I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   9 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 8 ,   p p 406 ~ 413   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v 9 . i1 . pp 4 0 6 - 413     406       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   Tes ting o a  S o la r - PV/ Wind  O pera t ed AC - DC  Micro g rid w ith  La bVIE W Contr o ller       Vinu   T ho m a s 1 ,   Siv a pra s a At hi kk a l 2 ,   K u m a ra v el  Su n d a r a m o o rt hy 3 Ash o k   Sa n k a r 4   De p a rt m e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Na ti o n a In stit u te  o f   T e c h n o lo g y   Ca li c u t,   Ca li c u t,   Ke ra la,  In d i a - 6 7 3 6 0 1       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   9 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Dec   2 2 ,   2 0 17   A cc ep ted   J an   9 ,   2 0 18       T h is  p a p e r   d isc u ss e s   a b o u a   L a b V IEW   b a se d   c o n tro ll e f o th e   h y b rid   re n e wa b le  e n e rg y   s y ste m   o p e ra ted   AC - DC   m i c ro g rid   w it h   th e   m a jo r   o b jec ti v e o f i)  p re d ictin g   th e   p o w e g e n e ra ti o n   p o ten t ial  o f   th e   s o lar P a n d   w in d   g e n e ra to rs    ii e ff e c ti v e   p o w e m a n a g e m e n   ii i)  lo a d   sc h e d u li n g   ba se d   o n   t h e   a v a il a b le  p o w e w it h   th e   re n e w a b le  so u rc e a n d   iv g rid /i sla n d i n g   m o d e   o o p e ra ti o n   o f   th e   m icro g rid .   In   o rd e to   p re d ict  th e   o u t p u p o w e o f   w in d   g e n e ra to a n d   s o lar - P V   sy ste m ,   a n   a rti f ic ial  n e u ra n e tw o rk   is  d e v e lo p e d . T h e   lab o ra to ry - sc a le  m o d e o f   th re e   p h a se ,   4 0 0   V,  1 0   k V A   m i c ro g rid   stru c tu re   is  d e v e lo p e d   at   Na ti o n a In sti tu te  o f   T e c h n o lo g y   Ca li c u t,   In d ia.   T h e   d e v e lo p e d   Lab V IEW   b a se d   c o n tr o ll e h a b e e n   tes ted   su c c e ss f u ll y   f o a   re a l - ti m e   lo a d   a n d   so u rc e   in   th e   lab o ra to ry   e n v iro n m e n t.   T e st  re s u lt sh o w   th a th e   d e sig n e d   c o n tro l ler  is  e ff e c ti v e l y   m a n a g in g   th e   o u t p u t   p o w e r   o f   th e   p rim a r y   e n e rg y   so u rc e s u n d e d if fe re n sc e n a rio s.   K ey w o r d :   H y b r id   en er g y   s y s te m   L ab v ie w   Mic r o g r id   R en e w ab le  e n er g y   So lar   p v   W in d   en er g y   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Vin u   T h o m as ,   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Natio n al  I n s tit u te  o f   T ec h n o lo g y   C alic u t ,   C alic u t,  Ker ala,   I n d ia - 673601 .   E m ail:  v i n u 5 7 5 7 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Fo r   th p ast  f e w   d ec ad es,  e f f o r ts   ar m ad to   d ev elo p   a   ze r o - e m i s s io n   elec tr icit y   g en er ati o n   s y s te m   f r o m   clea n   e n er g y   s o u r ce s   s u ch   as  b io m as s ,   s o lar P ( SP V) ,   w i n d ,   s m all - h y d r o   etc. th r o u g h o u t h w o r ld .   Ma tch i n g   t h d iv er s ch ar ac ter is tics   o f   t h r en e w ab le  e n er g y   s o u r ce s   to   w id el y - v ar y i n g   r u r al  n ee d s   is   f ac ilit ated   b y   e m p lo y i n g   t h in teg r ated   en er g y   s y s te m s   w h i ch   ar o f ten   ca lled   as  Hy b r id   E n er g y   S y s te m   ( HE S)   u s i n g   p o w er   elec tr o n ic   co n v er ter s [ 1 4 ] .   HE b ased   o n   w i n d   an d   s o lar   s o u r ce s   ar h i g h l y   u t ilized   to   elec tr if y   v i llag e s ,   p o w er i n g   la m p s   a n d   s m all  ap p lian ce s ,   s m a ll  i n d u s tr ies,  h ea l th   c lin ic s ,   s ch o o a n d   co m m u n it y   ce n tr es.  I n   g en er al,   th in ter m itte n n at u r o f   s o lar   an d   w in d   en er g y   d o   n o m atc h   th ti m e   d is tr ib u tio n   o f   th lo ad   d e m a n d .   A   b etter   w a y   to   r ea lize  th e m er g i n g   p o ten tial  o f   th e s r en e w ab le  s o u r ce s   is   to   tak a   s y s te m at ic  ap p r o ac h ,   w h ic h   v ie w s   lo ca l   co n tr o o f   th e   s o u r ce s   a n d   t h lo ad s   a s   s u b s y s te m   ca lle d   m icr o g r id .     P o w er   elec tr o n ic  co n v er ter s   ar u s ed   a s   p o w er   co n d itio n i n g   d ev ice,   w h ic h   e x t r a cts  en er g y   av ailab le  w it h   th r en e w ab le  s o u r ce s   an d   d eliv er s   to   t h e   lo ad   in   th ap p r o p r iate  f o r m .   Dev elo p m e n o f   a   co n tr o s y s te m   f o r   th ef f ec ti v p o w er   m a n ag e m e n in   t h m icr o g r id   s tr u ct u r is   r ea c h alle n g e.   T h is   p ap er   d is cu s s es   L ab VI E W   b ased   co n t r o ller   f o r   th h y b r id   r en e wab le  en er g y   s y s te m   o p er ated   AC - DC   m icr o g r id   as  f o llo w s L i ter atu r r e v ie w   o f   co n tr o ller s   d ev elo p ed   f o r   H E is   s u m m ar ized   i n   Sect io n   2 .   I n   Sectio n   3 ,   SP V/W in d /B atter y   HE S   in teg r ated   w it h   AC - DC   m icr o g r id   is   d escr ib ed .   Dev elo p m en t   o f   L ab VI E W   b ased   c o n tr o ller   f o r   HE o p er ated   AC - DC   m icr o g r id   is   r ep o r ted   in   Sec tio n   4 .   Sect io n   5   s h o w s   th f ab r icatio n   o f   a   SP V   an d   w i n d   b ased   m icr o g r id   s tr u ctu r an d   also   test   r es u lts   o f   th d ev elo p ed   co n tr o ller   f o r   th m icr o g r id   s tr u ct u r e.   T h is   ar ticle  is   co n cl u d ed   in   Sectio n   6 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr S y s t   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Tes tin g   o f a   S o la r - P V /W in d   O p era ted   A C - DC   Micr o g r id   w i t h   La b V I E W   C o n tr o ller   ( Vi n u   T h o m as )   407   2.   L I T E R AT U RE   R E VI E O F   T H E   CO NT RO L L E R S D E VE L O P E F O H E   tech n o - ec o n o m ic   e v alu a tio n   o f   HE S   f o r   r u r al  ap p licatio n s   h as  b ee n   co n d u cted   i n   [ 5 ] r ea l - t i m e   en er g y   m a n a g e m e n f o r   s in g le  m icr o g r id   s y s te m   t h at  co n s tit u tes  r en e w ab le  g e n er atio n   s y s te m ,   an   en er g y   s to r ag s y s te m ,   an d   an   ag g r eg ated   lo ad   is   p r esen ted   in   [ 6 ] .   A   n o v el   d o u b le - la y er   c o - o r d in ated   co n tr o ap p r o ac h   f o r   m icr o g r id   en er g y   m a n a g e m en i s   p r o p o s ed   in   [ 7 ] .   B ab o li   et   al .   p r o p o s es  an   u p - d o w n   o p er atio n al  m o d el  o f   h y b r id   m icr o g r id   w h ic h   co n s is t s   o f   s y s te m   a n d   d ev ice  lev el.   I n   th s y s te m   le v el,   m ix ed   i n te g er   lin ea r   m o d el  is   s u g g e s ted   to   b alan ce   th g e n er atio n   an d   lo a d   co n s id er in g   t h i n ter co n n ec t io n   o f   A C   a n d   DC   s u b g r id s   f o r   m in i m izin g   to tal  o p er atin g   co s o f   th s y s te m   i n   2 4 - ho u r   p er io d   [ 8 ] A   co n t r o s tr ateg y   f o r   th e   ef f ec tiv e   m icr o g r id   p o w er   m a n ag e m e n u n d er   g r id   co n n ec te d   an d   is la n d ed   m o d es   w as   p r o p o s ed   in   [ 9 ] .   AC - DC   m icr o g r id   s tr u ctu r to   in t eg r ate  d if f er e n v o lta g e - cu r r e n ch ar ac ter is t ic  r en e w ab le  s o u r ce s ,   s to r ag u n it s ,   lo ca l lo ad s ,   an d   u tili t y   g r id s   was   r ep o r ted .   A p p licatio n   o f   g e n etic - e v o l v ed   f u zz y   s y s te m   f o r   m ain te n an ce   s ch ed u li n g   o f   g e n er ati n g   u n its   i s   p r esen ted   in [ 10 ] .   T h p r esen t ed   ap p r o ac h   h as  b ee n   test ed   o n   p r ac tical  T ai w a n   P o w er   s y s te m   t h r o u g h   t h e   u tili t y   d ata.   A n   i n tel lig e n p o w er   m a n a g e m e n s ch e m h as  b ee n   p r o p o s ed   in   [ 11 ]   b a s ed   o n   m u lti - a g en t   s y s te m s   f o r   s tan d - a lo n h y b r id   en er g y   s y s te m .   C o n tr o o f   SP V/d iesel  HE is   p r o p o s ed   in   [ 12 ]   f o r   a   s m al s h ip   i n   co n s id er atio n   o f   t h f l u ctu a tin g   SP p o w er   d u t o   s o lar   r ad iatio n T h ai m   o f   t h co n tr o i s   to   m i n i m ize  t h f u el  co n s u m p t io n   an d   s to r ag ca p ac it y   o f   t h b atter y .   n e w   co n tr o m et h o d   f o r   b atter y   s to r ag e   to   m ain tain   a n   ac ce p tab le  v o lt ag p r o f ile  i n   au to n o m o u s   m i cr o g r id s   w a s   p r o p o s ed   in   [ 13 ] , w h ic h   en s u r es  th a t   th b u s   v o lta g e s   in   th m icr o g r id   ar m ai n tai n ed   d u r in g   d is tu r b an ce s   s u c h   as  lo ad   ch an g e,   lo s s   o f   m icr o - s o u r ce s ,   o r   d is tr ib u ted   g en er at io n s   h it tin g   th e   p o w er   li m it.  Ou tp u p o w er   co n tr o o f   a   s o l ar / w i n d   s tan d - alo n e   s y s te m   is   d is c u s s ed   in   [ 14 ] .   T h co n tr o s y s te m   r eg u late s   t h g en er atio n   o f   w i n d   s u b s y s te m   i n   o r d er   to   s atis f y   j o in tl y   w it h   SP V,   lo ad   an d   b atter y .     s i m p le,   lo w   p o w er   co n tr o l   cir cu it   in ten d ed   to   m an a g t h p o w er   w it h i n   r e m o te  a u to n o m o u s   m icr o s y s te m   h y b r id   p o w er   s u p p ly   i s   p r esen ted   in   [ 15 ] .   C o n tr o s tr ateg ies  f o r   ad o p tin g   d is tr ib u ted   g en er atio n   u n i ts   to   au to n o m o u s   m icr o g r i d   w as   p r o p o s ed   in [ 16 ] I n   ad d itio n   to   th co n tr o o f   ac tiv p o w er   f lo w ,   v o ltag e   r eg u lat io n   a n d   f r eq u e n c y   co n tr o to   th a u to n o m o u s   m ic r o g r id   is   also   d o n b y   t h p r o p o s ed   d is tr ib u ted   g en er atio n   i n ter f ac e.   A   co m p r eh en s iv s u p er v is o r y   co n tr o l   f o r   h y b r id   s y s te m   t h at  co m p r i s es  o f   w i n d   an d   SP g en er atio n ,   b atter y   b a n k   a n d   AC   lo ad   is   d ev elo p ed   b y   Fer n a n d o   et  al . [ 17 ] .   T h o b j ec tiv es  o f   th e   s u p er v i s o r y   co n tr o ar to   s at is f y   t h lo ad   p o w er   d e m a n d ,   to   m ai n tai n   t h s tate  o f   ch ar g o f   t h b atter y   to   p r ev en b lack o u a n d   to   len g t h en   t h lif o f   b atter ies.  T h p r o b lem   o f   ec o n o m ic  an d   s ta b le  p o w er   s h ar i n g   i n   an   a u to n o m o u s   m icr o g r id   in c lu d in g   a   v ar iet y   o f   d is tr ib u te d   en er g y   r eso u r ce s   a n d   w i n d   tu r b in e   g e n er ato r   d is tr ib u ted   en er g y   m an a g e m e n s y s te m   to   co n tr o th e   en er g y   f lo w   i n   t h HE is   p r o p o s ed   b y   T h an aa   et   al . [ 18 ] .   T h is   d is tr ib u ted   co n tr o ller   is   b ased   o n   m u lti - ag e n s y s te m   tec h n o lo g y .       A   n o v el  f u el  ce ll/ u ltra ca p ac it o r /b atter y   p o w er   tr ain   w it h   f u zz y   lo g ic  b ased   en er g y   m an ag e m e n t   s tr ateg y   i s   p r esen ted   b y   Far id   et.   al . [ 19 ] .   Desig n   an d   i m p le m en tatio n   o f   an   e n er g y   m a n a g e m e n s y s te m   w it h   f u zz y   co n tr o o f   D C   m icr o g r id   s y s te m   ar ca r r ied   o u b y   C h en   et   al . [ 2 0 ] .   A   g e n er ali ze d   f o r m u lat io n   f o r   in telli g e n e n er g y   m a n ag e m e n o f   m icr o g r id   i s   p r o p o s ed   u s in g   ar ti f icial   in telli g en ce   tech n iq u e s   j o in tl y   w it h   lin ea r   p r o g r a m m in g   b ased   m u lti - o b j ec tiv o p tim iza tio n   b y   C h ao u ac h i   et   al . [ 21 ]   A   d u al - lo o p   co n tr o ller   f o r   v o ltag s o u r ce   in v er ter   co n tr o is   p r o p o s ed   b y   Kh aled   et   al .   f o r   r eliab le   o p e r atio n   o f   d is tr ib u ted   en er g y   r eso u r ce s   in   s m ar m icr o g r id s   [ 22 ] .       3.   SPV/WI ND/B AT T E RY  H Y B RID  E N E R G SYS T E M   An   SP V/W in d /B atter y   HE i n teg r ated   w i th   AC - DC   m icr o g r id ,   w h ic h   is   o p er ated   in   g r i d   co n n ec ted   an d   au to n o m o u s   m o d e,   is   co n s id er ed   in   t h is   w o r k .   SP a n d   w i n d   g en er ato r   ar e   i n teg r at ed   in to   t h e   D C   g r id   u s i n g   D u al  I n p u DC /DC   co n v er ter   ( DI DC ) [ 23 ] .   T h b atte r y   s to r ag s y s te m   i s   u s ed   as  b ac k u p   in   th HE S   to   s u p p l y   p o w er   to   th p r i m ar y   lo ad   an d   it  is   co n n ec ted   to   DC   m icr o g r id   u s in g   b i d ir ec tio n al  DC / DC   co n v er ter .   B o th   DC   g r id   an d   A C   g r id s   ar in teg r ated   th r o u g h   b id ir ec tio n al  DC / A C   co n v er ter .   I n   th i s   m icr o g r id   s tr u ctu r e,   lo ad   m a n ag e m e n t s y s te m   b ased   o n   p r i o r ity   i s   co n s id er ed   s u ch   a s   th p r im ar y lo ad   ( L o ad   1 ) ,   s ec o n d ar y   lo ad   ( L o ad   2 ) ,   ter tiar y   lo ad   ( L o ad   3 )   an d   d u m p   lo ad s   f o r   d is s ip ati n g   th e x ce s s   en er g y   g en er ated   i n   r en e w ab le  en er g y   s o u r ce s .   Am o n g   t h ese  p r io r it y - b ased   lo ad s ,   p r i m ar y   lo ad   h as   f ir s p r io r it y   to   p r o v id elec tr icit y .   Seco n d ar y   an d   ter tiar y   lo ad s   ar e   th lo ad s   th at  m a y   b tu r n ed   o n   w it h in   s o m ti m p er io d .       4.   L AB VI E B ASE CO NT R O L L E F O H E S O P E R A T E AC - DC   M I CRO G RID   A   co n tr o ller   f o r   th e   h y b r id   r en e w ab le  en er g y   s y s te m   o p er ated   AC - DC   m icr o g r id   i s   d ev el o p ed   w i t h   th m aj o r   o b j ec tiv es  o f i)   p r ed ictin g   th p o w er   g e n er atio n   p o ten tial  o f   t h s o lar P an d   w i n d   g e n er ato r s ,   ii)  ef f ec tiv p o w er   m an a g e m en t,  iii)  lo ad   s ch ed u li n g   i v )   g r id   co n n ec ted /i s lan d i n g   m o d o f   o p er atio n .   Fig u r 1   s h o w s   th e   b lo ck   d ia g r a m   o f   t h p r o p o s ed   co n tr o h ar d w ar d ev elo p ed   f o r   th e   m icr o g r id .   S o lar   r ad iatio n ,   SP Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 8   :   406     4 1 3   408   ce ll  te m p er atu r e,   w i n d   s p ee d ,   v o ltag an d   cu r r en w a v e f o r m s   o f   d if f er e n lo ad s   an d   s tate  o f   ch ar g o f   b atter y   ar ac ce s s ed   th r o u g h   A n a lo g   to   Dig ital   ( A / D)   co n v er ter s   f r o m   th r e s p ec tiv s en s o r s .   T h p o w er   g e n er atio n   p o ten tial  o f   SP a n d   w in d   g e n er ato r s   is   p r ed icted   u s i n g   t r ain ed   A r t if ic ial  Ne u r al  Net wo r k   ( A NN) .   P o w er   m an a g e m e n s tr ateg y   f o r   th HE S ,   w h ic h   h as  b ee n   r ep o r ted   in   [ 24 ] ,   s ch ed u le s   v ar io u s   l o ad s   ac co r d in g   to   d if f er e n m o d es  o f   th e   m icr o g r id .   Ou tp u d er iv ed   f r o m   th e   co n tr o ller   is   g i v en   to   t h co r r esp o n d in g   u n it s   o f   th HE o p er ated   m icr o g r id   th r o u g h   Di g ital  t o   A n a lo g   ( D /A )   co n v er ter s   an d   s i g n a co n d itio n i n g   cir c u its .   Ho w e v er ,   th e   d u al  i n p u D C / DC   co n v er ter   w it h   f u zz y   lo g ic  s c h e m e,   s h o w n   i n   Fi g u r 1   is   n o d i s cu s s ed   i n   th is   p ap er .   I m p le m en ta tio n   o f   th L ab VI E W   b ased   c o n tr o h ar d w ar f o r   th DC - AC   m ic r o g r id   is   th m a i n   f o cu s     o f   th i s   p ap er .           Fig u r 1 .   B lo ck   Diag r a m   o f   P r o p o s ed   C o n tr o l H ar d w ar f o r   M icr o g r id       4 . 1 Da t a   Acquis it io n f o So urce   P o t ent ia l ,   B a t t er y ,   L o a ds   a nd   G rid u s ing   L a b VI E W   Data   A cq u is it io n   ( D A Q)   o f   S P an d   th w i n d   s o u r ce   p o ten tial,  s tatu s   o f   b atter y ,   lo ad s   an d   th g r id   is   d ev elo p ed   in   L ab VI E W   p latf o r m .   D A a s s i s tan ce   b lo ck   in   L ab VI E W   is   p r o g r am m ed   t o   ac ce s s   th g iv e n   in p u t   an alo g   s i g n als   o f   s o lar   r ad iatio n ,   SP ce ll  te m p er atu r e,   w i n d   s p ee d ,   v o lta g a n d   cu r r en w av e f o r m s   o f   d if f er e n lo ad s   a n d   u tili t y   g r i d ,   an d   th s tate  o f   c h ar g o f   b atter y .   An   in p u li m i o f   A / co n v er ter s   o f   th e   m ea s u r e m e n t   u n it   is   s p ec i f ied   as   5 V   f o r   m a x i m u m   an d   0 V   f o r   m i n i m u m   to   m ea s u r t h s i g n al s   s u c h   as  s o lar   r ad iatio n ,   ce ll  tem p er at u r e,   w i n d   s p ee d   etc.   C u r r en tr an s f o r m er s   w ith   t h co n v er s io n   r atio   o f   f iv an d   p o ten tial  tr an s f o r m er s   w it h   t h co n v er s io n   r atio   o f   h u n d r ed   ar u s ed   to   ac ce s s   th lo a d   d em a n d s .   Ov e r all   co n tr o s ch e m o f   t h p r o p o s ed   co n tr o ller   s h o w n   i n   Fi g u r 1   is   d ev elo p ed   in   L ab VI E W   p latf o r m   a n d   th e   d ev elo p ed   f r o n t p an el  o f   t h co n tr o ller   in   L ab VI E W   p latf o r m   is   s h o w n   in   Fig u r 2       5.   F AB RICAT I O AND  T E S T I N G   O F   T H E   L AB O RAT O RY - SCAL E   M O DE L   O F   T H E   H E O P E RAT E M I CRO G R I D   L ab o r ato r y - s ca le  m o d el  o f   th HE o p er ated   m i cr o g r id   s tr u ctu r d ev elo p ed   at   Natio n al  I n s tit u te  o f   T ec h n o lo g y   C alic u ( NI T C )   i s   s h o w n   in   Fi g u r 3 .   HE o p er ated   m icr o g r id   s tr u c tu r c o n s is ts   o f   2 2 0 V,   3 . 5 k W   SP V   an d   2 2 0 V,   5 k W   DC   w in d   g e n er a to r   alo n g   w it h   th b atter y   s to r ag w h ich   c o n tain s   th r ee   s tac k s   w it h   ei g h tee n   b atter ies   o f   1 2 V,   4 2 A h   ca p ac it y   i n   ea c h   s ta ck .   T w o   r en e w ab le  e n er g y   s o u r ce s   ar i n teg r ated   th r o u g h   t h d u al  in p u DC - DC   co n v er ter .   P o w er   av ailab le  in   th DC   b u s   is   d eliv er e d   to   lo ca l   lo ad / g r id   th r o u g h   an   i n v er ter .   T h v o ltag an d   c u r r en t   w a v e f o r m s   o b s er v ed   f r o m   t h v ar io u s   p ar ts   o f   t h m icr o g r id   ar e   s h o w n     in   Fi g u r 4   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr S y s t   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Tes tin g   o f a   S o la r - P V /W in d   O p era ted   A C - DC   Micr o g r id   w i t h   La b V I E W   C o n tr o ller   ( Vi n u   T h o m as )   409   T est in g   o f   th co n tr o ller   in   L ab VI E W   p latf o r m   h as  b ee n   c o n d u cted   f o r   r ea l - ti m lo ad   an d   s o u r ce ,   an d   th tes r esu l ts   ar g i v e n   i n   T ab le  1 .   Vo ltag r an g o f   0 - 5   is   co n s id er ed   w it h   r esp ec t   to   th v ar iatio n   o f   s o lar   r ad iatio n ,   ce ll  tem p er at u r an d   w i n d   v elo cit y .   S ta te  o f   ch ar g o f   t h b atter y   is   also   g i v en   in   0 - 5   r an g e   co r r esp o n d in g   to   th s tate  o f   ch ar g o f   0 - 1 00% .   T h r ee   lo ad s   ar co n s id er ed   as  lo ca lo ad s ,   w h ich   ar e   co n n ec ted   to   t h m icr o g r id   ac co r d in g   to   t h p r io r it y .   T h lo ad   p r o f ile ,   s o lar   r ad iatio n ,   ce ll   te m p er atu r e,   w i n d   v elo cit y   a n d   s tate  o f   c h ar g o f   b atter y   co n s id er ed   f o r   th p er f o r m a n ce   ev al u atio n   ar s h o wn   in   Fig u r e   5 to   7           Fig u r 2 .   Fro n P an el  o f   th C o n tr o l Str ateg y   Dev elo p ed   in   L ab VI E W   P latf o r m       L a b V i e w   b a s e d   c o n t r o l l e r B a t t e r y   B a n k 5   k W   w i n d   g e n e r a t o r 3 . 5   k W   S P V   a r r a y G r i d   I n t e r f a c e   U n i t D u a l   I n p u t   D C - D C   c o n v e r t e r I n v e r t e r     Fig u r 3 L ab o r ato r y   Scale  M o d el  o f   th Mic r o g r id   Dev elo p ed   at  NI T C   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 8   :   406     4 1 3   410           ( a)   So u r ce   1   -   Vo ltag an d   C u r r en t   ( b )   So u r ce   2   -   Vo ltag an d   C u r r en t                   ( c)   I n d u cto r   Vo ltag an d   C u r r en t     ( d )   DC   b u s   Vo ltag a n d   C u r r e n t                 ( d )   Vo ltag an d   C u r r en t o f   B atter y   W h ile  C h ar g i n g   ( e)   Vo ltag an d   C u r r e n t o f   B at ter y   W h ile  Di s ch ar g i n g                 ( f )   Vo ltag at  t h P C C   ( g )   C u r r en t I n j ec ted   in to   Gr id     Fig u r 4 Vo ltag an d   C u r r en t   W av ef o r m   o f   th L ab   Scale  M icr o g r id   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr S y s t   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Tes tin g   o f a   S o la r - P V /W in d   O p era ted   A C - DC   Micr o g r id   w i t h   La b V I E W   C o n tr o ller   ( Vi n u   T h o m as )   411     T est  r esu lts   s h o w   t h at  th d es ig n ed   co n tr o ller   is   ef f ec ti v el y   m an a g i n g   th p o w er   av ailab l w it h   t h e   SP an d   w i n d   s o u r ce s   u n d er   d if f er en t   s ce n ar io s .   L o ad s   ar s ch ed u led   ap p r o p r iately   b y   th co n tr o ller   w it h   r esp ec to   th s ta tu s   o f   r e n e wab le  s o u r ce s ,   b atter y   a n d   u t ilit y   g r id .   D u r in g   t h i s lan d ed   m o d o f   o p er atio n   o f   th m icr o g r id ,   d u m p   lo ad   is   u s ed   ef f ec ti v el y   b y   t h co n tr o ller .   Mo d es  o f   o p er atio n   o f   th m icr o g r id   ar s elec ted   w i th   r esp ec to   th s t atu s   o f   t h g r id   an d   co n tr o s i g n al  f o r   th s tatic  s w itc h   is   g e n er ated   p r o p e r ly   as   g iv e n   i n   T ab le   1 .     E x ce s s   en e r g y   av a ilab le  in   t h SP an d   w i n d   s o u r ce s   is   i n j ec ted   to   t h u ti lit y   g r id .   T h d ev elo p ed   m icr o g r id   s tr u ct u r w it h   t h co n tr o ller   h as  t h f l ex ib ilit y   to   ac co m m o d ate  a n y   n u m b er   o f   s o u r ce s   an d   lo ad s   ac co r d in g   to   th r eq u ir e m e n t.          Fig u r 5 .   L o ad   P r o f iles   C o n s i d er ed   f o r   T h T esti n g   o f   th C o n tr o ller         Fig u r 6 .   So lar   R ad iatio n   an d   C ell  T em p er at u r C o n s id er ed   f o r   th T esti n g   o f   t h C o n tr o ll er         Fig u r 7 .   W in d   v elo cit y   a n d   s t ate  o f   ch ar g co n s id er ed   f o r   th test in g   o f   t h co n tr o ller     0 , 0 1 , 0 2 , 0 3 , 0 4 , 0 5 , 0 6 , 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 L o ad   d em an d   ( k W ) S am p le  in s tan ts Prim ar y   l o ad Seco n d ar y   lo ad T er tiar y   lo ad 0 , 0 0 0 , 2 0 0 , 4 0 0 ,6 0 0 , 8 0 1 , 0 0 1 , 2 0 0 , 0 1 0 , 0 2 0 , 0 3 0 , 0 4 0 , 0 5 0 , 0 6 0 , 0 7 0 , 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 So lar   r ad iatio n   ( k W /m 2 ) C ell  tem p ar atu r ( ˚ C ) Sam p le  in s tan ts T em p er atu r e So lar   r ad ia. - 0 ,2 0 ,1 0 ,4 0 ,7 1 0 4 8 12 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 State  o f   ch ar g o f   b atter y W in d   v elo city     ( m /s ) Sam p le  in s tan ts win d   s p ee d SO C Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :2 0 8 8 - 8 694     I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr i S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 1 8   :   406     4 1 3   412   T ab le  1 .   P er f o r m a n ce   o f   t h D ev elo p ed   C o n tr o ller   in   t h L ab o r ato r y   E n v ir o n m en t                                           6.   CO NCLU SI O N     L ab VI E W   b ased   co n tr o ller   f o r   th h y b r id   r en e w ab le  e n er g y   s y s te m   o p er ated   AC - DC   m icr o g r id   is   p r esen ted   in   th i s   p ap er A   co n tr o s tr ateg y   is   d e v elo p ed   f o r   t h ef f icie n u t ilizatio n   o f   SP an d   w i n d   s o u r ce s   co n n ec ted   to   th e   m icr o g r id .   f ee d   f o r w ar d   A NN   is   u s ed   to   p r ed ict  th o u tp u t   p o w er   o f   t h SP an d   w i n d   g en er ato r s .   L ab o r ato r y   s ca le   m o d el   o f   th e   m icr o g r id   h a s   b ee n   s et   u p .   co n tr o l   s tr ateg y   f o r   t h e f f ec ti v e   p o w er   m a n a g e m e n o f   t h H E o p er ated   m icr o g r id   i s   i m p le m en ted   i n   t h L ab VI E W   p latf o r m   a n d   test ed   s u cc e s s f u ll y   f o r   t h p r ac tical   lo ad   an d   s o u r ce   d ata.   T est   r esu lt s   p r o v t h at  th SP an d   w i n d   s o u r ce s   in te g r ated   in   th e   m icr o g r id   al o n g   w ith   t h b atter y   s to r ag e   ar e   u s ed   e f f ec ti v el y   b y   t h co n tr o ller .   Dev elo p ed   co n tr o ller   f o r   m icr o g r id   ca n   b ap p lied   to   m ee t h lar g e   d em an d   o f   i n d u s tr y /co m m u n it y   l o ad s   f o r   i m p r o v i n g   th r eliab ilit y   a n d   r ed u ci n g   t h e   en er g y   co s t o f   t h HE S .       RE F E R E NC E S   [1 ]   M a tsu o   H,  L in   W ,   Ku r o k a w a   F ,   S h ig e m izu   T ,   W a tan a b e   N.  Ch a ra c teristics   o f   th e   m u lt ip le - in p u D C - DC  c o n v e rter.   IEE T ra n s In d   E lec tro n .   I EE E 2 0 0 4 ; 5 1 ( 3 ):6 2 5 3 1 .   [2 ]   S u n d a ra m o o rth y   K,  S a n k a A .   P e rf o rm a n c e   Ev a lu a ti o n   o f   a   Co n tr o S trate g y   De v e lo p e d   f o a   Hy b rid   En e rg y   S y st e m   In teg ra ted   in   DC - A M icro g rid s.  El e c tr P o we r Co mp o n e n t s S y st .   2 0 1 4 ;4 2 (1 5 ): 1 7 6 2 7 0 .   [3 ]   Ku m a r   L ,   Ja in   S .   M u lt ip le - i n p u DC/DC  c o n v e rter  to p o lo g y   f o h y b rid   e n e rg y   s y ste m .   IET   Po we El e c tro n .   IET 2 0 1 3 ; 6 (8 ): 1 4 8 3 5 0 1 .     [4 ]   S iv a p ra sa d   A ,   G u ru k u m a G ,   Ku m a r a v e l   S ,   A sh o k   S .   A   Du a In p u DC - DC  Co n v e rter  f o r   H y b rid   En e rg y   In teg ra ti o n .   I n J   Po we r E lec tro n   Dr ive   S y st .   2 0 1 7 ; 8 (1 ): 8 1 9 2 .     [5 ]   G h e irat m a n d   A ,   E ff a tn e jad   R,   He d a y a ti   M .   T e c h n ica a n d   Eco n o m ic   Ev a lu a ti o n   o f   H y b rid   w in d   P V   Ba tt e ry   S y st e m f o Off - G rid   A re a s u sin g   HO M ER  S o f tw a re .   In J   Po we El e c tro n   Dr ive   S y st .   2 0 1 6 ; 7 (1 ): 1 3 4 4 3 .     [6 ]   Ra h b a K,  X u   J,  Zh a n g   R.   Re a l - T i m e   En e rg y   S to ra g e   M a n a g e m e n f o Re n e w a b le  In te g ra ti o n   in   M icro g rid A n   Off - L in e   Op ti m iza ti o n   A p p ro a c h .   IEE T r a n S ma rt   G rid .   2 0 1 5   Ja n ;6 ( 1 ):1 2 4 3 4 .   [7 ]   Jia n g   Q,  X u e   M ,   G e n g   G .   En e rg y   M a n a g e m e n o f   M icro g rid   in   G rid - Co n n e c ted   a n d   S tan d - A lo n e   M o d e s.  IEE T ra n s P o we r S y st .   2 0 1 3   A u g ;2 8 ( 3 ):3 3 8 0 9 .     [8 ]   Ba b o li   P T ,   S h a h p a ra sti  M ,   M o g h a d d a m   M P ,   Ha g h if a m   M R,   M o h a m a d ian   M .   En e rg y   m a n a g e m e n a n d   o p e ra ti o n   m o d e ll in g   o f   h y b rid   A C - DC  m icr o g rid .   Ge n e r T r a n sm   Distrib   IET .   2 0 1 4 ; 8 (1 0 ): 1 7 0 0 1 1 .   [9 ]   S u n d a ra m o o rth y   K,  S a n k a A .   P e rf o rm a n c e   Ev a lu a ti o n   o f   a   Co n tr o S trate g y   De v e lo p e d   f o a   Hy b rid   En e rg y   S y st e m   In teg ra ted   in   DC - A M icro g rid s.  El e c tr P o we r Co mp o n e n t s S y st.  T a y lo r &   Fra n c is 2 0 1 4 ; 4 2 (1 5 ): 1 7 6 2 7 0 .   [1 0 ]   Hu a n g   S - J.  A   g e n e ti c - e v o lv e d   fu z z y   s y ste m   f o m a in ten a n c e   sc h e d u l in g   o f   g e n e ra ti n g   u n it s.   In t   El e c tr  P o w e En e rg y   S y st.  El se v ier 1 9 9 8 ; 2 0 ( 3 ) :1 9 1 5 .     [1 1 ]   S a m BS .   A n   In telli g e n P o w e M a n a g e m e n In v e sti g a ti o n   f o S tan d -   A lo n e   H y b rid   S y ste m   Us i n g   S h o rt - T im e   En e rg y   S to ra g e .   In J   P o we r E lec tro n   Dr ive   S y st .   2 0 1 7 ;8 ( 1 ):3 6 7 7 5 .     [1 2 ]   P a rk   J - S ,   Ka tag T ,   Ya m a m o to   S ,   Ha sh i m o to   T .   Op e ra ti o n   c o n tro o f   p h o to v o l taic /d ies e h y b rid   g e n e ra ti n g   s y ste m   c o n sid e ri n g   f lu c tu a ti o n   o f   so lar ra d iatio n .   S o l   e n e rg y   M a ter   S o c e ll s.  El se v ier 2 0 0 1 ; 6 7 ( 1 ):5 3 5 4 2 .   [1 3 ]   M a ju m d e R,   Ch a k ra b a rti   S ,   L e d w ich   G ,   G h o sh   A .   A d v a n c e d   b a t ter y   sto ra g e   c o n tro f o a n   a u to n o m o u m icro g rid .   El e c tr P o we r Co mp o n e n ts S y st.  T a y lo r &   Fra n c is 2 0 1 3 ; 4 1 ( 2 ):1 5 7 8 1 .     S t a t i c     sw i t c h   Op e r a t i n g     t i m e   P P V       ( k W )   P W i n d   ( k W )   B a t t e r y   Gri d     st a t u s   L o a d   1   L o a d   2   L o a d   3   D u m p   L o a d   O p e n   O ff - p e a k   1 . 9 5   3 . 1 6   C h a r g i n g   O F F   ON   ON   ON   ON   O p e n   O ff - p e a k   0 . 2 4   0 . 8 8   C h a r g i n g   O F F   ON   O F F   O F F   O F F   O p e n   P e a k   0 . 0 1   2 . 7 2   C h a r g i n g   O F F   ON   ON   O F F   O F F   O p e n   O ff - p e a k   2 . 2 9   4 . 7 1   F l o a t i n g   O F F   ON   ON   ON   ON   O p e n   P e a k   0 . 2 1   0 . 7 9   D i sch a r g i n g   O F F   ON   O F F   O F F   O F F   O p e n   O ff - p e a k   2 . 7 2   0 . 4 2   C h a r g i n g   O F F   ON   ON   O F F   ON   C l o se d   O ff - p e a k   2 . 6 0   0 . 0 5   F l o a t i n g   D r a w i n g   ON   ON   ON   O F F   C l o se d   O ff - p e a k   0 . 2 4   1 . 4 3   C h a r g i n g   D r a w i n g   ON   ON   O   N   O F F   C l o se d   O ff - p e a k   2 . 0 5   2 . 0 1   F l o a t i n g   I n j e c t i n g   ON   O F F   O F F   O F F   C l o se d   O ff - p e a k   0 . 0 8   1 . 7 6   F l o a t i n g   D r a w i n g   ON   ON   ON   O F F   C l o se d   P e a k   0 . 7 7   4 . 8 6   F l o a t i n g   I n j e c t i n g   ON   ON   ON   O F F   C l o se d   O ff - p e a k   0 . 0 0   0 . 1 8   F l o a t i n g   D r a w i n g   ON   ON   ON   O F F   C l o se d   O ff - p e a k   0 . 0 0   0 . 0 0   F l o a t i n g   D r a w i n g   ON   O F F   O F F   O F F   C l o se d   O ff - p e a k   0 . 9 8   4 . 3 5   F l o a t i n g   I n j e c t i n g   ON   ON   O F F   O F F   O p e n   P e a k   0 . 0 8   1 . 7 6   C h a r g i n g   O F F   ON   O F F   O F F   O FF   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w er   E lectr o n   &   Dr S y s t   I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Tes tin g   o f a   S o la r - P V /W in d   O p era ted   A C - DC   Micr o g r id   w i t h   La b V I E W   C o n tr o ller   ( Vi n u   T h o m as )   413   [1 4 ]   V a len c iag a   F ,   P u les to n   P F ,   Ba tt a io tt o   P E.   P o w e c o n tro o f   a   so lar/w in d   g e n e ra ti o n   sy ste m   w it h o u w in d   m e a su re m e n t:   A   p a ss iv it y /sli d in g   m o d e   a p p ro a c h .   IE EE   T r a n s E n e rg y   Co n v e rs .   IEE E;   2 0 0 3 ; 1 8 ( 4 ):5 0 1 7 .     [1 5 ]   Be n n e tt   DA ,   S e lf rid g e   RH,  H a rb   JN ,   Co m e D T .   A   c o n tro c ircu i f o a   m icro se n so h y b rid   p o w e su p p ly .   IEE T ra n s I n d   El e c tro n .   IEE E ;   2 0 0 4 ;5 1 (1 ): 7 4 8 0 .     [1 6 ]   M o sta f a   A ,   M a re I,   S o li m a n   M H.  Co o rd i n a ted   v o lt a g e   a n d   f re q u e n c y   c o n tro l   o f   in v e rter  b a se d   d istri b u te d   g e n e ra ti o n   a n d   d istr ib u ted   e n e rg y   sto ra g e   s y ste m   f o a u to n o m o u m icro g rid s.  In J   El e c tr  Po we Co mp o n   S y st 2 0 1 3 ; 4 1 ( 4 ):   383 4 0 0 .     [1 7 ]   V a len c iag a   F ,   P u les to n   P F .   S u p e rv iso c o n tro f o a   sta n d - a lo n e   h y b rid   g e n e ra ti o n   s y st e m   u sin g   w in d   a n d   p h o to v o lt a ic en e rg y .   IEE T ra n e n e rg y   Co n v e rs .   IEE E ;   2 0 0 5 ;2 0 (2 ):3 9 8 4 0 5 .     [1 8 ]   T h a n a a   F ,   Esk a n d e M N,  El - Ha g r y   M T .   En e rg y   f lo w   a n d   m a n a g e m e n o a   h y b rid   w in d /P V /f u e c e ll   g e n e ra ti o n   s y ste m .   En e rg y   Co n v e rs   M a n a g .   El se v ier 2 0 0 6 ;4 7 (9 ) :1 2 6 4 8 0 .     [1 9 ]   Ka ti ra e F ,   Ira v a n R,   Ha tzia rg y r io u   N,  Dim e a A .   M icro g rid m a n a g e m e n t.   IEE E   Po we a n d   E n e rg y   M a g a zi n e 2 0 0 8 ; 6 (3 ): 5 4 6 5 .     [2 0 ]   Ch e n   YK ,   W u   YC,  S o n g   CC,  C h e n   YS.   De sig n   a n d   Im p lem e n tatio n   o f   En e rg y   M a n a g e m e n S y st e m   W it h   F u z z y   Co n tr o f o DC M icr o g rid   S y ste m s.  IEE T r a n s P o we r E lec tro n .   2 0 1 3   A p r;2 8 ( 4 ):1 5 6 3 7 0 .     [2 1 ]   Ch a o u a c h i   A ,   Ka m e RM ,   A n d o u lsi  R,   Na g a sa k a   K.  M u lt io b jec ti v e   In telli g e n E n e rg y   M a n a g e m e n f o a   M icro g rid .   I EE T r a n s I n d   El e c tro n .   2 0 1 3   A p r;6 0 ( 4 ):1 6 8 8 9 9 .     [2 2 ]   A b o - Al - Ez  KM,   El a i w   A ,   X ia  X.  A   d u a l - lo o p   m o d e p re d ictiv e   v o lt a g e   c o n tro l/ sli d in g - m o d e   c u rre n c o n tr o f o r   v o lt a g e   so u rc e   in v e rter   o p e ra ti o n   in   sm a rt  m icro g rid s.  El e c t r   Po we Co mp o n e n ts  S y st.  T a y l o &   Fra n c is 2 0 1 4 ; 4 2 ( 3 4 ):3 4 8 6 0 .     [2 3 ]   S h iy a P R,   Ku m a ra v e S ,   A sh o k   S .   F u z z y   c o n tro ll e d   d u a in p u DC/DC  c o n v e rter  f o so lar - P V/w in d   h y b rid   e n e rg y   s y ste m .   In El e c tri c a l,   El e c tro n i c a n d   Co m p u ter  S c ien c e   (S C EE CS ),   2 0 1 2   IE EE   S tu d e n ts’  Co n fer e n c e   o n .     2 0 1 2 .   p .   1 5.   [2 4 ]   Ku m a r a v e l   S ,   A sh o k   S .   Op ti m a p o w e m a n a g e m e n c o n tro ll e f o a   sta n d - a lo n e   so lar  P V /w in d /b a tt e ry   h y b rid   e n e rg y   s y ste m .   En e rg y   S o u rc e s,  P a rt  A   Re c o v e Util   En v iro n   Ef f .   T a y lo r &   Fra n c is 2 0 1 5 ; 3 7 ( 4 ):4 0 7 1 5 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.