( 1 5 )     wh er e V * th r ef e r en ce   v o ltag e ,   U f s o u r ce   v o ltag e, U f , L f , I f r esp ec tiv ely   th v o ltag e,   in d u ctan ce ,   cu r r en o f   PAPF .           Fig u r 9 .   T h o u t p u t v o ltag V* .       Dete r m in Vab , Vb c, Vca   an d   Xab , Xb c, Xca           ( 1 6 )                 = = = 0 ca V 1 ca X 0 bc V 1 bc X 0 ab V 1 ab X V * c V ca V * c V * b V bc V * b V * a V ab V Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J Po wer   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r c h   2 0 1 8   :   323     3 3 5   330       Fig u r 1 0 .   T h o u tp u ts   : X ab , Xb an d   Xca       Dete r m in R V( 1 ) ,   R V( 2 ) ,   R V( 3 ) ,   R V( 4 ) ,   R V( 5 )   an d   R V ( 6 ) Fro m   Fig u r 6 ,   R V( 1 ) ,   R V( 2 ) ,   R V( 3 ) , R V( 4 ) ,   R V( 5 )   an d   R V( 6 )   ca n   b d eter m in ed   as f o llo ws:                                                                                ( 1 7 )                       Fig u r 1 1 .   T h o u tp u ts : RV( 1 ) ,   R V( 2 ) ,   R V( 3 ) ,   R V( 4 ) ,   R V( 5 )   an d   R V( 6 )   g en er atin g   o f   t h i n v er ter   s witch in g   p u ls es  Fig u r 1 2   s h o ws th N SVP W p u ls es to   attac k   th g ates o f   AP           Fig u r 1 2 .   T h o u tp u p u ls es to   attac k   th g ates o f   m u ltil ev e l in v er ter s       3.   M AT L A B   B A SE SI M U L A T I O N   T h s im u lated   s y s tem   is   s h o wn   in   f ig u r 1 3 .   I is   co m p o s ed   o f   p o wer   s u p p l y   n etwo r k ,   r ec t if ier   b r id g an d   an   ac tiv cu r r e n t stru ctu r f ilter . T h r ec tifie r   f lo win g   o n   an   R - L   lo ad   p lay s   th e   r o le  o f   th p o llu tin g   lo ad .   T h ac tiv f ilter   co n s is ts   o f   an   in v er ter   with   s ix   s wit ch es  an d   p er f ec cu r r en s o u r ce .   T h in v e r ter   b r id g s witch es a r f o r m ed   b y   I GB T s   ( with   an tip ar allel  d io d es)  in   s er ies with   d io d es.   T h s im u latio n   r esu lts   f o r   th f iv c o n tr o tech n iq u es  m ak it  p o s s ib le  to   d em o n s tr ate  th e   p er f o r m an ce   o f   ea ch   o f   th f iv co n tr o ller s .   Fig u r es  1 3   to   1 7   illu s tr ate  th e   r esp o n s o f   t h th r ee - p h ase  s h u n t   ca X bc X ab X (6) V R ca X bc X ab X (5) V R ca X bc X ab X (4) V R ca X bc X ab X (3) V R ca X bc X ab X (2) V R ca X bc X ab X (1) V R + + = + + = + + = + + = + + = + + = Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po wer   E lectr o n   &   Dr i Sy s t   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       R ev iew   o f th Mo s t A p p lica b le   R eg u la to r   C o llectio n s   to   C o n t r o l th e. . .   ( B elka ce Ga s mi )   331   f ilter   in   s tead y - s tate  a n d   tr a n s ien co n d itio n s we  p r esen in   p ar ticu lar   th e   v o lta g o f   th e   s o u r ce   Vs,  th e   cu r r en t   o f   th s o u r ce   is ,   th r ef er e n ce   cu r r en ir ef ,   th cu r r e n co n s u m ed   b y   th lo ad   iL,   th e   v o ltag ac r o s s   th e   ter m in als  o f   ca p ac ito r   Vd c,   th h ar m o n ic  d is to r tio n   r ate  T HD  o f   th lin cu r r en an d   th cu r r en o f   th l o ad .   T h s im u latio n   p ar a m eter s   u s ed   in   th d if f er en t c o n tr o l te ch n iq u es a r p r esen ted   in   T ab le  2 .       T ab le  2 .   T h p ar am ete r s   o f   th e   s im u lated   s y s tem   To t a l   Li n e   i m p e d a n c e   x / r   =   1 0   N o n - l i n e a r   l o a d ( r e c t i f i e r   w i t h   R d c Ld c   )   R d c =   1 0 / 3     ,   L d c =   6 0 e - 3     C o u p l i n g   I mp e d a n c e   Lf = 0 . 0 0 1 mH   D c   b u v o l t a g e   4 1 0 V   M a x   sw i t c h i n g   f r e q u e n c y   1 2 k H z   H y st e r e si s   b a n d ( H b )   0 . 5   A   D e a d   t i me   8 µ s   Li n e   f r e q u e n c y   5 0 H z   P h a se - to - p h a se   r ms  v o l t a g e   3 8 0 V       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h p er f o r m an ce   o f   th p ar all el  ac tiv f ilter   with   th f iv c o n tr o ller s   is   g iv en   in   f ig u r 1 4   at  f ig u r e   1 7 .   T h th r ee - p h ase  s in u s o id al  s u p p ly   v o ltag o f   3 8 0 v ,   5 0 h is   ap p lied   to   th lo ad   n o n - lin ea r   in jectin g   h ar m o n ics  in to   th s y s tem . T h ch ar g i n g   cu r r en p atter n s 1 4 , 1 5 , 1 6 , 1 7   a n d   1 8   ( f u zz y   lo g ic  ( s u b s ch em a   ( 6 , 5 , 1 6 ) ) ,   PW ( s u b s ch em ( 6 , 5 , 1 7 ) ,   NSVPW M,   5 , 1 8   ) ,   SVP W ( s u b - p lo ( 6 , 5 , 1 9 ) ,   HYST E R E SIS   ( s u b - p lo t ( 6 , 5 , 2 0 ) )   in   T HD  is   s et  at  2 6 , 9 5 %.  Sh u n t c u r r en t r ef e r en ce   f ig u r es: 1 4   s u b -   ( 6 . 5 ,   2 6 ,   1 5   s u b - p lo ts   ( 6 . 5 . 2 7 ) ,   1 6   s u b - p lo ts   ( 6 . 5 . 2 8 ) ,   1 7   s u b - p lo ts   ( 6 . 5 . 2 9 )   a n d   1 8   s u b - p lo t s ,   5 , 3 0 )   s o   t h at  th h a r m o n ic  c o n ten o f   th s u p p l y   cu r r en is   r e d u ce d .   W h en   th e   r ef er en ce   v o ltag e   ca p ac ito r   is   ch ar g ed ,   th ch a r g in g   cu r r e n is   d r awn   b y   V dc   f r o m   th p o wer   s u p p ly .   B y   u s in g   th e   f iv e   co n t r o ller s   ,   it  is   ch ar g ed   t o   a   r eq u ir ed   v al u an d   m ai n tain ed   co n s tan t.T h h ar m o n ics  o f   th e   lo ad   cu r r e n ar e   co m p en s ated   b y   th s h u n in v er ter ,   th DC   s id o f   t h in v er ter   b ef o r e   co m p en s atin g   ( 6 , 5 , 2 1 ) ,   1 5   s u b t o tals   ( 6 ,   5 , 2 2 ) ,   1 6   s u b to tals   ( 6 , 5 , 2 3 ) ,   1 7   s u b to ta ls   ( 6 , 5 , 2 4 )   an d   1 8   s u b to tals   ( 6 , 5 , 2 5 )   an d   af ter   c o m p en s atio n   o f   th s o u r ce   cu r r en is   r ep r esen ted   in   th f ig u r es:  1 4   s u b - f r am es   ( 6 , 5 , 1 1 ) ,   1 5   s u b - p ath s   ( 6 , 5 , 1 2 ) ,   s u b - p at h s   ( 6 , 5 , 1 3 ) ,   1 7   s u b - f r am es  1 8   s u b - p lo ts   ( 6 , 5 , 1 5 ) .   T h p er f o r m an ce   o f   th PAPF   b ased   o n   th f iv c u r r en t c o n tr o ller s   in   ter m s   o f   h a r m o n ic  elim in atio n   is   v er y   s ati s f ac to r y .   I n   th is   co m p ar is o n ,   it  is   f o u n d   th at  th c o n tr o ller   FUZZ Y,   SVPW an d   HYST E R E SIS  d o   n o t   ef f ec tiv ely   r ed u ce   th h ar m o n ic  cu r r en o f   th s o u r c t o   th in itial  co n d itio n s   an d   a ls o   wh en   th er is   d is tu r b an ce   o f   th lo ad .   On   th o th er   h a n d ,   th PW an d   NSVP W co n tr o ller s   m o r e f f icien tly   r ed u ce   th e   h ar m o n ic  c u r r e n o f   th s o u r ce   th an   th p r ec is co n tr o ller s .   I n   ad d itio n ,   it  co n tr o ls   th e   DC   lin k   with   less   d is to r tio n .           Fig u r e1 3 .   Ma in   b lo ck   o f   p r o p o s ed   co n tr o l   s ch em with   PAPF   u n d er   MA T L AB     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694     I n t J Po wer   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r c h   2 0 1 8   :   323     3 3 5   332             0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 4 0 0 - 2 0 0 0 200 400 T i m e A m p l i t u d e S o u r c e   v o l t a g e 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 4 0 0 - 2 0 0 0 200 400 T i m e A m p l i t u d e L o a d   v o l t a g e 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 1 0 0 0 0 1000 2000 T i m e A m p l i t u d e S o u r c e   c u r r e n t   ( T H D = 0 1 . 6 % ) 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 2 0 0 - 1 0 0 0 100 200 T i m e A m p l i t u d e L o a d   C u r r e n t   ( T H D = 2 6 . 9 5 % ) 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 5 0 0 0 500 1000 1500 T i m e A m p l i t u d e D C   v o l t a g e 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 5 0 0 0 500 1000 T i m e A m p l i t u d e R e f e r e n c e   c u r r e n t R e su l t o f   si m u l a t i o n b y   t h e   f u z z y co n t r o l l e r   0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 4 0 0 - 2 0 0 0 200 400 T i m e A m p l i t u d e S o u r c e   v o l t a g e 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 4 0 0 - 2 0 0 0 200 400 T i m e A m p l i t u d e L o a d   v o l t a g e 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 5 0 0 0 500 1000 1500 T i m e A m p l i t u d e S o u r c e   c u r r e n t   ( T H D = 0 1 . 0 3 % ) 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 2 0 0 - 1 0 0 0 100 200 T i m e A m p l i t u d e L o a d   C u r r e n t   ( T H D = 2 6 . 9 5 % ) 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 5 0 0 0 500 1000 1500 T i m e A m p l i t u d e D C   v o l t a g e 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 - 5 0 0 0 500 1000 T i m e A m p l i t u d e R e f e r e n c e   c u r r e n t R e su l t o f   si m u l a t i o n b y   t h e   P W M co n t r o l l e r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.