In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S V o l.  10, N o.  1, Mar ch 20 19,  p p.  530~ 5 3 7   IS S N : 2088- 86 94,  D O I :   10.11 59 1 /ij ped s . v10 . i 1.pp 5 30- 53 7           530     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   Droop c ontrol te c hnique for equ al power sharing in islanded  microgrid       A .  W .   N .  H us n a 1 ,   M . A R o sl an 2 ,   M .   H . Mat 3   1 Cent re of  Excellen t  f o r  Renew able   E nerg y,  S choo of  E lectri cal  Syst e m s E n g i neeri n g,   Universiti  Mal a y s ia  P erlis, Malaysia   2 School  o f Electrical  S y s te ms   E n g ineering,  U ni ve rsiti Malays i a   P erlis,   Mal a ysia    3 Cent re  f or  D ip lo ma  S tudies ,   U n i v ersiti  M a l ay si a   P e rlis, M a l a ysi     Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Sep  1 7 ,  2 018  Re vise d N ov  2 9 ,   201 8   A c c e pte d   D ec 14,  2 0 1 8       Th is   p aper  p res e nt dro o p   co nt rol  t echn i qu f o equ a po wer  s ha ring   i n   islan d ed  m i c rogrid.   In  t his   st udy,   t he  p ro po sed  cont roller  is  b as ed  o th f r equ e ncy  dro op  m e th od,   i s   ap p lied  to   a   r o b u s t   dro o p   co ntro ll er   i pa ra lle con n ect ed  i n v ert e rs The  p r evio us   r obu st   d roo p   c on tro l ler  d eals   w it h   vo lt ag d r oo m e th od m o d i fic a tio h a b e e n   f orm e a g a i n s thi s   c on tr oller  by  add i n g   a   f u zzy  l ogi con t ro ll er  w ith  t he  freq u en cy  d roop   m eth o d .   Th only  sharing  error  which  is   c on centrat ed  i this  p aper  i s   th error  in   s ha rin g   t he   rated   f r eq uen c y   am ong   t h e   i nv erters.   By   a dapt ing  f u zzy   i t h r obu st  d roo p ,   it  t r ies  to  e li mi n a te  t he  f requ enc y   e rror,  h en ce  th at  t h e   f requ ency   r ef erence  o f   the  inver t ers  keeps  ma inta in  a 5 0 Hz. A  d erivation of g enerali z ed m o d els of  a  si ngle-p h ase  paral l el-co n n e c t ed  i n v erter  sy st em   i s h o w n .   T h e   s im ulati on  results  s how   tha t   t he  p roposed  co nt rol l er  w it h   F L is  a bl t o   i m p rove  t h e   st abili t o f   f req u en c y   r ef erenc e   a n d   t he  p erf o rm ance  of   p ow e r   s ha r i n g   bet w een  t h e  in v erters  un d er t he i n d uct i ve li n e im p e dan c e.   K eyw ord s :   Fu zz y   co nt rol   Rob u s t  dro op    Islan d ed  m ic ro gri d   Pa rallel-c o nne cted  i n v e r ters   P r op or tio na l o a d  shar i ng   F r equenc y   re gu la tio n   Re duc t i on  b l oc k   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   A . W.N. H usna,     Ce ntre  o f Exc e lle n t  for  R e n e w a b l e  Ene rg y,    S c hoo l   o f  Ele c t rica S y stem s En gi neer ing,  U ni versi t i Ma lay s ia  P er l i s,   P a uh P u tra   Cam pus,  0260 A r au,   P e rlis,  M a lay s ia .   Em ail:  nur ulh u s na. a w b @ g m a il.c o m W       1.   I N TR OD U C TI O N    Ad v a n c e d   d e v e l op ment   o f   di st ri but e d   g e n era t io n   (DG )   u nit s   i n   ma ny  c o unt ri e s   nowad a y h a attrac ted   m o st  r esea rche rs  i n   all   over   the   w o rl due   t o   the   ava i l a bil i t y   o di ff ere n t   en erg y   r esou rc es   s u c a s   p hot ovo lt ai c   pan e ls,  f u e l   c ells,  an d   w i nd   t urb i n e s   [1 ].  T h r o ugh   t he   c onc ept   o f   a   m i c ro gri d   w h i c h   i t h be st   op tio to  r ed u c e   a   depe n d e n cy  o the   loca l   uti l i t y,   c ons is ts  o f   a t   leas o n D G ,   e ne rgy   stora g e   de vic e s   a nd   assoc i ate d   l oa ds.   M i cro g ri d   w i t h   t w o   m ode   oper a tio ns   e ither   i gri d   c on nec t e d   o isla n d ed ha be e n   con s i d ere d   a one   o t h no m i ness  t o   s up por smo o t h   in sta lla t i o o f   D G s   a the   i n s t a l l a ti on   o ma ny   D G s   itse l c o u l be   h arm f u l   t th pow er  q u a lit o f   u ti li ty  p o w er  s ystem s   [ 2] –[4].   A   de t a ils  c orre l a tio be t w e e n   mic r ogri d   a n d   D G   alrea dy  di sc o v ere d   b P i ng  e t   a [5].   B a s i c a l l y,  m i c rogri d   c o n tro l   i n   an  i sla n de d   mode   i s   mor e   c omple x   t ha gri d   c o n n ec te m o de.   The  vo l t a g an fr e que nc of  t he  m icr ogr id   a re   s up por t e d   b y   t he  ma in  g ri if  i n   the   gri d   c o n n ec t e mo de In  c on trast,  t h e   v o l t a ge   a nd  fre que nc c o n t r o l   a n eve n   pow e r   ma nage me nt  p roce ss  w ill  be  g e n era t e d   b D G   uni ts  i is l a n d e d   m o de.   The   oc curre nc of  pow er  m i s m a tch  betwee t h DG  a nd  t h loa d   w il l   lead  t the  u nba la nced   a ll o w ed   v a l ue   o t h e   loa d   v olta ge   a nd  fre que n c y   dev i a t i o as  w ell  as  uns ta bl beha v i o u rs  e spe c ial l y   t he  e x i s t en ce   o c i rc u l a t i n cur r en t.  T h u s,   i i s   n ec e ssary  t o   h a v e   a   goo c o nt roll er  t o   su ppo rt   v ol t a g e   a n d   f r equ e n c y   st ab i lit as  w e l a s   s ui ta bl p o w er   s ha rin g   a mong   D G   units  i n is l a nde mode  o p e r a tion  [6].    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst     I S S N :   2088- 86 94       D r oo p c o n t r o l te ch n i que  f o r e qua power  sh ar in g i n  isl a nd ed m i c r o g r i d (A . W. N. H u sna)  53 1 The   e s se n tia o b jec t iv of  a n   i s la n d e d   m o d i s   t kee p   u p   pr eci se  p ow e r   s h a rin g   a mo ng   v ario us  D G .   Whe n e v er  t he   opera t i o n   o mic r ogri d   s h i f t ed  t isl a n d   m ode e l e ctric   p o te nt ial,   E   a nd  fre que nc y,   a r e   con s i d ere d   t be   m ai nt a i ne w ith  s e v era l   i n v e r ters  w or k i n g   i p ar al l e a nd  shar in the  loa d .   The s e   in ve rters   ac t   in  r eg ula t ing  t h e   v o lta ge ;   am pli t u d a nd  freq ue ncy,  i ns tea d   o di ffe rent  m ode  o opera ti o n   l ike   ot her   conver t e [7];  b es i d es  p roviding   t he  r e q u i re c u rre nt  n ee de d.  H ow eve r the  iss u e   of  p o w er   qual i t y   [ 8]   t hat   con t ri b u te b y   t he  e x i s t enc e   o tra n sie n cir c ula tin curr ent  i l i n imp e dance   [ 9 w ill  lea d   t the  s y ste m   in sta b il i t y,   t h u s   c an  h arm f ul   t he  i n v erter s   [ 1 0 d u to  m ism a tc of  t he  o u t p u t   v o l t a ge.   In  a is l a nde d   mic r ogri d loa d m u st  b e   pro p e r l y   s ha red  b y   m ul t i p l D G   un its.   G e nera l l y,   t he  c o n t rol  te chn i que for  para lle l   opera tio o f   i nve r t ers  i n   i s l ande m i cr ogr i d   ope rat i o n   c a n   b s p l it   i n t tw c a t e g o r ies;  d ro op  c o nt r o l   tech n i q u es [1 1] ,   [12] a nd ac tiv e   load s ha rin g  t echn i que [1 3],  [ 14].     D r oop   c o n t r o is   t he   c om mo c o n t ro t h a t   w i d e l y   u s ed   i n   mic r ogr id   d u e   t n o   d epe nde nme n o n   com m unic a t io a m o n g   pa ra l l el-c onne c t ed   i nver t e r t h us  m a k i n i t   h ighl mo dul a r   a nd   r el i a b l e   [1 5 ] [ 17 ].  I t   is  a pp l i cab le  w hen  tw or  m or in ve rters   a r app lie d.   G ene r all y ,   i t  d e t e c t s  t h e  o u t p u t   p o w e r   a s  a  f e e d b a c k   para me ter  w h il t h e   de via t io n   of  D v o lta g e   i co n t r o l l e d   i pr o por tio to  t he   o u t p u t   p ow e r Typ i c a l ly,   the   vo lta ge  d r o o p   c on tro l   r esu lts  i p oor  r eac tive   pow e r   s h a r i n g   w h il st   t h e   f re qu en c y   d roo p   c o nt rol   a l wa ys  ac hi e v es   a c c u ra t e   r ea pow e r   s hari ng.   I t   is  d ue  t the   di ffe r e n t   offse t of  l oca l   l oa ds  a w e ll   a the   mis m atch   in f eeder  impe d ance s.   Th is  p a p er   s e e ks  t ex pan d   t he  m e t h o d   of  r ob us dro o p   p r e sen t ed   i [ 18]   by  ada p t e w ith  f re que nc y   con t ro l i n stea d   of t he  v olta ge c on t r o l   u s i n g   f uzz y  l o g i c  c on t r o l (FLC).  It w ill re tai n  t he fr e que nc y refere nce  of  50  H z   i pa ral l e l-c o nnec t e d   i nver t e r us in i n d u c t i v l i n i m pe dance .   T h e   c on tro l   a p p ro a c prese n t e by  t h e   prev io us  a ut ho r   a pplie Q   a nd  P   E   d roop  t o   t h e   r e s i s t i v l i n e   i mp ed a n c e   wi th   s wit c hin g   acti o n   o f  p u l s e - w i d t m o d u la tio (P WM )   t o   i m p rove   t h e   s trate gy  tha t   w or ks  f or   g r i d- con n ec te a ppl i c a t i o ns  v ia   a d d i n u n i t   t o   r egul a t t h e   lo ad   vol t a g e In   t h i wo rk an   F LC   i a d j u st ed   t o   t h ro bu st   c o n t r ol   b y   put ti ng   t h r oug h   th fre que nc dro o p   prec i s e l y   i n te gra t ed   i n   Q .   P r ac ti c a ll y,  t he   ope ra ti o n   o the   co n t ro ll e r   i ro b u s t   a ga in s loa d   p er tur b a t ion   an e v e n   a em erge nc c i r c um sta n c e   s u c as   d i sc on ne c tio of   D G   u n i t   a nd  t h e   pro pos ed   con t ro l l er  i s   a c tua l l y   b ei n g   de si gne for  freque ncy  c o n t r o l   ind e e d .   The  pa ral l el -c on necte d   i n v e r ters  inc o rp ora t e   w i th  a   p r o p o rt io na l - reso na nt  c ontr o l l er   ( P R and  s i n u s o ida l   pul se- w i d t h   m odu la tio (SP W M)   in ste a d   o pr opor t i o n al-i n t e g ra l   (PI )   a nd  P W i n   t he  i s l ande m icro grid.   V a r i o u si mula ti on ha v e   b ee n   take o u t   to  v e r ify an ana l y s is  t he c apab i l i t of t he  p ro po s e d  c on tro lle r a g ai nst  the   robu st dr oop  co n t ro ller.       2.   S Y S T EM   C O N F I GU R A TI O N   O F   P A RA LL E L - C ON N E C T ED   I N V E R T E R   I n   t h i sec t io n   w ill  e x pl ai i n   d eta i ls  o c o ns truct i on  of  s i n g l e -ph a se   f ull - b r id g e   i nv e r ter  a n th para l l e l -c on ne c t e d  i n v erte rs use i n   t he sim ul a tio n.    2.1.   Mo d e l o f   s i n g l e-pha se  i nv erter    The   s i ng le-p ha se   i nver t e r   i a n   e lec t r o n i c   c i r c ui t h at  e na b l es   a   v olta ge  t o   be  a pp l i ed  acr o ss  l o ad  i eit h er  d ire c t i o n .   It  c an  b si m p l i fied  j u s t i f i e d   w ith  a   s wi tc hi n g   s c h em of  f u l l- br idge   c on verte r Typ i ca l l y,   i t   con s is t s   o D C   p o w er  s ourc e ,   a nd  brid ge - t y p e   i nve r t e r   w it h   LC L   f ilte r   as  s how in  F ig ure  1.   T he   i n v er ter  is  a   d e v ice  w h i c c o nve rts  D C   i np u t   s up p l v o lta g e   i nto   symm e tric al  A C   v o l t a g b a se on  the  m o du la tio n   signa l   fr om the   S P W M   m odu l a ti o n . The ind u c t a nce ,   r esis t a n ce,   a n c a pac i t a nc e are   r e pre s e n te b y   L f R f , and   C f .   The  l i n i m pe dance   rep r esente R line   a nd  L li n e   b e t w e en  t he  i n v er te and  t h l o ad  i the  e q ui vale nt   impe da nce   d u e   t o   c on nec tin l i nes  or c abl e s.           F i gure  1.  B l o c k   d i a gram  of an  i nve rter       2.2.   Pa ra ll el -c o n nec t ed  i nv e r te   Thr ee  para lle l - con n ec t e i n v e rter are   used  t fil l   i t h e   m i cr ogrid  c on fig u rat i o n   a dep i c t ed  i n     F i gure   2.   T h e   m ode o f   p a r al lel-c onne c t ed   i nver t er is   a   n ec ess ary  in   o r d er  t a p pl d r oop  m e t h o d   i th e   syste m .   Pr evio us l y ,   co nv en ti ona PI   c o n tr ol ler  is  u se w i t h   t he  v olta ge   f e e d b ac lo op   [ 1 3 t o   r e g u l a t t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st, Vol. 10,  N o.  1, Mar c h 2 0 1 9   :     53 0 –  53 7   53 2 ou p u vo lta ge The r efor e,   i is  s e n s i b l t o   u se P R   c on tr olle in st ead   o f   PI  c o n t r ol l e d u e   to   i t s   s up erio r   perform ance   i n   te rms  of  l e s stea dy-s t a t er ror,   good  dy na mic  r espo nse,  a well  as  i t s   c apab i lit in  r e duc in g   st e a dy-s t ate   de via t io of  f re q u e n c y   a nd  am pl itu de  [ 1 9 ].   I orde t o   e ns ure   in- phase  s im il a r i t of  t he   o u t pu vo lta ge   o eac in ver t e r t h sam e   v o lta ge   r efere n ce  is  u se d,   0 V .   P R   c o n t r o ller   ga in  t he   f e e dbac k   v a l ue o f   ou tpu t   v ol ta ge   a n d   c urrent  from   t h in ver t e r t hus,   gene ra t e   a   pr ope c o n t r o lle si gna l   be fore   t ra nsm itte to   S P WM.  Then,   S P W M   used   t o   pu thr o u g h   t he   s w i tc hi n g   p roc e ss  a n d   pa ss  a   p rac tic al  c o n d it io of  t h e   mic r ogri d Th a c t i ve  a nd  rea c ti ve  p ow e r   o ea c h   i nver t e r   i o b ta i n ed   b ase d   o n   t h e   vo l t a g an c u rrent   me asure m e n t   aft e filter i n g ,   late w i ll  be  f e d   t t h pro pos ed  c o n t r o ll er   b loc k   t prod uce   new   va lue  of  reference volt a g e,  V re f   and  an gu l a freque nc y,  i   which  will  be led  t propor tiona l power   s h aring.        Lo ad PR SP W M + - V o i re f + - + + V o D r oo C ont r o l V o l t ag C o nt r o l l er In v e r t e r Io IL PR SPW M + - V o i re f + - + + V o D r oo C ont r o l V o l t ag C ont r o l l er In v e r t e r Io IL PR SPW M + - V o i re f + - + + V o D r oo C o n t r o l V o l t ag C ont r o l l er In v e r t e r Io IL     F i gure   2.  P arallel-c onne c t ed  i nve r t ers  i n   m ic rogri d  c onf i g ur ati on       3.   CONT ROL S C H E ME  3.1.   R ob u s t   d r oop   c on trol   A s   p re sente d   i [1 8],  the  q u a n ti tat i ve  a na l y s i of  t he   e rr or  i n   p ow e r   s harin g   h as  b ee c a rr ied  o u t   by   the   au t hor.  F r om   t he  p a p er,   t h sha r i ng  e rror  w h ic is  f rom   the   e r r o r   i n  m e a s u r i n g   t h e   l o a d  v o l t a g e  i s   c a r r i e d   o u t   t o   a d a pt   t o   th e   robu st   d ro op   m e t hod In   p ra ct i c e,  w h e n   t h er are   e rrors  i t h v o l t age   m e a s u r e d fu n d am enta tra d eo ff  b e t ween  t he   v olta ge   d rop  an t h s h ar i n a cc urac appea r t hus  w il lea d   t th er rors  in   p r o p o r t i ona l   l o a d   s ha ri ng.  U nsi m i l ar  w i t h   t h e   c on ve nti ona l   d roop   c on t r o l t h e   au th o r   p ropo se d   a   ro bu s t   dro op  c o n t ro l l e r   by  i m p l em ent i n g   Q −ω   a nd  E   d r oop  a n a l ysis  a nd  R M S   vo lta ge   s e t - p o i nts  for  t h e   in verter t h ro u gh  vo lta ge  d ro op.  I or der  t o   m a k sure  t hat  the   v o l t a g e   r em a i ns  w it hin  a   c e rta i re qu ired  range the  loa d   v o lta ge  d ro E * V o   n ee d s   t o   be  f ed  b ac i n   a   cer t a in   w a y acc ordi ng  to  t he   b a s i c   pr inc i ple s   o control  theory.   It  c an  b added  to  E i   v ia   a a m p l i f ier ,   K e   a nd   r esu l t e t h ro bus c o nt rol l er  a i n d i ca ted  in   F i gure   3 (a) .   T his co n t rol sch e me   i a   be nch m a r kin g   t o the   pro p ose d  c on tr ol l e r in th i s pa per .  H ow ever i n  t his   pape w ill  be   f oc us in o n   t he   f r e q u e n cy   r egu l a t i o n;  u si n g   t h e   f r e q u enc y   d r o o p Ther efor e,  t he   f re q u e n cy   dro op  w i l l   b e   re pl a c i ng  the   v o l t a g dr oo m e tho d   by  m o d i fyi n t he  e q u at ion  o f   r ob u s t   droo c o n t r o l l e r   ( 1) H o w e ve r,  t he   pos sib i l i t y   o f   m easur ed  f re q u enc y   t r e m a in   w ith i n   a   c e r tai n   r eq u i red  ra nge  i the   p a ralle l- con n ec ted  in ve r t e r s usual l y a r quite  u nma n a g ea b l e   a n d w i l l   c on d u c t  in  c o n t ri but in g of er r or  v a l ue.     si n( ) ref VE t               ( 1 )     I n   e st a b lis h i n g   t he  p ar al le l-con n e c t ed  i nve r t ers  ena b l e   t shar t h lo ad t h rep r ese n t a t i o n   of   t h e   con v e n t i ona l d r oo p co n t rol l er  i n ( 2 ) and ( 3 ) are   use d T h e   a n g u l a frequency,  ω i   is  w ide l u t il i z e d  t o ge ner a te   the  freq u enc y   o t h e   fr eq uen c re fer e nce   for   the  i nver t e r s,  w he re  ω *   i the   ra t e fr e que nc an m is  a     dro op c o e f f i c i e n t.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst     I S S N :   2088- 86 94       D r oo p c o n t r o l te ch n i que  f o r e qua power  sh ar in g i n  isl a nd ed m i c r o g r i d (A . W. N. H u sna)  53 3 * ii i E En P                ( 2 )     * ii i mQ                 ( 3 )     F r om  ( 3),   the  repre s en tat i o n   o f   t he  fr e q u e n c y  droo p  c on t r o l   c a n  be  writt e n  as     * ii i i mQ                ( 4 )     and  the   fr eq ue nc ω i   c a n  be  implem en ted  v i a   inte gra t i ng  Δ ω i  as       0 t ii dt                ( 5 )       n i m i 1/s   Vr e f E ω  t+ δ    ω  * - Q P i v o RM S K e E* -   n i m i 1/s   Vr e f E ω  t+ δ    ω  * - Q P i v o RM S K e E* - Fr e q * e de Ga i n +   (a)   (b)    F i gure  3.  C o n tr ol sc h e m e   (a) Rob u s t  dro op  (b) Ro bus t   dro o p  w it h  F LC       3.2.    FLC - b a sed   rob u s t d r oop   c on t r ol  I n   o rde r   t impro v e   t h as  m e n tio ne co n t ro ller  i n   t he  p revi ous   s e c t i on,   s om cha nge ha ve  b ee n   ma de  t rea l i z i t .   Re gard i n g   t o   t he   p r o p o se c o n t ro l l e r th c on c e p a n d   mo d e lin g   o the   b a si robu st   d roop  c o nt roll e r   a re   a l r ea dy   h ig hl ig ht ed   i n   [1 8 ] In   t hi s   p a p e r,  F LC  me th od   i s   i m pl ement e b a sed  on   f requ e n cy  err o r,  rr e o f   eac i n v e r t er.   The  vol ta ge   r efere n c e ,   V ref   a nd  new   freque n c re fere nce   (base d   o n   the   per  un it   o o u t p ut  vol t a g e o f   vol t a g e   c on t r o l   uni i s   b ro ugh out   b y   th e   f r e q u enc y   c on tro l   u ni as  i nd i c a t ed   i n   F i gur 3   (b).   T he  i nit i a t io of  t he   f re q u enc y   c o n tr ol   u n i t   is  d ro op   m e t h o d .   P r e v ious l y c o n v e n tio na dro op  c o ntr o has  bee n   u se as  v o lta ge  a n d   f r e que nc reg u l a ti o n   a n d   e ve n   pow e r   s h ar ing  proc ess  am on D G   un i t s.   I th i s   me tho d ,   inst an tane ous  a c t i v e and  rea c t i v p o w e com pone n t a r re ce i v ed   f ro t h lo c a l   me a s u r ed   o c u rre n t   and  vo lta ge . T h e n,  t he y a r passed t h ro ug a low   pass fi l t e r  w i th  c ut off  fre que nc y,   c .   A s   i l l us trate d   i F i gur 4,   F LC  w ith  u ni t y   f ee dbac k   i s   im p l e m e n te d   w i t h   r ob ust   dr oo c o n t r o l .   T he   new   re fer e nce   freque nc is  t h e   o u t p u o f   f uz zy  s yste w i t h   r esp ect  t t w o   in pu t s   o fr eq uenc e rror  ( e rr a nd  i t s   d eriv ati v ( rr de dt ).   T he  m em be r s h i f u nct i on   f or  b o t i npu a n ou tpu t   a re  c onsid ered   t o   wo rk   w i t tria ng u l ar  m embe rsh i p   fu nct i o n.  T he a pp l i e d  rules  a re  as  i n  Tab le  1     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94    I nt  J  P ow   E l e Dr S y st,   Vol.   10,   N o.   1 Mar c 2 0 1 9   :     53   537   53 4     F i gur e   4.   S im ul i n bloc of  f uzz y   l o g i c   c ont r o l l er       Tab l 1.   F uzz y   r ule  base     De r i v a tiv e   of   fre que n c y   e rror ,   ( rr de dt )   F r e que n c y   e r r o r,   ( rr e )    N B NS ZE PS PB NB NB NS ZE ZE NS NS NS NS ZE NS PS ZE ZE ZE ZE ZE ZE PS ZE NS ZE PS PS PB NS PS ZE PS PB     4.   GEN E RA L I Z E MODE OF  S INGL E- PHAS E   I N VE RTER   Th mo d e l   of   s in gl e - ph a s inv e rt e r   u sed   in   t hi wo rk   h as  t wo   i n p u ts,   whi c a r in pu v o l t a g ( v i *)   a nd  out p u c u r r e nt  ( i o ),   a n d   on e   out p u t ,   w h i ch   i s   th e   out put   vol t a g e   o t h i n v e rt e r   ( v o ).   G v   r epr e sents  the  PR   vo l t age  c o nt r o lle r   of  t he  v o lta ge  f ee d b a c l o o p ,   K f   i t h g a in  o t h vo l t a ge  f ee df or w a r d   l o op,   a n d   K c  i s   t h e   ga in o f the   c u r r e nt fe e d back  l oo p.  I th is  m o d el,   t h m o d u l ati o n i n dex of  t he S P W m odu la tor   is assu m e d   t o   b e  1 i.e. u n ity  g ain .  Th e  eq u a t i on  fo r   G v   i give i n   ( 6)     Re 22 2 () 2 s vP cc o Ks GK ss              ( 6 )     The   pr op or ti on al  g a i n,   r esona nt  g a i n,   a n d   c u t o ff  fr eq uenc of   t he  P R   c o n t r o l l er   i r e pr es ente by  K P   K Res  ,  a n d   w c   r e s pe ct ive l y,   a nd   w o   i the   f u nda me n t a l   f r e q u enc y   o the   s y stem .   The   c l os ed- l oo v o lta ge   g a i n,  G   c a n   b e   de r i ve f r o m   F i gur e   usi n the  r e duc tio n b l oc m e tho d .   B se t tin i o   t o be  0 ,   and the   m o del   c a n be  sim p li fie d   t (7) .   B se tti n g   v i t o   0 ,   t h e   mode can  b si m p lif i e t o   ( 8)   t f i nd   t he  o u t p u t   i m p e d an ce   of   t he  i nve r t er         2 () 1 iv f ff f f f c i v KG K G CL s C R C K s K G            ( 7 )     2 () 1 ff ff ff i c f i v Ls R Z LC s R C K K C s K G            ( 8 )           F i gur e   5.   I nver t e r   m odel  w ith  i nsta n t ane o us  c ur r e nt  s ha r i n g   s ch eme  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst     I S S N :   2088- 86 94       D r oo p c o n t r o l te ch n i que  f o r e qua power  sh ar in g i n  isl a nd ed m i c r o g r i d (A . W. N. H u sna)  53 5 5.   S I M U LA T I O N   R E S U L TS   A N D   A NA LY S I In  t hi sec t i o n,  s evera l   M A TLA B/ S I MU LIN K   si m u lat i o n ha ve  b ee ta ke to   i n v es tiga t e   th e   perform ance   o b o t h   c on tro l l e rs’  schem e s.   B ot o f   t he  m e t h o d a r e   u s i n g   the  fre q uenc dro op  so  t ha b o t h   o the   resu l t fro m   bo th   c on tro llers  c a n   b e   e x am ine d   i t h sa me   a na l y s i s.   T he   a na lys i i s   b ase d   o n   t h fre que nc re fe re nce   t h a t   c a p a b l e   i n   ge nera tin the   o u t p ut  o vo lta ge   a n d   c urre n t   a w e ll   a t h e q ua li ty  o loa d   pow e r   s ha rin g   w he a   l o ad  d isturba n c e   o cc urs  in  t h e   p a r al l el-c on n e cted  i nve r t ers.   S yste para me ters  u s ed   a r e  a s   s h ow n   i n  T a b l e  2 .       Tab l 2.  P a r ameter  list   D e s c r i ption  V a lue   Filt e r   I nduc t a n c 1 m H   F ilte r   Re sist a n ce   5 Ω   F i l t er   C ap acit a n c e   2 0 µ F   Ca p a c itor C u rr e n t Gain ( K c 10   No m i n a Fr e que n c ( w o )   314. 15  r a d/s  C u t o f f   F re que n c ( w c 10  Hz   N u m b e r   o P a r a ll e l   C onnec t e d   I nve r t e r  ( n 3   Am p l i f i e r   ( K e 3   DC  L in k   Vo ltag e  ( V DC )   400V   Nu m b er  o f   lo ad  I m p ed a n c e  ( Z L L i ne  Re s ist a n c e   3. 42e -3 Ω L i ne  I nduc t a n c 2. 73µF       The   simu la ti o n   results  o b t a i n e is  d o n us i ng  the  li ne  i m p eda n c va lue s   a show in  T a b l e   2 .   The  fu nc ti o n   o bre a ker   i s   a p p l ie d   i n   t he   s im ula tio t o   m a k i t   eas ier   to  p lu i n   a nd   d isc o n n e c the   i n ver t e r s   an the l o a d s.  The  i n v erter s   c o n fi gura t i o n a nd l o ad  c on d iti o n  a re  s i m ilar  i n   b o t con t ro l m e th ods.   A s  d e p i c t e d   i n  F ig u r e   6 ( a ) ,  t h e  p r o p o s e d   c o n t r o ll e r  i s   a b l e  t o   r e m a i n   at   t h e   r at ed   fre qu en cy   o 50   H aft e loa d   c han g e   a t   1 .7s.  H o w e v er,   t h e   fre q ue nc of  t he  r ob us t   d r oop  be com e u n stab l e   a fter  l oa c h a nge   a t   1.7s  a nd   i ha rem a ine d   o sc i l l a tin more   t h a 50   H z   as  r e q u i re d.  T he   r e s u l o f   t he   f re que nc dev i a t ion   o f   bo th  c o n tro l lers  i s   s how in   F ig u r (b),  i nd icate s   t he   p r o p o s ed   c o n t r oll e i s   a bl in   r ed uci n g   th e   e r ro wh en  the l o a d   c ha ng e   ha p p e n s.   Th co rrel a ti o n   re sul t   o f   an aly s i s   o f   t h e   ou tp ut   v olt a ge   o b o t s y st e m i s   p rese n t e d   i F i gur (a) .   F r om  t he  f i g ure ,   it  can  b e   o b s e r ved  t h a t   t he   v o l t a ge  o t h e   rob us dro o p   c on tro l ler  be co me unsta ble   sta r t i n g   at  t=1. 4s,  whi l e   al l   t h inv e rters  a n lo ad are  d i scon n e ct e d   f ro l i n e   i m peda nce.   I F i gure   (b)  s h o w th e   ou tpu t   c urr e nt  o bot m e th o d s.   L ike w ise ,   t he  o u t p u t   v olta ge t he  r e s u l w i t h o u t   F LC  s how the  insta b i l ity  o the  resp o n se  e spe c ia l l y   a t=1.4 s t h e   cu rre n t   s t i l l   c i rc ul at in   t h e   l i n ev e n   t ho ug h   al l   th i n v e r t e rs   a nd   l o a ds  are   disco nnec t ed from  li ne   i m p e d anc e   A s   s how i n   F ig ure   an F i gure  9,  t he re  w as  a   s i g n i fic a n di ff e r e n ce   b etwe en  b o t c ontro l l er s.   I ca be   s e e n   t h a t   the   re sp o n se   o the   i n verter us i n g   pr e v i o us  r obu st   d ro op   t e c hni qu e   i s   u n s t a b l e,  e sp e c i a ll y   at  t=0. 8s ,   the   r e s u l t   o t h rea c t i ve   p o w er  o i nver t er   3   t ook  0. 1 8 s   t o   r eac h   the   stea d y - s ta te   i c o mpar e d   t 0. 0 3 s   take b y   t he   p rop o se t e c h ni que   t ac h i e v e   t h s t ea dy-s t at e   co n d iti o n F u rt herm ore ,   t h e   a vera ge   o tra n sie n t   respo n se  o t h e   act ive   p o w e i n   F i gure  i s   o b t a i ne d   us i n g   t h prop ose d   c o n tr ol l e be t t er  t han   t h e   re sp o n se   b y   us i n the   robu s t  dr oop  co n t rol l er.         (a)   ( b   F i gure   6.  S im ulat ion  resu l t o f   ( a)  L oad  fre q uenc o f  bo t h c o n t ro ll e r s   t o  a ch i e v e  s t eady - st a t e   at  5 0   Hz    ( b ) F r eque nc y de v i a tio of b o t h c o n t r o l l er Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st, Vol. 10,  N o.  1, Mar c h 2 0 1 9   :     53 0 –  53 7   53 6    (a )   ( b   F i gur e 7.  S i m ulat i on re su l t s o f   o u t pu t c u rre n t of t hre e  pa r all el -conn e c t ed  i n v e rt e r s a n d   lo ad  (a) wi t h   pro pose d   t ec hn iq ue  ( b)  w i t pr evi ous ro bus t dro op  t e c h ni q u e          (a )   (b )     F i gure   8.  S i m ulat ion  resu l t s o f   o u t pu t p o w e r of t hre e  pa r alle l- con n ect ed  i nv ert e rs a n d   lo ad  wi t h  p rop o s ed   te ch n i que  (a )   a cti v p o wer,  P (b)  re active  po wer, Q           (a )   (b )     F i gur e 9.  S i m ulat i on re su l t s o f   o u t pu t p o w e r of t hre e  pa r alle l- c o nnec t e d   i nve rters  and l o a d   w ith  p rev i o u s   rob u st dr oop  te chn i que  ( a)  ac t ive   p o w e r , P  ( b) r eac ti v e  pow er     6.   CONCL U S ION  T h i s   p a p e r   h a s  p r e s e n t e d  a  m o d i f i e d   r o b u s t   d r o o p  c o n t r o l l e r   u s i n g   F LC  i pa ral l el-c o n ne c t e d   in verter s.   I fo cuse d   on  c o n t r o a c tio ta ke n   i n   r em ainin g   t he  freq u enc y   r efere n ce  b y   a ppl y i n g   t he   f re q u enc y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst     I S S N :   2088- 86 94       D r oo p c o n t r o l te ch n i que  f o r e qua power  sh ar in g i n  isl a nd ed m i c r o g r i d (A . W. N. H u sna)  53 7 dro op  me t hod.   A   s i m pl ifi e mode o f   s in g l e - phase   i nver t e r   i us e d  t o   i n v e s t i g a t e   s y s t e m  s t a b i l i t y   i n  t e r m s  o f   ou tpu t  c urre nt and  v o lta ge . The ru l e s  o f F L C a r e t une d t o  de a w i t h  th e  e r r or a nd c h a n g e  of e rror   o f  fr e que nc of  t he  s ys t e m .   A ccor d in g to t h e  r esul t s  a bo v e ,   the pro p o s ed  c on t r o l  st r a t eg y is a ble t o  pro vide  a  sta b l e a n g u l ar   fre que nc f o m i c r ogri d w o rki ng  in  t h e   i s l a n de m ode.  The  l i mi te sc ope   o t h pre v io us  r o b us d r oo con t ro l l er  t ha a n al yze d   w it v o l t age   dr oop  has  bee n   n ot ic ed.   M e a nw h i le the  prop ose d   c on tro l l e has  pro v en   tha t  i is   c apa b l e  of o u tpe rform ing t h e lacks   of t he ro bus t d r o op   c ont rol l er  i p r ovi d i n g   a   smo o t h   a nd   s t a b l e   in   line   res p o n se.   A d d iti ona l l y w i t h   l ess  overs ho o t   i r e s p o n s e   an de p e nd able   i l i ne  p e r turba t i on  sho w   t h a t   t h p r o p o s e d   c o n t r oll e a c hi e v e s   g ood  p e rfo rman c e   i n   s yste res ponse   w i t h  less   circ ula t in c u rrent  as w e ll  a s   bet t er  pow er  s hari ng.       REFE RENCES    [1]   A.  W N.  H u s n a S.   F S i r a j ,   a nd   M Z.   A b   M u in “Mod el i n o f   D C -DC  conv erter  f o sola en ergy  sys t em   a p plic a t ion s ,”   i n   20 12   IEEE  Symp os iu m o n  Comput e r and Infor m a t i c s ,   I S C 2 0 1 2 20 12.   [2]   T.   H o r ni k   and   Q . -C.  Z h o ng,   A   Cu rrent-Co n t r ol   S trat egy   f o V o lt age-S o urce  In vert ers  i n   M ic ro grid Based   on  $H^{\inf t }$  and  R epetiti ve Control , ”  IE EE Tran s .  P o wer  E l e c t r on . ,   vol.   26,   no.   3 p p .   9 43 –9 52,  Mar.   2 01 1.  [3]   P .   T enti,  H K.  M P a redes ,   a n d   P .   M a tt avelli C on serv ati v P o w e T h eo ry,  F r am ework   t o   A pp roach   C on trol   a n d   Acco unt abi l i t y Iss u es in   S m art M i cro g ri d s ,”  I E EE   T r a n s .  Pow e r E l e c t ro n . ,   v o l . 2 6,   n o.  3 pp.   664– 67 3,   M ar.  2011.   [4]   J.  R ocab ert,   G M.  S Azeve d o ,   A Lun a J.  M Gu errero,  J.  I C andela,   and  P.  R odríguez,   Int e llige n Connect ion  Ag ent  f o T h ree-P h as Gri d -Con nect ed  M icro gri d s, ”  I EEE  Tr ans. P o wer   Electron .,   vol.   2 6 ,   no .   10,    pp .   2 993 –3 00 5,  O ct.   2 0 11.   [5]   P .  J i ,   X .   X .  Z h o u ,  a n d  S .   W u ,   R e v i e w   o n  s u s t a i n a b l e   d e v e l o p m e n t   of   i slan microg rid, ”  in   2 011  International  Con f eren ce on  Ad van ced P o wer  Syst em Aut o m a tion  a nd Protect ion 2 0 1 1 , p p.  1 80 6– 18 13 [6]   M .   S .   S a dab a di ,   Q .   S ha f i ee,   a nd   A .   K a rimi ,   P l u g - and-P l ay  V o lta g e   S t a bi lizat io n   in   I n v erter-In terf aced  M icrog r ids  vi Rob u st  C ont rol  Strateg y ,   I E EE  Tran s.  Con t ro l Sy s t . Te c h no l . ,   vol.   2 5 ,   n o.  3 , p p.   7 8 1–7 91 May  20 17.   [7]   A .  W .   N .   H u s n a ,   S .   F .   S i r a j ,  a n d   M .   H .  M a t ,   E f f e c t  o f   l o a d  v a r iat i on s   in   D C-D C   c on vert er,”  i P r o ceedin gs   -   CIM S im  2 011 3 r In te rn a t io na Co nfe r e n c e  o n  Co mp uta tion a l  In t e ll ig e n c e ,  Mod e l ling  an d S i mu la t i o n , 2 01 1.   [8]   N.  B o ttrell,  M P r od anov ic,  and  T.  C Green,  “D ynam i S t ab i lit y   o Microg rid   W i th  a Active  L o a d, ”  IE EE  Trans. Power Elect ron .,   v o l . 28 , n o. 1 1,  pp .   5 1 0 7 5 1 1 9 , Nov 2 0 1 3 .   [9]   M .   A .   R o s l a n ,   M .  S .   A h m a d ,  M .   A .  M .   I s a ,   a n d   N .  H .   A .   R a h m a n ,   Circul ati n g   cu rrent  i p a ral l el  c on nect ed  in verter  s yste m ,   in   2 0 16  IEEE In tern atio nal Conf e r ence o n   Power  an E n er gy  (P ECon) ,   2 01 6 ,   pp.   1 7 2–1 77 [10]   A.   V ijay a ku mari,   A.   T .   Dev a rajan,   a n d   N .   Dev a ra j a n,   Deco up led  con t ro of  g rid  co nn ected   i n v ert e with  dyn am ic  on li ne  g ri im pedan c e   m eas ure m ent s   f or  m icro  g ri app l i c a t ions , ”  Int. J.  El ectr .   P o wer Energy Sys t .,  v o l 6 8 ,     pp .   1 –14 J un.   2015 .   [11]   M .  R .   M i v e h ,  M .   F .   R a h m a t ,  A .   A .   G h a d i m i ,   a n d   M .   W .   M u s t a f a ,   C ontro l   techni qu es  f o r   t h r ee-ph ase  f our-l eg  vo lt age  s o u r ce  in verters   in   a u t on om o u micro g rid s re vi ew,”  R e new.  Sustain. E n er gy Rev . ,   vol.   54,   pp .   1 592 –1 61 0,  201 6.   [12]   N .   H .   A .  W a h a b ,   M .  H .   M a t ,   a n d  M .   A .  R o s l a n ,   A   R e v i e w   o n   O p t i m izat ion   o f   C on trol  S t r ateg o n   P arallel e d   Con n ected  Inv er ters in   an Is l an ded   Microg rid , ”  Adv. Sci.   L e tt . ,   v o l .   23 n o 6 ,   p p.  5 4 06– 54 09 ,   J u n .   20 17 .   [13]   P .  M o n i c a ,  M .   K o w s a l y a ,   a n d   P .  C .   T e j a s w i ,  “ L o a d   s h a r i n g  c o n t r o of   p arallel  op erated   s i n g l e   p h as in vert ers,”   En ergy Pr ocedi a ,   vol.  1 1 7 ,   p p.  6 0 0 –6 06 ,   2 0 1 7 .   [14]   P .   S reek um ar  a n d   V Kh adkikar,   No n l in ear  l o a sh aring   i n   l ow  v ol tag e   m i c ro gri d   u s i ng   n egativ e   vi rtu a harm onic   im p e dance,”  IECON 2 0 1 5  -  41 st An nu .  Conf.  IEEE Ind .  Electr o n . Soc ., no . 1 , pp . 3 35 3 3 3 5 8 , 2 01 5.  [15]   Ins t i t ute  of   Electri cal  a n d   E l e c t ro n i cs   E n g i n eers.  a n d   I E E E - SA  Stand a rd Board. ,   IE EE  guid e   f or  d es ign ,   o perat i on,   and  integra t ion  of   d ist r ibu t ed  r e s o u r c e   i s l a n d  s y s t e m s  w i t h  e l e ct ric  power  systems.  I ns titute  o f   Electri cal  a nd   El ectronics  En g ineers,  20 1 1 .   [16]   Y.  M oh amed   a n d   E F.  E l-S aada n y,  Ad aptive  D ecen trali zed  D roo p   Cont ro l l er  t P r eserv e   P ow er  S hari ng   S tab i lit y   of   P arallel e In v e rt ers  in  D istrib ut ed  G enerat ion  Mi crog rid s ,”  I E E E  T r an s.   Po w e El ect ro n .,   v ol.   2 3 no 6 ,     pp .   2 806 –2 81 6,  N ov .   2 008.  [17]   A.  M Bouzid,  J .   M Guerrero,  A .   C her iti,  M Bo uhamida,  P .   Si c a rd a n M .   B e n g h a n e m “A   s ur v e on   c o n trol  o elect ric  p o w e di s t ributed   g enera t i o n   sy st em f o m i cro g ri ap p l i cat io ns,   Re ne w. Su sta i n .  Ene r g y  Re v .,   v ol .   4 4 ,     pp .   7 51– 76 6,  2015.   [18]   Q.  C Z h o n g ,   Rob u s t   d roo p   c o n trol ler  f o accurat e   p ro po rti onal   l o a d   sh arin am o ng  in verters   o p era t ed   i p a rall e l ,”  IEEE  Trans. Ind .  Elect ron ., v o l .   6 0 , n o.  4,   pp .   12 81 –1 29 0 ,  2 01 3.   [19]   A.  H as a n zadeh O .   C O n ar,  H .   M okh tari,  an A .   K hali gh A   P rop ortio nal-Res o n a n t   C ont ro l l e r-Based   W i r e l ess  Con t rol   St rateg y   W it Redu ced  N u m b e of   S ensors   f o r   P arall e l- O p erated   U P S s,”  I E EE  T r ans.  Po w e r D e l i v .,   v o l 25 ,   n o.  1 p p 468–4 78 ,   J a n 2 010.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.