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 s   ( I J P E DS )   Vo l.   1 2 ,   No .   1 Ma r   2 0 2 1 ,   p p .   325 ~ 3 3 3   I SS N:  2088 - 8 6 9 4 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ijp ed s . v 1 2 .i 1 . pp 3 25 - 333       325       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Dy na mic  s imula ti o n of  t hr ee - p ha se   n ine - l ev el  m ultile v el  i nv erte r   with  s wi tching  a n g les  o ptimized  u si ng   n a ture - i nspire a lg o rithm       W.   T .   Chew 1 ,   W.   V.   Yo ng 2 ,   J .   S.  L .   O ng 3 ,   J .   H .   L eo ng 4 ,   T .   Su t ik no 5   1 , 2, 3, 4 S c h o o o El e c tri c a S y ste m s E n g i n e e rin g Un i v e rsity   M a lay sia   P e rli s,  P e rli s,   M a lay sia   5 De p a rtme n o El e c tri c a E n g i n e e rin g ,   U n iv e rsitas   Ah m a d   Da h lan ,   Yo g y a k a rta,   I n d o n e sia       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   20 ,   2 0 20   R ev is ed   J an   1 9 ,   2 0 2 1   Acc ep ted   Feb   5 ,   2 0 21       Th is  p a p e re c o m m e n d th e   u s e   o g ra ss h o p p e o p t imiz a ti o n   a lg o rit h m   (G OA ),   a   n a tu re - in sp ired   o p ti m i z a ti o n   a lg o rit h m ,   fo o p ti m izin g   sw it c h in g - a n g le  a p p li e d   t o   c a sc a d e d   H - b rid g e   m u lt i lev e i n v e rter   (CHBML I).   S witch in g   a n g les   a re   se lec ted   b a se d   o n   th e   m i n imu m   v a l u e   o f   th e   o b jec ti v e   fu n c ti o n   fo rm u late d   u si n g   t h e   c o n c e p o se lec ti v e   h a rm o n ic  m in imiz a ti o n   p u lse   wi d t h   m o d u latio n   ( S HMP WM tec h n i q u e .   M ATLAB/S imu li n k - P S I M   d y n a m ic  c o - sim u latio n   c o n d u c te d   o n   a   3 - p h a se   9 - lev e CHBM LI  sh o ws   t h a th e   CHBML I   c o n tro ll e d   u sin g   G O d e riv e d   sw it c h i n g - a n g le  i a b le  t o   re sp o n d   to   v a ry in g   m o d u lati o n   in d e x   d e m a n d   a n d   sy n th e siz e   a n   A sta irca se   o u t p u v o lt a g e   wa v e fo rm   with   th e   d e sire d   f u n d a m e n tal  h a rm o n ic  a n d   m in imiz e d   se lec ted   lo w - o r d e h a rm o n ics .   Co m p a re d   t o   Ne wto n   Ra p h so n   (NR)  tec h n iq u e ,   G OA   is  a b le  to   f in d   o p ti m u m   sw it c h i n g - a n g le  s o l u ti o n o v e a   wid e m o d u latio n   in d e x   ra n g e .   Co m p a re d   to   G e n e ti c   Alg o ri th m   (G A),   G O is  a b le  to   fi n d   g l o b a m i n i m a   with   h ig h e p r o b a b il it y .   T h e   sim u latio n   re su lt v a li d a te   t h e   p e rf o rm a n c e   o f   G OA   fo sw it c h i n g - a n g le  c a lcu latio n   b a se d   o n   th e   c o n c e p o S H M P W M .   K ey w o r d s :   Dy n am ic  s im u latio n     GA   GOA    Mu ltil ev el  i n v er ter   NR   SHMP W M   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   J .   H.   L eo n g   Sch o o l o f   E lectr ical  Sy s tem s   E n g in ee r in g   Un iv er s ity   Ma lay s ia  Per lis   0 2 6 0 0   Ar au ,   Per lis ,   Ma lay s ia   E m ail:  n ick . u n im a p @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O   No wad ay s ,   m u ltil ev el  in v er t er   ( ML I )   h as  b ee n   ap p lied   in   m ed iu m - v o ltag a n d   h i g h - p o wer   ap p licatio n s   s u ch   as  ac tiv e   f i lter s ,   elec tr ical  m o to r   d r iv es  an d   p h o to v o ltaic  g r i d - co n n ec ted   s y s tem   [ 1 ] - [ 7 ] .   Mu ltil ev el  in v er ter   h as  s ev er al  ad v an tag es  s u c h   as  lo wer   s witch in g   lo s s es,  lo wer   v o lta g s tr ess   o n   p o wer   s witch es,  an d   lo wer   elec tr o m ag n etic  in ter f e r en ce   ( E MI )   co m p ar ed   to   two - lev el  h i g h - f r e q u en cy   p u ls e - wid th   m o d u latio n   ( PW M)   in v er ter   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   T h e r a r th r ee   m ain   M L I   to p o lo g ies  wh ic h   a r d io d e - clam p ed ,   f l y in g   ca p ac ito r   an d   ca s ca d e d   H - b r id g [ 6 ] .   Am o n g   th e m ,   ca s ca d e d   H - b r id g m u ltil ev el  in v er ter   ( C HB ML I ) ,   wh ich   h as  th b e n ef its   o f   f lex ib ilit y   an d   m o d u lar ity ,   h as  g ain ed   in cr ea s in g   atten tio n   in   wid e   r an g o f   ap p licatio n s     [6 ] [ 8 ] .   C HB ML I   is   co n tr o lle d   b y   ap p ly in g   s et  o f   o p tim u m   s witch in g   an g les  to   s y n t h esize  n ea r   s in u s o id al   s tair ca s o u tp u v o ltag wav ef o r m .   Ho we v er ,   th o p tim u m   s witch in g   an g les  th at  ca n   p r o v i d an   o u tp u t   v o ltag wav ef o r m   with   lo t o tal  h ar m o n ic  d i s to r tio n   ( T HD)   ar n o t e asy   t o   b d eter m in ed   [ 8 ] ,   [ 9 ] .   Sev er al  m eth o d s   to   c o n tr o t h ML I   h av e   b ee n   r ep o r ted   i n   th p ast.  Sin u s o id al  PW an d   s p ac v ec to r   PW ar th co m m o n   h ig h - f r eq u en c y   PW m eth o d s   to   co n tr o th e   ML I   [ 6 ] [ 1 0 ] .   Ho we v er ,   h ig h   s witch in g   lo s s   is   th m ain   d r a wb ac k   in   b o th   m eth o d s .   An o t h er   m eth o d   is   th e   f u n d am en ta l - f r eq u e n cy   PW Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   I n t J  Po E lec  &   Dr i   Sy s t ,   Vo l.  12 ,   No .   1 Ma r c h   2 0 2 1   :   325     3 3 3   326   m eth o d   wh ic h   h as  lo wer   s witch in g   lo s s es  [ 6 ] .   Op tim al  m i n im izatio n   o f   to tal  h ar m o n ic  d i s to r tio n   ( OM T HD)   is   o n o f   th f u n d a m en tal - f r e q u en cy   PW m eth o d   th at   ca n   m in im ize   th e   T HD  [ 1 1 ] .   H o wev er ,   it  ca n n o t   g u ar an tee  th at  t h lo w - o r d e r   h ar m o n ics  ar m in im ized .   Selectiv h ar m o n ic  m i n im i za tio n   p u ls e - wid th   m o d u latio n   ( SHMPW M)   is   t h co m m o n   f u n d a m en tal - f r e q u en cy   PW m eth o d   th at  ca n   b em p lo y e d   to   o b tain   th e   o p tim u m   s witch in g   an g l es  with o u t   h av in g   th e   p r o b lem   o f   h i g h   s witch in g   lo s s es  [ 1 2 ] .   SHMPW M   ca n   m in im ize  th l o w - o r d er   h ar m o n ics  an d   m ain tain   th f u n d am e n tal  co m p o n en at  t h e   s am tim e.   I n   t h is   m eth o d ,   a   s et  o f   n o n - lin ea r   tr an s ce n d en tal  e q u atio n s   o f   th e   s elec ted   h a r m o n ics  t h at  co n s is o f   tr ig o n o m etr ic   ter m s   is   to   b s o lv ed .   New to n   R ap h s o n   ( NR )   tech n iq u is   a   co m m o n   iter ativ e   m ath em ati ca m eth o d   u s ed   t o   s o lv th eq u atio n s   [ 1 3 ] .   Ho wev er ,   NR   is   h ig h ly   d ep en d e n o n   g o o d   in itial  s witch in g - an g le  g u ess es  an d   it   o f ten   p r o v id es  s o lu tio n   f o r   ce r tain   r an g e   o f   m o d u latio n   i n d ex   o n ly .   An o th er   tec h n iq u e   to   s o lv th n o n - lin ea r   eq u atio n s   is   b y   c o n v er tin g   th e   n o n - lin ea r   eq u atio n s   to   p o l y n o m ial   eq u atio n s   an d   th en   s o lv in g   th e m   u s in g   r esu ltan t   th eo r y   ( R T )   [ 1 4 ] - [ 1 6 ] .   W h ile  th is   tec h n iq u ca n   p r o v id e   wid e   r a n g e   o f   s o lu tio n s ,   it  is   co m p u tatio n ally   co m p lex   an d   tim e - co n s u m i n g   f o r   h ig h - d i m en s io n   s witch in g - a n g le  ca lc u latio n .   Hen ce ,   NR   an d   R T   ar r ath er   d if f icu lt  to   b im p lem en ted .   An o th er   m et h o d   to   o p tim ize  th ML I   s wit ch in g   an g les  is   b y   em p lo y in g   s o f t - c o m p u tin g   ap p r o ac h   [ 1 7 ] .   T h ad v a n tag o f   s o f t - co m p u tin g   ap p r o ac h   is   th at  th alg o r ith m   u s u ally   d o es  n o r eq u ir e   g o o d   g u ess   o f   i n itial  s witch in g   an g les.  Gen etic  alg o r ith m   ( G A) ,   wh ich   is   a   well - k n o wn   s o f t - co m p u tin g   m eth o d ,   h as  b ee n   ap p lied   s u cc ess f u lly   in   a   wid r an g e   o f   ap p licatio n s ,   e. g .   n etwo r k   r o u tin g   a n d   im a g p r o ce s s in g   [ 1 8 ] .   I h as  also   b ee n   em p lo y ed   to   o p tim ize  th s witch in g   a n g les  o f   ML I   [ 1 9 ] .   Ho wev er ,   GA  is   ea s ily   tr ap p ed   in   th e   lo ca o p tim d u e   to   th ab s en ce   o f   ex p lo r ati o n   an d   ex p l o itatio n   ab ili ties .   T h u s ,   GA  h as lo wer   p r o b a b ilit y   to   f in d   th g l o b al  m in im [ 2 0 ].   R ec en tly ,   n atu r e - in s p ir ed   s o f t - co m p u tin g   alg o r ith m   k n o wn   as  g r ass h o p p er   o p tim izatio n   alg o r ith m   ( GOA)   h as  b ee n   p r o p o s ed   t o   s o lv o p tim izatio n   p r o b lem   [ 2 1 ] .   I n   last   f ew  y ea r s ,   GOA  h as  b ee n   a p p lied   i n   s ev er al  ap p licatio n s   s u ch   as  el ec tr ical  ch ar ac ter izatio n   o f   p r o to n   ex ch a n g m em b r an f u el   ce lls   s tack ,   p o wer   q u ality   en h a n ce m en i n   an   is o lated   m icr o g r i d ,   co l o r   im ag e   m u ltil ev el  th r esh o ld in g ,   m eta - m atch in g   ap p r o ac h   f o r   o n to lo g y   alig n m en t,   v o lt a g co n t r o o f   s witch ed   r el u cta n ce   g en e r ato r   an d   o p tim al  r ec o n f ig u r atio n   o f   PV  ar r ay   [ 2 0 ] [ 22 ] - [ 2 6 ] .   T h ap p l icatio n   o f   GOA  in   T HD  m in im izatio n   o f   p o wer   elec tr o n ic  c o n v er ter s   h as r ar ely   b ee n   r e p o r te d .   T h er ef o r e,   GO is   p r o p o s ed   in   th is   p a p er   t o   d eter m in e   th o p tim u m   s witch in g   a n g les  f o r   th e   ML I .   Un lik NR ,   GOA  co u ld   f in d   o p tim u m   s o lu tio n s   with o u r eq u i r in g   a   g o o d   in itial  s witch in g   an g le  g u ess .   T h GOA  b ased   SHMPW h as b ee n   im p lem en ted   an d   a n al y ze d   u s in g   MA T L AB ,   wh ils t th s witch in g - an g le   s o lu tio n   is   co m p ar ed   to   th at  o b tain ed   u s in g   NR   an d   GA  m eth o d .   Simu lin k /PS I co - s im u latio n   m o d el  h as  also   b ee n   d ev elo p ed   to   e v alu ate  an d   v er if y   th e   d y n am ic  p er f o r m a n ce   o f   a   3 - p h ase  9 - le v el  C HB ML I   with   GOA  o p tim ized   s witch in g   an g les u n d er   d y n am ic  m o d u latio n   in d ex   d em an d .       2.   I M P L E M E NT A T I O O F   G O A - SH M P W M   F O 3 - P H A SE   9 - L E VE L   CH B M L I   C HB ML I   i s   co n s tr u cted   b y   s er ies  o f   H - b r id g cir cu its .   E ac h   H - b r i d g cir cu it  c o n s is ts   o f   DC   v o ltag s o u r ce   an d   f o u r   p o we r   s em ico n d u cto r   s witch es  th at  ar ab le  to   p r o d u ce   v o ltag le v els  +V dc ,   0   or   - V dc ( 2 k+1 ) - le v el  o f   s tair ca s o u tp u p h ase   v o ltag e   wav ef o r m   ca n   b e   p r o d u ce d   b y   a   co m b i n a tio n   o f   n u m b er   o f   H - b r id g cir cu its .   Fig u r 1 ( a)   s h o ws  th co n s tr u ctio n   o f   o n e   o f   th p h ases   an d   Fig u r 1 ( b )   s h o ws  th o u t p u t   p h ase  v o ltag wav e f o r m   s y n t h esized   f r o m   f o u r   H - b r i d g ci r cu its .   I n   th is   p ap e r ,   th p h as es  o f   th C HB ML I   ar co n n ec ted   t o   f o r m   b a lan ce d   3 - p h ase  Y - co n n ec tio n   cir cu it  with   1 2 0 ˚   o f   p h ase  s h if t.  B ased   o n     Fig u r 1 ( b ) ,   th o u tp u t p h ase  v o ltag wav ef o r m   c o u ld   b r e p r esen ted   in   Fo u r ier   s er ies as  ( 1 )   [ 7 ] :     ( ) = 4   = 1 [  ( 1 ) +  ( 2 ) +  ( 3 ) +  ( 4 ) ]  ( )   ( 1 )     wh er n   is   alwa y s   an   o d d   n u m b er   an d   it  also   r ep r esen ts   th n - th   h a r m o n ics,  V dc   r e p r ese n ts   th m ag n itu d e   o f   DC   v o ltag s o u r ce   i n   ea c h   H - b r id g e   cir cu it,   an d   ω   is   th e   an g u lar   f r eq u en cy   o f   th e   f u n d am en tal  h ar m o n ic.   T h e   s witch in g   an g les  α 1 α 2 α 3   an d   α 4   ar in   u n it  r ad ian   an d   m u s s atis f y   th co n d itio n   o f   1 2 3 4 0 / 2   [ 1 9 ] .   Fro m   ( 1 ) ,   t h n - th   h ar m o n ic  ca n   b ex p r ess ed   as  ( 2 )   [ 7 ] :     = 4   [  ( 1 ) +  ( 2 ) +  ( 3 ) +  ( 4 ) ]   ( 2 )     T h o b jectiv o f   th SHMPW is   to   m in im ize  t h u n d esire d   lo w - o r d er   h ar m o n ics  an d   m ain tain   th d esire d   f u n d am e n tal  co m p o n e n o f   o u tp u v o ltag e   wav ef o r m .   I n   a   b alan ce d   3 - p h ase  9 - l ev el  C HB ML I ,   5 th ,   7 th   an d   1 1 th   h ar m o n ics  ar c h o s en   to   b m in im ized   wh ile   th f ir s h ar m o n ic  is   m ain tain ed   at  th d esire d   v alu e.   T h e   tr ip len   o d d   h ar m o n is   ar n o r e q u ir ed   to   b m in i m ized   b ec au s th e y   ar e   elim in ated   n atu r ally   in   th e   3 - p h ase  s y s tem .   I n   th is   p ap er ,   GOA  is   ap p lied   in   SHMPW M   to   o p tim ize  th s witch in g   an g les.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t   I SS N:  2088 - 8 694       Dyn a mic  s imu la tio n   o f th r ee - p h a s n in e - leve l m u ltil ev el  in ve r ter w ith   s w i tch in g   a n g les  . . . .   ( W.  T.  C h ew)   327       Fig u r 1 .   B lo ck   d iag r am   s h o win g   3 - p h ase  9 - le v el  C HB ML I   an d   ty p ical  p h ase  v o ltag wa v ef o r m       GOA  is   p o p u latio n - b ased   n atu r e - in s p ir e d   alg o r ith m   wh ich   is   b ased   o n   th e   s war m   b eh av io r   o f   g r ass h o p p er s .   T h alg o r ith m   m im ics  th m o v em en ts   o f   th g r ass h o p p er s   in   m ig r atio n   an d   f o o d   f o r a g in g   p r o ce s s .   T h m ath e m atica l m o d el   f o r   im p lem en tin g   th m o v em en t o f   g r ass h o p p e r s   is   g iv en   b y   ( 3 )   [2 1 ]:     = [ 2 ( | | )  = 1 ] +   ( 3 )     wh er ubd  is   th u p p er   b o u n d   in   th d - th   d im e n s io n ,   lb d   is   th lo wer   b o u n d   in   th d - th   d i m en s io n ,   T d   is   t h e   b est  tar g et  v alu a n d   d ij   is   th d is tan ce   b etwe en   i - th   g r ass h o p p er   a n d   j - th   g r ass h o p p er .   T h e   is   d ec r ea s in g   co ef f icien t w h ich   is   ex p r ess ed   as   ( 4 )   [2 1 ]:     = (   /  )    ( 4 )     wh er c max   is   th m ax im u m   v alu o f   th co e f f icien t,  c min   is   th m in im u m   v alu o f   co e f f icien t,   iter   is   th e   cu r r en t n u m b e r   o f   iter atio n   an d   iter max   is   th m ax im u m   n u m b er   o f   iter atio n s .   T h f u n ctio n   s   is   th s o cial  f o r ce   u s ed   to   d ec id t h m o v em en o f   g r ass h o p p er   a n d   i t is p r esen ted   as  ( 5 )   [2 1 ]:     ( ) = /   ( 5 )     wh er r   is   th n o r m alize d   d is tan ce   b etwe en   i - th   an d   j - th   g r a s s h o p p er s ,   l   is   th attr ac tiv l en g th   s ca le  an d   f   is   th in ten s ity   o f   attr ac tio n .   An   o b jectiv f u n ctio n   ( OF) ,   wh ic h   is   u s ed   in   th GOA - SHM P W to   m in im ize  th u n d esire d   h ar m o n ics an d   m ain tain   th d esire d   f u n d am e n tal  c o m p o n en t,  is   ad ap ted   f r o m   [ 1 9 ]   as  ( 6 ) :      = ( 100 × 1 ) 4 + 1 5 ( 50 5 1 ) 2 + 1 7 ( 50 7 1 ) 2 + 1 11 ( 50 11 1 ) 2   ( 6 )     wh er V D   =   ( 4 kMV dc )/ π   is   d es ir ed   f u n d am e n tal  h a r m o n ic   th at  is   co n tr o lled   b y   th e   m o d u la tio n   in d e x ,   M ,   an d   V 1 V 5 V 7   an d   V 11   ar e   f u n d am en tal,   5 th ,   7 th   an d   1 1 t h   h a r m o n ics  o f   th e   p h ase  v o ltag e   wav ef o r m ,   r esp ec tiv ely .   T h f ir s ter m   o f   ( 6 )   is   u s ed   t o   r eg u late  th d esire d   f u n d am en t al  h ar m o n ics,  wh ils th s a m tim th s ec o n d ,   th ir d   a n d   f o r th   ter m s   a r u s ed   to   r ed u ce   th e   5 th ,   7 th   an d   1 1 th   h ar m o n ics,  r esp ec tiv ely .   T h o b jectiv o f   th e   f ir s ter m   is   to   lim it  th r elativ er r o r   b etwe en   th V D   an d   V 1   b y   1 % .   Fo r   th s ec o n d ,   th ir d   a n d   f o r th   ter m s ,   th 5 th ,   7 t h   an d   1 1 th   h a r m o n ic s   ar k ep u n d e r   2 o f   th e   f u n d am en tal  h a r m o n ic.   T h e r ef o r e,   all  d esire d   co n d itio n s   co u l d   b co n tr o lle d   with   th p r o p o s ed   OF  wh ile  th o p tim u m   s o lu tio n   f o r   al m o d u latio n   i n d ex   co u ld   b d eter m in e d   b y   u s in g   th im p lem e n tatio n   o f   GOA.   B ased   o n   ( 2 ) ,   V 1 ,   V 5 V 7   an d   V 11   ca n   b ex p r ess ed   as  ( 7 ) :     HB 1 HB 2 HB 3 HB 4 HB 1 HB 2 HB 3 HB 4 HB 1 HB 2 HB 3 HB 4 P h a s e   A P h a s e   B P h a s e   C V d c S3 S1 S4 S2 L o a d L o a d L o a d 4 V d c 3 V d c 2 V d c V d c 0 - 4 V d c - 3 V d c - 2 V d c - V d c V ph π /2   π  3 π / 2   2 π   α1 α2 α3 α4 V d c 0 - V d c V HB π  2 π   V ph V HB 1 V HB 2 V HB 3 V HB 4 H - B r id g e   C ir c u it wt wt Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   I n t J  Po E lec  &   Dr i   Sy s t ,   Vo l.  12 ,   No .   1 Ma r c h   2 0 2 1   :   325     3 3 3   328   ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 4 c os c os c os c os 1 2 3 4 1 4 c os 5 c os 5 c os 5 c os 5 1 2 3 4 5 5 4 c os 7 c os 7 c os 7 c os 7 1 2 3 4 7 7 4 c os 11 c os 11 c os 11 c os 11 1 2 3 4 11 11 V dc V V dc V V dc V V dc V  = + + +   = + + +   = + + +   = + + +    ( 7 )     GOA - SHMP W h as  b ee n   i m p lem en ted   u s in g   MA T L AB   to   ca lcu late  th e   o p tim u m   s witch in g   an g les,  wh ile  th im p lem en ta tio n   o f   GOA - SHMPW i s   i llu s tr ated   in   Fig u r 2 .   I n   th e   GOA - SHMP W M   im p lem en tatio n ,   th e   p ar am eter s   u s ed   f o r   GOA  ar as  f o llo ws l   =   1 . 5 ,   f   =   0 . 5 ,   c min   =   0 . 0 0 0 0 1 ,   c max   =   0 . 5 ,   N   100   an d   iter max   =   100 .   Swi tch in g - an g le  ca lcu latio n   is   p er f o r m e d   f o r   3 - p h ase  9 - le v el  C HB ML I   f o r   m o d u latio n   in d ex   r an g e   f r o m   0 . 0 1   to   1 . 0 0   in   s tep   s ize  o f   0 . 0 1 .           Fig u r 2 .   Flo wch ar o f   GOA - SHMP W im p lem en tatio n   i n   wid m o d u l atio n   in d ex   r a n g e       I n   o r d er   to   v alid ate   wh eth er   th C HB ML I   co n tr o lle d   u s in g   GOA - SHMPW o p tim u m   s witch in g   an g les  is   ca p ab le   to   r esp o n d   to   th e   ch a n g o f   m o d u latio n   in d e x   d em an d ,   a   d y n am ic   co - s im u latio n   o f   MA T L AB /SIM UL I NK - PS I M   is   im p lem en ted   o n   3 - p h ase  9 - lev el  C HB ML I .   Fig u r 3   s h o ws  th Simu lin k   m o d el  o f   s witch in g - an g le  g e n er ato r   f o r   3 - p h ase  9 - lev el  C H B ML I ,   wh ils Fig u r 4   s h o ws   th b lo c k   d ia g r am   o f   3 - p h ase  9 - lev el  C HB ML I   s im u latio n   m o d el  a n d   its   PS I im p lem en tatio n .   Prio r   to   th s im u latio n ,   th e   s witch in g   an g les  th at   ar e   o p tim iz ed   b y   GOA - SHMPW ar s to r ed   in   l o o k - u p   tab les  as  s h o wn   in   Fig u r e   3 .   Du r in g   s im u latio n ,   t h o p tim ized   s witch in g   an g les  ar in t er p o lated   f r o m   th l o o k - u p   t ab les  b ased   o n   th e   d y n am ically   ch a n g in g   m o d u la tio n   in d ex   d em an d .   T h s witch in g   an g les  ar d is tr ib u ted   i n t o   2 4   s ig n als  ( g 1   t o   g 2 4 )   th r o u g h   g ate  s ig n al  g en e r ato r .   B y   u s in g   th SimCo u p l er   in ter f ac as  s h o w n   in   Fig u r 3 ,   th e   2 4   s ig n als  ar lin k ed   to   th PS I 3 - p h a s 9 - lev el  C H B ML I   s im u lati o n   m o d el  as  s h o wn   in   Fig u r 4 .   E ac h   H - b r id g e   m o d u le  em p lo y s   1 2 DC   v o lt ag s o u r ce   a n d   th C HB M L I   is   s witch ed   at  5 0 Hz.   Ou t p u v o ltag wav ef o r m s   ar g en er ate d   f r o m   th s im u lat io n   m o d el  b ased   o n   th m o d u l atio n   in d ex   d em an d .       Y e s Ye s No No i t e r  >  i t e r m ax   ? it e r  =  it e r  + 1 S T A R T I nit ia l iz e  popu la ti on  X i  ( i =   1 2      n) ,c m ax , c m i n , l , f   a nd  it e r m ax M  =  0.01 i t e r  =  0 N or ma li z e  the  dis ta nc e  be twe e n s e a r c h a ge nts  in [ 1,4] . Upda t e  t he  pos i t i on o f  e a c h s e a r c h a ge nt  us i ng E q.  ( 4) . B r ing t he  s e a r c h a ge nt ba c k if  it  goe s  outs ide  the  boun da r ie s . U pda te   T d   if  t he r e  i s  a  be tt e r  s olut ion. C a l c ul a t e  t he   OF   va lue  f or  e a c s e a r c h a ge nt us ing E q. ( 7) . T d   = the  be s t s e a r c h a ge nt . U pda te   c M  >  1  ? T d   = G loba l M i nim um E N D Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t   I SS N:  2088 - 8 694       Dyn a mic  s imu la tio n   o f th r ee - p h a s n in e - leve l m u ltil ev el  in ve r ter w ith   s w i tch in g   a n g les  . . . .   ( W.  T.  C h ew)   329       Fig u r 3 .   Simu lin k   m o d el  o f   s witch in g - an g le  g en er ato r   f o r   3 - p h ase  9 - lev el  C HB ML I         P S I M mo d elin g   o P ha s A   H B 1   b lo ck       Fig u r 4 .   B lo ck   d iag r am   o f   3 - p h ase  9 - lev el  C HB ML I   s im u latio n   m o d el  a n d   its   PS I im p lem en tatio n       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   Switch in g   an g les  o b tain ed   f r o m   GOA  ar b en ch m a r k ed   a g a in s th o s o b tain ed   f r o m   NR   tech n iq u e   an d   GA,   as  s h o wn   in   Fig u r 5 .   C o m p a r ed   t o   NR   as  s h o wn   in   Fig u r 5 ( a) ,   GOA  in   Fig u r 5 ( b )   h as  a   wid er   m o d u latio n   i n d ex   r an g o f   o p t im u m   s witch in g - an g le  s o lu tio n s .   Fi g u r 6 ( a)   s h o ws  th m in im u m   OF  ac h iev ed   b y   GA   an d   GOA  f o r   t h m o d u latio n   in d e x   r an g e   in v est ig ated .   As  s h o w n   in   Fig u r e   6 ( a) ,   GOA  m o s tly   ac h iev es  lo wer   OF  co m p ar ed   to   GA  in   a   wid r a n g o f   m o d u latio n   in d ex .   As  s h o wn   in   Fig u r 6 ( b ) ,   3 8 o f   th m o d u latio n   in d e x   r an g ac h iev es  m in im u m   OF  o f   1 0 - 2   an d   b elo b y   u s in g   GA,   an d   3 8 o f   t h e   m o d u latio n   in d ex   r an g ac h ie v es  m in im u m   OF  o f   1 0 - 8   an d   b elo b y   u s in g   GOA.   T h is   r esu lt  s u g g ests   th a t   GOA  h as  h ig h er   p r o b ab ilit y   th an   GA  to   r ea ch   g lo b al   m in im in   th e   C HB ML I   o p t im i za tio n   s ea r ch   s p ac e   an d   th u n d esire d   5 th ,   7 th   an d   1 1 th   h ar m o n ics  ar n ea r ly   elim in ated .   As  r esu lt,  GOA   is   ab le  to   p r o d u ce   h ig h er   ac cu r ac y   o f   o p tim u m   s witch in g   an g les  th an   GA.   Fig u r 6 ( c)   s h o ws  th p h ase  v o lt ag T HD  an d   lin e - to - lin v o ltag T HD  o f   th e   C HB ML I   th at  ac h iev ed   b y   GOA.   T h lin e - to - lin v o ltag T HD  is   alwa y s   lo wer   th an   th p h ase  v o ltag T HD  b ec au s o f   th n at u r al  elim in atio n   o f   tr ip len   h ar m o n ics  in   lin e - to - lin v o ltag e   wav ef o r m .   B ased   o n   Fig u r 6 ( c) ,   th lo west  p h ase  v o ltag T HD  th at  ca n   b a ch iev ed   b y   GOA  is   9 . 6 5 f o r     M   0 . 8 2 .           G a t e   S i g n a l   G e n e r a t o r S i m C o u p l e r I n t e r f a c e To 3 - p h a s e / 9 - l e v e l C H BM L I P S I M Mo d el D e s i r e d   Mo d u l a t i o n   I n d ex C l oc k α 1   L ook - u p  T ab l e   α 2   L ook - u p  T ab l e   α 3   L ook - u p  T ab l e   α 4   L ook - u p  T ab l e   1 - D   T ( u ) 1 - D   T ( u ) 1 - D   T ( u ) 1 - D   T ( u ) S i g n a l A n g l 1 A n g l 3 A n g l 4 fc n A n g l 2 S w i t c h i n g   a n g l e s   o b t a i n ed   u s i n g   G O A - S H MP W M   a r s t o r e d   i n   l o o k - u p   t a b l es g 1 g 2 g 3 g 4 g 5 g 6 g 7 g 8 g 9 g 10 g 11 g 12 g 13 g 14 g 15 g 16 g 17 g 18 g 19 g 20 g 21 g 22 g 23 g 24 V l i n e A B V l i n e B C V l i n e C A V p h A V p h B V p h C P h a s e   A H B 4 P h a s e   A H B 3 P h a s e   A H B 2 P h a s e   A H B 1 P h a s e   B H B 4 P h a s e   B H B 3 P h a s e   B H B 2 P h a s e   C H B 4 P h a s e   C H B 3 P h a s e   C H B 2 P h a s e   C H B 1 P h a s e   B H B 1 R p h A R p h B R p h C V dc S1 S3 S2 S4 + - O ut   1 I n 1 I n 2 O ut   4 O ut   3 O ut   2 S S S4 S1 S2 S3 g1 g2 V dc S1 S3 S2 S4 + - O ut   1 I n 1 I n 2 O ut   4 O ut   3 O ut   2 S S S4 S1 S2 S3 g1 g2 F r o m M A T L A B / S i m u l i n k v i a S i m C o u p l e r   I n t e r f a c e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   I n t J  Po E lec  &   Dr i   Sy s t ,   Vo l.  12 ,   No .   1 Ma r c h   2 0 2 1   :   325     3 3 3   330         ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 5 .   Switch in g   a n g les d er iv ed   u s in g   ( a)   NR ,   ( b )   GA,   ( c)   GOA  tech n iq u es             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 6 .   MA T L AB   an aly s is : ( a)   OF ( GOA  v s   GA) ,   ( b )   C D F ( GOA  v s   GA) ,   ( c)   Vo ltag T HD  ( GOA)       T ab le  1   s h o ws  th s elec ted   m o d u latio n   in d ex es  d em an d   f o r   th d y n a m ic  co - s im u lati o n ,   wh ils t     Fig u r 7   s h o ws  th e   s tep p ed   m o d u latio n   in d e x   d em an d ,   p h ase  v o ltag e   wav ef o r m s   an d   lin e - to - lin v o ltag e   wav ef o r m s   o b tain ed   f r o m   MA T L AB /Si m u lin k - PS I d y n am ic  co - s im u latio n .   T h e   m o d u latio n   in d e x   is   v a r ied   at  ev er y   0 . 1 s   tim in ter v al.   F r o m   0   to   0 . 4 s ,   wh en   th m o d u latio n   in d ex   is   in cr ea s ed   f r o m   0 . 1 3   to   0 . 8 2 ,   th e   v o ltag lev el  i n cr ea s es  f r o m   3 - lev el  to   9 - lev el  a n d   th p ea k   p h ase  v o ltag in c r ea s es  f r o m   1 2 to   4 8 V.   At  0 . 4 s ,   th m o d u latio n   in d e x   is   d ec r ea s ed   f r o m   0 . 8 2   t o   0 . 2 7 ,   t h v o ltag le v el  d ec r ea s es  9 - l ev el  to   5 - le v el  an d   th p ea k   p h ase  v o ltag d ec r ea s es  f r o m   4 8 to   2 4 V.   Du to   th th r ee - p h ase  co n f ig u r atio n ,   1 2 0 ˚   p h ase  s h if with   r esp ec to   th ad jace n leg   is   o b s er v ed   in   th o u t p u p h ase  v o ltag an d   lin e - to - lin v o ltag wav ef o r m s .   T h ese  r esu lts   v er if y   th at  th e   C HB ML I   co n tr o lled   u s in g   th GOA - SHMP W o p tim ized   s witch in g   an g les  is   ca p ab le  to   r esp o n d   t h ch an g e   o f   m o d u latio n   i n d ex   d em an d .   C lo s e - u p   v iew  o f   p h ase  an d   l i ne - to - lin v o ltag wa v ef o r m s   f o r   ea ch   m o d u latio n   i n d ex   d em an d   a r s h o wn   in   T ab le  2 .   Fas Fo u r ier   T r an s f o r m   ( FF T )   ar ap p lied   in   th p h ase  an d   lin e - to - lin e   v o ltag wav ef o r m s   f o r   ea c h   m o d u latio n   i n d ex   to   s h o th e   h a r m o n ic   co n ten ts .   T ab le  2   s h o ws  th v o ltag e   w av ef o r m s   an d   FF T   an aly s is   f o r   M   =   0 . 1 3 ,   M   0 . 2 7 ,   M   0 . 4 1   an d   M   0 . 8 2 ,   r esp ec tiv ely .   T h e   m ag n itu d e s   o f   V 1   ar 7 . 9 9 V,   1 6 . 5 4 V,   2 5 . 1 0 a n d   5 0 . 1 0 V,   wh ich   ar v e r y   clo s to   V D   o f   7 . 9 5 V,   1 6 . 5 0 V,   2 5 . 0 6 an d   5 0 . 1 1 V   as  lis ted   in   T ab le  1 ,   r esp ec tiv ely ,   f o r   M   0 . 1 3 ,   M   =   0 . 2 7 ,   M   =   0 . 4 1   an d   M   =   0 . 8 2 ,   r esp ec tiv el y .   I n   a d d itio n ,   th e   m ag n itu d e   o f   f u n d am en tal  h ar m o n ic  o f   t h lin e - to - lin v o ltag wav ef o r m   f o r   ea ch   m o d u latio n   in d ex   is   ap p r o x im ately   3 V 1 Fo r   M   0 . 2 7 ,   M   =   0 . 4 1   a n d   M   0 . 8 2 ,   th ch o s en   5 th ,   7 t h   an d   1 1 t h   h ar m o n ics  in   th p h ase  an d   lin v o ltag wav ef o r m s   ar n ea r ly   elim in ate d .   T h is   is   r ea s o n ab le  s in ce   th O r elate d   with   th ese   m o d u latio n   in d e x es  ar s u cc e s s f u lly   m in im ized ,   wh i c h   ca n   b c o n f ir m e d   in   Fig u r e   6 ( a) .   Nev er th eless ,   th e   5 th ,   7 th   an d   1 1 th   h ar m o n ics  o f   th v o ltag wav ef o r m s   f o r   M   0 . 1 3   ar o n ly   r ed u ce d   as  m u ch   as  p o s s ib le  d u e   to   th l o m o d u latio n   in d e x   o f   o u tp u v o ltag wav e f o r m   th at  h as  t h lo west  n u m b er   o f   v o ltag e   le v els.     T ab le  3   c o m p ar es  t h MA T L AB   an d   d y n am ic  s im u latio n   r esu lts   o f   f u n d am en tal   h ar m o n ic,   p h ase  v o ltag T HD  an d   lin e - to - lin e   v o ltag e   T HD  f o r   ea ch   m o d u latio n   in d ex   d em a n d .   I ca n   b o b s er v ed   th at  th r esu lts   b etwe en   MA T L AB   an d   d y n a m ic  s im u latio n   ar v e r y   c lo s e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t   I SS N:  2088 - 8 694       Dyn a mic  s imu la tio n   o f th r ee - p h a s n in e - leve l m u ltil ev el  in ve r ter w ith   s w i tch in g   a n g les  . . . .   ( W.  T.  C h ew)   331   I n   o r d er   to   d e m o n s tr ate  th at  th C HB ML I   co n tr o lled   u s in g   GOA - SHMP W s witch in g   an g les  is   ab le  to   p r o d u ce   s tead y   o u tp u wav ef o r m   d u r in g   th lo a d   ch an g e,   th lo ad   im p ed an ce   is   d y n am ically   v ar ied   in   th s im u latio n .   Fig u r 8   s h o ws  th ch an g o f   p h ase  v o lt ag wav ef o r m   an d   lo ad   cu r r e n wav ef o r m   d u r in g   th d y n am ic  lo a d   c h an g e   at  0 . 1 s   f o r   m o d u latio n   in d e x   = 0 . 8 2 .   B ef o r e   0 . 1 s ,   th im p ed a n ce   is   1 Ω   an d   p o wer   f ac to r   is   0 . 8 1   wh ile  th p ea k   v alu o f   th p h ase  v o ltag an d   lo ad   cu r r e n is   4 8 an d   5 1 . 9 1 A,   r esp ec tiv ely .   Af ter   0 . 1 s ,   th im p ed an ce   is   0 . 7 2 Ω   an d   p o wer   f ac to r   is   0 . 5 7 ,   wh ils t th p ea k   p h ase  v o ltag an d   lo ad   cu r r en t is   4 8 an d   7 4 . 8 6 A,   r esp ec tiv el y .   T h is   f ig u r s h o ws  th at  th p ea k   v alu o f   th lo a d   cu r r e n in cr ea s es  d u r in g   th e   lo ad   ch an g an d   th p h ase  v o l ta g wav ef o r m   s till   r em ain   th e   s am af ter   th lo ad   ch an g e.         T ab le  1 .   Op tim u m   s witch in g   a n g les an d   n u m b e r   o f   p h ase  v o l tag lev els o f   s elec ted   m o d u la tio n   in d ex   u s ed   f o r   3 - p h ase  9 - lev el  C HB ML I   MA T L AB /S im u lin k - PS I d y n am ic  co - s im u latio n   M   V D   (V)   α 1   ( d e g . )   α 2   ( d e g . )   α 3   ( d e g . )   α 4   ( d e g . )   N u m.  o f   v o l t a g e   l e v e l s   0 . 1 3   7 . 9 5   5 8 . 4 6   9 0 . 0 0   9 0 . 0 0   9 0 . 0 0   3   0 . 2 7   1 6 . 5 0   4 1 . 8 9   6 7 . 7 7   9 0 . 0 0   9 0 . 0 0   5   0 . 4 1   2 5 . 0 6   2 5 . 0 5   5 1 . 6 2   6 4 . 3 1   9 0 . 0 0   7   0 . 8 2   5 0 . 1 1   8 . 6 3   1 9 . 2 2   3 4 . 6 9   5 8 . 3 4   9           Fig u r 7 .   Step p e d   m o d u latio n   in d ex   d e m an d   at  e v er y   0 . 1 s   in t er v al,   p h ase  v o ltag wav ef o r m s   an d   lin e - to - lin v o ltag wav ef o r m s   o b tain e d   f r o m   MA T L AB /Si m u lin k - PS I d y n am ic  c o - s im u latio n           Fig u r 8 .   Dy n am ic  lo ad   ch an g is   ap p lied   at  0 . 1 s   ( |Z|  is   lo a d   imp ed a n ce ;   M =  0 . 8 2 )         0 0 . 0 6 0 . 1 2 0 . 1 8 0 . 2 4 0 . 3 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V ph A V ph B V ph C 0 0 . 0 6 0 . 1 2 0 . 1 8 0 . 2 4 0 . 3 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V l i neA B V l i neB C V l i neC A 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V ph A V ph B V ph C 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 Ti m (s ) 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 M 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V l i neA B V l i neB C V l i neC A D e m an d   M od . I n d e x P h as e  V ol t age  ( V ) Li n e - to - l i n e   V o l ta g e   (V ) P h a s e   A P h a s e   B P h a s e   C M   =   0.13 M   =   0.27 M   =   0.41 M   =   0.82 M   =   0.27 Li n e   A B Li n e   BC Li n e   C A 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V l i neA B V l i neB C V l i neC A Ti m e   (s ) 0 0 . 0 4 0 . 0 8 0 . 1 2 0 . 1 6 0 . 2 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V ph A I l o a dA | Z |   =   1 . 0 0   Ω ,   p o w e r   f a c t o r   =   0 . 8 1 | Z |   =   0 . 7 2   Ω ,   p o w e r   f a c t o r   =   0 . 5 7 L o a d   c h a n g e   a p p l i e d   a t   0 . 1 s I l o a d V p h 0 0 . 0 4 0 . 0 8 0 . 1 2 0 . 1 6 0 . 2 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V ph A I l o a dA 0 0 . 0 4 0 . 0 8 0 . 1 2 0 . 1 6 0 . 2 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V ph A I l o a dA Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            I SS N :   2088 - 8 694   I n t J  Po E lec  &   Dr i   Sy s t ,   Vo l.  12 ,   No .   1 Ma r c h   2 0 2 1   :   325     3 3 3   332   T ab le  2 .   C lo s ed - up   v iew  o f   s im u lated   o u t p u t v o ltag wav ef o r m s   an d   FF T   an aly s is   M   D y n a mi c   C o - S i m u l a t i o n   R e su l t s   P h a se   a n d   L i n e   V o l t a g e   W a v e f o r ms   [vo l t a g e   ( V)   v t i m e   ( s) ]   P h a se   V o l t a g e   F F T   A n a l y si s   [h a rm o n i c   a m p l i t u d e   ( V)   v s   f re q .   ( H z) ]   Li n e   V o l t a g e   F F A n a l y si s   [h a rm o n i c   a m p l i t u d e   ( V)   v s   f re q .   ( H z) ]   0 . 1 3         0 . 2 7         0 . 4 1         0 . 8 2             T ab le  3 .   Fu n d am en tal  h a r m o n ic,   p h ase  v o ltag T HD  an d   lin e - to - lin v o ltag T HD  co m p a r is o n   b etwe en   MA T L AB   ca lcu latio n   r e s u lt a n d   PS I s im u latio n   r esu lt   C o m p a r i so n   M A TLA B   A n a l y si s   R e su l t   D y n .   C o - S i m .   R e s u l t   D i f f e r e n c e   M   =   0 . 1 3   V 1   (V)   7 . 9 9   7 . 9 9   0 . 0 0   V ph   TH D   ( %)   7 6 . 1 3   7 6 . 1 1   0 . 0 2   V l i n e   TH D   ( %)   3 2 . 4 1   3 2 . 3 8   0 . 0 3   M   =   0 . 2 7   V 1   (V)   1 6 . 5 4   1 6 . 5 4   0 . 0 0   V ph   TH D   ( %)   5 2 . 2 4   5 2 . 2 5   0 . 0 1   V l i n e   TH D   ( %)   1 9 . 7 4   1 9 . 7 4   0 . 0 0   M   =   0 . 4 1   V 1   (V)   2 5 . 1 1   2 5 . 1 0   0 . 0 1   V ph   TH D   ( %)   4 5 . 9 7   4 5 . 9 7   0 . 0 0   V l i n e   TH D   ( %)   1 3 . 7 4   1 3 . 7 5   0 . 0 1   M   =   0 . 8 2   V 1   (V)   5 0 . 1 1   5 0 . 1 0   0 . 0 1   V ph   TH D   ( %)   9 . 6 5   9 . 6 6   0 . 0 1   V l i n e   TH D   ( %)   5 . 8 0   5 . 8 0   0 . 0 0       4.   CO NCLU SI O   I n   th is   p ap er ,   th p er f o r m a n ce   o f   GOA  f o r   o p tim izin g   s witch in g   an g les  ap p lied   to   d y n am ic   s im u latio n   o f   3 - p h ase  9 - lev el  C HB ML I   h av b ee n   p r esen te d .   T h s witch in g   an g le  r esu lts   s h o th at  GOA  h as  wid er   r an g o f   o p tim ized   s witch in g - an g le  s o lu tio n s   th an   NR   tech n iq u e.   T h OF  an d   C DF  r esu lts   s h o th at   GOA  is   ab le  to   d eter m i n t h o p tim u m   s witch in g   a n g les  wit h   h ig h er   ac cu r ac y   c o m p ar e d   t o   GA.   T h u s ,   GOA  h as  s u p er io r   p er f o r m a n ce   o v e r   NR   an d   GA  in   th ML I   co n tr o l.  I n   ad d itio n ,   th MA T L AB /Si m u lin k - PS I M   d y n am ic  c o - s im u latio n   r esu lt  v er if ies  th at  th C HB ML I   ca n   r esp o n d   to   t h ch a n g o f   m o d u latio n   in d e x   d em an d   an d   g e n er ate  o u tp u t   v o ltag wav ef o r m s   with   m in im ized   s elec ted   h a r m o n ics  a n d   d esire d   f u n d am en tal   co m p o n en t.  Fu r th er m o r e,   th s im u latio n   r esu lt  o f   d y n am ic   lo ad   ch a n g e   v alid ates  th at   C HB ML I   with   GOA - SHMP W s wi tch in g   an g les i s   ab le  to   p r o d u ce   s tead y   o u t p u t p h ase  v o ltag u n d er   d y n a m ic  lo ad   ch a n g e.       ACK NO WL E DG E M E NT   T h is   wo r k   was  s u p p o r te d   b y   t h Min is tr y   o f   E d u ca tio n   Ma l ay s ia  th r o u g h   th Fu n d am en ta R esear ch   Gr an t Sch em ( FR GS/1 /2 0 1 7 / T K0 7 /UNI MA P/0 2 /2 ) .   0 0 . 0 2 0 . 0 4 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V phA V l i neA B V ph V l i n e 100 50 0 - 50 - 100 0 0. 02 0. 04 0 250 500 750 1000 F requency   (Hz ) 0 25 50 75 100 V phA V 1   ( 7 . 9 9 V ) 1 0 0 7 5 5 0 2 5 0 V 1 V 3 V 5 V 7 V 9 V 1 1 0 5 0 0 1 k 2 5 0 2 5 0 0 250 500 750 1000 F requency   (Hz ) 0 25 50 75 100 V l i neA B V 1   ( 1 3 . 8 5 V ) 1 0 0 7 5 5 0 2 5 0 V 1 V 3 V 5 V 7 V 9 V 1 1 0 5 0 0 1 k 2 5 0 2 5 0 0 . 0 6 0 . 0 8 0 . 1 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V phA V l i neA B V ph V l i n e 100 50 0 - 50 - 100 0 0. 02 0. 04 0 250 500 750 1000 F requency   (Hz ) 0 25 50 75 100 V phA V 1   ( 1 6 . 5 4 V ) 1 0 0 7 5 5 0 2 5 0 V 1 V 3 V 5 V 7 V 9 V 1 1 0 5 0 0 1 k 2 5 0 2 5 0 0 250 500 750 1000 F requency   (Hz ) 0 25 50 75 100 V l i neA B V 1   ( 2 8 . 6 4 V ) 1 0 0 7 5 5 0 2 5 0 V 1 V 3 V 5 V 7 V 9 V 1 1 0 5 0 0 1 k 2 5 0 2 5 0 0 . 1 2 0 . 1 4 0 . 1 6 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V phA V l i neA B V ph V l i n e 100 50 0 - 50 - 100 0 0. 02 0. 04 0 250 500 750 1000 F requency   (Hz ) 0 25 50 75 100 V phA V 1   ( 2 5 . 1 0 V ) 1 0 0 7 5 5 0 2 5 0 V 1 V 3 V 5 V 7 V 9 V 1 1 0 5 0 0 1 k 2 5 0 2 5 0 0 250 500 750 1000 F requency   (Hz ) 0 25 50 75 100 V l i neA B V 1   ( 4 3 . 4 7 V ) 1 0 0 7 5 5 0 2 5 0 V 1 V 3 V 5 V 7 V 9 V 1 1 0 5 0 0 1 k 2 5 0 2 5 0 0 . 1 8 0 . 2 0 . 2 2 Ti m (s ) 0 -5 0 -1 0 0 50 100 V phA V l i neA B V l i n e V ph 100 50 0 - 50 - 100 0 0. 02 0. 04 0 250 500 750 1000 F requency   (Hz ) 0 25 50 75 100 V phA V 1   ( 5 0 . 1 0 V ) 1 0 0 7 5 5 0 2 5 0 V 1 V 3 V 5 V 7 V 9 V 1 1 0 5 0 0 1 k 2 5 0 2 5 0 0 250 500 750 1000 F requency   (Hz ) 0 25 50 75 100 V l i neA B V 1   ( 8 6 . 7 8 V ) 1 0 0 7 5 5 0 2 5 0 V 3 V 5 V 7 V 9 V 1 1 V 1 0 5 0 0 1 k 2 5 0 2 5 0 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t   I SS N:  2088 - 8 694       Dyn a mic  s imu la tio n   o f th r ee - p h a s n in e - leve l m u ltil ev el  in ve r ter w ith   s w i tch in g   a n g les  . . . .   ( W.  T.  C h ew)   333   RE F E R E NC E   [1 ]   H.  Ab u - Ru b ,   J.  Ho l ts,  J.  Ro d rig u e z ,   a n d   G .   Ba o m in g ,   M e d i u m   v o lt a g e   m u l ti lev e c o n v e rters ,   sta te  o th e   a rt ,   c h a ll e n g e s a n d   re q u irem e n ts i n   in d u strial  a p p li c a ti o n s,   IEE T ra n sa c ti o n s o n   In d u stri a El e c tro n ics v o l .   5 7 ,   n o .   8 ,   p p .   2 5 8 1 2 5 9 6 ,   A u g .   2 0 1 0 .     [2 ]   F .   H.   Kh a n ,   L .   M .   To l b e rt ,   a n d   W.   E.   Web b ,   Hy b r id   El e c tri c   Ve h icle   P o we M a n a g e m e n S o l u ti o n Ba se d   o n   Iso late d   a n d   N o n is o late d   Co n fi g u ra ti o n o M u l ti lev e M o d u lar  Ca p a c it o r - Clam p e d   C o n v e rter,   IE E E   T ra n s a c ti o n s   o n   I n d u stria l   El e c tro n ics ,   v o l.   5 6 ,   n o .   8 ,   p p .   3 0 7 9 3 0 9 5 ,   A u g .   2 0 0 9 .   [3 ]   I.   J.  Ha sa n ,   N.  A b d u l,   J.  S a li h ,   a n d   N.   I.   Ab d u l k h a leq ,   Th re e - p h a se   p h o to v o lt a ic  g r id   in v e rter  sy ste m   d e sig n   b a se d   o n   P IC2 4 F J2 5 6 G B1 1 0   fo d istri b u ted   g e n e ra ti o n ,   I n ter n a t i o n a l   J o u rn a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms   (IJ PE DS ),   v o l.   1 0 ,   n o .   3 ,   p p .   1 2 1 5 1 2 2 2 ,   2 0 1 9 .   [4 ]   C.   Lao u fi,   Z.   S a d o u n e ,   A.   Ab b o u ,   a n d   M .   A k h e rra z ,   Ne m o d e o f   e lec tri c   trac ti o n   d ri v e   b a se d   sli d i n g   m o d e   c o n tro ll e in   field - o rien te d   c o n tr o o in d u c t io n   m o t o fe d   b y   m u l ti lev e i n v e rter,   In ter n a ti o n a J o u rn a l   o f   Po we r   El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms   (IJ PE DS ),   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   2 4 2 2 5 0 ,   2 0 2 0 .   [5 ]   G .   V.  Na g a ra ju   a n d   G .   S .   Ra o ,   T h re e   p h a se   P UC 5   i n v e rte fe d   i n d u c ti o n   m o to r   fo r   re n e wa b le  e n e rg y   a p p li c a ti o n s,   In ter n a ti o n a J o u r n a o Po we El e c tro n ics   a n d   D riv e   S y ste ms   (IJ PE DS ),   v o l.   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   1 9 ,   2 0 2 0 .   [6 ]   J.  Ro d r ig u e z ,   J.  S .   Lai ,   a n d   F .   Z .   P e n g ,   M u lt il e v e in v e rters a   su rv e y   o to p o l o g i e s,  c o n tr o ls,  a n d   a p p li c a ti o n s,   IEE T ra n sa c ti o n o n   I n d u stri a El e c tro n ics ,   v o l.   4 9 ,   n o .   4 ,   p p .   7 2 4 7 3 8 ,   Au g .   2 0 0 2 .   [7 ]   L.   M .   T o lb e rt ,   F .   Z .   P e n g ,   a n d   T.   G .   Ha b e tl e r,   M u lt il e v e c o n v e rt e rs  fo larg e   e lec tri c   d riv e s,   IEE T ra n s a c ti o n s   o n   I n d u stry   Ap p li c a t io n s ,   v o l.   3 5 ,   n o .   1 ,   p p .   3 6 4 4 ,   1 9 9 9 .   [8 ]   M .   M a li n o ws k i,   K.  G o p a k u m a r,   J.  Ro d rig u e z ,   a n d   M .   A.  P é re z ,   S u rv e y   o n   Ca sc a d e d   M u lt i l e v e In v e rters ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stri a El e c tro n ics ,   v o l.   5 7 ,   n o .   7 ,   p p .   2 1 9 7 2 2 0 6 ,   Ju l .   2 0 1 0 .   [9 ]   L.   G .   F ra n q u e l o ,   J.   Ro d rig u e z ,   J.  I.   Leo n ,   S .   Ko u ro ,   R.   P o rti l l o ,   a n d   M .   A.  M .   P ra ts,  T h e   a g e   o m u l ti lev e l   c o n v e rters   a rriv e s,   IEE In d u str ia El e c tro n ics   M a g a zin e ,   v o l.   2 ,   n o .   2 ,   p p .   2 8 3 9 ,   Ju n .   2 0 0 8 .   [1 0 ]   A.  K .   G u p ta  a n d   A.  M .   Kh a m b a d k o n e ,   S p a c e   Ve c to P WM   S c h e m e   fo M u lt il e v e In v e rters   Ba se d   o n   Two - Lev e S p a c e   Ve c t o P W M ,   IEE E   T ra n s a c ti o n s o n   In d u stri a El e c tro n ics ,   v o l .   5 3 ,   n o .   5 ,   p p .   1 6 3 1 1 6 3 9 ,   Oc t.   2 0 0 6 .   [1 1 ]   N.  Yo u se fp o o r,   S .   F a th i ,   N.   F a ro k h n ia ,   a n d   H.  A b y a n e h ,   THD   M in imiz a ti o n   Ap p li e d   Dire c tl y   o n   t h e   Li n e - to - Li n e   Vo lt a g e   o f   M u lt il e v e I n v e rters ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stri a El e c tro n ics ,   v o l.   5 9 ,   n o .   1 ,   p p .   3 7 3 3 8 0 ,   2 0 1 2 .   [1 2 ]   G .   Ko n sta n ti n o u ,   M .   Ci o b o taru ,   a n d   V.  Ag e li d is,   S e lec ti v e   h a rm o n ic  e li m in a ti o n   p u lse - wid t h   m o d u lati o n   o f   m o d u lar m u lt il e v e c o n v e rters ,   IET   Po we r E lec tro n ics ,   v o l.   6 ,   n o .   1 ,   p p .   9 6 1 0 7 ,   Ja n .   2 0 1 3 .   [1 3 ]   R.   M .   Ho ss a m ,   G .   M .   Ha sh e m ,   a n d   M .   I.   M a re i,   Op ti m ize d   h a rm o n ic  e li m in a t io n   f o c a sc a d e d   m u l ti lev e l   in v e rter,   4 8 t h   In ter n a ti o n a U n iv e rs it ies ' P o we r E n g i n e e rin g   C o n f e re n c e   (UPE C),   Du b li n ,   p p .   1 6 ,   2 0 1 3 .   [1 4 ]   J.  N.  Ch ias so n ,   L.   M .   To l b e rt,   K.  J.  M c Ke n z ie ,   a n d   Z.   Du ,   C o n tr o o a   m u lt il e v e c o n v e rter  u sin g   re su lt a n t   th e o ry ,   IEE T r a n s a c ti o n o n   Co n tr o S y ste ms   T e c h n o lo g y ,   v o l.   1 1 ,   n o .   3 ,   p p .   3 4 5 - 3 5 4 ,   M a y   2 0 0 3 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / TCS T. 2 0 0 3 . 8 1 0 3 8 2 .   [1 5 ]   J.  N.  Ch ias so n ,   L.   M .   To l b e rt,   K.   J.  M c Ke n z ie ,   a n d   Zh o n g   Du ,   c o m p lete   so lu ti o n   to   t h e   h a rm o n ic  e li m in a ti o n   p ro b lem ,   IEE T r a n sa c ti o n s   o n   Po we r E lec tro n ics ,   v o l .   1 9 ,   n o .   2 ,   p p .   4 9 1 4 9 9 ,   M a r.   2 0 0 4 .   [1 6 ]   J.  N.  Ch ias so n ,   L .   M .   T o lb e rt,   K.  J.  M c Ke n z ie ,   a n d   Zh o n g   Du ,   El i m in a ti o n   o h a rm o n ics   in   a   m u lt il e v e c o n v e rter   u sin g   th e   th e o r y   o s y m m e t ric  p o ly n o m ials  a n d   re su lt a n ts,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Co n tro l   S y ste ms   T e c h n o l o g y v o l.   1 3 ,   n o .   2 ,   p p .   2 1 6 2 2 3 ,   M a r.   2 0 0 5 .   [1 7 ]   B.   Ch o u d h u ry   a n d   R.   M .   Jh a ,   S o ft  Co m p u ti n g   tec h n iq u e s,   S o ft  Co m p u ti n g   i n   El e c tro m a g n e t ic s:  M e th o d a n d   Ap p li c a ti o n s,  Ca m b ri d g e Ca m b ri d g e   Un i v e rsity   P re ss ,   p p .   9 4 4 ,   2 0 1 6 .   [1 8 ]   A.  Lam b o ra ,   K.   G u p ta ,   a n d   K.   Ch o p ra ,   G e n e ti c   Alg o rit h m -   A   Li tera tu re   Re v iew ,   I n ter n a t io n a l   Co n fer e n c e   o n   M a c h i n e   L e a r n in g ,   B ig   D a ta ,   Clo u d   a n d   P a ra ll e C o mp u ti n g   (CO M IT Co n ) ,   F a rid a b a d ,   In d ia,  2 0 1 9 ,   p p .   3 8 0 3 8 4 .   [1 9 ]   N.  F a ro k h n ia,  S .   F a t h i,   R.   S a leh i,   G .   G h a re h p e ti a n ,   a n d   M .   Eh sa n i,   Im p ro v e d   se lec ti v e   h a rm o n ic  e li m in a ti o n   p u lse - wid t h   m o d u lati o n   st ra teg y   in   m u lt il e v e in v e rters ,   IET   P o we El e c tro n ics ,   v o l.   5 ,   n o .   9 ,   p p .   1 9 0 4 1 9 1 1 ,   2 0 1 2 .   [2 0 ]   Z.   Lv   a n d   R.   P e n g ,   n o v e m e ta - m a tch in g   a p p ro a c h   f o o n t o l o g y   a li g n m e n u sin g   g ra ss h o p p e r   o p t imiz a ti o n ,   Kn o wled g e - Ba se d   S y ste ms ,   v o l.   2 0 1 2 0 2 ,   A u g .   2 0 2 0 .   [2 1 ]   S .   S a re m i,   S .   M irj a li li ,   a n d   A.   Le wis,  G ra s sh o p p e r   Op ti m isa ti o n   Alg o rit h m T h e o r y   a n d   a p p li c a ti o n ,   A d v a n c e i n   En g i n e e rin g   S o ft wa re ,   v o l .   1 0 5 ,   p p .   3 0 4 7 ,   M a r.   2 0 1 7 .   [2 2 ]   A.  El - F e rg a n y ,   El e c tri c a c h a ra c terisa ti o n   o p r o to n   e x c h a n g e   m e m b ra n e   fu e c e ll sta c k   u si n g   g ra ss h o p p e r   o p ti m ise r,   IET   Ren e wa b le P o we r Ge n e ra ti o n ,   v o l.   1 2 ,   n o .   1 ,   p p .   9 1 7 ,   Ja n .   2 0 1 8 .   [2 3 ]   H.  El m e twa ly ,   A.  A .   El d e so u k y ,   a n d   A.  A .   S a ll a m ,   An   A d a p ti v e   D - F ACTS   fo r   P o we Q u a li ty   En h a n c e m e n in   a n   Iso late d   M icr o g ri d ,   IEE E   Acc e ss ,   v o l.   8 ,   p p .   5 7 9 2 3 5 7 9 4 2 ,   2 0 2 0 .   [2 4 ]   A.  K.   Bh a n d a ri  a n d   K.  Ra h u l ,   n o v e l o c a c o n tras f u sio n - b a se d   fu z z y   m o d e f o c o lo r   i m a g e   m u lt il e v e l   th re sh o l d i n g   u sin g   g ra ss h o p p e o p ti m iza ti o n ,   Ap p li e d   S o ft   C o mp u ti n g   J o u r n a l ,   v o l.   8 1 ,   Au g .   2 0 1 9 .   [2 5 ]   M .   Ba h y ,   e a l . ,   Vo lt a g e   c o n tr o o sw it c h e d   re lu c ta n c e   g e n e ra to u sin g   g ra s sh o p p e o p ti m iza ti o n   a lg o rit h m ,   In ter n a t io n a J o u rn a o P o we r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m (IJP EDS ),   v o l.   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   7 5 8 5 ,   2 0 2 0 .   [2 6 ]   A.  F a th y ,   Re c e n m e ta - h e u risti c   g ra ss h o p p e o p ti m iza ti o n   a lg o rit h m   fo o p ti m a re c o n fi g u ra ti o n   o p a rti a ll y   sh a d e d   P V arra y ,   S o la r E n e rg y ,   v o l.   1 7 1 ,   p p .   6 3 8 6 5 1 ,   S e p .   2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.