I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o w er   E ng ineering   ( I J AP E )   Vo l. 7 ,   No . 2 A u g u s t   201 8 ,   p p .   1 5 9 ~1 6 5   I SS N:  2252 - 8792   DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ap e. v 7 . i2 . p p 1 5 9 - 165           159       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 JA P E   H a r m o n ic  M itiga tion for  No n - linea Lo a d U sing  TS H  A ctive  Po w er F ilter  w ith  PID  Co ntroller       G a ri m a   Sin ha P a nk a j   K u ma G o s w a m i Su dh ir  k r.   S ha r m a   De p a rt m e n o f   El e c tro n ics   a n d   c o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g ,   J aip u r   Natio n al  Un iv er s it y ,   I n d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 0 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   A p r   5 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   A p r   2 4 ,   2 0 1 8       El e c tro n ic  e q u ip m e n ts ,   w id e ly   u se d   in   p re se n li v in g   e ra ,   re q u ir e d   to   h a v e   im p ro v e d   p o w e q u a li t y .   W h e n   su c h   ty p e   o e q u ip m e n ts  a re   c o n n e c ted   to   e lec tri c   su p p ly   d istri b u ti o n   sy ste m ,   th e y   in tro d u c e   n o n   sin u so i d a e ffe c in   th e   li n e   c u rre n b e c a u se   o f   th e ir  n o n - li n e a re latio n s h ip   in   v o lt a g e   a n d   c u rre n t.   M o re o v e r,   h a rm o n ics   in   th e   li n e   c u rre n a re   a lso   p ro d u c e d .   W it h   c o n sta n tl y   g ro w in g   i m p lo ra ti o n   o f   su c h   ty p e   o f   n o n l in e a e q u ip m e n ts  a a   larg e   sc a le,  h a rm o n ic  d isto rti o n in   li n e   c u rr e n h a v e   b e c o m e   a   sig n i f ica n c r u n c h .   T h is   re q u ired   so m e   m e th o d in v o lv in g   th e   re d u c ti o n   o f   h a rm o n ics   in   th e   li n e   c u rre n a w e ll   a p o w e r   f a c to i m p ro v e m e n t/ c o rre c ti o n .   T h e   p ri m a r y   g o a o th is  p ro p o se d   w o rk   is  to   r e d u c e   th e   h a r m o n ics   p ro d u c e d   in   li n e   c u rre n a n d   to   im p ro v e   p o w e q u a li t y   o f   n o n - l in e a lo a d   b y   d e sig n in g   a   c o n v e rter  w it h   p a ra ll e p ro c e ss in g   sc h e m e ,   n a m e d   T S a c ti v e   p o w e f il ter  ( tran s fo r m e l e ss   sh u n a c ti v e   p o w e f il ter)  w it h   P ID  c o n tro ll e r.   He re   a   se p a ra te  d c   so u rc e   is  e m p lo y e d   to   su p p ly   th e   sh u n t   c o n n e c ted   c o n v e rter,  a   v o lt a g e   so u r c e   in v e rter,  to   re m o v e   th e   re q u ire m e n o f   b u lk y   tran s f o r m e a su p p ly   e n d .   T h is  p a p e d e p icte d   th e   p r o c e ss   o f   r e d u c ti o n   o f   to tal  h a rm o n ic  d isto rti o n   (T HD ),   g e n e ra ted   d u e   to   n o n li n e a c h a ra c teristics   o f   lo a d   a n d   p o w e r   f a c to r   im p ro v e m e n b y   sh u n c o m p e n sa t io n .   T h e   p ro p o se d   d e sig n a re   m o d e led   a n d   sim u k a ted   u sin g   M a tl a b   sim u latio n   so f tw a re   K ey w o r d :   A cti v p o w er   f ilter   MA T L A B /s i m u lat io n     P I co n tr o ller   P o w er   f ac to r   P o w er   q u ali t y   T HD   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .     All  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Gar i m Si n h a,     Dep ar t m en t o f   E lectr o n ics a n d   C o m m u n icat io n   E n g i n ee r in g ,   J aip u r   Natio n al  Un i v er s it y ,   J ag at - P u r a,   J aip u r ,   I n d ia.   E m ail:  g r m s i n h a @ g m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N     As  i n   r ec en y ea r s ,   p o w er   q u a lit y   h as  b ee n   m o s i m p o r tan r esear ch   to p ic  b ec au s e   o f   w id e s p r ea d   u s e   o f   n o n - li n ea r   lo ad s   u s i n g   elec tr o n ic  eq u ip m e n t ' s   s u c h   as  r ec tif ier s ,   s w itc h ed   m o d p o w er   s u p p l y   ( SMP S),   L ap to p ,   in ca n d esce n l ig h ti n g   an d   m o to r   d r iv ap p lica tio n s   etc   [ 1 ] .   T h ese  p o w er - elec tr o n i c - b ased   lo ad s   o f f er   h ig h l y   n o n lin ea r   ch ar ac ter i s tics .   T h e y   ar also   r esp o n s ib le  f o r   lo w er   ef f icie n c y   a n d   in ter f er e n ce   o f   d is tr ib u tio n   s y s te m   w ith   t h n ea r b y   co m m u n icatio n   n et wo r k s .   T o   im p r o v th e f f icie n c y ,   ca p ac ito r s   ar e   e m p lo y e d   w h ich   also   lead s   to   th i m p r o v e m en t   o f   t h p o wer   f ac to r   o f   t h m ain s . T o   r ed u ce   t h i n ter f er e n ce   w it h   t h co m m u n icatio n   n et wo r k   d u to   h ar m o n ics  i n   t h c u r r en f lo w i n g   in   th e   d is tr ib u t io n   s y s te m ,   p as s i v e   L - C   f il ter s   ar u s ed .   B u t h e y   h av th l i m itatio n s   o f   f i x ed   c o m p e n s at io n ,   lar g s ize,   a n d   t h at  t h e y   ca n   cr ea te   n e w   s y s te m   r eso n an ce   as t h e y   ar tu n ed   f o r   s p ec i f ic  f r eq u e n c y   th u s   h a v li m ited   o p er atin g   f r eq u en c y   r a n g e.   T o   o v er co m t h ese   p r o b lem s   a n d   to   g et  b etter   r es u lt s   ac tiv p o w er   f ilter s   ( A P Fs )   h av e   b e e n   d ev elo p ed .   T h r esear ch er s   in   [ 2 ]   u s T r an s f o r m er   les s   s er ies  ac tiv p o w er   f ilter   f o r   n o n - li n ea r   lo ad ,   to   r ed u ce   h ar m o n ics  in   lo ad   cu r r en to   1 4 an d   in   s o u r ce   cu r r en to   2 . 1 %.  I n   [ 3 ]   r esear ch er s   o b s er v th at  w h e n   s h u n ac ti v f il ter   is   u s ed   alo n g   w it h   P m o d u le   an d   f u zz y   co n tr o ller   f o r   h ar m o n ic  r ed u ctio n   o f   n o n - l in ea r   lo ad ,   th h ar m o n ics   o f   th e   p h ase  A   is   m i tig a ted   f r o m   1 9 . 8 4 to   1 . 5 3 an d   th e   T HD  f o r   o th er   t w o   P h a s es  B   an d   C   is   r ed u ce d   f r o m   2 0 . 9 8 to   1 . 5 5 an d   1 9 . 8 2 to   1 . 5 0 %.  I n   [ 4 ]   th r esp o n s o f   f u zz y   co n tr o ller   an d   P I   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I J A P E    Vo l.   7 ,   No .   2 A u g u s t   2018 :    1 5 9     1 6 5   160   co n tr o ller   ar c o m p ar ed   w h en   u s ed   f o r   ac tiv p o w er   f ilter a tio n   w ith   UP QC   f o r   n o n - li n e ar   lo ad s .   I n   UP QC   b o th   s er ies  an d   s h u n co n v er ter s   ar u s ed   f o r   h ar m o n i co m p e n s atio n .   T h w o r k   in   [ 5 ]   also   g iv s u cc e s s s f u ll  e f f o r in   r ed u c tio n   o f   T HD  i n   li n cu r r e n to   1 4 . 2 1 f o r   n o n - lin ea r   lo ad s   b y   u s i n g   UP QC   w i t h   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller . I n   [ 6 ]   p atter n   s ea r ch   m et h o d   is   u s e d   to   r ed u ce   h ar m o n ic s   f o r   1 3 ,   1 5   an d   1 7   lev el  in v er ter s   f o r   R , R - L   an d   m o t o r   lo ad   b u th r esear ch er s   d id   n o g i v t h ex ac n u m er i v al u o f   r ed u ce d   T HD. T h u s   th v o lta g e - s o u r ce - i n v er ter   ( VSI ) - b ased   s h u n ac tiv p o w er   f ilter   h a s   b ee n   u s ed   in   r ec en y ea r s   an d   r ec o g n ized   as  v iab le  s o l u tio n .   T h ese  A ct iv f il ter s   co m p r i s o f   s e m ico n d u cto r s   s w i tch i n g   d e v ices  l ik e   I GB T ,   MO SF E T ,   G T O’ s   etc.   T h tu r n - o n   a n d   tu r n - o f f   ti m o f   th e s s w i tch i n g   d ev ice s   is   d ec id ed   b y   th g ate   p u ls ap p lied   to   it,   w h ich   is   c o n tr o lled   b y   a n   ap p r o p r iate  co n tr o ller .   T h u s   t h er i s   a n   ac t iv co n tr ib u tio n   o f   s h u n co n n ec ted   au x iliar y   co n v er ter   i n f iltra tio n   o f   h ar m o n ic   co m p o n en ts   o r   i n   t h r ed u ctio n   o f   T HD  f r o m   lin cu r r e n t,  h e n ce   th e y   ar ca l led   as Sh A P F ( s h u n t a cti v p o w er   f ilter ).           Fig u r 1 Sin u s o id al  s u p p l y   f e ed in g   li n ea r   an d   n o n - lin ea r   lo a d s       2.   NE E D   O F   H ARM O NIC REDUCT I O N   I n   th p r ese n s ce n ar io ,   th u s o f   s e m ico n d u cto r   d ev ices  i s   in cr ea s i n g   d a y   b y   d a y ,   a s   t h e   co m p le x   co n tr o cir cu itr y   ca n   b r ed u ce d   to   co m p ac cir cu it  w ith   r em ar k ab le  r ed u ctio n   in   weig h an d   s ize.   Fo r   m o s o f   t h elec tr o n ic   eq u ip m en ts   t h at  ar   u s ed   in   o u r   d ail y   li f e,   s u c h   as   p er s o n al  co m p u ter s ,   L ap to p ,   T elev is io n ,   Mic r o w a v e,   Mo b i le  p h o n es  etc.   ( as  s h o w n   i n   F ig u r e   1 ) ,   th er is   g r o w i n g   d e m an d   o f   p o w er   elec tr o n ic  co n v er ter s .   Fo r   th p r o p e r   w o r k in g   o f   e lectr o n ic  d ev ice s   u s ed   in   r esid e n t ial,   in d u s tr ial  an co m m er cial  ap p licatio n s   p o w er   co n d itio n in g   s u c h   as  r ec tific atio n   is   n ee d ed   [ 7 ] .   B u as  w k n o w   t h at  th e   s e m ico n d u cto r   d ev ices  u s ed   i n   r ec tif ier s /co n v er ter s   an d   o t h er   elec tr o n ic  eq u ip m en t s   ar n o n - li n ea r   d ev ices   h av i n g   n o n - li n ea r   c h ar ac ter is t ics,  o n   co n n e ctio n   o f   t h ese  e l ec tr o n ic  eq u ip m en ts   to   t h m ain   s u p p l y ,   n o n - s in u s o id al  cu r r e n w it h   h ar m o n ic  d is to r tio n s   is   p r o d u ce d ,   w h ich   a f f ec t t h w h o le  d is tr ib u ti o n   n et w o r k .   W ith   t h s tead il y   i n cr ea s i n g   r eq u ir e m e n o f   s u c h   k i n d s   o f   e q u ip m e n at   f as r ate,   t h p r o b lem   d u e   to   h ar m o n ic  d is to r tio n s   i n   li n e   cu r r en h as   b ec o m q u ite  s i g n i f ican [ 8 ] .   A   lo t   o f   i n ter n ati o n al  s ta n d ar d s   h a v e   b ee n   in tr o d u ce d   to   p o s li m it atio n s   o n   th li n cu r r en h ar m o n ic s   o f   eq u ip m e n ts   w h ic h   ar co n n ec ted   to   an   elec tr ical  d is tr ib u tio n   s y s t e m .   T h is   r eq u ir es  f o r   v ar io u s   tec h n iq u e s   to   r ed u ce   th h ar m o n i d is to r tio n s   in   li n cu r r en w h ich   ca n   also   b k n o w n   as P o w er   Facto r   C o r r ec tio n   [ 9 ] .       3.   P RO P O SE CIR CUI T   M O DE L   F O AC T I VE   P F C       Fig u r 2   p r esen ts   th cir cu it  d iag r a m   o f   p r o p o s ed   m et h o d o lo g y ,   h er o u r   m ai n   p u r p o s is   to   r e d u ce   th h ar m o n ics  i n   li n c u r r en t,   m a k it  s in u s o id al  h av in g   al m o s ze r o   p h ase  d i f f er en ce   with   s u p p l y   v o lta g e   [ 1 0 ] ,   an d   also   to   im p r o v lo ad   p o w er   f ac to r ,   f o r   th is   w co n n ec an   ap p r o p r iate  co n v er ter   ( w h ich   is   b asical l y   v o lta g s o u r ce   i n v er ter )   in   s h u n t   w it h   t h m ai n   co n v er ter   ( d io d b r id g r ec tif ier )   ac ti n g   a s   n o n - li n ea r   lo ad T h is   s h u n t c o n n ec ted   co n v er te r   is   co n tr o lled   r ec tif ier   h av in g   s e m ico n d u cto r   s w itc h in g   d ev ice  ( h er I GB T )   w h o s g ate   p u l s i s   ap p lied   i n   s u ch   m a n n er   th a it   is   t u r n e d - o n   f o r   h ar m o n ic  co m p o n en t   an d   t u r n ed - o f f   f o r   m ai n   o r   f u n d a m e n tal  co m p o n e n t o f   li n cu r r e n w h ich   r es u lt s   in   s i n u s o id al  lin c u r r en t.      S i n u s o i d a l   a c   s u p p l y Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792     Ha r mo n ic  Mit ig a tio n   fo r   N o n - lin ier  Lo a d   Usi n g   TS A ctive   P o w er F ilter . . .   ( Ga r ima   S in h a )   161       Fig u r 2 .   B lo ck   d iag r a m   o f   p r o p o s ed   m o d el       T h u s   t h p ar allel  co m b in a ti o n   o f   u n co n tr o lled   b r id g e   r ec tif ier   ( n o n - lin ea r   lo ad )   an d   au x iliar y   co n v er ter ( v o lta g s o u r ce   i n v e r ter )   ac ts   as  r esis tiv lo ad   h en ce   p r o v id es  s in u s o id al  li n cu r r en an d   lo ad   p o w er   f ac to r   clo s to   u n it y .   I n   o r d er   to   g en er ate  th g ate  p u ls a s   p er   th r eq u ir e m en co n tr o cir cu itr y   i s   p r o v id ed   to   co n tr o th d o u t - p u v o lta g o f   n o n - li n ea r   l o ad .   A   s ep ar ate  d p o w er   s u p p ly   i s   p r o v id ed   to   au x i liar y   co n v er ter   co n n ec te d   in   s h u n w i th   t h n o n - l i n ea r   lo ad th is   eli m in a tes  t h r eq u ir e m e n o f   tr an s f o r m er   at  s u p p l y   en d   [ 1 1 ] .   T ab le  1   s h o w s   th e   v al u e s   o f   co n f i g u r atio n   p ar a m eter s   th at  w co n s id er   as  r ef er en ce   p ar a m eter s   f o r   p r o p o s ed   cir cu it  m o d el.       T ab le 1 .   C o n f i g u r atio n   P ar am e ter s                     4.   P RINCI P L E   O F   CO N T RO L   ST RAT E G Y   Her w h av t h o v er all  m ath e m atica a n al y s is ,   d escr ib i n g   t h v ar io u s   c u r r en eq u at io n s .   T h e   in s ta n ta n eo u s   eq u atio n   o f   s o u r ce   cu r r en t a n d   s o u r ce   v o ltag i s :     I s ( t) = I m   Sin   t   V s ( t) = V m Sin     ………… ……… ……… …… ….           ( 1 )     As  t h is   s i n g le   p h ase   s u p p l y   i s   co n n ec ted   to   n o n - lin ea r   lo a d   ( h er d io d b r id g r ec tif ier   w ith   R - lo ad ) , a n o n - s i n u s o id al  l in e   cu r r en t i s   d r a w n   f r o m   t h s u p p l y   w it h   s i g n if ican t   h ar m o n ic   d is t o r tio n s ,   n o w   s u p p l y   cu r r en t I s ( t)   b ec o m e s   I s ( t) ,   as e x p lain ed   b y   eq n   2 - 4             I s (t)             n Sin ( n   t+   n )     …………… …………. . .         ( 2 )     I s (t)     =   I 1 Sin   (   t+   1 )         +                     n Sin ( n   t+   n )   ………….       ( 3 )                                     Fu n d a m e n tal  c o m p o n en t         Har m o n ic  co m p o n en t   I s (t)   I 1 Sin   tC o s     1    +   I 1 Sin   tSin                         n Sin ( n   t+   n )       …. . . . ….     (4 )                                                                                                                                  I A   ( t)                                               I R ( t)                                                         I H ( t)   LL dc C d c N o n - l i n e a r   l o a d     S h u n t     A P F g a t e   p u l s e s Rn Cn Ln Ls Lf Lf Cf if is iL P I D   C o n t r o l l e r ic ic if iL s u p p l y D e scri p t i o n   P a r a me t e r s   S u p p l y   v o l t a g e ( p e a k   v a l u e ) , f r e q u e n c y   1 5 5 V ,   5 0 H z   S o u r c e   r e si st a n c e ,   i n d u c t a n c e   R s = 0 . 1 o h m,   L s = 0 . 5 mH   F i l t e r   r e si st a n c e   , i n d u c t a n c e   R F = 1 o h m,   L F = 1 mH   N o n - l i n e a r - l o a d ,   r e si st a n c e   i n d u c t a n c e ,   c a p a c i t a n c e   R N = 9 5 o h m,   L N = 1 mH ,   C N = 4 7 0 µ F   D C   b u c a p a c i t o r , V o l t a g e   C dc = 1 mF ,   V dc = 3 0 0 V   P I D   C o n t r o l l e r   c o e f f i c i e n t   K P = 0 . 7 ,   K D = . 0 1 ,   K I = 2 3   L i n e a r - l o a d   r e si t a n c e , i n d u c t a n c e   R L = 3 o h m,  L L = 7 0 mH   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I J A P E    Vo l.   7 ,   No .   2 A u g u s t   2018 :    1 5 9     1 6 5   162   Hen ce   n o w   t h s u p p l y   cu r r e n t   I s ( t)   is   p h aso r   s u m   o f   ac tiv c o m p o n en t   (I A ) ,   r ea ctiv co m p o n en ( I R ),   an d   h ar m o n ic  co m p o n en t   (I H )   o f   lin cu r r en t.  Her o u r   co n tr o s tr ateg y   is   to   co m p e n s ate  I R   an d   I H   co m p o n e n t s   f r o m   th li n c u r r en t b y   r ed u ctio n   o f   T HD  ( to tal  h ar m o n ic  d i s to r tio n s ) .   T h p o w er   d r a w n   b y   th n o n - l in ea r   lo ad   ca n   b o b tai n ed   b y   m u ltip l y in g   t h s o u r ce   c u r r en t   g i v en   b y   ( 4 )   [I s ( t) ]   to   s o u r ce   v o ltag g i v en   b y   ( 1 )   [ 1 2 ] .       P L ( t) = I s (t)  *  V s ( t)                 ( 5 )     = V m Sin   t [ I 1 Sin   tC o s     1    +   I 1 Sin   t Sin       +               n Sin ( n   t+   n )                                                            ( 6 )     = V m Sin   t I 1 Sin   tC o s     1   + V m Si n   t I 1 Sin   tSin   1 +V m Si n   t             n Sin ( n   t+   n   ( 7 )                                                                                                                          = P F ( t)   P R ( t)   P H ( t)             ( 8 )     T h u s   th to tal  p o w er   d r a w n   is   p h aso r   s u m   o f   f u n d a m en ta p o w er   o r   ac tiv p o w er   P F ( t) ,   r ea ctiv e   p o w er   P R ( t)   an d   h ar m o n ic  p o w er   P H ( t) .   I f   th g ate  p u ls o f   I GB T ,   em p lo y ed   in   VSI   i s   ap p lied   in   s u ch   a   m an n er   s o   th at  t h h ar m o n ic  p o w er   an d   r ea ctiv p o w er   is   p r o v id ed   b y   th A P th en   o n l y   ac tiv p o w er   is   d r a w n   b y   t h s o u r ce ,   w h ic h   is   m u ltip licatio n   o f   I A ( t)   ( g iv e n   b y   eq n   4 )   an d   V s ( t) .     P F ( t) = V s ( t)   *   I A   ( t)   ( 9 )     W h er I A ( t)   is   t h d esire d   v alu o f   c u r r en I s ’’   d r a w n   b y   th s o u r ce   s o   th at  t h ac   s o u r ce   is   r esp o n s ib le   o n l y   f o r   ac tiv p o w er   P F   ( t)     P F ( t) = V Sin   *   I 1 Si n   tC o s     1 [ 1 7 ] = V s ( t)   *   I A   ( t)             ( 10)     I s ( t) = P F ( t) / V s ( t)                 ( 1 1 )     I s ( t) = V   I 1 Sin 2   t Co s     1 / V Si n   t             ( 1 2 )     I s ( t) = I 1   C o s     1   Sin   t                 ( 1 3 )     I s ( t) = I m ax   Si n   t                   ( 1 4 )     T h is   is   th e   s i n u s o id al  c u r r en t   in   p h ase   w it h   s u p p l y   v o ltag e .   As  i i s   clea r   f r o m   t h b lo c k   d ia g r a m   ( F ig u r e   2 )   t h at  t w o   co n v er ter s   ar co n n ec ted   in   p ar allel,   t h o u t - p u DC   v o lta g o f   a u x iliar y   co n v er ter   i s   r eg u lated   w it h   t h h elp   o f   c o n tr o ller   in   o r d er   to   esti m a te   th m a x i m u m   v al u o f   s u p p l y   cu r r e n I m a x   an d   ac co r d in g   to   th i s   v al u o f   r e f er en ce   cu r r en t h g ate  p u l s f o r   I GB T s   ar g en er ated .   As   r esu lt  t h cu r r e n in j ec ted   b y   V SI  is   eq u al  a n d   o p p o s ite  in   p h ase  w i th   t h h ar m o n ic  co m p o n e n t ( I H )   an d   r ea ctiv e   co m p o n e n t ( I R o f   th li n cu r r e n t.     I F ( t) = - I R   -   I H                   ( 1 5 )     L et  u s   ap p l y   Kir c h h o f f s   cu r r e n t la w   at  t h j u n ctio n   p o in t o f   co m m o n   co u p lin g   P C C   [ 1 3 ]     I L ( t) = I s ( t)   I F ( t)                   ( 1 6 )     T h lo ad   cu r r en t I L ( t)   is   p h aso r   s u m   o f   s o u r ce   c u r r en t I S ( t)   an d   f i lter   c u r r en t I F ( t) .   Her th e   o u t - p u cu r r en t o f   V SI  is   ca lled   as f ilte r   cu r r en t a s   it is   w o r k in g   as a n   A cti v P o w er   Fil ter   i n   co m b i n atio n   w i th   p ass iv f ilter   co m p o n e n L f   a n d   C f   an d   P I co n tr o ller .     I s ( t) = I L ( t)   -   I F ( t)                   ( 1 7 )     Fro m   ( 4 ) ( 15 )   ( 17 ) ,   th th lo ad   cu r r en t I L = I m ax   Sin   w h ic h   in - ter n   is   eq u al  to   th r e f er en ce   v al u e   o f   s u p p l y   c u r r en t.           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792     Ha r mo n ic  Mit ig a tio n   fo r   N o n - lin ier  Lo a d   Usi n g   TS A ctive   P o w er F ilter . . .   ( Ga r ima   S in h a )   163   5.   RE SU L T   AND  DI SCUS SI O N     Her th an al y s i s   o p o w er   q u alit y   i s   b ein g   d o n i n   t w o   ca s e s   o f   n o n - l in ea r   lo ad   ap p licatio n s . I n   ca s e   ( i)   th s i m u latio n   r es u lts   ar b ein g   d ep icted   w h en   th e   s i n u s o id al  ac   s u p p l y   is   co n n ec ted   to   n o n - li n ea r   lo ad   an d   in   ca s ( ii)  th s i m u latio n   r esu lts   o f   s a m p ar a m e ter s   ar s h o w n   w h e n   th s a m cir cu it  o f   ca s ( i)   is   f ed   w it h   T Sh   ac ti v p o w er   f ilter .     5 . 1 .     Ca s ( 1 )   a na l y s is   o f   po w er   q ua lity   f o no n - lin ea lo a a pp lica t io n     W h en   s i n u s o id al  s u p p l y   i s   co n n ec ted   to   n o n - li n ea r   l o ad ,   th lin cu r r en b ec o m e s   d is to r ted ,   h av i n g   T HD  7 8 . 8 0 %.   Fig u r e   3 ( a) - 3 ( d )   s h o w s   t h s i m u lated   r esu l ts   o f   t h i n p u v o ltag e,   i n p u t   cu r r en t,T HD  o f   s u p p l y   c u r r en t,a n d   FF T   an al y s is   o f   T HD  in   lin c u r r en t r esp e ctiv el y .               ( a)   ( b )                   ( c)   ( d )       Fig u r e   3 .   ( a)   So u r ce   v o ltag e,   ( b )   L in cu r r e n t,   ( c)   T HD,   ( d )   FF T   an al y s is   o f   T HD       5 . 2 .   Ca s ( 2 )   a na ly s is   o f   po w er   q ua lity   f o no nli nea lo a w it T s a ct iv po w er   f ilte r   No w   th co n tr o cir cu itr y   is   d esig n ed ,   w h er s e m ico n d u ct o r   s w itc h in g   d ev ice  ( h er I G B T )   is   u s ed   in   a u x i liar y   co n v er ter , w h ich   is   co n n ec ted   i n   p ar allel  w it h   t h e   n o n - li n ea r   lo ad . T h is   au x iliar y   co n v er ter   m u s b e   r esp o n s ib le  f o r   all  h ar m o n ic  co m p o n e n t s   o f   li n c u r r en s o   th at  t h c u r r en t   p ass i n g   to   th lo ad   m u s h a v e   f e w er   h ar m o n ics   [ 1 4 ] .   T h tu r n   o n   an d   tu r n   o f f   ti m e   o f   I GB T   m u s t   b s u ch   t h at  it  w i ll  b o n   f o r   h ar m o n i c   cu r r en ts   a n d   o f f   f o r   m ai n   co m p o n en t s   o f   cu r r en t,  s o   th g ate  p u ls o f   t h I GB T   m u s b co n tr o lled   ac co r d in g l y . T o   co n tr o th g at p u ls o f   I GB T   PID   co n tr o ller   is   b ein g   u s ed   a n d   th e n   t h e   s i m u lat io n   r es u lt s   ar o b tain ed .   B y   r e v ie w i n g   th e   w o r k   o f   o th er   r ec h er ch er s   i n   in tr o d u ct io n   s ec tio n ,   it  i s   o b s er v ed   th a in   m o s o f   th e   w o r k   t h er is   n ee d   o f   b u l k y   tr an s f o r m er   b et w ee n   th e   s u p p ly - e n d   a n d   s h u n t   co n v er ter   w h ic h   ca u s e s   v ar io u s   lo s s es  an d   th u s   r ed u ce   s y s te m   ef f icie n c y .   T h p r o p o s ed   m et h o d o lo g y   h as  m aj o r   ad v an tag o f   eli m in a tio n   o f   th n ee d   o f   tr an s f o r m er   b y   p r o v id in g   s ep ar ate  d s o u r ce   to   s h u n co n v er ter .   T h u s   th e   h ar m o n ic s   in   l in e   cu r r en ar r ed u ce d   to   th p er m is s ib le  li m it  o f   I E E E   s ta n d ar d   5 1 9 ,   w i th   o u h ea v y   lo s s es.   Fig u r 4 ( a) - 4 ( d )   s h o w s   t h s i m u lated   r es u lt s   o f   th in p u v o lta g e,   i n p u c u r r en , T HD  o f   s u p p l y   c u r r en t,  a n d   FF T   An al y s is   o f   T HD  in   lin c u r r en r e s p ec tiv el y .   T ab le  2   s h o w s   t h v a lu o f   T HD  an d   p o w er   f ac to r   i n   li n c u r r en t,  b ef o r e   co m p e n s at io n   an d   a f ter   co m p e n s atio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   I J A P E    Vo l.   7 ,   No .   2 A u g u s t   2018 :    1 5 9     1 6 5   164           ( a)   ( b )                   ( c)   ( d )       Fig u r 4 .   ( a)   So u r ce   v o lta g e,   ( b )   So u r ce   cu r r e n t ,   ( c)   T HD,   ( d )   FF T   an aly s i s   o f   T HD       T ab le  2 .   R esu lts   Af ter   Si m u lat io n   P o w e r   Q u a l i t y   i ssu e s   N o n - l i n e a r   l o a d   N o n - l i n e a r   l o a d   w i t h   T S H A P F   L i n e   C u r r e n t   D i st o r t e d ( N o n   s i n u so i d a l )   S i n u so i d a l   T H D   i n   l i n e   c u r r e n t   7 8 . 8 %   0 . 6 1 %   P o w e r   F a c t o r   0 . 2 8 2 4   0 . 9 9 6       6.   CO NCLU SI O N   T h r esu lts   s h o w n   i n   t h f a v o r   o f   s i m u lta n eo u s   i m p r o v e m en o f   o v er all  p o w er   q u alit y   alo n g   w it h   s ig n i f ica n r ed u ctio n   in   h ar m o n ics  i n tr o d u ce d ,   o n   n o n - lin e ar   lo ad ,   in   th li n c u r r en t Mo d elin g   i s   d o n at   in itial  lev el  f o r   d ep ictio n   o f   Si m u latio n   o f   b asic  r ec ti f icat i o n   p r o ce s s   w ith o u a n y   p o w e r   f ac to r   co r r ec tio n T h v ar iatio n   i n   n atu r o f   lin c u r r en i s   o b s er v ed   w it h   r esp ec to   i n p u v o ltag e A   P o w er   q u alit y   i m p r o v e m en cir cu it,  co n s is ti n g ,   an   ac ti v p o w er   f ilter   w it h   P I co n tr o ller   is   p r o p o s ed ,   s ep ar ate  d c   s o u r ce   is   u s ed   to   s u p p l y   t h s h u n t   co n n ec ted   co n v er ter   i.e .   v o ltag s o u r ce   i n v er ter   i n   o r d er   to   eli m i n ate  t h e   r eq u ir e m en o f   b u lk y   tr a n s f o r m er   o n   s u p p l y   s id e.   T h p r o p o s ed   w o r k   g i v es  v er y   s i g n i f ica n r ed u ctio n   i n   T HD  f r o m   7 8 . 8 f o r   n o n - lin e ar   lo ad   to   0 . 6 1 f o r   n o n - li n ea r   lo ad   w it h   T SH  ac tiv p o w er   f ilter ,   also   it  is   o b s er v ed   th at  t h d is to r ted   lin cu r r en b ec o m es  s in u s o id al  o n e. T h s i m u latio n   r es u lts   o f   p r o p o s ed   m o d el   g iv e s   v er y   p r o m is in g   e f f ec o v er   th d is to r tio n   in tr o d u ce d   in   h ar m o n ic s   as  w e ll  as  s i g n if ican t   i m p r o v e m en t i n   to tal  lo ad   p o w er   f ac to r .         RE F E R E NC E S   [1 ]   K.  Nik u m ,   R.   S a x e n a   a n d   A .   W a g h ,   " E ff e c o n   p o w e r   q u a li ty   b y   lar g e   p e n e tratio n   o f   h o u se h o l d   n o n   li n e a r   lo a d , "   2 0 1 6   IEE E   1 st  I n ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   P o we El e c tro n ics ,   In telli g e n Co n tro l   a n d   En e rg y   S y ste ms   ( ICPE ICES ) ,   De lh i,   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 5.   [2 ]   A .   Ja v a d i,   A .   Ha m a d i,   A .   Nd to u n g o u   a n d   K .   A l - Ha d d a d ,   " P o w e Qu a li ty   En h a n c e m e n o f   S m a rt  Ho u se h o l d Us in g   a   M u lt il e v e l - T HSe A F   W it h   a   P Co n tr o ll e r, "   in   IEE T ra n s a c ti o n o n   S ma rt  Gr id ,   v o l.   8 ,   n o .   1 ,   p p .   4 6 5 - 4 7 4 ,   Ja n .   2 0 1 7 .   [3 ]   R.   Ba lam u ru g a n ,   R.   Nith y a ,   " F C/P F e d   S A F   w it h   F u z z y   L o g ic  Co n tro l   f o P o w e Qu a li ty En h a n c e m e n t , "   In ter n a t io n a J o u rn a o P o w e r E lec tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m , v o l.   5 ,   n o .   4 ,   p p .   4 7 0 - 4 7 6 ,   A p ril   2 0 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792     Ha r mo n ic  Mit ig a tio n   fo r   N o n - lin ier  Lo a d   Usi n g   TS A ctive   P o w er F ilter . . .   ( Ga r ima   S in h a )   165   [4 ]   K.Ra m a li n g e s w a r a   Ra o ,   K.S .   S r ik a n th ,   " Im p ro v e m e n o f   P o w e r   Qu a li ty   u sin g   F u z z y   L o g ic  Co n tro ll e in   G ri d   Co n n e c ted   P h o t o v o lt a ic  Ce ll   u sin g   UP QC , "   In ter n a ti o n a J o u rn a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m ,   v o l.   5 ,   n o .   1 ,   p p .   1 0 1 - 1 1 1 ,   J u ly   2 0 1 4 .     [5 ]   C.   P ra k a sh ,   N.  S u p a rn a ,   " De sig n   a n d   S im u latio n   o f   P h a se - L o c k e d   L o o p   Co n tr o ll e Ba se d   U n if ied   P o w e Qu a li ty   Co n d it io n e Us in g   No n li n e a L o a d s , "   In ter n a ti o n a J o u rn a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m ,   v o l.   2 ,   n o.   4 ,   p p .   4 1 7 - 4 2 3 ,   De c e m b e 2 0 1 2 .   [6 ]   S u re sh   N. 1 ,   R.   S a m u e Ra jes h   Ba b u ,   " Re d u c ti o n   o f   T o tal  Ha rm o n ic  Disto rti o n   in   Ca sc a d e d   H - Bri d g e   In v e rter  b y   P a tt e r n   S e a rc h   T e c h n iq u e , "   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica a n d   Co mp u ter   E n g i n e e rin g ,   v o l.   7 ,   n o .   6 ,   p p .   3 2 9 2 - 3 2 9 8 ,   De c e m b e 2 0 1 7 ,     [7 ]   L .   A si m in o a e i,   E.   A e lo iza ,   P .   N.   En jeti  a n d   F .   B laa b jerg ,   " S h u n A c ti v e - P o w e r - F il ter  T o p o lo g y   B a se d   o n   P a ra ll e l   In terle a v e d   In v e rters , "   in   IEE T r a n sa c ti o n o n   In d u stri a El e c tro n ics ,   v o l.   5 5 ,   n o .   3 ,   p p .   1 1 7 5 - 1 1 8 9 ,   M a rc h   2 0 0 8 .   [8 ]   A .   T e k e ,   L .   S a rib u lu a n d   M .   T u m a y ,   " No v e Re fe re n c e   S ig n a Ge n e ra ti o n   M e t h o d   f o P o w e r - Qu a li t y   Im p ro v e m e n o f   Un if ied   P o w e r - Qu a li ty   Co n d it io n e r, "   in   IE EE   T r a n sa c ti o n o n   P o we De li v e ry ,   v o l.   2 6 ,   n o .   4 ,   p p .   2 2 0 5 - 2 2 1 4 ,   Oc t.   2 0 1 1 .   [9 ]   J.  He ,   Y.  W .   L i,   F .   Bla a b jerg   a n d   X .   W a n g ,   " A c ti v e   Ha r m o n ic  F il t e rin g   Us in g   Cu rre n t - Co n tro ll e d ,   G rid - Co n n e c ted   DG   Un it W it h   Clo se d - L o o p   P o w e Co n tro l, "   in   IE EE   T r a n sa c ti o n o n   Po we El e c tro n ics ,   v o l.   2 9 ,   n o .   2 ,   p p .   6 4 2 - 6 5 3 ,   F e b .   2 0 1 4 .   [1 0 ]   Zen g   Zh e n g ,   Ya n g   Jia q ian g   a n d   Yu   Nia n c h a n g ,   " Re se a rc h   o n   P a n d   re p e ti ti v e   c o n tro l   stra teg y   f o S h u n A c ti v e   P o w e F il ter   w it h   L C L - f il ter,"   Pro c e e d in g o T h e   7 t h   In ter n a ti o n a P o we El e c tro n ics   a n d   M o ti o n   C o n tro l   Co n fer e n c e ,   Ha rb in ,   2 0 1 2 ,   p p .   2 8 3 3 - 2 8 3 7 .   [1 1 ]   J.  P .   Bo n a ld o ,   H.  K.  M o ra les   P a re d e a n d   J.  A .   P o m il io ,   " Co n tr o o f   S in g le - P h a se   P o w e Co n v e rter Co n n e c ted   t o   L o w - V o lt a g e   Disto rted   P o w e S y ste m W it h   V a riab le  Co m p e n sa ti o n   O b jec ti v e s,"   in   IEE T r a n s a c ti o n o n   Po we r   El e c tro n ics ,   v o l.   3 1 ,   n o .   3 ,   p p .   2 0 3 9 - 2 0 5 2 ,   M a rc h   2 0 1 6 .   [1 2 ]   Ka ru p p a n a n   P . ,   Ka m a la k a n ta  M a h a p a tra ,   " P I ,   P ID  a n d   F u z z y   L o g ic  Co n tr o ll e d   Ca sc a d e d   Vo lt a g e   S o u rc e   In v e rte b a se d   A c ti v e   F il ter  f o P o w e L i n e   Co n d it io n e rs ,"   W se a T ra n sa c ti o n s   On   P o we S y ste ms v o l.   6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 0 0 - 1 0 9 ,   Oc to b e 2 0 1 1 .   [1 3 ]   D.  P h a n ,   C.   Ng u y e n   a n d   H.  L e e ,   " A   sin g le - p h a se   u n if ied   p o w e q u a li ty   c o n d it io n e w it h   a n   e n h a n c e d   re p e ti ti v e   c o n tro ll e r, "   2 0 1 6   IEE En e rg y   C o n v e rs io n   C o n g re ss   a n d   Exp o siti o n   ( ECCE ) ,   M il w a u k e e ,   W I,   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 6.   [1 4 ]   B.   S in g h   a n d   J.  S o lan k i,   " A n   I m p lem e n tatio n   o f   a n   A d a p ti v e   Co n tro A lg o rit h m   f o a   T h re e - P h a se   S h u n A c ti v e   F il ter,"   in   IE EE   T r a n s a c ti o n s o n   I n d u stri a El e c tro n ics ,   v o l .   5 6 ,   n o .   8 ,   p p .   2 8 1 1 - 2 8 2 0 ,   A u g .   2 0 0 9 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        M s.G a ri m a   S in h a   h a c o m p lete d   B. T e c h .   f ro m   U.P .   T e c h n ica u n iv e rsity   in   2 0 0 5 .   S h e   o b tai n e d   M . T e c h .   De g re e   in   th e   f ield   o f   c o n tro a n d   i n stru m e n tatio n   f ro m   RG P V   Un iv e rsity   Bh o p a l   in   2 0 1 2 P re s e n tl y ,   S h e   is   w o rk in g   a Re se a rc h   S c h o lar  i n   Ja ip u Na ti o n a Un iv e rsit y ,   Ja ip u a n d   d o i n g   re se a rc h   in   p o w e e lec tro n ics .   He r   a re a o f   in tere st  a re   p o w e e lec tro n ics   a n d   c o n tro e n g in e e rin g .         M r.   P a n k a Ku m a G o s w a m c o m p lete d   B. T e c h .   f ro m   U.P . T e c h n ica u n iv e rsity   in   2 0 0 5 .   He   o b tai n e d   M . T e c h .   De g re e   in   th e   f ield   o f   Di g it a Co m m u n ica ti o n   f ro m   R G P V   Un iv e rsit y   Bh o p a in   2 0 1 2 .   P re se n tl y ,   h e   is  w o rk in g   a R e se a r c h   S c h o lar  i n   Ja ip u Na ti o n a Un iv e rsity ,   Ja ip u a n d   d o i n g   re se a rc h   in   m a j o a re a o f   El e c tro n ic  d e v ice s .   H is  a re a o f   in tere st  a re   p o w e r   e lec tro n ics ,   a n ten n a s,   a n d   Em b e d d e d   S y ste m s.               r.   S u d h ir  Ku m a S h a r m a   is  Jo in Dire c to &   He a d   (ECE ),   S c h o o o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   Ja ip u Na ti o n a Un i v e rsit y ,   Ja ip u r,   Ra jas th a n ,   I n d ia.  P r o f e ss o S h a rm a   re c e iv e d   h is  P h . D.  i n   El e c tro n ics   f ro m   D e lh Un iv e rsity   in   2 0 0 0 .   P ro f e ss o S h a rm a   h a a n   e x ten siv e   tea c h in g   e x p e rien c e   o f   2 1   y e a rs.  He   h a tau g h v a rio u e n g in e e rin g   c o u rse a g ra d u a te  a w e ll   a a p o st - g ra d u a te  lev e in   In d i a   a n d   Ov e rse a s.H e   h a a u th o re d   a n d   c o a u t h o re d   o v e 1 1 0   Na ti o n a a n d   I n tern a ti o n a p u b l ica ti o n a lo n g   w it h   o n e   b o o k   in   Op to - El e c tro n ics   ti tl e d   In tro d u c ti o n   t o   Op to - El e c tro n ics   a n d   Op ti c a l - Co m m u n ica ti o n ,   P ri n ti c e   Ha ll ,   M a lay sia .   H e   h a s als o   se rv e d   o n   th e   e d i to rial  b o a rd   o f   six   in tern a ti o n a j o u r n a ls.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.