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 .   2 J u n e   201 8 ,   p p .   602 ~ 6 0 9   I SS N:  2088 - 8 694 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v 9 . i 2 . pp 6 0 2 - 609           602       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   N o v el  L ine   C ur rent  C o ntrol  S trategy  t o   C o ntrol  th R ea P o w er  F lo w  at P CC  U sing   H - brid g I nv erte r       Q u s a y   Sa le m 1 J ia n Xie 2   In stit u te  o f   En e rg y   Co n v e rsio n   a n d   S t o ra g e ,   Un iv e rsit y   o f   Ul m G e r m a n y       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   1 7 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Feb   2 2 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   A p r   3 ,   2 0 1 8       T h is  p a p e p re se n ts  t h e   p o w e f l o w   c o n tro b e tw e e n   th e   m a in   g ri d   a n d   th e   m icro g rid   in   lo w - v o lt a g e   d istri b u ti o n   n e tw o rk   u sin g   H - b rid g e   in v e rter.  Co n tr o ll i n g   th e   re a p o w e f lo in   th e   li n e   u si n g   th e   H - b rid g e   in v e rter  is  in v e stig a ted   b y   i m p le m e n ti n g   th e   li n e   c u rre n c o n tr o stra teg y .   T h e   f e a sib il it y   o f   th e   p r o p o se d   H - b r id g e   in v e rt e a n d   i ts  c o n tro l   stra teg y   is  v a li d a ted   b y   v a r y in g   th e   li n e   c u rre n re f e re n c e .   He n c e ,   t h e   H - b ri d g e   in v e rter  w il o p e ra te  in   it i n d u c ti v e   o c a p a c it iv e   o p e ra ti o n   m o d e   d e p e n d i n g   o n   th e   re fe re n c e   c u rre n v a lu e   a n d   th e   o u t p u o f   th e   P c o n tr o ll e i n   t h e   c o n tro l   u n i t .   T h e   c o n tro stra teg y   o th e   m icro g rid   d istri b u ted   g e n e ra to rs  h a a lso   b e e n   in v e stig a ted   in   w h ich   P / V   d r o o p   c h a ra c teristics   is  a p p li e d   t o   t h e   p o w e c o n tro o f   e a c h   D in   th e   m ic ro g rid .   T h e   e ffe c ti v e n e s o th e   p ro p o se d   a p p ro a c h e s is  v a li d a ted   th r o u g h   si m u latio n s.   K ey w o r d :   H - b r id g i n v er ter     L i n cu r r en t c o n tr o l stra teg y   P /V  d r o o p   c o n tr o l   Mic r o g r id   Dis tr ib u tio n   n et w o r k   Co p y rig h ©   201 8   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Qu s a y   Sale m ,     I n s tit u te  o f   E n er g y   C o n v er s io n   an d   Sto r ag e ,   Un i v er s it y   o f   Ul m ,   A lb er t - E in s tei n - A llee  4 7 ,   8 9 0 8 1 ,   Ulm Ger m an y .   E m ail: q u s a y . s ale m @ u n i - u l m . d e       1.   I NT RO D UCT I O N     C en tr alize d   co n tr o m et h o d s   h av b ee n   w id el y   ap p lied   to   co n tr o th p o w er   an d   v o ltag at   P C C   [ 1 ] Ho w e v er ,   tech n ical  c h alle n g e s   ar ex p ec ted   to   b e n co u n te r ed   b y   u s i n g   t h ce n tr alize d   s ch e m e s .   A   co m p lex   co m m u n icatio n   n et w o r k   i s   n e ed ed   to   c o llect  th w h o le  d ata  an d   th ce n tr al  co o r d in ato r   h as  to   p r o ce s s   all  th e   in f o r m at io n   w it h o u a n y   f ail u r e.   Oth er w i s e,   th e   w h o le  s y s te m   w il f ail  [ 2 ] .   W ith   t h r ap id   d ev elo p m en t   o f   t h e   d is tr ib u ted   g e n er ato r s   p en etr a tio n   i n to   t h d is tr ib u tio n   n et w o r k ,   co n tr o llin g   t h p o w er   ex ch a n g b ased   o n   d ec en tr alize d   m a n n er   th r o u g h   P C C   b et w ee n   th e   u ti lit y   g r id   a n d   m icr o g r id   is   n ee d ed   [3 - 4] .   T h er ef o r e,   in   th i s   p ap er ,   th is   p o w er   ex c h a n g e   i s   co n tr o lled   b y   m ea n s   o f   tr a n s f o r m er les s   H - b r id g in v er t er .   C o n tr o lli n g   th e   p o w er   f lo w   at  P C C   h as  b ee n   d o n in   th e   tr an s m is s io n   o r   d i s tr ib u tio n   n e t w o r k   b y   u s i n g   s er ies  co m p en s ato r s .   T h o s co m p en s ato r s   ar m o s tl y   b ased   o n   m u ltil e v el  o r   ca s ca d ed   H - b r id g in v er ter s   [5 - 8] .   So   th at,   in   th is   w o r k ,   th p o w er   f lo w   b et w ee n   th u tili t y   o r   m ai n   g r id   an d   th m icr o g r id   h as  b ee n   in v esti g ated   b y   in s talli n g   n o n - ca s ca d ed   H - b r id g i n v er t er   at  P C C .   T h p o w er   f lo w   c o n tr o b et w ee n   b o th   n et w o r k s   ca n   b ac h iev ed   b y   co n tr o llin g   eit h er   th r ea p o w er   at  P C C ,   th e   in v er ter   r ea ctiv p o w er ,   o r   th li n cu r r en t.  A   f e w   r esear c h e s   h av e   b ee n   co n d u cted   o n   t h lin c u r r en c o n tr o b et w ee n   th t w o   n et w o r k s   [9 - 10] .   Hen ce ,   th e   r ea p o w e r   co n tr o in   th i s   r esear ch   h as  b ee n   d o n b y   co n tr o lli n g   th e   lin cu r r en at  P C C .   T h d i s tr ib u ted   co n tr o o f   m icr o g r id s   ar m o s tl y   d ep en d en o n   th co n v e n tio n al  f r eq u e n c y   d r o o p   f o r   ac tiv p o w er   an d   v o ltag d r o o p   f o r   r ea ctiv p o w er   [ 1 1 - 14] .   Ho w ev er ,   in   lo w   v o ltag e   d is tr ib u t io n   n e t w o r k ,   t h li n es   ar u s u all y   r esi s ti v w it h   h ig h   r atio   o f         .   Hen ce ,   th m icr o g r id   p o w er   co n tr o i n   th i s   w o r k   is   d ep en d en o n           d r o o p   co n tr o b et w ee n   th ac ti v p o w er   a n d   th R M S v o lta g o f   e v er y   DG  u n i t.   I n   s u m m ar y ,   th e   P C C   p o w er   f lo w   co n tr o ller   i s   co n s id er ed   as   tr an s f o r m er le s s   H - b r id g in v er ter   co n n ec ted   b et w ee n   th m ain   g r id   an d   m icr o g r id .   T h lin c u r r en co n tr o s tr ateg y   is   d esc r ib ed   an d   p r o p o s ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       A   N o ve l Lin C u r r en t Co n tr o S tr a teg to   C o n tr o l th R ea l P o w er F lo w   a t P C C   U s in g   ( Qu s a S a lem )   603   to   b a p p lied   o n   th H - b r id g in v er ter   co n tr o u n it.  T h m ic r o g r id   o p e r atio n   an d   co n tr o w it h   t h         d r o o p   co n tr o m et h o d   h a s   also   b ee n   d escr ib ed .   T w o   ca s es  h a v b e en   co n s id er ed ,   th f ir s ca s i s   w h e n   t h to tal  r ea p o w er   at  P C C   i s   g r ea ter   t h an   th u tili t y   lo ad   d e m a n d   an d   t h s ec o n d   ca s is   w h e n   t h u til it y   lo ad   d e m a n d   is   g r ea ter   th a n   th to tal  g en er ate d   r ea l p o w er .       2.   L I N E   CURR E N T   CO NT RO L   ST RAT E G Y   I n   th i s   co n tr o s tr ateg y ,   th r e f er en ce   v alu o f   ac h ie v i n g   t h p o w er   f lo w   w i ll  b r ef er en ce   cu r r en t   s p ec if ied   b y   th e   g r id   o r   s y s te m   o p er ato r   r ath er   th a n   i n j ec ti n g   r ef er en ce   r ea o r   r ea ctiv p o w er   in to   th lin e.   I t’ s   w o r t h   n o tin g   th at   th e   m ag n it u d o f   t h r e f er en ce   cu r r en t   p r o v id ed   b y   th e   g r id   o p er ato r   w o u ld   o n l y   co n tr o th H - b r id g in v e r ter   o p er atio n   eith er   ca p ac iti v o r   in d u ct iv e.   I n   o th er   w o r d s ,   th v alu e   o f   th li n cu r r e n t   m ag n it u d w ill  n o f o llo w   o r   b th s a m as  t h r ef er en ce   c u r r en v alu e.   T h r ef er en ce   c u r r en is   r esp o n s ib l e   o n l y   o f   i n j ec tin g   eit h er   ca p ac itiv o r   in d u cti v s er i e s   v o lta g in to   th li n b y   v ar y i n g   t h m o d u latio n   in d e x .   T h H - b r id g e   co n tr o l is  s y n c h r o n ized   w it h   t h li n c u r r en t b y   u s i n g   p h ase  lo c k ed   lo o p .   B esid es,  th i n j ec ted   v o ltag th r o u g h   th lin is            )   p h ase  s h i f ted   d ep en d in g   o n   t h P I   co n tr o ller   o u tp u eith er   p o s itiv o r   n eg at iv e   T h lin c u r r en t   m a g n it u d is   co m p ar ed   w it h   th e   r ef er en ce   c u r r en a s s i g n ed   b y   th e   g r id   o p er ato r   an d   u s i n g   P I   co n tr o ller ,   th r ef er e n ce   q u ad r atu r v o lta g is   g e n er ated .   Mo r e o v er ,   b y   d iv id i n g   th m ea s u r ed   DC   lin k   v o lta g o v er   t h r ef er e n ce   q u ad r atu r v o lta g e,   th e n   t h m o d u latio n   i n d ex   o f   t h i n j ec ted   q u ad r atu r e   v o ltag                 is   ass ig n ed .   T h r ef er en ce   v alu o f   th DC   li n k   v o ltag is   co m p ar ed   w ith   t h e   m ea s u r ed   v alu o f   t h ca p ac ito r   v o ltag e ,   an d   th e n   th er r o r   is   p ass ed   th r o u g h   P I   co n tr o ller   s o   th at  t h in - p h ase  p ar o f   th in j ec ted   v o ltag                 is   g en er at ed .   T o   m ai n tai n   t h v o ltag a m p lit u d o f   th in - p h a s in j ec t ed   v o ltag w it h i n   its   ap p r o p r iate  r an g e,   li m iter   w ith   b o u n d ar ies                    is   ap p lied .   T h o v er all  co n tr o s tr ateg y   is   s h o w n   in   F ig u r 1 .           Fig u r 1 .   L in c u r r en t c o n tr o l stra teg y       3.   DG   CO N T RO L   S T RA T E G Y   I n   s i n g le  p h ase  p o w er   s y s te m s ,   g e n er atin g   t h s ec o n d ar y   o r th o g o n al  p h ase  i s   q u ite  c h all en g i n g .   s ec o n d   o r d er   g en er alize d   in te g r ato r   ( SOGI )   is   ap p lied   to   o b tain   th f ic titi o u s   p h a s s o   a s   to   f o r m   v ir t u al   t w o - p h a s s y s te m   i n   wh ic h       is   th e   f u n d a m e n tal   a n g u lar   f r eq u en c y ,   a n d   k   i s   th e   d a m p i n g   f ac to r .   A cc o r d in g   to   th s elec ted   d a m p i n g   f ac to r ,   th p er f o r m a n ce   ca n   b i m p r o v ed   u n d er   d is to r ted   g r id   v o lt ag es  i n   ad d itio n   to   th f ilter i n g   f ea t u r e   th at  ca n   b o b tain ed   [ 1 5 ] .   Fro m   Fi g u r 2   ( a) ,   th ch ar ac ter is tic  tr an s f er   f u n ctio n   o f   t h e   SOGI   is   s tated   as :                                                                                    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   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n e   2 0 1 8   :   602     609   604                                                                                       T h en   th f o llo w i n g   o r th o g o n al  t w o - p h ase  s y s te m   is   o b tai n ed   w i th o u co n s id er in g   t h h ar m o n ic  co n ten t o f   th c u r r en t a n d   v o lt ag e:                                                                                                                                                           I n   lo w   v o lta g d is tr ib u tio n   n et w o r k ,   t h v o ltag e   d ep en d s   m ai n l y   o n   t h r ea l   p o w er .   S o   th at,   th e   f o llo w in g   eq u at io n   is   ap p lied   f o r   ev er y   D co n tr o l stra teg y :                                                     W h er e,       is   r ef er en ce   r ea p o w e r ,         is   th in itia r ea p o w er ,         is   th d r o o p   g ain ,       is   th m ea s u r ed   r m s   v o ltag o f   e v er y   D G,         is   t h in i tial r m s   v o lta g e.   Fig u r 2   ( b )   d e p ict  th p o w er   co n tr o an d   cu r r en co n tr o lo o p s   o f   ev er y   DG  u n it.  I n   t h p o w er   co n t r o lo o p ,   th P /V  d r o o p   co n tr o is   ap p li ed   to   g en er ate  th r e f er en ce   r e al  p o w er   o f   ev er y   DG  w h ile  t h r ea ctiv p o w er   is   ass i g n ed   as  f i x ed   v al u e.   I n   th cu r r en co n tr o lo o p ,   th r ef er en ce   d q   cu r r en co m p o n en ts   ar c o m p ar ed   w it h   th m ea s u r ed   d q   cu r r en co m p o n en t s   an d   b y   u s in g   P I   co n tr o ller s ,   th r e f er en ce   d q   v o lta g co m p o n e n t s   o f   t h e   DG  v o lta g e   is   g e n er ated .   Fi n all y ,   t h s in w av e   s i g n al  o f   th e   DG  v o lta g i s   e s tab lis h ed   b y   in v er s e   d q   tr an s f o r m atio n .           Fig u r 2 Dis tr ib u ted   g e n er ato r   co n tr o l stra teg y       4.   SI M UL AT I O R E S UL T S   T h s i m u latio n   m o d el  o f   th p r o p o s ed   n et w o r k   is   d ep icted   in   Fi g u r 3 .   T h m icr o g r id   co n s is t s   o f   1 0   d is tr ib u ted   g en er ato r s   an d   th e   tr an s f o r m er less   H - b r id g in v er ter   is   lo ca ted   at  P C C   to   co n tr o th r ea p o w er   f lo w .   E v er y   DG  i s   m o d elled   as   co n tr o lled   v o ltag s o u r ce   w h ich   i s   co n tr o lled   b y           d r o o p   ch ar ac ter is tic   an d   th u tili t y   lo ad   is   ass u m e d   to   b r esis tiv e.   T h s i m u lati o n   p ar am e ter s   ar all  g i v e n   in   T a b le  1 .   T h lin es   co n n ec ti n g   th DGs  to   P C C   ar ass u m ed   to   b m o r r esis ti v an d   ea c h   li n h as                len g t h .   T h Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       A   N o ve l Lin C u r r en t Co n tr o S tr a teg to   C o n tr o l th R ea l P o w er F lo w   a t P C C   U s in g   ( Qu s a S a lem )   605   p er f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   H - b r id g in v er ter   is   v alid ated   in   b o th   in d u ct iv an d   ca p ac iti v o p er atio n   m o d es   u s i n g   th li n c u r r en t c o n tr o l s tr ateg y .           Fig u r 3 .   Si m u latio n   m o d el  o f   th p r o p o s ed   n et w o r k       T ab le  1   S im u lat io n   n et w o r k   p ar a m eter s   G r i d   L i n e s   H - b r i d g e   i n v e r t e r   U t i l i t y   L o a d   M i c r o g r i d   D G s                        f                                                                          :   0 . 8 * 0 . 1                 :   0 . 2 6 * 0 . 1                       :   2 0          C           :   0 . 0 1                       :   1 0                    :   1 0 0                                  :                                                                    :   7 3        i n   c a se   1 .         :   1 1 3        i n   c a se   2 .             :   1               : 0 . 1              :   9                :   2               P(           ) :                  Q(           ) :                      4 . 1 .   Ca s 1 :                I n   th i s   ca s e th H - b r id g in v er ter   b eh av es  a s   an   i n d u cti v i m p ed an ce   to   r ed u ce   th r ea p o w e r   ex p o r t   at  P C C   f r o m   t h m icr o g r id   to   th m ai n   g r id   d ep en d in g   o n   th co n tr o lled   lin cu r r e n v alu e.   B ef o r ( <   1   s ) ,   th H - b r id g co n tr o u n i is   b lo ck ed   an d   co n s eq u e n tl y ,   th in j ec ted   v o ltag is   d i s ab led .   A f ter   ( 1   s ) ,   th H - b r id g co n tr o u n it  s tar t s   to   o p er ate  an d   th in j ec ted   v o ltag is   e n ab led ,   r esp ec tiv el y .   T h lin cu r r en i s   co n tr o lled   f r o m   1 7 5   A   to   1 4 0   A   a s   d ep icted   in   Fi g u r 4   ( a) .   Fig u r 4   ( b )   d ep ict  th r ea a n d   r ea ctiv p o w er   o f   th H - b r id g i n v er ter .   T h r ea p o w er   v al u is   ze r o   d u r in g   th in d u cti v o p er atio n   m o d s i n ce   t h a n g le  i s            )   w it h   r esp ec to   th lin cu r r e n t.  T h r ea ctiv p o w er   g en er a t ed   f r o m   t h H - b r id g in v er ter   is   r esu lt  o f   in j ec tin g   s er ies  in d u cti v v o lt ag e.   T h DC   lin k   v o lta g is   r eg u la ted   to   its   r ef er en ce   v alu e   ( 2 0   V)   as  d ep icted   in   Fi g u r 4   ( c) .   Fig u r 4   ( d )   d e m o n s tr ates  t h i n j ec ted   p ea k   to   p ea k   v o lta g w h ich   ap p ea r s   at  th t er m i n als  o f   th H - b r id g e.   I is   clea r l y   s h o w n   th at  t h in j ec ted   v o ltag e   is   ze r o   b ef o r ( t   1   s )   s in ce   th co n tr o u n it  is   d is ab led ,   w h er ea s   a f ter   ( t   1   s ) ,   th e   in j ec ted   v o lta g is   ap p e ar ed   as  2 0   p ea k   to   p ea k .   Fi g u r 4   ( e) - ( f )   d ep ict   th H - b r id g v o lta g m ag n it u d an d   p h ase  a n g le  w i th   r esp ec to   t h li n c u r r en t.  As   d e m o n s tr ated ,   th e   in j ec ted   v o ltag m a g n it u d o f   th H - b r id g is   o s cil latin g   n ea r   th d lin k   v o lta g r ef er en ce .   A ls o ,   th p h a s e   an g le  i s            w it h   r esp ec t to   th li n cu r r en t.   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   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n e   2 0 1 8   :   602     609   606   Fig u r 5   ( a)   s h o w   t h R MS   v o ltag ( o r an g li n e)   a n d   r ea l   p o w er   ( b lu e   li n e)   at   P C C   b ef o r an d   a f ter   th H - b r id g o p er atio n .   T h R MS  v o lta g at  P C C   i s   i n cr e ased   as  r e s u l o f   in j ec ti n g   in d u ctiv e   v o lta g i n to   th li n a n d   t h r ea p o w er   a P C C   i s   co n tr o lled   f r o m                 to   ze r o   as  co n s eq u e n ce   o f   t h b alan ce   b et w ee n   t h to tal  g e n er ated   p o w er   an d   t h u tili t y   lo ad   d e m an d .   T h R MS  v o ltag a n d   r ea p o w er   o f   e v er y   d is tr ib u ted   g e n er ato r   ar d ep i cted   in   Fi g u r 5   ( b ) .   A f ter   ( >   1   s ) ,   i is   clea r l y   s h o w n   t h at  t h R M v o lta g o f   th DG   is   in cr ea s ed   to   v al u w h ic h   s a tis f y   t h P C C   v o lta g i n cr ea s e .   A l s o ,   th r ea p o w er   o f   ev er y   DG   is   d ec r ea s ed   at  ( t   >   1   s )   f r o m                to                as  th eir   R MS  v o lta g e s   ar e   in cr ea s ed .   T h is   v ar iatio n   o f   t h D Gs   r ea p o w er   is   d u to   th e           d r o o p   ch ar ac ter is t ic  b et w ee n   t h g e n er ated   r ea p o w er   a n d   t h R MS  v o lta g o f   ev er y   D u n it.   Mo r eo v er ,   b ec au s o f   t h r esis tiv e   n at u r o f   t h n e t w o r k   a n d   as  t h r ea p o w er   o f   t h u tili t y   lo ad   is   p r o p o r tio n al  to   th PC C   v o lta g e,   th r ea p o w er   o f   th lo ad   is   in cr e ased   f r o m             to           as   s h o w n   i n   F ig u r 5   ( c) .   Fi g u r 5   ( d )   d ep ict  th in j ec ted   v o lta g a n d   th e   li n c u r r en i n   t h i n d u cti v o p er atio n   m o d e.           Fig u r 4 .   P er f o r m a n ce   o f   th H - b r id g i n v er ter   in   t h i n d u ct iv o p er atio n   m o d e             Fig u r 5.   S y s te m   p er f o r m a n ce   b ef o r an d   af ter   th H - b r id g in d u cti v o p er atio n .       4 . 2 .   Ca s 2 :                  I n   th i s   ca s e,   th H - b r id g in v er ter   b eh av es  a s   ca p ac itiv i m p ed an ce   to   r ed u ce   th r ea p o w er   i m p o r t a t P C C   f r o m   t h m ai n   g r id   to   t h m icr o g r id   d ep en d in g   o n   th e   co n tr o lled   li n c u r r en t v al u e.   B ef o r ( <   1   s ) ,   th H - b r id g co n tr o u n i is   b lo ck ed   an d   co n s eq u e n tl y ,   th in j ec ted   v o ltag is   d i s ab led .   A f ter   ( 1   s ) ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       A   N o ve l Lin C u r r en t Co n tr o S tr a teg to   C o n tr o l th R ea l P o w er F lo w   a t P C C   U s in g   ( Qu s a S a lem )   607   th H - b r id g co n tr o u n it  s tar t s   to   o p er ate  an d   th in j ec ted   v o ltag is   e n ab led ,   r e s p ec tiv el y .   T h lin cu r r en i s   co n tr o lled   f r o m   2 0 0   A   to   1 4 5   A   a s   d ep icted   in   Fi g u r 6   ( a) .   Fig u r 6   ( b )   d ep ict  th r ea a n d   r ea ctiv p o w er   o f   th H - b r id g i n v er ter .   T h r e al  p o w er   v a lu i s   ze r o   d u r in g   th ca p ac itiv o p er atio n   m o d s in ce   th a n g le  is            )   w it h   r esp ec to   th lin cu r r e n t.  T h r ea ctiv p o w er   g en er at ed   f r o m   t h H - b r id g in v er ter   is   r esu lt  o f   in j ec tin g   s er ies  ca p ac iti v v o lt ag e.   T h DC   lin k   v o ltag i s   r eg u la ted   to   its   r ef er en ce   v al u ( 2 0   V)   as  d e p icted   in   Fi g u r 6   ( c) .   Fig u r 6   ( d )   d e m o n s t r ates  t h i n j ec ted   p ea k   to   p ea k   v o lta g w h ich   ap p ea r s   at  th ter m i n als  o f   th H - b r id g e.   Fig u r 6   ( e) - ( f )   d ep ict  th H - b r id g v o ltag m ag n i tu d a n d   p h ase  an g le  w i th   r esp ec to   th lin e   cu r r en t.  As  d e m o n s tr ated ,   th e   in j ec ted   v o lta g m a g n it u d o f   t h H - b r id g e   is   ap p r o x i m ate l y   1 7   V.   Als o ,   t h e   p h ase  an g le  i s            w it h   r esp ec t to   th li n cu r r e n t.   Fi g u r 7   ( a)   s h o w   th R MS  v o lta g ( o r an g e   lin e)   an d   r ea l   p o w er   ( b lu lin e)   at  P C C   b ef o r an d   af ter   th H - b r id g o p er atio n .   T h R MS  v o ltag at  P C C   is   d ec r ea s ed   as  r esu lt  o f   in j ec tin g   ca p ac iti v v o ltag in to   th li n an d   t h r ea p o w er   at  P C C   is   co n tr o lled   f r o m                   to   ze r o   as  co n s eq u en ce   o f   th e   b alan ce   b et w ee n   th to tal  g e n er ated   p o w er   a n d   th u ti lit y   lo ad   d em an d .   T h R MS  v o lta g an d   r ea p o w er   o f   ev er y   d is tr ib u ted   g e n er ato r   ar d e p icted   in   Fig u r 7   ( b ) .   Af ter   ( 1   s ) ,   i is   clea r l y   s h o w n   th at   th R M S   v o ltag o f   t h DG  is   d ec r ea s ed   to   v al u w h ich   s ati s f y   t h P C C   v o lta g e   d ec r ea s e .   A ls o ,   th r ea p o w er   o f   ev er y   DG   is   i n cr ea s ed   at  ( >   1   s )   ap p r o x im ate l y   f r o m                t o                 as  th e ir   R M v o ltag e s   ar e   d ec r ea s ed .   T h is   i n cr ea s e   o f   th DG s   r ea p o w er   is   d u e   to   th         d r o o p   ch ar ac ter is tic  b et w ee n   t h g e n er ated   r ea l p o w er   an d   th R M v o ltag o f   ev er y   DG  u n it.   M o r eo v er ,   as  th r ea l   p o w er   o f   th u tili t y   lo ad   is   p r o p o r ti o n al  to   th P C C   v o lta g e,   th r ea p o w er   o f   t h lo a d   is   d ec r ea s ed   f r o m   ap p r o x im a tel y              to              as  s h o w n   i n   Fig u r 7   ( c) .   Fig u r 7   ( d )   d ep ict  th i n j ec ted   v o ltag e   an d   t h e   lin cu r r e n t in   t h ca p ac iti v o p er atio n   m o d e.             Fig u r 6 .   P er f o r m a n ce   o f   th H - b r id g i n v er ter   in   t h ca p ac i tiv o p er atio n   m o d e           Fig u r 7 .   S y s te m   p er f o r m a n ce   b ef o r an d   af ter   th H - b r id g ca p ac itiv o p er atio n .         4 . 3 .   T H o f   t he  P CC  v o lt a g e   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   E lec  &   Dr i   S y s t ,   Vo l.  9 ,   No .   2 J u n e   2 0 1 8   :   602     609   608   I           lo w - v o lta g d is tr ib u tio n   n et w o r k s ,   t h to tal  h ar m o n ic   d is t o r tio n   ( T HD)   lim it   at  P C C   s h o u ld   n o e x ce ed   5 as  s tate d   in   [ 1 6 ] .   T h er ef o r e,   th P C C   v o ltag h as   b ee n   te s ti f ied   r eg a r d in g   t h h ar m o n ic   s p ec tr u m   d u r in g   b o th   ca s e s   ei th er   if   t h H - b r id g i n v er ter   i s   o p er atin g   i n   its   in d u ctiv o p er atio n   m o d o r   its   ca p ac itiv o p er atio n   m o d e.   On ce   t h s er ies  co n v er ter   s t ar ts   to   in j ec in d u ct i v o r   ca p ac itiv v o lta g a t                     ,   th f ir s t h r ee   c y cles  o f   t h P C C   v o lta g is   tak e n   to   m ea s u r th T HD  as  d ep icted   in   Fig u r 8   ( a)   an d   ( b ) .   I is   clea r l y   s h o w n   t h at  t h e   T HD  f ac to r   o f   t h P C C   v o lta g is   s m all  a n d   b el o w   5 %   d u r i n g   b o th   o p er atio n   m o d e s .   I n   t h i n d u ctiv o p er atio n   m o d e,   t h T HD  is   ab o u 1 . 7 9 %.  Ho w ev e r ,   in   th ca p ac it iv e   m o d e,   t h T HD  is   f air l y   1 . 9 7 %.              Fig u r 8 : T HD  o f   P C C   v o ltag d u r in g   ( a)   in d u cti v m o d ( b )   ca p ac itiv m o d e       5.   CO NCLU SI O N       I n   th i s   p ap er ,   an   H - b r id g i n v er ter   is   lo ca ted   at  P C C   to   co n tr o th r ea p o w er   tr an s f er   n ea r   to   ze r o   b y   co n tr o llin g   t h li n c u r r en t.  T h lin cu r r e n co n tr o s tr ateg y   h a s   b ee n   d esi g n ed   in   o r d er   to   ac h iev th is   tar g et.   T h s i m u lat io n   r es u lt s   s h o w   t h ef f ec t iv e n es s   o f   t h p r o p o s ed   co n tr o s tr ateg y   i n   r ed u ci n g   t h r ea p o w er   at  P C C   to   ze r o   d u r in g   b o th   in d u cti v an d   ca p ac iti v o p er atio n   m o d es.  B esid es,  it  w a s   o b s er v ed   th at  t h e   T HD  v alu es  o f   t h P C C   v o l tag in   b o th   o p er atio n   m o d es  ar b elo w   t h s p ec if ied   lim i i n   lo w   v o ltag e   d is tr ib u tio n   n et w o r k . .       RE F E R E NC E S     [1 ]     B.   K.  P e re ra ,   P .   Ci u f o   a n d   S .   P e re ra ,   " P o in o f   c o m m o n   c o u p li n g   (P CC)  v o lt a g e   c o n tro o f   a   g rid - c o n n e c ted   so lar   p h o to v o lt a ic  ( P V sy ste m , "   in   In d u strial  El e c tro n ics   S o c iety ,   IECON  2 0 1 3   -   3 9 t h   A n n u a Co n f e re n c e   o th e   IEE E,   V ien n a ,   2 0 1 3 .     [2 ]     S .   M .   Am in ,   " S m a rt  g rid   se c u rit y ,   p riv a c y ,   a n d   r e sili e n a rc h it e c tu re s:  Op p o rt u n it ie a n d   c h a ll e n g e s,"   in   P o w e a n d   En e rg y   S o c iety   Ge n e ra M e e ti n g ,   IEE E,   S a n   Die g o ,   2 0 1 2 .     [3 ]     J.  M .   G u e rre ro ,   J.  C.   V a sq u e z ,   J.  M a tas ,   L .   G .   V icu n a   a n d   M .   Ca stil la,  " Hie ra rc h ica c o n tro l   o f   d ro o p - c o n tr o ll e d   A a n d   DC  m ic ro g rid   g e n e ra l   a p p r o a c h   to w a rd   sta n d a rd iza ti o n , "   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u str ial  El e c tro n ics ,   v o l.   5 8 ,   n o .   1 ,   p .   1 5 8 1 7 2 ,   2 0 1 1 .     [4 ]     A .   Bid ra m   a n d   A .   Da v o u d i,   " Hie ra rc h ica stru c tu re   o f   m icro g rid s c o n tr o sy ste m , "   IEE T r a n sa c ti o n s o n   S m a rt  G rid ,   vo l.   3 ,   n o .   4 ,   p .   1 9 6 3 1 9 7 6 ,   2 0 1 2 .     [5 ]     B.   Ha n ,   S .   Ba e k   a n d   H.  Ki m ,   " S t a ti c   s y n c h ro n o u se ries   c o m p e n sa to b a se d   o n   c a sc a d e d   H - b rid g e   in v e rter,"   El e c tri c   P o w e S y ste m s R e se a r c h ,   v o l.   6 5 ,   n o .   2 ,   p p .   1 5 9 - 1 6 8 ,   2 0 0 3 .     [6 ]     B.   P a n ,   H.  Y u ,   K.   L i,   Z.   Zh a o ,   Y.  Jia n g   a n d   L .   Yu a n ,   " A   h iera rc h ica c o n tro stra teg y   f o c a s c a d e d   H - b ri d g e   m u lt il e v e sta ti c   s y n c h ro n o u se ries   c o m p e n sa to r, "   in   2 0 1 6   1 9 th   In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   El e c tri c a M a c h in e s   a n d   S y ste m s (ICE M S ),   Ch i b a ,   2 0 1 6 .     [7 ]     A .   P a sh a e i,   B.   Zah a w a n d   D.  G iao u ris,   " N e w   c o n tro m e th o d   f o d istri b u ti o n   n e tw o rk   d istri b u ted   sta ti c   se rie s   c o m p e n sa to r, "   in   5 t h   IET   In ter n a ti o n a C o n f e re n c e   o n   P o w e El e c tro n ics ,   M a c h i n e a n d   Dr iv e ( P EM 2 0 1 0 ),   Brig h to n ,   2 0 1 0 .     [8 ]     M .   S a ra d a rz a d e h ,   S .   F a rh a n g i,   J.  L .   S c h a n e n ,   P .   O.   Je a n n i n   a n d   D .   F re y ,   " A p p li c a ti o n   o f   c a sc a d e d   H - b rid g e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   P o w   E lec  &   Dr i   S y s t     I SS N:  2088 - 8 694       A   N o ve l Lin C u r r en t Co n tr o S tr a teg to   C o n tr o l th R ea l P o w er F lo w   a t P C C   U s in g   ( Qu s a S a lem )   609   d istri b u ti o n - sta ti c   sy n c h ro n o u se ries   c o m p e n sa to in   e lec tri c a d istri b u t io n   sy ste m   p o w e f lo w   c o n tro l, "   IET   P o w e El e c tro n ics ,   v o l .   5 ,   n o .   9 ,   p p .   1 6 6 0 - 1 6 7 5 ,   2 0 1 2   [9 ]     M .   S a ra d a rz a d e h ,   S .   F a rh a n g i,   J.   L .   S c h a n e n   a n d   P .   O.  Je a n n i n ,   " A   n o v e f u z z y   lo g ic  DC  b u v o lt a g e   b a lan c in g   c o n tro ll e f o a   D - S S S c a sc a d e d   H - b ri d g e   c o n v e rter,"   in   2 0 1 0   1 st  P o w e El e c tro n ic  &   Driv e   S y ste m &   T e c h n o lo g ies   Co n f e re n c e   (P EDS T C),   T e h ra n ,   2 0 1 0 .     [1 0   E.   L . p e ll e ter,  s.b a c h a ,   r. c a ire   a n d   J.g u irau d ,   " Ac ti v e   a n d   re a c ti v e   p o w e f lo c o n tro b a se d   o n   D - S S S f o lo o p e d   a n d   m e sh e d   d istri b u ti o n   G rid s,"   i n   1 9 th   In ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n   El e c tri c it y   Distr ib u ti o n ,   Vie n n a ,   2 0 0 7 .     [1 1   K.  D.  Bra b a n d e re ,   B.   Bo lse n s,  J.   V .   d .   Ke y b u s,  A .   W o y te,  J.  Drie se n   a n d   R.   Be lm a n s,  " A   v o lt a g e   a n d   f re q u e n c y   d ro o p   c o n tro m e th o d   f o p a ra ll e in v e rters , "   IEE T ra n sa c ti o n o n   P o w e El e c tro n ics ,   v o l.   2 2 ,   n o .   4 ,   p p .   1 1 0 7 - 1 1 1 5 ,   2 0 0 7 .     [1 2   Y.  X ia,  Y.  P e n g ,   P .   Ya n g ,   M .   Yu   a n d   W .   W e i,   " Distrib u ted   Co o r d in a ti o n   Co n tr o f o M u lt ip le  Bid irec ti o n a P o w e Co n v e rters   in   a   H y b rid   A C/DC   M icro g rid , "   IEE T ra n sa c ti o n o n   P o w e El e c tro n ics ,   v o l.   3 2 ,   n o .   6 ,   p p .   4 9 4 9 - 4 9 5 9 ,   2 0 1 7 .     [1 3   Q.  C .   Zh o n g ,   " Ro b u st  Dro o p   c o n tro ll e f o a c c u ra te  p ro p o rti o n a l o a d   sh a rin g   a m o n g   in v e rters   o p e ra ted   in   p a ra ll e l, "   IEE T ra n sa c ti o n s o n   I n d u strial  El e c tro n ics ,   v o l .   6 0 ,   n o .   4 ,   p p .   1 2 8 1 - 1 2 9 0 ,   2 0 1 3 .     [1 4   J.  He   a n d   Y.  W .   L i,   " A n   e n h a n c e d   m icro g rid   lo a d   d e m a n d   sh a rin g   stra teg y , "   IEE T ra n sa c ti o n o n   P o w e El e c tro n ics ,   v o l .   2 7 ,   n o .   9 ,   p p .   3 9 8 4 - 3 9 9 5 ,   2 0 1 2 .     [1 5   M .   M o n f a re d   ,   M .   S a n a tk a r   a n d   S .   G o les tan ,   " Dire c a c ti v e   a n d   re a c ti v e   p o w e r   c o n tro o f   sin g le - p h a se   g rid - ti e   c o n v e rters , "   IET   P o w e El e c tr o n i c s,  v o l.   5 ,   n o .   8 ,   p .   1 5 4 4 1 5 5 0 ,   2 0 1 2 .     [1 6   T .   Ho e v e n a a rs,  K.  Co lo sin o   a n d   M .   L e Do u x ,   " In terp re ti n g   IEE S T 5 1 9   a n d   m e e ti n g   it s   h a r m o n ic  li m it s   in   V F D   a p p li c a ti o n s,"   in   I EE I n d u stry   A p p li c a ti o n S o c iety   5 0 th   A n n u a P e tr o leu m   a n d   C h e m ic a In d u str y   C o n f e re n c e ,   2 0 0 3 .         B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Qu sa y   S a le m   wa b o rn   in   Irb i d ,   Jo rd a n .   He   re c e iv e s   th e   B. S c .   d e g re e   in   e lec tri c a p o w e r   e n g in e e rin g   f ro m   Un iv e rsit y   o M u tah   i n   2 0 0 9 ,   a n d   t h e   M . S c .   d e g re e   in   e lec tri c a p o w e r   e n g in e e rin g   f ro m   Ya r m o u k   Un iv e rsit y ,   Irb id ,   in   2 0 1 2 .   He   is  c u rre n tl y   w o rk in g   to w a rd   th e   P h . D.   d e g re e   in   El e c tri c a En e rg y   En g in e e rin g   a th e   In stit u te  o f   En e r g y   Co n v e rsio n   a n d   S t o ra g e ,   Un iv e rsit y   o f   Ul m ,   U l m ,   Ge r m a n y .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   p o w e c o n tro a n d   p o w e m a n a g e m e n in   l o w - v o lt a g e   s m a rt  m icro g rid s,  Isla n d in g   d e tec ti o n   sc h e m e s,  a n d   se ries   p o w e r   f lo w   c o n tro ll e rs.                 Jia n   X ie   w a s   b o rn   in   Xia m e n ,   Ch in a .   He   re c e i v e s   th e   B. S c .   d e g re e   in   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   Jia o T o n g   Un iv e rsit y ,   S h a n g h a i,   in   1 9 8 5 ,   a n d   t h e   Dip lo m a   in   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   T e c h n ica Un iv e rsit y   o f   Da r m st a d t,   Da rm sta d t,   in   1 9 8 7 ,   a n d   th e   P h . D.  i n   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   T e c h n ica Un iv e rsit y   o f   D a r m sta d t,   Da r m s tad t,   in   1 9 9 3 .   F ro m   1 9 8 8   to   1 9 9 3 ,   h e   w a a   Re se a rc h   A s sista n w it h   th e   Tec h n ica Un iv e rsity   o f   Da r m sta d t.   F ro m   1 9 9 3   t o   1 9 9 8 ,   h e   w a a   De v e lo p m e n En g in e e w it h   A E G .   S in c e   1 9 9 8 ,   h e   h a b e e n   F u ll   P r o f e ss o w it h   th e   In stit u te  o f   En e rg y   Co n v e rsio n   a n d   S to ra g e ,   Un iv e rsity   o f   Ul m ,   Ul m ,   G e r m a n y .   F ro m   2 0 0 3   to   2 0 1 0 ,   h e   lea d tw o   p ro jec ts  a th e   Un iv e rsity   o f   Ul m .   He   h a tw o   re g ister e d   p a ten ts.   His  re se a rc h   i n tere sts  in c lu d e   a d v a n c e d   p o w e c o n v e rters ,   b a tt e ry   m a n a g e m e n sy ste m s ,   h ig h   f re q u e n c y   h a r m o n ics   in   ra il w a y s,  c a sc a d e d   H - b rid g e   in v e rters ,   s m a rt  g rid   a n d   s m a rt  m e ters ,   d e c e n tralize d   c o n tr o in   m icro g rid s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.