Int ern at i onal  Journ al of  R obot ic s  and  Autom ati on   (I J RA )   Vol .   7 , No .   2 ,  J un e   201 8 , pp .   119 ~ 128   IS S N:  20 89 - 4856, DO I: 10 . 11 591/ij ra . v7 i 2 . pp11 9 - 128          119       Journ al h om e page : htt p: // ia escore . c om/j ourn als/i ndex . ph p/IJRA/i ndex   Compar ative  Stu dy Enter ed New  Ap proach  FMV a nd  Co nt r ol  SFR  f or Acti ve Comp ensation of  Harm onic Current s i n Sh un t  Activ e Power  Fil ter       Loutfi B en yetto u   La bora tor y   of   Elec tr ic a l Engi ne er ing,   Univ ersity   o f  M’s il a, Alge r ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  hi story:   Re cei ved   Feb  16 , 201 8   Re vised  Ma y   17 , 2 01 8   Accepte d  Ma y  31 , 201 8       In  thi s  article,  w e  discuss  the  pr oble m   of  d egr ad at ion   of  cur ren t  in  e lectr i ca l   insta llati ons ,   w hic h  fo ll ows   di rec t l y   from   th e   proli f era t ion  o f  non - li n ea r   loa ds,  to  solv e  it ,   we  used   a   t wo - le vel  inv ert e r  as  a  pa rallel  ac t ive   f il t er,   which  inject s  cur ren t  h armonics  at   the   co nnec t ion  point  with  two   compensat ion   m et hods  the  m et hod   of  insta n ta neous   activ e  and  r eact iv e   power  (pq  m et h od  and   pq  m et ho d  with  MV F)  m et hod  b inds  to   th e  rep osi tor y   s y nchr oni zation .   W e  will   h ighl i ght  two  con trol   strat eg ie s  b y   h ystere sis  an d   PW M .   Sim ula ti on  result s   usi n g  Blok   set   Pow er  S y st em  (PBS )/ Sim uli nk   Matl ab   show   red uce d  THD i n  acc orda nce wit h   sta ndar d  IE EE - 519 .   Ke yw or d:   Con tr ol  hyste r esi s   Con tr ol P WM   MVF   Paral le l act ive  filt er    Copyright   ©   201 8   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Lo utfi Benyet tou ,     Lab or at ory   of   Ele ct rical  En gi neer i ng,    Un i ver sit y o f M ’sila ,   BP - 11 1,  Ri a d M ’S il a, 28 000, Alge ria .   Em a il :   ben ye tto u . lo utfi_ l ge@y ahoo . fr       1.   INTROD U CTION   In  rece nt  ye ar s ,  the   e xp a ns io n  of  em plo yme nt  in   the   in dustry  of  non - li ne ar - base d  pow er  el ect r on i c   loads   ha s  le d  t o  i ncr easi ng  prob le m s  with  i nt erf ere nce   or  di stortion  har m on ic s   of  powe r   syst em s .   This  aff ect s  a ll   ind us tria l  s ect or s  (u si ng   dim m ers,   recti fi ers,   in ve rters ) ,  te rtia ry  (co m pu te r  or   office  li gh ti ng,  c ommerci al )  and dom est ic (t el evi sion s , hom e con s um er devices ) .   Har m on ic   dist or ti on  is  gen e rated  by  non - li near   loa ds   c onnected   to  t he  net wor k  a nd   a bsor bs    no n - sin usoidal   c urren ts .   T hes e  har m on ic   c ur ren ts   will   in   tu rn  gen e rate  ha r m on ic   volt age s  at   dif fer e nt   points  of   t he  netw ork   co nn ect io n .   F or   ot her   el ect ri cal   equ i pm ent  connecte d  at   t hese  points,  t he   ha rm on ic   po ll ution   has  a dverse   ef fects .   T hese   ef fects  m ay   be   ci te d  the  de for m at ion   of  th e  gr i d  vo lt age   at   the  c onnecti on  po i nt   wh e n  the  e ne r gy  distrib utor  i s  require d  to  pro vid e  cl ea n  powe r .   T his  po ll ution   ca n  al s o  le ad  to  ove rh e at ing   of  the  cables  an d  el ect rical   equ ipm ent  or   eve n  stoppe d  sud de nly  ro ta ti ng  m achines ,  eve n  the  total   destr uc ti on   of   al l  equ ipm ent .   Ther e f or e,  s up pliers  of  el ect rical   energy  are  therefo re  obli ge d  to  im po se  sta nd a r ds   an d  protect   them sel ves  against  these  dis tur ban ces .   Sta nd a r ds   on  ha r m on ic s  hav e  been   pro posed   by  the  I nter na ti on al   Ele ct ro te ch nic al   Com m issi on   IEC6 1000,   re com m end at io ns  an d  I EEE  St d .   519 - 19 92  [ 1,  2,   3] .   To  c op e  with  the  phen om eno n  of   ha rm on ic   disturba nces,   sever al   s olu ti on s  ha ve  bee n  pro po se d .   T he se  so luti ons  a r e  based   on  diode  recti f ie rs  sin gle  an d  thr ee  phase  t o  s pecial   st ru c tu res,  P WM  r ect ifie rs,   passi ve  filt ers  a nd  act ive  filt ers .   Tra diti on al   m et ho ds   for  re duci ng  ha rm on ic s  invo lve  the  us e  of   passive   filt er s  trap ping  harm on ic   currents   bas ed   LC  ci rc uits  cal culat ed  in   li ne  with   ha r m on ic   filt ering   rows .   T hey  can   al so   be   us e d  to   co m pen sat e  th e  reacti ve   power .   Howe ver,  the   passive   filt er  s om e  prob le m s:  a  la ck  of  a dap ta bili ty   to   var ia ti ons  i n  t he  im ped ance   of  the   net work  loa d  a nd  po s s ible  res onance   with   the   im pe dan ce   of  the   ne twork   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2089 - 4856   IJ RA    V ol .   7 ,   No .   2 ,   June   201 8   :   119   –   128   120   and  in   so m e  unfavor a ble  case s  w her e   the   res on a nce  is   excit ed,   it   ca n  a   dri ving  vo lt a ge  a nd  a  higher   ha r m on ic   current   in   sig ni ficant  har m on i c  filt er  ca pacit y  an d  t he  netw ork .   T hu s ,  t his  so luti on   has   a   m ajo r   dr a wb ac k  t hat  can  be  int olera ble  in  t hese  part ic ular  [ 1,   3]  ci rcu m sta nces .   Anothe r  s olu ti on  is  to  im ple m ent  an  act ive  filt er  in   order  to   a vo i d  the  dr a wbacks   of  pa ssive   filt ers .   Ma ny  s ol ution s   for  act ive   rem ediat ion   of   el ect rical   net works   filt ers  ha ve   be en  pro posed   in  t he  li te ratu re .   T hose  that   be st  m eet   the  act ive  pa rall el - s eries  (als o  known   a s   Un i fied  Powe r   Q ualit y  Cond it ion er - UPQC) .   I n  t he  case   wh e re  t he  s ource  c urren ts  ar e  non - li nea r,   pa rall el   act ive  power  f il t er  (Sh un t   A ct ive  P ower   F il te r - SA P F)  is   c on si der e d  th e  best  s olu ti on   to   reduce   ha r m on ic   currents   in   ap plica ti on s  of  l ow  to   m edium   po wer .   T he   act ive  filt er  is  m or e  ad va ntageous   w he re   ra pi d  respo ns e  is  require d  in  t he  presence  of  dy na m ic   loads .   In  a dd it io n,   it   repr esents  a  powe r fu l  to ol  for  versat il e   pack a ging  bec ause  it   is  al so   a ble  to  com pen s at e  reacti ve  po wer   a nd  the  unbalance d  loa d .   The  act ive  pr i nc iple  of  the   par al le l  filt er  is  to  generate   har m on ic   currents  in  phase  opposit ion  to  tho se  e xisti ng   on  the  net work .   The  cu rr e nt  ab so r be d  by  the  po l luta nt  load s   is  non -   sin usoidal ,  wh il e  th e  current  gen e rated  by  the  pa rall el   act ive  filt er  is  su ch  t hat  the   cu r ren t  netw ork  is  sin usoidal .   T o  com ply  with  sta ndar ds   im po sed  st rin gen t   qu al it y  el ect ric  pro vid er s  an d  industrial   co nsum ers  and   t o  stem   the  incre asi ng   pro blem s  of   distu rbanc es  on  powe r  syst em s ,  act ive  filt ers  m us t  adap t  an d  m eet   these  r equ i rem ents  and   th us   optim ize  their  to polo gi es  and   con t ro l  te ch niques .   F or  this  pur pose,  se ver al   researc h  c on ti nu e  t o  be  publ ished  on   t he  pa rall el   act ive  filt er,   consi der i ng  th r ee  m ai n  areas .   The   fi rst  is  t o  est i m at e  the  offset  c urre nt,  t he  sec ond  is  t o  eval uate  al te r native  t opologies,   an d  t he   thir d  are a  deals  with   c on t ro l   strat egi es  that   gen e rate  the   c on t ro l   s ign al s   f or  t he  powe r   switc hes .   O ur  w ork   is  a  com par at ive  st udy  unde r  the  sam e  op e rati ng  co ndit ion s b et wee n  tw o  co ntr ol m et ho ds  pro po se d f or  t he  iden ti ficat io n o f  re fer e n ce  c urren ts   dis rupting a  nonlinea r l oad   FAP .       2.   PARALL EL   STRUCT URE  OF AN  AC TIVE FILT E R   The  gen e ral  s tructu re  of  a  three - phase  volt age  ty pe  FAP  is  pr ese nte d  by  Fig ur e  1  wh e re  w e  disti nguish  th e   in ver te r   a nd  t he   filt er   outp ut  powe r  as   well   as  the   diff e re nt  bl ocks  of   t he  par ty   c ontr ol  s yst e m s   par t .   T he   po wer  sect io n  usual ly   co ns ist s   of   a  volt age   in ver te r  base d  powe r   swit ches   w hose  sta te s  of     the  in ver te r   s witc hes  a re  c ontr olled  by  t he   hyste resis  c on t ro ll er  or  P WM ,  a  ci rcu it   e nergy  st or a ge   (often  capaci ti ve )   an d   a n  outp ut  fi lt er  of  th e  fir st  orde r  t o  m i ti gate  the  c om po nen ts  due   to  t he  s witc hi ng  of     the  inv e rter  a nd   has  c onne ct   the  cro ss ov er  to  the  pow er  gr id .   [ 4 ,   5 ]   The  co ntr ol - com m and   port ion   is  com po sed   of  a  first   ste p  w ho s e  ro le   is   to   ide ntify  the   ha rm on ic   fil te r  whose   qual it y  la rg el y  de pends  o n    the  ide ntific at ion  of   the   har m on ic s   re fer e nce   m et ho d ,   an d  a   sec ond  ste p  th at   pe rfor m s  th e  re gula ti ng  th e  DC   v oltage .   A  t hir d  a nd  final  ste p   ge ner at es  t he   in ver te r   c on tr ol .   T his  stu dy  is  lim it ed  to  ca ses  w he re  t he  so urc e  vo lt age   is   sin usoidal ,   a nd  where  t he  c urre nt  dra wn  by  the   load   is  t ai nte d  with  ha rm on ic   com ponen ts .   Unde r   these  c onditi ons,   the   total   ha rm on ic   disto r ti on   T H D  is   well   su it e d  to   desc ribe   the   degree  of  harm on ic  po ll utio n o n  t he  grid .   Tables   and Fig ures a r e  presente d  ce nter, as s how n belo w  a nd cit ed  in  the m anu s cript .           Figure  1 .   Ge ne ral Str uc tu re  of a F AP   volt age  stru ct ur e       3.   CA L CU L ATI ON OF  C URRENT  HAR MO NICS   The  c urre nt  c on s um ption   of  the  poll utant   load   is  c om po se d  of   a   f un dam ental   and   har m on ic s .     The  act i ve  f il te r  is  us ed  to ge ne rate t he harm on ic  c urre nts of th e  sam e  m ag nitud e  but in  phase  opposit io n wit h  tho se  e xisti ng  in  the  feed .   T o  do  this,  we  m us t  ide ntify  th e  har m on ic   c urre nts  of  the   lo ad .   S eve ral  m e thods  exist  f or  ide nti fyi ng  [ 1, 2,  3 ] : The f irst   is   bas ed  on  t he  s pect ral  a naly sis  of p olluta nt  strea m .   The  sec ond uses   a  band  pass  filt er  f or   filt erin g  t he  f undam ental .   The  thir d  us es  the  co ncep t s  of   in sta ntane ou s  real  powe r   and  i m aginati on .   T he  la tt er  is  m os t  com m on ly   us e d  in  m os t  cro ss overs   beca us e  it   a chie ves   the  best  a gree m ent   betwee n  the  st at ic  an d dyn am ic  p er form ance .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   IS S N:  20 89 - 4856       Com par at ive S tud y E ntere d N ew Ap proac h   FMV  And  C on trol S FR F or Ac ti ve  …   ( L ou tf i Benyet to u )   121   3 . 1 .     Me thod  of instan t an e ous ac tive an d re act i ve  p ower   The  m et ho d  of  insta ntane ou s  act ive  a nd  re act ive  po wer  ( com m on ly   denoted   pq  m et hod)  oper at es     the  Con c ordia  trans form ation  of   vo lt ages  a nd   li ne  c urre nts  [ 6 ,  7 ]   to  cal culat e  the  instanta ne ous  act ive  an d  reacti ve  powe rs .   The   f unda m ental   com po nen t   is  c onve rted  i nto  a  D C  com po ne nt   an d  t he  ha r m on ic   com po ne nts  in   the  AC   com pone nts .   By   r e m ov in g  the   DC  com ponent   of   t he  insta nt aneous  act ive   p ow e r   (corr es pondin g  to  the  fun da m ental   co m ponen t  of   the  c urre nt  of   t he  lo ad)   us in g  a  sim ple  low - pass   filt er  (F PB) ,  the   ha r m on ic   com po ne nts  can   be  i de ntifie d .   The   pri nciple  of   t his  c onve ntion al   m et hod  is  now  bri efly  descr i bed .   Ar e   res pecti vely   the  vo lt age s  f r om   the  po i nt  of  co nnect   ( Pcc ),   fr ee do m   fro m   zero   (con ne ct ed  to    a  po ll utant  loa d)   a nd  the  t hree  load  c urre nt s,  de no te d 3 2 1 , , s s s v v v and 3 2 1 , , c c c i i i .   The  t ran s f orm at ion   can   reduce t his Co ncor dia a  balan ced tw o - phase  syst e m  in  wh ic h  the  a xe s ar e   qu a drat ic  phas e syst e m   (1 - 2) :     − − − = 3 2 1 . 2 3 2 3 0 2 1 2 1 1 3 2 s s s s s v v v v v         (1)     − − − = 3 2 1 . 2 3 2 3 0 2 1 2 1 1 3 2 c c c c c i i i i i       (2)     Neg le ct in g  t he vo lt age  h a rm on ic s,  t he  act ual  pow e r  c p   an d  im agina ry po wer   c q   are e xpresse d by   ( 3) :     − = c c s s s s c c i i v v v v q p .       (3)     Com po ne nts  of  real  powe r  a nd  insta ntane ou s  i m aginar y  e xpress ed  a s  the   su m   of   a  DC  c om po ne nt  an d  an  AC  com po ne nt   ( 4) :     + + = c c c c c c q q p p q p ~ ~       (4)     with:   -   c p : The c on ti nuou s  po wer ass oc ia te d  to t he  f undam ental  acti ve  c om po ne nt  of the c urre nt a nd volt age;   -   c q : The c on ti nuou s  po wer ass oc ia te d  to t he  f undam ental  co m pone nt of t he  r eact ive curre nt  and  vo lt age;   -   c p ~ et c q ~ :  Alte r nativ e  po wer  c orres pondin g  t o  the   s um   o f   the   in te rf ere nce   com pone nts  of  t he   cu rr e nt   an d  vo lt age .   To  isolat e  the   conve ntio nal  act ive  an d  rea ct ive  powe r,   it   is  necessa ry  to  know  acc urat el y  the  fr eq uenc y   pu lsa ti ons  in sta ntane ous  po wer   form ed  from   equ at ion   ( 4) .   It  sho uld   be  note d  t hat  now  c on si de rs   that     the  st ud ie d  sy stem   is  com po se d  of  th ree   son   that  pre ven ts   zer o  se qu e nce   com ponen ts   are   ci rc ulati ng .     Af te r   ide ntifyi ng  the   pulse   i ns ta nta neous   powe r,  the   pow er  filt er  c harg ed  is olate   c onven ti onal   act iv e  an d  reacti ve  po we r  can  be  siz e d .   A  ci rcu it   c om pr isi ng   a  l ow   pass  filt er  with  a  subtr act   or   can  b e   us ed ,    as prese nted  i n  F ig ur e  2 .           F igure  2 .   Dia gra m  sh owin g  t he  principle  of s epar at io n of p owers       The  orde r  of  th is  low - pa ss  filt er  def i nes  t he  dynam ic s  and  eff ect ive ness   of  the   ide ntific at ion   m et ho d .   In  this   pa pe r,   a   lo w - pass   sec ond  order  filt er   is  sel ect ed  f or  the  e xtracti on  of  ha rm on ic s .   The   cut   off   f re qu e ncy  fc=25 Hz  is  c ho s en   s o  that   the  filt er  ca n  blo c k  any  disturbin g  co m po nen t  of  i ns ta nta neous   powe r .     Fr om  equati on  (3),   we  ca n fin d  c urren t c om p on e nt   (5) :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2089 - 4856   IJ RA    V ol .   7 ,   No .   2 ,   June   201 8   :   119   –   128   122   − + = − = − c c s s s s s s c c s s s s c c q p v v v v v v q p v v v v i i . 1 . 2 2 1     ( 5)     By  introdu ci ng (4)  i n   (5),  t he c urren ts  in  t he a xes ) , ( beco m es (6) :     − + + − + = c c s s s s s s c c s s s s s s c c q p v v v v v v q p v v v v v v i i ~ ~ . 1 . 1 2 2 2 2   )   (6)     Dep e ndin g  on   the   f unct ion  t hat  we  wa nt  t o  giv e   t o  t he  FA P ,  we   can   si m ultaneou sly   com pen sat e     the  c urre nt  ha rm on ic s  an d  react ive  power   or  only   one .   Ta ble  1   s umm arizes  the  possi ble  m od es     of  com pen sat i on  [ 8 ] ,  [ 9 ] .   If  we   wa nt  f or  exam ple  to  c om pen sat e  curr ent  har m on ic s   an d  reacti ve   powe r   si m ultaneou sly ,  then  we  el im inate   the  DC  com po ne nt  of c p us in g  a  sim ple  LPF .   I n  this  case  an d  after     add i ng  to  t he  AC  com ponent   of   t he  insta nt aneous  act i ve  powe r,   act ive  powe r  dc p fo r   re gu la ti on   of  the   D C  vo lt age dc v .       Table  1 .   Me t hods   o f  Co ntr olli ng  t he  C om pensat ion   I nst anta neous  Powe r   Ty pe  o f  co mpe ns ation   Con tro l  param ete r   Com pensa ti on  o f  cur r ent   h armonics   dc c r e f f p p p + =   c r e f f q q ~ =   Com pensa ti on  o f  reactive ene rg y   dc r e f f p p + = 0   c r e f f q q =   Com pensa ti on  o f  cur r ent   h armonics  and   re ac t ive  power   dc c r e f f p p p + = ~   c r e f f q q =       The refe rence   currents , den ot ed r e f f i et   r e f f i , ar e e xpre ssed  al ong  t he a xes  ) , ( by:   Finall y, it  is easy  to ob ta in  the  r efe re nce c ur r ents acc ordin g t o  the a xes  ab c   by the  tra ns f orm at ion   ( 7) :     − − − = r e f f r e f f r e f r e f r e f i i i i i f f f . 2 3 2 1 2 3 2 1 0 1 3 2 3 2 1   (7)     3 . 2 .     Pri ncip le   of multi - vari abl e filter  MVF   Mr .   Be nh a bib  sug gested   in   his   thesis   [ 1]   a  ne w  filt er   cal le d  M VF  extracti on,  f or  ext racti ng    the  f undam ental   com po ne nt  of   el ect rica l  si gn al s  ( vo lt age   or  cu rr e nt)  di rectl y  al on g  t he  a xes  (α - β) .   The   trans fer   f un ct io n of t his  filt er is   ( 8) :     H ( s ) = v ̂ αβ ( s ) v αβ ( s )   = K ( s + K ) + j ω c ( s + K ) 2 + ω c 2     (8)     ( ω c )   re pr ese nt s  t he   f undam ental   pu lsa ti on  (f c= 50  Hz ),   ( K)  a   posit ive  c o nst ant,  (v)elec tric al   input  vo lt ag e  MVF  an d  ( v ̂ )  is  the  volt age  c orr esp onding  to  ( v)   outp ut  MV F .   T he  f undam ental   com po ne nt  of  the  el ect r ic al  sign al   ( vo lt age   or  c urre nt)   ca n  be   extr act ed   dir ect ly   by  t he   axe s  (α - β ),   without  phase   change   or  am plit ud e .   Fr om   eq uation  ( 8),  we  obta in   the  f ollow i ng  two  ex pr e ssio ns   as  s how n  in  ( 9 - 10) .   MV F  use d  at   t he  t wo - phase  vo lt age s,  ca n  eff ect ively   filt er  the  ha r m on ic   co m ponen ts  of   t he   power   sup pl y  vo lt ages .   Th us ,    it s  i m ple m enta ti on   ca n  im pr ov e   the   perfor m ance  of   the   filt er .   Fi gures   are  pr e sente d  center,   as   s hown  in   Figure  3   a nd ci te d  in t he  m anu scri pt .       ̂ ( ) = ( s + K ) K ( s + K ) 2 + ω c 2 ( ) − k ω c ( s + K ) 2 + ω c 2 ( )   (9)         ̂ ( ) = ( s + K ) K ( s + K ) 2 + ω c 2 ( ) + k ω c ( s + K ) 2 + ω c 2 ( )   (10)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   IS S N:  20 89 - 4856       Com par at ive S tud y E ntere d N ew Ap proac h   FMV  And  C on trol S FR F or Ac ti ve  …   ( L ou tf i Benyet to u )   123       Figure  3 .   Bl oc k diag ram  MVF       3 . 3 .     Me thod  c alled t he refe r ence rel ated  t o  s yn chr on iz ati on   This  m et hod,  intr oduce d  by  [ 8 ] ,   [ 9 ] ,  t he   pr ocessin g  al so  op e rates  C onc ordia  but  a pp l ie d  on ly   to     the  li ne   cu rr e nt s  of  t he  l oad 2 1 , c c i i an d 3 c i .   The n,  a   seco nd p r ocessin g  is  pe rfo rm ed  to sw it ch  t he  li ne  cu r ren ts   in  dq,  wh ic h  t ran s f or m s  the  fun dam ental   c om po ne nt  of  c urren t  in  a  D C  com po ne nt  and   ha rm on ic   current   com po ne nts  in   the  AC  com pone nts .   T his  al lows   us  to  e lim inate   us in g  a  si m ple  low  pass  filt er,  t he   DC  com po ne nt  of  t he  c urren t .   T he   m ajo r  a dv a nt age  of  this  m eth od  c om par ed   to  pre vious  li es  in  t he  fact  t ha t  any  te ns io ns   har m on ic s   ha ve   no   m or e  influ e nce   on  t he  i de ntifie d  c urren t   an d  t her e fore  t he   filt er  will   b e   bette r .     Its  pr i nciple  i s  set   ou t  bel ow .   A re  the  l ine  curre nts  of  a  three - phas e  syst e m   witho ut  ze ro   se qu ence .     The   tran sf or m at ion   ca n  re du ce  this  C onco r dia  ph a se  syst e m   to  a  tw o - phase  e qu il ibri um   syst e m ,  as  a bove   by  the foll owin g  r el at ion sh i p   (11 ) :     − − − = 3 2 1 . 2 3 2 3 0 2 1 2 1 1 3 2 c c c i i i i i c c   (11)     By   gen erati ng   sign al s  with  a  P .   L .   L  ) c os ( an d ) s i n ( der i ved   from   t he  f undam ental   te ns ion   netw ork,    we ob ta in  the  e xpressi on of th e cu rr e nts in  th e dq syste m   (12)   [ 9] :     − = − c c cq cd i i i i . ) s i n ( ) c os ( ) c os ( ) s i n ( 1     (12)     These c om po ne nts m ay  then   be  e xpresse d  a s the sum  o f  a   DC c om po ne nt and a n AC c om po nen t   (13) :     + + = cd cd cd cd cq cd i i i i i i ~ ~     (13)     with:   cd i and cq i   : T he DC c om po ne nts  of   cd i and cq i ,   cd i ~ and cq i ~ : ac com ponen ts  of  cd i   an d cq i   Eq uation ( 12),  we  ca n deduc e  the co m pone nts of c urren t α - β   ( 14) :     − = − = − cq cd cq cd c c i i i i i i . ) s i n ( ) c os ( ) c os ( ) s i n ( . ) s i n ( ) c os ( ) c os ( ) s i n ( 1     (14)     So int   ( 15) :     − + − = cq cd cq cd c c i i i i i i ~ ~ . ) s i n ( ) c os ( ) c os ( ) s i n ( . ) s i n ( ) c os ( ) c os ( ) s i n (     (15)     Nex t   we   giv e   the  f unct io n  a ct ive  po wer  fil te r  [ 8 ] ,  we   ca n  al s o  c om pensat e  with   this   com m and   is    the  c urren t  ha rm on ic s  an d  r eact ive  ene r gy  or  o nly  one  of  the   tw o .   T able  2  s umm a rizes  the   m od es  of   com pen sat ion  po s sible .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2089 - 4856   IJ RA    V ol .   7 ,   No .   2 ,   June   201 8   :   119   –   128   124   Table  2 .   Me t hods   C om pen sat ion C ontr ol Re po sit or y B in ds   t o  Sync hro nousl y   Ty pe  o f  co mpe ns ation   Con tro l  param ete rs   Com pensa ti on  o f  cur r ent   h armonics   dc cd r e f fd i i i + = ~   cq r e f fq i i ~ =   Com pensa ti on  o f  reactive ene rg y   dc r e f fd i i + = 0   cq r e f fq i i =   Com pensa ti on  o f  cur r ent   h armonics  and   re ac t ive  power   dc cd r e f fd i i i + = ~   cq r e f fq i i =       The refe rence   currents  are  e xpress ed  b y   (16 ) :     − = r e f fq r e f fd r e f f r e f f i i i i . ) s i n ( ) c os ( ) c os ( ) s i n (       (16)     Af te r   the   c ho i ce  of  co ntr ol  par am et ers,   th e  in ver se   tra nsfo rm at ion   ca n  be   trace d  ba ck  t o  t he  C onco r dia  ref e ren ce  curre nts   ( 17) :     − − − = r e f f r e f f r e f r e f r e f i i i i i f f f . 2 3 2 1 2 3 2 1 0 1 3 2 3 2 1         (17)       4.   CUR RENT  C ONTROL  B Y  HYSTE RESI S   The  m et ho d  is   base d  on  t he   com par iso n  of  the   d i ff e ren c e  Ɛ  betw een   the  c urre nt  re f eren ce   an d    the  m easur e d  c urren ts   with   a  fixe d  ba nd .   Ea ch   vi olati on  of  this   band   gi ve s  a   s witc hing   c omm and  switc hes   to  4 .   Fig ur es  are   pr ese nted  cent er,  as  s how n  in  Fig ur e  4   an d  c it ed  in th e m anu scri pt .           Figure  4 .   Pr i n c iple o f  c urren t  con t ro l  by  hyste resis       5 .   CUR RENT  C ONTROL  B Y  PW M   The  P W M   co nt ro l  pr i nciple  i s  des cribe d  in  Figure  5 .   I n  thi s  case,   the   dif f eren ce   bet wee n  t he  c urren t   ref e ren ce  i f  a nd  the  act ua l  curre nt  ifre f   is  ap plied  to   the  in pu t  of  a  co ntr oller .   The  o utput  s ign al   of    the  c on tr oller,   cal le d  m od ul at or ,   is  the n  c om par ed  with   a  tria ngula r  w ave  of  fi xed  f reque ncy  (ca rri er)   t o  determ ine  the  order   of  swit chin g  of  the  s witc hes .   T he  f reque ncy  of   t he  tria ng ular  carrier  t her e fore  set s     the s witc hing freq ue ncy of  th e pow e r  sem ico nd ucto rs .           Figure  5 .   Pr i nc iple o f  c omm a nd curre nt  by P WM   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   IS S N:  20 89 - 4856       Com par at ive S tud y E ntere d N ew Ap proac h   FMV  And  C on trol S FR F or Ac ti ve  …   ( L ou tf i Benyet to u )   125   6 .   SIMULATI O N  O F  RESU L TS   The  sim ulati on   of  the  direct  c on t ro l  in   the  phase  m ark er  ba sed  on  the  m eth od  binds  t o  th e  reposit ory   synch ronizat io n or t he  t heory  of instanta ne ous pow e r  (pq ) w as co nducte d wit h  the  foll ow ing   pa ram et ers :   -   T he  loa d  c urr ent is inc rease d   50% to  t =  0,3s   -   T he value  of  the D C  volt age  is eq ual to  60 0V   -   T he hyst eresi s b a nd att ache d  to  3A,  for co ntr ol b y  hyste r esi s   -   T he  s witc hing  fr e qu e ncy is  set  at 1 3 . 5 KHz .   f or P WM c ontr ol .   -   D r op f il te r  lo w pass sec on d order  cu t off fre qu e ncy e qu al  t o 25Hz .   -   T he param et e r  K  of M VF   w as ch os e n  e qu a l t o  80 .   Table  3   incl udes all  n et w ork set ti ng s a nd po ll utant loa ds   use d  in  the  sim ul at ion .       Table  3 .   Sim ul at ion  Sett in gs   Par ame t er s   nu me ri cal val u es   Volta ge   eff ec t iv e  E s [v]   240   Freque nc y   f   50   Li ne   resista n ce  R s [m     ]   1 . 59   Li ne   choke  L s  [ H]   45 . 56   appa ren t  power   S KV A   400   Loa d  r esista n ce   DC R c [m ]   2 . 73   Loa d  induc t ance   DC L c [ H]   23 . 19   Filt er   resista n ce  R f [m ]   6 . 87   Filt er   induct ance   L f [ H]   100   Volta ge   Vdc  [v]   600       7 . 1 .    Res ults  of simul at io n  of the  ov er all n etwork  lo ad   b efo re  t he  n on l inear  filter   The   pre vious   fig ur e   s hows   the  l oad  c urre nt  (ic1 )   t he   fi rst  phase   an d  the   har m on ic   s pectr um .     The  c urre nt  T HD  f or  this  l oa d  is   23, 72 % .   The  T H D  is  c al culat ed  f or  t he  first  f ort y  ha rm on ic s  acco rd i ng  to   "IEC"   Fig ures  are  pr ese nted  c enter,  as s how n  in  Fig ure  6,   7   an d  ci te d  i n  t he  m anu script .           Figure  6 .   Loa d cu rr e nt (p hase  1)           Figure  7 .   H a rm on ic   sp ect r um  o f   the l oad cu rrent ( Ph ase  1)   T HD = 23 . 72%       7 . 2 .         Direct  c on t rol me thod  ba se d  on   th e  inst an t an e ous  po w er  (PQ )   7 . 2 . 1 .   Resul ts   of   simul ati on   using   th e   h ys t eresi s   contr ol   Figures   8   Th e   sourc e  c urrent   har m on ic   s pe ct ru m   after  c om pen sat ion   ( ph a se  1)   TH D = 6 . 81%   a re   pr ese nted  cent er,  as  s how n   be low  a nd cit ed   in the m anu sc r ipt .   0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 - 1 5 0 0 - 1 0 0 0 - 5 0 0 0 500 1000 1500 T e m p s( s) i c1 ( A ) 5 10 15 20 25 30 35 40 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 H a r m o n i c  o r d e r Fu n d a m e n t a l   ( 5 0 H z )   =   7 8 2 . 1   ,   T H D =   2 3 . 7 2 % A m p l i t u d e   ( % ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2089 - 4856   IJ RA    V ol .   7 ,   No .   2 ,   June   201 8   :   119   –   128   126       Figure  8 .   The  s ource c urre nt harm on ic  sp ect r um   after co m pen sat io n   ( phas e 1)   T HD = 6 . 81%       7 . 2 . 2 .   Simul ati on  re sults  usi ng   th e  com ma nd  h ystere sis  w ith MVF   Figure  9   is  c urre nts  of  non - li near   loa d  ic 1,  is1  of  s ource  and  th at   of  if 1  cro s sove r   an d  Fig ur e  1 0 .     The  s ource  c urre nt  ha rm on ic   sp ect r um   a fter  com pen sat io n  ( phase  1)  T HD = 1 . 68%   a r e  pr e sente d  ce nter,   as   sh ow n belo w  a nd cit ed  in  the   m anu scri pt .           Figure  9 .   Cu rr e nts  of   non - li ne ar lo a d  ic 1,  is 1 of so urce a nd that of if 1  c r os s ov e r           Figure  1 0 .   T he  sour ce  curre nt  h a rm on ic  sp ec trum  a fter co m pensat ion ( ph a se 1) T HD= 1 . 68%       7 . 2 . 3 .   Simul ati on  re sults  usi ng   th e  PW M  c omm an d   In  Fi gures  1 1   Currents  of   no n - li nea r  loa d  ic 1,   is 1  of  sou rc e  and   t hat  of  if 1  cr os s over   a nd   Fig ure  1 2 .   Th e  source   c urre nt  har m on ic   sp ect ru m   a fter  c om pen sat ion  ( phase  1)  THD = 1 . 73%   a re  pr ese nted   c enter,     as sho wn b el ow a nd cit ed  i n t he  m anu scri pt .           Figure  1 1 .   C urren ts  of  non - li near l oa d  ic 1, i s1   of sou rce a nd that  of if 1  c r os s ov e r           Figure  1 2 .   T he  sour ce   cu rr e nt  h a rm on ic  sp ec trum  a fter co m pensat ion ( ph a se 1) T HD= 1 . 73%   5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 O r d e r   d e s  H a r m o n i q u e s T H D =   6 . 8 1 % A m p l i t u d e   ( % ) 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 - 1 5 0 0 - 1 0 0 0 - 5 0 0 0 500 1000 1500 T e m p s( s) i ( A ) 5 10 15 20 25 30 35 40 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 O r d r e   d e s  H a r m o n i q u e s   T H D =   1 . 6 8 % A m p l i t u d e   ( % ) 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 - 1 5 0 0 - 1 0 0 0 - 5 0 0 0 500 1000 1500 T e m p s ( s ) i ( A ) 5 10 15 20 25 30 35 40 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 O r d r e   d e s  H a r m o n i q u e s  T H D =   1 . 7 3 % A m p l i t u d e   ( % ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   IS S N:  20 89 - 4856       Com par at ive S tud y E ntere d N ew Ap proac h   FMV  And  C on trol S FR F or Ac ti ve  …   ( L ou tf i Benyet to u )   127   7 . 3 .         Direct  c on t rol me thod  ba se d  on   th e   sy nchr onou s r eference  fr am e SF R   7 . 3 . 1 .   Resul ts of si mula tion  using the  h ys t eresi s co n tr ol   Figure  13   c urr ents  of  no n - li ne ar  loa d  ic 1,   i s1   of  s ource  a nd   t hat  of   i f1   cro ss over   a nd  Figure  1 4 .     The  source   c urre nt  har m on ic   sp ect ru m   after  c om pen sat ion  ( phase  1)  THD = 1 . 23%   a re  pr ese nted   c enter,     as sho wn b el ow a nd cit ed  i n t he  m anu scri pt .           Figure  1 3 .   C urren ts  of  non - li near l oa d  ic 1, i s1   of sou rce a nd that   of if 1  c r os s ov e r           Figure  1 4 .   T he  sour ce  curre nt  h a rm on ic  sp ec trum  a fter co m pensat ion ( ph a se 1) T HD= 1 . 23%       7 . 3 . 2 .   Simul ati on  re sults  usi ng   th e  PW M  c omm an d   Figure  1 5 .   Cu r ren ts   of  non - li near  loa d  ic 1,  is1  of  s ource  and  t hat   of  i f1  cr os s ov e r   an d  Fig ur e   1 6 .     The  source   c urre nt  har m on ic   sp ect ru m   a fter  c om pen sat ion  ( phase  1)  THD = 1 . 36%   a re  pr ese nted   c enter,     as sho wn b el ow a nd cit ed  i n t he  m anu scri pt .           Figure  1 5 .   C urren ts  of  non - li near l oa d  ic 1, i s1   of sou rce a nd T hat  of  i f1 cr os s ov e r           Figure  1 6 .   T he   source  curre nt  h a rm on ic  sp ec trum  aft er co m pensat ion ( ph a se 1) T HD= 1 . 36%   0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 - 1 5 0 0 - 1 0 0 0 - 5 0 0 0 500 1000 1500 T e m p s I ( A ) 5 10 15 20 25 30 35 40 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 O r d r e   d e s  H a r m o n i q u e s   T H D =   1 . 2 3 % A m p l i t u d e   ( % ) 0 . 2 2 0 . 2 4 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 3 0 . 3 2 0 . 3 4 0 . 3 6 0 . 3 8 0 . 4 - 1 5 0 0 - 1 0 0 0 - 5 0 0 0 500 1000 1500 T e m p s( s) I ( A ) 5 10 15 20 25 30 35 40 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 O r d r e   d e s  H a r m o n i q u e s   T H D =   1 . 3 6 % A m p l i t u d e   ( % ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2089 - 4856   IJ RA    V ol .   7 ,   No .   2 ,   June   201 8   :   119   –   128   128   8 .   CONCL US I O N   The   ta ble  belo w  present   the   su m m ary  resu lt s  of  t he  dif fe ren t   sim ulati o ns   obta ine d  for  t he  direc t   con t ro l  strat eg y  ap plied  t o  t he  t opologies  of  act ive  pow er  filt er  ha s  t wo - le vel  i nver te r .   F r om   the  resu lt s   ob ta ine d  by  t he  sim ulati on   m ade  under  the  sam e  op e r at ing   c onditi ons  of  the   F A P  ne xt  t wo  pr opos e d  m et ho ds,  the  com po ne nt  m e thod  re fer e nce   relat ed  to  t he   tim ing   and  m et hod  of   i ns ta ntane ous  act iv e  an d  reacti ve  powe r   with  M VF   de te ct ed  dis rupt ive  cu rr e nt  s uc cessf ul  they   eff ect ively   re duced   the  TH D i  after  com pen sat ion,  we  f ound  t hat  the  F AP  hyste r esi s  co ntr ol  m et hod  ga ve   sat isfact ory   re su lt s  a nd  sli ghtl y  bette r  than  t he   P WM  m et ho d  a s s hows  in  T a ble  4 .   The  resu lt s  obta ined  with  t h e   two  com m and s  sho w  that  th e  i m ple m entat i on  of  the   act iv e  filt er  can   sign ific a ntly   r edu ce   the   ha r m on ic   con te nt  of  the   cu rrent   source ,  wh ic h  res ults  in  dec reased   afte r  fil te ring  THD  well   below  5% .   We  se e  that   TH DS  obta ined   with   the  so - cal le d  hy ste resis  or de r s  are   l ow e r  t ha n  t hat   ob ta ine d  with   the  P WM .   As   agai ns t,  hyste resis,  des pite  it s  si m plici ty ,  has  t he  disad va ntage   of  a   va riabl e   switc hing  f re quency,  w her e  the  prese nce  of   a  la rg e  nu m ber   of   har m on ic s  i n  the  c urren t  wave .   P W M   te chn iq ue,  eas y  to  use ,  t hen  pr ovides   a  fixed  f reque ncy   operati on,   ha rm on ic   co nten t,  but  al so  ha s   f ully   identifie d by it s struct ur e , lim it ed  dynam ic  propertie s .       Table  4   Sy nth e sis of the   Re s ul ts     Control le d   h y ste resis   C ontrol le d   MLI   cont rolled  Dir ect   p - q   6 . 81   -   cont rolled  d irect   p - q  with   MVF   1 . 68   1 . 73   cont rolled  d irect   SR F   1 . 23   1 . 36       REFERE NCE S   [1]   M .   Abdus alam ,   "S truc ture s  and   Strat egies  fo r  C ontrol  of   Para l l el  and   H y brid   Acti ve   Fil te rs   with   Expe r imental   Vali da ti ons,"  Ph D T hesis,   Henri   Poinca ré   Univer sit y ,   Nan c y - I, M a y   2008 .   [2]   N .   Bru y an t,  "G ene ra li z ed   Study   a nd   Control  o f  Para ll e l  Ac tive  Fil te rs,   Glob al   o r   Sel ective  Com pensa ti on  o f  Harm onic s,  Ba lance d  o r   Unbal an ce d  R egi m e , "   Ph . D T hesis ,   Univ e rsit y   of  Nan te s,   Franc e, 1999 .   [3]   A .   Sahban i,  M .   Bra ie k,   M .   Da m i  and   M .   J emli,  "Control   of   a   Thr ee - Ph ase   Shunt  Fil te r   b y   F uzzy   Logic , "   3r d   Inte rna ti ona l  Co nfe ren c es  SETI T ,   Tun isia,  27 - 31 ,   Marc h   2005 .   [4]   A .   Rahmouni,   " Perform anc e  Co m par ison  of  Two  New  Cont rol   Methods  of  a   Pa ral l el  Acti v e  Fi lter",  ACTA ,   vo l5 3,   2012,   pp278 - 28 2 .   [5]   Y .   Kus um a  La th a,   Ch .   Saiba bu ,   Y .   P .   Obulesh,   Control   Strateg y  for  Three  Phase  Shunt  Acti v e  Pow er  Filt er  wit h  Minim um   Curre nt  Mea surem e n t s,  (IJECE) , Vol1,   No1,2011, pp .   31 - 42 .   [6]   K .   Shahra m ,   "Continui t y   of  S erv ice  o f  Thr ee - Phase  Pow er  Convert ers  a nd   FP GA   Protot y ping  i n  t h e  Lo op:   Applic a ti on  t o  P ara l le l   Act ive   Fi l te r, "   PhD   the sis,   Henri   Poinc aré  Univer sit y ,   Nan c y - I, Janua r y   20 09 .   [7]   R .   Ba la subram a nia n,   S .   Pala n i,  Sim ula ti on  and  Perform anc e  Ev al ua ti on  o f  Shu nt  H y brid   Pow er  Filt er  for   Pow er   Quali t y   Im prove m ent   Us ing  PQ   The or y ,   (IJECE) , Vol6,   No6,2016 ,   pp .   2603 - 2609 .   [8]   B .   Choukr i,  "Contribut ion   to   th e   Stud y   of   th e   Di ffe ren t   Topo logies  and   Com m ands  of  Par al l el  Acti v e  Fil te rs   W ith  Struct ure   T ensi on:  Model ing,  Sim ula ti on  and   Expe r imental  Vali da ti on  o f  t he  Order , "  Doc tora l   Th esis,   H en ri   Poinca ré   Univer sit y ,   Nan c y - I, D ec ember   2004 .   [9]   A .   MO RS LI,   " Depoll uti on   of   Low - Volta ge   E l ec tr ic a l  N et wor ks  Us ing  a   T wo - Le vel  Para llel  A ct iv e  Fi lt er   Control le d   b y   T he  PQ , "   ACTA  a lgori thm,  vo l  53 , 2012,   pp105 - 11 1 .       BIOGR AP H Y   O F  AU TH OR        B eny ett ou   Lou t fi   wa s born  in   M’s il a, Alge ri ai n  1 979 .   He  r ec e ive d   his E ngin ee r  d e gre e  in   Elec tronics  and  Magiste r  d e gre e  in  industrial  con trol   from   M’s il a  Univer sit y   in  2002   and  2006  respe ctively .     He  re ce iv ed  h is  Ph .   D .   in  elec tr i ca l   eng ine er ing  from   Bec har   Un ive rsit y ,   Alg er ia,  in   2016 .   He   w as   rec rui te d  in  200 9  as  elec tron ic s  assistant   profe ss or  in  Univer sit y   of  M' sil a .   His  sc ie nti f ic   int e rests  are   power  qua li t y   c o ndit ioni ng ,   DS P  and  d igi t al  con tr ol,  cont ro l   and   d ia gnostic .   He   is   m ember  of  sev er al   rese arc h   proj ec ts   at Unive rs i t y   of   Ms il a  and   Elec tr ic a l  Eng ineeri ng   La bor at or y   of M sila   Univer si t y     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.