I nte rna t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io n ( I J R A)   Vo l. 8 ,   No . 1 Ma r ch   201 9 p p .   6 ~ 17   I SS N:  2089 - 4856 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j r a . v 8 i 1 . pp 6 - 17     6       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 JR A   An anfis co nv er te r control a ppro a c h of grid co nn ecte w ind/ PV /ba tt e ry   sy ste m       R.   Arul m ur ug a n ,   S w a pn a   S a nd a ra j u   De p t a rtme n t   o f   EE E,   S   E n g in e e rin g   Co ll e g e ,   W a ra n g a l.   T S ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   7 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   Feb   14 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   Feb   2 8 ,   2 0 1 9       T h e   m a jo o b jec ti v e   o th is  tas k   is   a   c o n tro tec h n i q u e   f o p o w e f lo m a n a g e m e n o a   n e t w o rk   a ss o c i a ted   h y b rid   P V - w in d - b a tt e ry   b a s e d   s y ste m   w it h   m u lt i - in p u tran sf o rm e r   c o u p led   b id irec ti o n a d c - d c   c o n v e rter  u sin g   A NFIS   c o n tro ll e is  in t ro d u c e d .   T h e   p ro p o se d   sy ste m   in ten d to   f u lf il th e   d e m a n d   o f   lo a d ,   d e a w it h   t h e   p o w e f lo w   f ro m   th e   d isti n c ti v e   so u rc e s,  in jec ts  su rp lu p o w e in to   th e   n e tw o rk   a n d   c h a rg e   th e   b a tt e r y   f ro m   f ra m e w o rk   a a n d   w h e n   re q u ired .   A   tran s f o r m e c o u p led   b o o st  h a lf - b rid g e   c o n v e rter  is   u se d   to   tac k le  p o w e r   f ro m   w in d ,   w h il e   b id irec ti o n a b u c k - b o o st   c o n v e rter  is  u se d   t o   o u tf it   c o n tr o f ro m   P V   a lo n g sid e   b a tt e r y   c h a rg in g /rele a sin g   c o n tro l.   A   sin g le  sta g e   f u ll - b rid g e   b id irec ti o n a l   c o n v e rter   is  u se d   f o a c   lo a d a n d   c o ll a b o r a ti o n   w it h   g rid .   T h e   p ro p o se d   c o n v e rter  h a s   re d u c e d   n u m b e o f   in ten si ty   c h a n g e   sta g e s.  T h is  e n h a n c e th e   e f f e c ti v e n e ss   a n d   u n w a v e rin g   q u a li ty   o f   th e   fra m e w o rk .   In   th is  a rti c le  A d a p ti v e   Ne u ro   F u z z y   in ter f e re n c e   S y ste m   ( A N F IS is  p r o p o se d   f o b e tt e p e rf o rm a n c e   o th e   s y ste m .   N e u ra s y st e m   h a m a n y   in p u ts  a n d   a lso   h a m u lt ip le  o u t p u ts  b u t   th e   f u z z y   lo g ic  h a m u lt ip le  in p u ts  a n d   si n g le  o u tp u t,   so   th e   c o m b in a ti o n   o f   th is  tw o   is  k n o w n   a s   A NFIS   wh ich   is  u ti li z e d   f o n o n l in e a a p p li c a ti o n s.     T h e   p ro p o se d   p a p e o f   sim u latio n   re su lt s   a c q u ire d   u si n g   M A TL A B /S im u li n k   d e m o n stra te  th e   e x e c u ti o n   o f   th e   p r o p o se d   c o n tro l   p r o c e d u re   f o p o w e stre a m   th e   e x e c u ti v e s u n d e d if f e r e n m e th o d s o f   a c ti v it y .   K ey w o r d s :   A N FIS   c o n tr o ller   B atter y   DC - DC   c o n v er ter   H y b r id   s y s te m   MP PT   PV   W in d   Co p y rig h ©   201 9   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 :   S w ap n Sa n d ar aj u   Dep tar t m en t o f   E E E ,   S R   E n g i n ee r in g   C o lle g e,   W ar an g al.   T S,  I n d ia.   E m ail: S w ap n a. s a n d ar aj u @ g m ail. co m ,   ar u l.le ct @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   So lar   b ased   p h o to v o ltaic   ( P V)   an d   w i n d   h av e   asce n d ed   as   p o p u lar   i m p er ati v e n ess   s o u r ce s   d u e   to   th eir   ec o - p leasi n g   n at u r an d   c o s t r ea s o n ab ilit y .   Nev er t h eles s ,   th ese  s o u r ce s   ar u n p r ed ictab le  in   n a tu r e.   Fro m   th is   ti m f o r w ar d ,   it i s   test   to   s u p p l y   co n s is te n t   a n d   d eter m i n ed   p o w er   u s i n g   t h ese  s o u r ce s .   T h is   ca n   b te n d ed   to   b y   ca p ab l y   j o in in g   w it h   i m p er ativ e n es s   a m a s s i n g   s eg m en ts .   T h f asci n ati n g   co r r elativ lead   o f   s u n   co n tr o lled   in s o latio n   a n d   w i n d   s p ee d   co n f ig u r atio n   j o in e d   w ith   t h r ec en tl y   r ef er en ce d   f o ca p o in ts ,   h as   p r o v o k ed   th ex a m in a tio n   o n   th eir   j o in in g   ac h ie v i n g   cr o s s b r ee d   P V - w in d   f r a m e w o r k s   [ 1 ] .   Fo r   ac h iev in g   t h e   co m p r o m is o f   v ar io u s   en d le s s   s o u r ce s ,   t h s ta n d ar d   tech n iq u i n co r p o r ates  u s in g   s u b m itted   s i n g le - in p u t   co n v er ter s   o n f o r   ea ch   s o u r ce ,   w h i ch   ar r elate d   w ith   r e g u lar   d c - tr an s p o r [ 2 ] .   R eg ar d less ,   th ese  co n v er ter s   ar n o en o u g h   u til ized ,   o n   ac co u n o f   t h s p as m o d ic  th o u g h o f   th u n li m i ted   s o u r ce s .   Ad d itio n all y ,   th er ar e   d if f er e n p o w er   c h an g s tag es  w h ic h   le s s e n   th ca p ab il it y   o f   t h f r a m e w o r k .   C o lo s s al  p r o p o r tio n   o f   co m p o s i n g   e x is ts   o n   t h e   co o r d in atio n   o f   s u n   b ased   a n d   cu r v i m p er ativ e n es s   a s   a   cr o s s b r ee d   ess en tia ln e s s   ag f r a m e w o r k   w it h   s p o tlig h f u n d a m e n tall y   o n   its   e v alu ati n g   a n d   p r o g r ess io n .   I n   th esti m ati n g   o f   g en er ato r s   in   cr ea m   f r a m e wo r k   is   in v est ig ated   [ 3 - 7 ] .   I n   t h is   f r a m e w o r k ,   t h s o u r ce s   a n d   li m it  ar i n ter f ac ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:  2089 - 4856       A n   a n fis   co n ve r ter co n tr o l a p p r o a ch   o f g r id   c o n n ec te d   w in d /PV /b a tter s ystem   ( R .   A r u lmu r u g a n )   7   at  th d c - ass o ciate ,   th r o u g h   t h eir   s u b m i tted   co n v er ter s . Oth er   d u ties   ar m ad o n   t h eir   s h o w in g   ed g e s   a n d   co n tr o l te ch n iq u es  f o r   an   au to n o m o u s   cr ea m er   i m p er ativ e n e s s   f r a m e w o r k   [ 8 - 1 2 ] .     D y n a m ic   ex ec u tio n   o f   an   a u to n o m o u s   cr o s s   b r ee d   P V - w i n d   s tr u ctu r w it h   b atter y   a m ass i n g   i s   d is m e m b er ed .   I n   an   in er tn e s s /s lid i n g   m o d co n tr o is   p r esen ted   w h ich   co n tr o ls   th a s s i g n m e n o f   w i n d   i m p er ativ e n es s   s tr u c tu r to   en h a n ce   th e   s u n   f u e led   es s en tial n es s   m a k in g   f r a m e w o r k .   No v er y   m a n y   u n d er ta k in g s   ar m ad to   u p g r ad th cir cu it  co n - f i g u r at io n   o f   th ese  s y s te m s   th at  co u ld   d i m i n is h   th co s an d   ad d itio n   th ad eq u ac y   an d   tr u s t w o r t h i n ess .   J o in ed   co n v er t er s   f o r   P an d   w i n d   i m p er ati v en e s s   f r a m e w o r k s   ar p r esen ted .   P V - w in d   h y b r id   f r a m e w o r k ,   p r o p o s ed   b y   Dan iel  et  a l.,   h as  a n   e s s e n ti al  p o w er   to p o lo g y   an y w a y   it  is   p r o p er   f o r   s ta y   lo n ap p licatio n s .   A   f u s ed   f o u r - p o r to p o lo g y   s u b j ec to   b len d   P V - w in d   s y s te m   i s   p r o p o s ed .   I n   an y   ca s e,   n o t w i th s ta n d i n g   e s s e n tial  to p o lo g y   th co n tr o p lo u s ed   is   a m az in g .   Feed   th d s tack s ,   lo w   li m it  m u lti - p o r co n v er ter   f o r   m u lti  s y s te m   i s   d is p la y ed .   C r o s s b r ee d   P V - w in d   b ased   p er io d   o f   in te n s it y   a n d   it s   i n ter f ac w i t h   t h p o w er   o r g a n ize  ar t h e   b asic  r esear ch   zo n es   h a v p r o p o s ed   m u lti - i n p u h y b r id   P V - w i n d   co n tr o a g s y s te m   w h ic h   h as  a   b u c k /b u c k - h e lp   en t w i n ed   m u lti - i n p u d c - d co n v er ter   an d   a   f u ll - a s s o ciate   d c - co o li n g   i n v er ter .   T h is   s y s te m   is   m ai n l y   r ev o lv ed   ar o u n d   u p g r ad in g   th d c - i n ter f ac v o ltag e   co n tr o l.  I n   th s ix - ar m   co n v er ter   to p o lo g y   p r o p o s ed   b y   H.   C .   C h ian g   et  al.   [ 3 ] ,   th y ield s   o f   P g r o u p   an d   w i n d   g e n er ato r s   ar u r g ed   to   lif co n v er ter   to   ar r an g th d c - tr an s p o r v o ltag e.   T h s tead y   s tate  ex ec u tio n   o f   s tr u c tu r e   r elate d   P is   i n s p ec ted   in   [ 13 ] .   T h is   p ap er   r ev o lv es   ar o u n d   s y s te m   w o r k in g ,   f o r   i n s tan ce ,   ess e n tial n ess   cr ea tio n ,   s tr u ct u r im m o v ab le  q u alit y ,   u n it  e v alu a tin g ,   an d   co s ex a m i n ati o n .   I n   b len d   P V - w i n d   s y s te m   c lo s b y   b atte r y   is   s h o w n ,   i n   w h ich   th t wo   s o u r ce s   ar r elate d   w it h   co m m o n p lace   d c - tr an s p o r th r o u g h   i n d iv id u al  p o w er   co n v er ter s .   I n   ad d itio n ,   th d c - tr a n s p o r is   r elate d   w i t h   th u tili t y   s y s te m   th r o u g h   a n   in v er ter .   T h u s o f   m u lti - i n p u co n v er ter   ( MI C )   f o r   cr o s s   b r ee d   co n tr o s tr u ctu r e s   is   p u l lin g   i n   ex ten d i n g   t h o u g h i n   p er s p ec ti v o f   d ec r ea s ed   p ar c h ec k ,   o v er h au led   co n tr o t h ic k n e s s ,   co n s er v ativ e n e s s   a n d   u n i ted   co n tr o l.  I n   li g h o f   t h es g o o d   co n d itio n s ,   v ar io u s   to p o lo g ies  ar p r o p o s ed   an d   th e y   ca n   b d escr ib ed   in to   t h r ee   s o cial   a f f a ir s ,   n o n - d i s en g a g ed ,   to tall y   s ep ar at ed   an d   f o r   th e   m o s p ar d etac h ed   m u lti - p o r to p o lo g ies [ 13 - 15 ] .     T h s tr u ctu r r elate d   cr o s s   b r ee d   P V - w i n d - b atter y   b a s ed   s y s te m   f o r   n u clea r   f a m il y   ap p l icatio n s   i s   s h o w ed   u p   i n   F ig u r e   1 ,   w h ic h   ca n   w o r k   eit h er   i n   s ta y   lo n o r   s y s te m   r elate d   m o d e.   T h is   s y s te m   is   s en s ib le   f o r   n u clea r   f a m il y   ap p licatio n s ,   w h er n eg lig ib le  e x er tio n ,   c lear   an d   litt ler   to p o lo g y   p r ep ar ed   f o r   s elf - d ec is io n   m o v e m e n is   all u r i n g .   T h f o ca p o in o f   th p r o p o s ed   s y s te m   is   t h m u lti - i n p u tr an s f o r m er   co u p led   b id ir ec tio n al  d c - d co n v er ter   th at  in te r co n n ec t s   d iv er s p o w er   s o u r ce s   a n d   th li m it  s eg m e n t.  F u r t h er ,   a   co n tr o p lo f o r   f ea s ib le  p o w e r   s tr ea m   th e   ad m i n i s tr ato r s   to   g iv e   p er s is te n t   p o w er   s u p p l y   t o   th s to r es,  w h ile   in j ec tin g   w ea lt h   co n tr o in to   th s y s te m   i s   p r o p o s ed   [ 1 2 ,   1 6 - 2 0 ] .   T h u s l y ,   t h p r o p o s ed   p lan   an d   co n tr o s ch e m g iv c h o ice  b len d   o f   P an d   w in d   i m p er ati v e n es s   s o u r ce .   I h as  t h g o in g   w it h   f o ca p o in t s MP P   f o llo w in g   o f   b o th   t h s o u r ce s ,   B atter y   ch ar g in g   co n tr o an d   b id ir ec tio n al  p o w er   s tr ea m   ar d r illed   w it h   s i x   s w itc h es.       P V   s o u r c e B i d i r e c t i o n a l   d c - d c   c o n v e r t e r T / F   c o u p l e d   d u a l   h a l f   b r i d g e   c o n v e r t e r   G r i d I n v e r t e r W i n d   s o u r c e C o n t r o l   a l g o r i t h m   o f   S 1   S 2   S 3   S 4 C o n t r o l   a l g o r i t h m   o f   T 1 & T 2 C o n t r o l   a l g o r i t h m   o f   T 3   T 4 & T 5   T 6 D i o d e   r e c t i f i e r A C   l o a d S t o r a g e           A C D C D C D C D C A C     Fig u r e   1 .   Gr id - co n n ec ted   h y b r id   P V - w i n d - b atter y   b ased   s y s t e m   f o r   h o u s e h o ld   ap p licatio n s       2.   P RO P O SE CO NV E RT E R   CO NF I G U RAT I O N   T h p r o p o s ed   co n v er ter   co n t ain s   tr an s f o r m er   co u p led   b o o s d o u b le   h al f - ass o ciat e   b i d ir ec tio n al  co n v er ter   co m b i n ed   w i th   b i d ir ec tio n al  b u c k - b o o s co n v e r ter   an d   s i n g le   s ta g f u ll - i n ter f ac e   in v er ter .     T h e   p r o p o s ed   co n v er ter   h as  r ed u ce d   n u m b er   o f   p o w er   v o ltag b o o s tin g   ar d ev elo p e d   th r o u g h   s in g le   co n v er ter .   T r an s f o r m er   co u p l ed   b o o s h alf - b r id g e   co n v er te r   is   u s ed   f o r   eq u ip p in g   p o w e r   f r o m   w i n d   an d   a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 2 0 8 9 - 4856   I n J   R ob  A u to m Vo l.  8 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 9     6     17   8   s in g le   s ta g f u ll - i n ter f ac b id ir ec tio n al  co n v er ter   is   u s ed   f o r   r ein f o r cin g   ac   lo ad s   an d   in ter ac tio n   w it h   s y s te m .   T h p r o p o s ed   co n v er ter   h a s   d i m i n is h ed   n u m b er   o f   p o w er   c h an g e   s ta g es   w it h   le s s   s ec tio n s   an d   h i g h   ad eq u a c y   co m p ar ed   to   p r esen t   s tr u ctu r r elate d   co n v er ter s .     E x ac tl y   w h e n   s w itc h   T 3   is   ON,   th p r ese n co u r s in g   th r o u g h   th s o u r ce   i n d u cto r   in cr ea s e s .     T h ca p ac ito r   C 1   d is ch ar g es t h r o u g h   t h t r a n s f o r m er   b asic a n d   s w itc h   T 3 .   I n   h elp er   s id ca p ac ito r   C 3   ch ar g e s   th r o u g h   tr an s f o r m er   d is cr etio n ar y   an d   th r ea te n i n g   to   p ar allel  d io d e   o f   s w itc h   T 5 .   E x ac tly   w h e n   s w itc h   T 3   is   m u r d er ed   an d   T 4   is   tu r n ed   ON,   at  f ir s th in d u cto r   cu r r en co u r s es  th r o u g h   ad v er s ar y   o f   p ar allel  d io d o f   s w itc h   T   4   an d   th r o u g h   t h ca p ac ito r   b an k .   I n   th m id s o f   th is   b et w ee n   ti m e ,   th p r ese n co u r s i n g   th r o u g h   d io d less en s   an d   t h at  tr a v el s   th r o u g h   tr a n s f o r m er   f u n d a m en tal  a u g m e n tatio n s .   R ig h w h e n   cu r r e n g o in g   th r o u g h   th e   in d u cto r   w i n d s   u p   p r o p o r tio n al  to   th at  tr av eli n g   t h r o u g h   tr an s f o r m er   b a s ic.   Sin ce ,   T   4   is   g ated   ON  a m id   t h is   ti m e,   t h ca p ac i to r   C 6   n o w   d i s ch ar g es   t h r o u g h   s w itc h   T   4   an d   tr a n s f o r m er   b asic.  Am id   t h O N   ti m o f   T   4 ,   ag ain s p ar allel  d i o d o f   s w itc h   T   6   p r ac tices  to   ch ar g th ca p ac ito r   C 4 .   Du r in g   t h ON  ti m o f   T   3 ,   th f u n d a m e n tal   v o lta g VP   −V C 1 .   T h as s is tan v o ltag e   VS  n Vp   =   −n V C 1   −V C 3 ,     o r   VC 3   n VC 1   an d   v o lta g e   ac r o s s   o v er   b asic  in d u cto r   L w   i s   V w .   E x ac t l y   w h e n   T   3   is   ex ec u ted   an d   T 4   tu r n ed   ON,   t h b asic   v o lt - a g e   VP   VC 2 .   Ass i s ta n v o ltag VS  n VP   n V C 2   VC 4   an d   v o lta g ac r o s s   o v er   b asic  in d u cto r   L w   i s   V w   −  ( VC 1   VC 2 ) .   C h an g s ta g e s   w ith   le s s   a n d   h ig h   ad eq u ac y   co n tr asted   an d   th e   p r esen s y s te m   r elate d   p lan s .   T h to p o lo g y   is   d ir ec an d   n ee d s   o n l y   s ix   p o w er   s w itc h es .   T h li f t   t w o f o ld   h al f - ass o ciate   co n v er ter   h as t w o   d c - i n ter f ac e s   o n   b o th   it   ca n   b s h o w n   th at   ( 1 ) .                                                   ( 1 )     T h ca p ac ito r   v o ltag es  ar s e en   as  p r ed ictab le  in   co n s ta n t   s tate  an d   t h e y   s ett le  at  V C 3   n V C 1 ,     VC 4   n VC 2 .   C o n tr o lli n g   th v o ltag e   o f   o n o f   t h d c - j o in s ,   e n s u r es  co n tr o llin g   t h v o ltag o f   th o t h er .     T h is   m a k e s   t h co n tr o f r a m e w o r k   d ir ec t.  I n   ad d itio n ,   ad d it io n al  co n v er ter s   ca n   b f ac ilit ated   w ith   a n y   o f   t h e   t w o   d c - j o in s .   A   b id ir ec tio n al  b u ck - b o ls ter   d c - d co n v er ter   i s   co m p o s ed   w it h   th b asic  s id d c - ass o ciatio n   a n d   s in g le - o r g a n ize  f u l l - in ter f ac b id ir ec tio n al  co n v er ter   i s   r el ated   w it h   t h d c - as s o ciatio n   o f   th e   h elp er   s id e.     T h co m m it m en o f   th h alf - ass o ciate   co n v er ter   is   m o ld ed   b y   i n ter f ac i n g   th P g r o u p   in   co u r s o f   ac tio n   w it h   t h b atter y ,   alo n g   t h ese  l in es  s o lid i f y in g   tr ad e m ar k   b o o s tin g   s tag f o r   th ar r an g e m en t.  T h b o o s tin g   ca p ac it y   is   f u r t h er m o r e n h a n ce d   b y   h i g h   r ep ea ad v e n t u r u p   tr a n s f o r m er .   T h tr an s f o r m er   f u r t h er m o r e   en s u r es  g al v a n ic  s ep ar atio n   to   th p ile  f r o m   th s o u r ce s   an d   th b atter y .   B id ir ec tio n al  b u c k - he lp   co n v er ter   is   u s ed   to   eq u ip   co n tr o f r o m   P clo s b y   b atter y   c h ar g i n g /d is c h ar g i n g   co n tr o l.  T h u n iq u p ar o f   th is   co n v er ter   is   th at   MP P   f o llo w i n g ,   b atter y   c h ar g co n tr o an d   in   t h i s   w a y ,   th y ield   v o lta g o f   th e   ass is ta n s id dc - in ter f ac is   co m p o n e n t   o f   th co m m it m en c y cle  o f   th f u n d a m e n tal  s id co n v er ter   an d   tu r n s     ex ten t o f   tr an s f o r m er .     I n   p r o p o s ed   p lan   as  s h o w ed   u p   in   Fi g u r e   2 ,   b id ir ec tio n al  b u ck - b o ls ter   co n v er ter   is   u s ed   f o r   MP f o llo w in g   o f   P b u n ch   a n d   b atter y   c h ar g i n g /d is c h ar g i n g   co n tr o l.   Fu r t h er ,   th i s   b id ir ec tio n al  b u ck - h elp   co n v er ter   ch ar g es/d is c h ar g es   th ca p ac ito r   b an k   C 1 - C 2   o f   tr an s f o r m er   co u p led   h a lf - in ter f ac b o ls ter   co n v er ter   r elian o n   t h lo ad   ask s .   T h h alf - as s o ciate   h elp   co n v er ter   r e m o v e s   i m p er ati v en ess   f r o m   t h b r ee ze   s o u r ce   t o   th ca p ac ito r   b an k   C 1 - C 2 .   I n   th m id s o f   b att e r y   c h ar g i n g   m o d e,   w h en   s witch   T 1   is   ON,   th e   ess e n tial n ess   is   s ec u r ed   i n   t h i n d u cto r   L .   R i g h w h e n   s w itc h   T 1   is   e x ec u ted   an d   T 2   is   tu r n ed   O N,   ess e n tial n ess   s e a w a y   i n   L   i s   tr ad ed   to   th e   b atter y .   I n   ca s e   th e   b atter y   d is ch ar g i n g   c u r r en i s   m o r t h a n   t h P cu r r en t,  in d u cto r   cu r r en win d s   u p   n eg at iv e.           Fig u r e   2 .   P r o p o s ed   c o n v er ter   co n f i g u r atio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:  2089 - 4856       A n   a n fis   co n ve r ter co n tr o l a p p r o a ch   o f g r id   c o n n ec te d   w in d /PV /b a tter s ystem   ( R .   A r u lmu r u g a n )   9   Her e,   th e   s to r ed   e n e rg y   i n   th e   in d u c to r   in cr ea s es   w h en   T2   i s   tu r n ed   o n   a n d   d ec r ea s es   w h en   T1   i s   tu r n ed   on .   I t c an   b p r o v ed   th a t   ( 2 ) .                          ( 2 )     T h co n tr o llin g   s c h e m o f   t h p r o p o s ed   s y s te m   is   s h o w n   in   Fig u r 3.           Fig u r e   3 .   P r o p o s ed   c o n tr o l sch e m f o r   p o w er   f lo w   m a n ag e m en t o f   g r id -   co n n ec ted   h y b r i d   P w i n d - b atter y   b ased   s y s te m       T h o u tp u t v o lta g o f   th tr a n s f o r m er   co u p led   b o o s t h al f - b r i d g co n v er ter   is   g i v en   b y   ( 3 ) ,                                                                     ( 3 )     T h is   v o ltag i s   n   ti m es  o f   b asic  s id d c - in ter f ac v o lta g e.   T h b asic  s id d c - i n ter f ac v o lt ag ca n   b e   co n tr o lled   ex te n s i v el y   a s s o cia te  h elp   co n v er ter   o r   b y   b id ir ec tio n al  b u c k - e n co u r ag e   co n v er t er .   T h ass o ciatio n   b et w ee n   t h t y p ical   esti m ati o n   o f   i n d u cto r ,   P an d   b at ter y   c u r r e n o v er   tr ad in g   c y cle  is   g i v e n   b y     I L   I b   I p v .   C lear l y ,   I b   a n d   I p v   ca n   b co n tr o lled   b y   co n tr o llin g   I L .   C o n s eq u e n tl y ,   th e   MP P   m o v e m e n i s   en s u r ed   b y   co n tr o llin g   I L .     2 . 1 .   ANF I S c o ntr o l Sy s t e m   Fu zz y   L o g ic   C o n tr o l ( F L C )   m eth o d   is   co m m o n l y   u s ed   i n   co n tr o l s y s te m s   b ased   o n   m icr o   p r o ce s s o r s ,   b ec au s it   d o es  n o n ec es s ita te  an   ex ac m o d el   o f   th e   s y s te m   a n d   i s   i n s e n s iti v to   v ar i atio n s   o f   o p er atin g   p o in ts   a n d   p ar a m eter s .   I is   b ased   o n   r u le   b asis   an d   Me m b er s h ip   F u n ct io n s   ( MF) ,   wh ich   ar g en er all y   o b tain ed   b y   tr ial - an d - er r o r   m et h o d   an d   co n s eq u e n tl y   it is   ti m e - co n s u m i n g   a n d   er r o r - p r o n p r o ce d u r e.     A r ti ficial  Ne u r al  Net w o r k s   ( A N Ns)  ar m at h e m a tical  m o d els  w it h   p ar allel  d ata  p r o ce s s i n g   an d   lear n in g   ab il i ties ,   w h ic h   u til iz co m p u tat io n al  n e u r o n s   ( n o n l in ea r   ce ll s )   s tr u ctu r ed   i n   la y er s   an d   l in k ed   to   ea c h   o th er   b y   w ei g h f ac to r s .   A N N s   ar also   u s ed   in   m icr o p r o ce s s o r   co n tr o s y s te m s   o w i n g   to   th eir   n o n li n ea r   an d   g en er aliza tio n   s k il ls ,   ad ap tiv s tr u ct u r e,   an d   in d ep en d e n t   d esig n   f r o m   s y s te m   p ar a m e ter s .   Ho w e v er ,   th eir   d r a w b ac k s   ar t h i n s tr u ctio n   p r o b lem   o f   n et w o r k   an d   lac k   o f   r u les  f o r   d e n i n g   t h s tr u ctu r d u to   th e ir   b lack   b o x ”  n at u r e.   F L C   an d   A N Ns  ar co m p le m e n tar y   s c h e m es   in   t h d esi g n   o f   in telli g e n co n t r o s y s te m s .   W ith   A NN  s y s te m s ,   th d ev e l o p m e n t ti m is   r ed u ce d   an d   t h ac cu r ac y   o f   t h f u zz y   m o d el  is   en h an ce d .     T w o   g e n er al  f u zz y   m o d els   ar Ma m d a n an d   T ak ag i   Su g en o - Ka n g   ( T SK)   d ef in ed   f o r   FIS.     T h A NFI i s   ca p ab le  to   u s o n l y   t h T SK  f u zz y   m o d el  d u to   ad ap tiv tech n iq u e s ,   its   e lev ated   ca lcu lat iv e   ef f icien c y   a n d   b u ilt i n   m o s f a v o r ab le.   T h A N FIS  s tr u ctu r is   s h o w n   i n   Fi g u r 4 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 2 0 8 9 - 4856   I n J   R ob  A u to m Vo l.  8 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 9     6     17   10       Fig u r e   4 .   S tr u ct u r o f   A NFI S       Gen er all y ,   A N FIS  is   d if f er en la y er   f ee d   f o r w ar d   s y s te m   w it h   s tab le  o u tp u in   w h ich   ev er y   n o d e   p er f o r m s   n o d f u n ctio n   o n   in co m i n g   s ig n al s .   Fo r   co n v en ien ce ,   w co n s id er   t w o   i n p u ts   'x '   a n d   'y an d   o n e   o u tp u ' ' .   A s s u m t h at  th r u l b ase  en s u r th T ak ag i a n d   Su g en o   t y p t w o   f u zz y   i f - th e n   r u les.   R u le  1 : I x   is   A 1   an d   y   i s   B 1   T HE f 1 =P1 x +Q 1 y +R1   R u le  2 : I x   is   A 2   an d   y   i s   B 2   T HE f 2 =P2 x +Q 2 y +R2   T h A NFI S s tr u ct u r is   f iv la y e r   f ee d   f o r w ar d   n et w o r k   g i v en   a s :   Step   1 I n   th is   la y er   ev er y   n o d is   s q u ar n o d b y   n o d f u n ctio n   ( th m e m b er s h ip   v alu o f   t h p r e m is e   p ar t)   Oi=µ A i( X) .   W h er e,   x   is   th in p u to   th n o d i,  an d   A i s   th l in g u is t ic  lab el  r elate d   w it h   th is   n o d f u n ctio n .     Step   2 E v er y   n o d in   th is   la y er   is   c ir cle  n o d lab eled   w h ich   m u ltip lie s   t h in co m i n g   s ig n al s .   E ac h   n o d e   o u tp u t r e p r esen t s   th f ir i n g   s tr en g t h   o f   r u le.   Oi2 A i( X)   µB i( Y) ,   w h er i =   1 :2 .   Step   3 I n   th is   la y er   e v er y   n o d is   cir cle  n o d lab eled   ( n o r m al izatio n ) .   T h ith   n o d ca lcu late s   th r atio   o f   th it h   r u le s   f ir i n g   s tr en g t h   to   th s u m   o f   all  f ir in g   s tr e n g th s .   Oi3 =W 1 /( W 1 +W 2   ,   w h er 1 :2 .   Step   4 : E v er y   n o d in   t h is   la y e r   is   s q u ar n o d w i th   n o d f u n ctio n   Oi4 =W   ( P iX+Q iY+R i) .   Step   5 T h s i n g le   n o d i n   th is   la y er   is   c ir cle  n o d l ab eled   th at  co m p u tes   th e   o v er all  o u tp u t   as  t h e   su m m atio n   o f   all  in co m i n g   s i g n als,  Oi5   S y s te m   o u tp u t,  w h er i =   1 :2         3.   SI M UL AT I O R E S UL T S   I n   t h Fig u r e   5   s h o w s   t h e   s i m u lin k   d iag r a m   w i th   A N FIS   co n tr o ller ,   Fi g u r e   6   s h o w s   t h e   c o n tr o s ch e m o f   b id ir ec tio n al  b u ck - b o o s co n v er ter ,   in   th is   s c h e m th m a x i m u m   p o w er   f r o m   th P s o u r ce   ca n   b o b tain ed   b y   u s i n g   I n cr e m e n t al  C o n d u cta n ce   m eth o d .   C o n tr o o f   th s w itc h es  T 1   an d   T 2   w ill  co n tr o th e   p o w er   f r o m   P s o u r ce   an d   b atter y .   T h r e f er en ce   b lo ck   w il co m p ar th V mp p   an d   I p v   w it h   r ef er en c e   v o ltag e   an d   cu r r en t.  T h A N FIS  co n tr o ller   g i v es   t h e f f ic ien o u tp u t   a n d   t h P W g e n er ato r   is   u s ed   to   g en er ate  t h p u l s es  f o r   s w itch es T 1   an d   T 2 .     Fig u r e   7   s h o w s   t h e   c o n tr o s c h e m e   o f   tr an s f o r m er   co u p led   b o o s d u al  h al f   b r id g co n v er t er ,   in   th i s   s ch e m t h e   m a x i m u m   p o w er   f r o m   t h w i n d   s o u r ce   ca n   b o b tain ed   b y   u s i n g   I n cr e m en tal  C o n d u ctan c e   m et h o d .   C o n tr o o f   th s w itc h es  T 3 ,   T 4   an d   T 5 ,   T 6   w ill  co n t r o th p o w er   f r o m   w in d   s o u r ce .   Fig u r e   s h o w s   th c o n tr o s ch e m o f   1 - p h a s f u ll  b r id g in v er ter   in te g r ated   to   g r id ,   Fig u r 9   s h o w s   s t ea d y   s ta te  o p er atio n   ( Vo ltag e   &   C u r r en v s   T im e) ,   T h b atter y   is   ch ar g ed   w it h   th co n s ta n m a g n it u d o f   c u r r en an d   r e m ai n i n g   p o w er   is   f ed   to   th g r id .             Fig u r 5 .   SIM UL I NK  C ir cu it  o f   P W I ND  B A T T E R Sto r ag C ir c u it   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:  2089 - 4856       A n   a n fis   co n ve r ter co n tr o l a p p r o a ch   o f g r id   c o n n ec te d   w in d /PV /b a tter s ystem   ( R .   A r u lmu r u g a n )   11       Fig u r 6 .   C o n tr o l sch e m o f   b i d ir ec tio n al  b u ck - b o o s t c o n v er t er           Fig u r 7 .   C o n tr o l sch e m o f   tr an s f o r m er   co u p led   b o o s t d u al  h al f   b r id g co n v er ter           Fig u r 8 .   C o n tr o l sch e m o f   1 - p h a s f u ll b r id g in v er ter   in te g r ated   to   g r id   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 2 0 8 9 - 4856   I n J   R ob  A u to m Vo l.  8 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 9     6     17   12   Fig u r e   1 0   s h o w s   r esp o n s e   o f   th f r a m e w o r k   f o r   ch a n g es   in   in s o latio n   lev el   o f   P s o u r ce ,   Un ti 2 s ,   b o th   s o u r ce s   ar w o r k in g   at   MP PT   an d   ch ar g in g   t h b atte r y   b y   m ea n s   o f   co n s tan cu r r en a n d   th r e s id u al   p o w er   is   f ed   to   th e   g r id .   A ti m 2 s ,   t h P s o u r ce   i n s o lat i o n   lev el   is   i m p r o v ed .   A s   r e s u lt   th P s o u r ce   p o w er   i n cr ea s es   an d   b o t h   t h s o u r ce s   k ee p   o n   o p er ate  at  M P PT.   T h o u g h   th e   P ar r a y   p o w er   h as   i n cr ea s ed ,   th b atter y   is   s till   ch ar g ed   w it h   t h s a m m a g n itu d o f   c u r r en a n d   p o w er   b alan ce   is   ac h i ev ed   b y   i n cr ea s i ng  th p o w er   s u p p lied   to   th g r id .   T h e   T ab le  1   s h o w s   th s i m u la tio n   p ar a m eter s   o f   t h s y s te m   an d   T ab le  2   s h o w s   th co m p ar is o n   o f   T HD’ S.       T ab le   1 Sim u latio n   p ar a m eter s     S . N o   P A R A M ET ER   V A L U E     1.     S o l a r   P V   p o w e r   5 2 5   W   ( I mp p   =   1 4 . 8   A )   ( V mp p   =   3 5 . 4   V )   2.     W i n d   p o w e r   3 0 0   W   ( I mp p   =   8   A )   ( V mp p   =   3 7 . 5   V )   3.   S w i t c h i n g   f r e q u e n c y   1 5   k H z   4.   T r a n sf o r me r   t u r n s ra t i o   5 . 5   5.   I n d u c t o r - h a l f   b r i d g e   b o o st   c o n v e r t e r   L w   5 0 0   µ H   6.   I n d u c t o r - b i d i r e c t i o n a l   c o n v e r t e r   L   3 0 0 0   µ H   7.   P r i mary   si d e   c a p a c i t o r s C 1 - C2   5 0 0 µ F   8.   se c o n d a r y   si d e   c a p a c i t o r C 3 - C4   5 0 0 µ F   9.   S e c o n d a r y   si d e   c a p a c i t o r   f o r   t h e   e n t i r e   d c - l i n k   2 0 0 0   µ F   1 0 .   B a t t e r y   c a p a c i t y   &   v o l t a g e   4 0 0   A h ,   3 6   V           Fig u r 9 .   Stead y   State  Op er ati o n   ( Vo ltag e   &   C u r r e n t v s   T im e)           Fig u r 1 0 .   R esp o n s o f   t h f r a m e w o r k   f o r   ch an g es i n   i n s o lat io n   lev el  o f   P s o u r ce     ( Vo ltag e   &   C u r r en t v s   T im e )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:  2089 - 4856       A n   a n fis   co n ve r ter co n tr o l a p p r o a ch   o f g r id   c o n n ec te d   w in d /PV /b a tter s ystem   ( R .   A r u lmu r u g a n )   13   A t h ti m 4 s ,   P s o u r ce   in s o latio n   is   b r o u g h to   th s a m l ev el  as  b ef o r 2 s .   T h p o w er   is   s u p p lied   th r o u g h   P s o u r ce   i s   d ec r ea s es.  B atter y   is   co n t in u ed   to   g e ch ar g ed   at  t h s a m m a g n it u d o f   cu r r en t,  an d   p o w er   in j ec ted   in to   t h g r id   d ec r ea s es.  Fi g u r e   1 1   s h o w s   r es p o n s o f   t h f r a m e w o r k   f o r   ch an g es   in   in s o latio n   lev el  o f   w i n d   s o u r ce .             Fig u r 1 1 .   R esp o n s o f   t h f r a m e w o r k   f o r   ch an g es i n   i n s o lat io n   lev el  o f   w in d   s o u r ce     ( Vo ltag e   &   C u r r en t v s   T im e)       I n   Fi g u r e   12   s h o w s   r esp o n s e   o f   th e   f r a m e w o r k   i n   t h ab s en ce   o f   P s o u r ce   w h ile  w i n d   s o u r ce   co n tin u es  to   o p er ate,   T ill  tim 2 s ,   b o th   th s o u r ce s   ar g en er ati n g   t h p o w er   b y   w o r k i n g   at  t h eir   co r r esp o n d in g   MP PT  an d   ch ar g in g   th b atter y   at   co n s ta n m ag n it u d o f   cu r r en t,  an d   th e   r em ai n i n g   p o w er   is   b ein g   f ed   t o   th g r id .   A t h ti m 2 s ,   P s o u r ce   i s   d is co n n e cted   f r o m   t h s y s te m .   T h c h ar g in g   c u r r en o f   th e   b atter y   r e m ai n s   co n s ta n t,  w h i le  th i n j ec ted   p o w er   to   t h g r id   r ed u ce s .   A in s tan 4 s ,   P s o u r ce   is   b r o u g h t   b ac k   i n to   t h s y s te m .   T h er is   n o   c h a n g e   i n   t h c h ar g i n g   r ate  o f   t h b atter y .   T h a d d itio n al  p o w er   is   f ed   to   g r id   a n d   Fi g u r e   1 3   s h o w s   R esp o n s o f   th e   f r a m e w o r k   i n   th ab s e n ce   o f   w i n d   s o u r ce   w h ile  P s o u r ce   co n tin u es  to   o p er ate   an d   Fig u re   1 4   s h o w s   r esp o n s o f   t h f r a m e w o r k   in   t h ab s en ce   o f   b o th   w i n d   an d   P s o u r ce   ( Vo ltag e   &   C u r r en t v s   T im e) .           Fig u r 1 2 .   R esp o n s   o f   t h f r a m e w o r k   i n   th ab s e n ce   o f   P s o u r ce   w h i le  w in d   s o u r ce   co n t in u e s   to   o p er ate  ( Vo ltag &   C u r r en t v s   T im e)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N : 2 0 8 9 - 4856   I n J   R ob  A u to m Vo l.  8 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 9     6     17   14       Fig u r 1 3 .   R esp o n s o f   t h f r a m e w o r k   i n   th ab s e n ce   o f   w i n d   s o u r ce   w h ile  P s o u r ce   co n t in u e s   to   o p er ate  ( Vo ltag e   &   C u r r en t v s   T im e)           Fig u r 1 4 .   R esp o n s o f   t h f r a m e w o r k   i n   th ab s e n ce   o f   b o t h   w i n d   an d   P s o u r ce     ( Vo ltag e   &   C u r r en t v s   T im e)       T ab le  2 C o m p ar is o n   o f   T HD’ S   C a se   . N o .   P a r a me t e r ( I g )   V a r i a t i o n   o b se r v e d   ( T H D %)   C a se   1 .   B a si c   mo d e l   T h e   P V   w i n d   a n d   b a t t e r y   a r e   a t   st a b l e   c o n d i t i o n   0 . 0 8   C a se   2 .   W i n d   s t a b l e   w i t h   P V   i n c r e a se s   T h e   i n so l a t i o n   l e v e l   o f   P V   i s i n c r e a se d   f r o m 2 s   t o   4 s   4 . 5 5   C a se   3 .   P V   st a b l e   w i t h   w i n d   i n c r e a se s   T h e   i n so l a t i o n   l e v e l   o f   w i n d   i i n c r e a s e d   w h i l e   P V   i s st a b l e   0 . 1 3   C a se   4 .   W i n d   a c t i v e   P V   i n a c t i v e   P V   i d i s c o n n e c t e d   f r o 2 t o   4 s   a n d   w i n d   i s c o n t i n u o u s   t o   o p e r a t e   0 . 2 8   C a se   5 .   P V   a c t i v e   w i n d   i n a c t i v e   W i n d   i d i s c o n n e c t e d   f r o m   2 t o   4 s   a n d   P V   i s c o n t i n u o u s   t o   o p e r a t e   0 . 4 6   C a se   6 .   B o t h   a r e   i n a c t i v e   B o t h   t h e   so u r c e s a r e   d i sco n n e c t e d   f r o m t h e   su p p l y   0 . 3 8       3 . 1 .   Si m ula t io n r esu lt s   o f   ANF I S   T h Fig u r 1 5   s h o w s   th r u le  v ie w er   o f   A NFI co n tr o ller   w h ich   co n s i s o f   2   in p u t s   an d   1   o u tp u f o r   ex a m p le  in p u 1   an d   i n p u 2   is   ze r o   th o u tp u i s   0 . 4 6 9 .   T h Fi g u r 1 6   s h o w s   th s u r f a ce   v ie w   o f   A NFI S   co n tr o ller   w i th   in p u ts   r a n g e s   f r o m   - 2   to   2   an d   o n o u t p u t   r an g e s   f r o m   0 . 2   to   0 . 8 .   T h Fi g u r 1 7   s h o w s   t h e   s tr u ct u r o f   a n f is   co n tr o ller   w i th   2   in p u ts   a n d   ea ch   i n p u t c o n s is t o f   3   m e m b er s h ip   f u n ct io n s   w it h   s et  o f   9   r u les   an d   9   o u tp u ts   w h ic h   ar co n n e cted   to   s in g le  o u tp u t.            Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:  2089 - 4856       A n   a n fis   co n ve r ter co n tr o l a p p r o a ch   o f g r id   c o n n ec te d   w in d /PV /b a tter s ystem   ( R .   A r u lmu r u g a n )   15       Fig u r 1 5 .   R u le  v ie w er   o f   A N FIS   co n tr o ller           Fig u r e   16 Su r f ac v ie w   o f   ANFI S c o n tr o ller           Fig u r e   17 Stru ctu r o f   A N FIS   co n tr o ller       4.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S   T h an al y s is   o f   th e   p h o to v o lt aic  m o d u le   g e n er atio n   s y s te m   as  s h o w n   i n   Fig u r e   1 8   an d   i ts   co n tr o l   alg o r ith m   p r ese n ted   i n   Fi g u r e   18   ar v er if ied   u s in g   s i m u latio n   to o ls   in   Ma tlab .   p r o to ty p e   o f   t h e n tire   w o r k   is   d ev elo p m e n i n   th elec tr ic al  p o w er   en g in ee r i n g   lab o r ato r y .   T h p er f o r m a n ce   is   ev a lu a ted   o n   s in g le  P V   ar r ay   s y s te m   u s in g   A r d u i n o   m icr o co n tr o ller ,   h all s   e f f ec v o l tag a n d   c u r r en s en s o r s ,   a n d   s in g le  co n d it io n i n g   u n i t.  T h g ati n g   s i n g les  f o r   in v er ter s   an d   co n v er ter   ar o b tain ed   u s in g   A N FIS  p u l s w id t h   m o d u latio n   b lo ck s   f o r   A r d u i n o   co n tr o ller   an d   an   is o latio n   ca r d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.