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 4 7 ~1 5 8   I SS N:  2252 - 8792   DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ap e. v 7 . i2 . p p 1 4 7 - 158          147       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   An Enha nced  Co ntrol St ra tegy  f o r  t he  Stable  O pe ra tion o f  Dist ribu ted  G en e ra tion during   G ri d - c o nnec ted  a nd     Is la nded Mo de       Su m a n K hic ha r,   Ya t ind ra   G o pa l,  M a hend ra   L a lw a ni   De p a rtme n t  o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   Ra jas th a n   T e c h n ica l  Un iv e rsity ,  Ko ta,  Ra jas th a n ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   1 4 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma y   2 0 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ma y   2 9 ,   2 0 1 8       T h e  in cid en t  o f   is la n d i n g   o cc u r s   w h ile  th e  d is tr ib u ted   g e n er ato r   f ed   co n s ta n t  p o w er   i n t o   th e  g r i d   af ter   p o w er   f lo w   o n   th e  s o u r ce   o f   ess e n tial  u til it y   h as  b ee n   i n ter m itte n t.   I f   i s la n d in g   i s   n o t  r ap id ly   d etec ted ,   it  ca n   r ea s o n   s er io u s   s ec u r it y   a n d   h ar m f u l  co n d it io n .     T h is   p ap er   p r esen ts   co o r d in ated   m a n ag e  o f   s o lar   p h o to v o ltaic  u n i t  th r o u g h   m ax i m u m   p o w er   p o in t  tr ac k i n g   tech n iq u e  to   m ak e   av ai lab le  v o lta g e   an d   f r eq u e n c y   s u p p o r t  f o r   an   i s la n d in g   co n d itio n .   I n   n o r m al   co n d itio n ,   s tr u ctu r e  w o r k s   as  co n s ta n t  c u r r en t  co n t r o l  m o d e   s u b s eq u en t   to   i s lan d i n g   t h e  s tr u ct u r e  s w itc h ed   to   v o ltag e  co n tr o l   m o d e.   T h e  p r o j ec ted   tech n iq u e  is   ca p ab le  to   d is cr i m in ate   in v o l v i n g   an   i s lan d i n g   a n d   a  n o n - is la n d in g   o cc u r r en ce .   I n   t h is   p ap er   p h ase   lo ck ed   lo o p   d etec tio n   tech n i q u e  d esig n ed   f o r   d etec tin g   is lan d i n g   s itu a tio n   is   co n ce d ed   o u t.  T h e  au th e n ticatio n   o f   p r o p o s ed   s y s te m   i s   estab l is h ed   ef f icie n tl y   u s i n g   MA T L A B /  S i m u li n k   en v ir o n m en t .   T h e   s i m u lated   r es u lts   e x h ib it  th at   th e  is la n d in g   d etec tio n   tec h n iq u e   h as   ze r o   n o n d etec tio n   zo n e  p r o p er t y   an d   b e  ab le  to   d etec t  is lan d i n g   w it h i n   f e w   s ec o n d s .     K ey w o r d s :   Dis tr ib u ted   g en er atio n   I s lan d in g   d etec tio n   No n   d etec tio n   zo n e   P h ase  lo ck ed   lo o p   P h o to v o ltaic   P o in t o f   co m m o n   co u p li n g     Co p y rig h t  ©   2 0 1 8   In stit u te o f  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 l  rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Yatin d r a  Go p al ,   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,     R aj asth a n   T ec h n ical  U n i v er s it y ,   Ko ta,   R aj asth an ,   I n d ia .   E m ail:  h ello y at in 4 u @ g m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N     T h e  in v er ter - b ased   d is tr ib u te d   g en er atio n   ( DG)   s y s te m   i n co r p o r ated   b y   r e n e w ab le  e n er g y   s u ch   as   p h o to v o ltaic,   w in d   p o w er   a n d   f u el  ce ll  etc.   to w ar d   s u p p l y   p o w er   i n te n d ed   f o r   th e  n et wo r k   an d   lo ca l  lo ad .   P h o to v o ltaic  en er g y   h av e  t u r n   o u t  to   b e   m o r e  p r o m i n en t  f o r   DG  s y s te m   w h e n   co m p ar e   to   o th er   r e n e w ab le  en er g y   r eso u r ce s   [ 1 - 2] .  I t  is   b ein g   ex te n s iv el y   ap p lied   to   s h elter   en v ir o n m en t   an d   m ak e s   th e  p o w er   i n d u s tr y   en lar g e m e n t  s u s tain ab le.   I n   r eg u la te  to   f o r m u late  ce r tain   t h e  s a f e   o p er atio n   i n   co o p er atio n   th e  ar r a n g e m e n t  an d   th e  DG,   t h e  DG  h as  to   b e  o p er atio n al  w it h   i s lan d i n g   d etec tio n   u tili t y   [3 - 4 ] .   I s lan d i n g   is   th e  co n d itio n   o f   cr ea tin g   P o w er   I s la n d   li k e  a  s eg m e n t   o f   t h e  u til it y   s c h e m e   i n   c ase   o f   a  w id e s p r ea d   in ter r u p tio n   in   th e   ce n tr al   p o w er   g r id .   All  th r o u g h   is lan d in g   co n d it io n s   co n s ta n t  p o w er   p r o v id e  to   lo a d   is   m ain tain ed   s m o o th   i n  a  ca s e   o f   m ain   g r id   s to p p ag e  an d   D G   s o u r ce   e n er g ize s   t h e  lo ad   p en d in g   th e   m a in   g r id   i s   r es y n c h r o n ized   th r o u g h   DG   [ 5 ] .   A   m ax i m u m   d is r u p tio n   o f   2   s ec o n d s   is   e s s e n tial  f o r   th e  is la n d i n g   d etec tio n   s t u d y   w h er ev er   s ca t ter ed   n et w o r k ,   R L C   lo ad   an d   D G  s y s te m   ar e  ass o ciate d   at  t h e  p o in t o f   co m m o n   co u p li n g   ( P C C )   [3 - 4] .   T h e  s tu d y   o f   is lan d i n g   cir cu m s ta n ce s   ca n   b e  s u b - d i v id ed   in to   th r ee   s ec t io n s   i.e .   th e  ar r an g e m en t  o f   i s lan d i n g ,   o p er atio n   d u r in g   is la n d in g   an d   r es y n c h r o n izatio n   [6 - 1 0 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E    Vo l.   7 ,   No .   2 ,  A u g u s t  2 0 1 8 :   1 4 7   –   1 5 8   148   T h e  tec h n iq u e  o f   is lan d i n g   d et ec tio n   cla s s i f ied   m ai n l y   r e m o t e  an d   lo ca l.  T h e  lo ca l  m et h o d s   au x iliar y   class i f y   in   p as s iv e  o r   ac ti v e.   P ass iv e   m eth o d   h a s   h u g e  n o n d etec tio n   zo n e  ( ND Z )   an d   d ep en d in g   o n   t h e   s itu a tio n   w ill  n o t  b e  ac co m p li s h ed   to   id en ti f y   i s lan d i n g .   A ct iv e  m e th o d s   h a v e  s m aller   N D Z ,   ex ce p t  it  ca u s e s   ex tr a   cu r r e n t  h ar m o n ics   p r o b le m s   [ 1 1 ] .   R e m o te   m e th o d   s u p p o r t  d etec tio n   h as  a  j u s t   r ig h t  co n ce r t,  alt h o u g h   th e  s y s te m   a n d   p r o ce s s   co s t  is   ex tr e m el y   p r o m i n e n t,  r eq u ir ed   telec o m m u n icatio n   s tr ateg y   a n d   s e n s o r s   in s ta lled   o n   th e   s id e  o f   u til i t y .   A cc o r d in g   to   t h e   d r a w b ac k s   o f   r e m o te  a n d   lo ca l  m et h o d s ,   th e   h y b r id   m et h o d   i s   a   b etter   p er f o r m an ce ,   r ed u ce   NDZ ,   s u p er io r   p o w er   q u al it y   an d   s y s te m   co s t   ar e   ch ea p er   [ 1 2 ] .   T h is   p ap er   p r esen ts   i s la n d in g   d etec tio n   tec h n iq u e  o f   DG   s y s te m   t h r o u g h   p h ase  lo ck ed   lo o p   ( P L L ) .  P L L   co n s is t s   o f   t w o   lo o p s   i.e .   an   in n er   lo o p   s ch e m i n g   t h e  DC   lin k   v o lta g e  an d   an   o u ter   lo o p   s ch e m i n g   th e   ac tiv e  ( I d )   w ith   r ea cti v e  ( I q )   o r th o g o n al  cu r r en t c o m p o n e n ts .   T h e  o b j ec t o f   th e  is la n d in g   d et ec tio n   tech n iq u e  is   to   eli m i n ate   th e   ND Z   a n d   d et ec tio n   ti m e  m ee t s   t h e   r eq u ir e m en t  s e t  o u t   in   t h e  s ta n d ar d s .   T h e  u s ed   o f   th e   DC - DC   b o o s t  co n v er ter   to   eli m i n ati n g   th e   ad d itio n al  co n tr o ller   f o r   s tead in e s s   th e   DC   li n k   v o ltag e,   w h er e  a  ap p r o p r iate  ass o r t m en t o f   in d u cto r   an d   ca p ac ito r   is   im p o r tan t .     T h e  d e s cr ip tio n   o f   t h is   p ap er   c lass i f ied   i n   f o llo w in g   s ec tio n :   s ec tio n   2   p r o v id es  p r o b le m   f o r m u la tio n   o f   is la n d in g   d etec tio n   an d   o v er v ie w   o f   t h e  is la n d in g   r ec o g n itio n   tec h n iq u e s   w it h   s y s te m   s tu d y   o f   is la n d in g   d etec tio n   ill u s tr ate  in   s ec tio n   3 .  Sectio n   4   d escr ib e s  m o d eli n g   o f   P V  m o d u le,   m ax i m u m   p o w er   p o in t  tr ac k in g   ( MP PT)   tech n iq u e,   a  d esi g n   o f   t h e  b o o s t  co n v er ter   an d   i n v e r ter   co n tr o l  s tr ateg y   w it h   a  d is cu s s io n   o f   P L L   an d   p r o p o r tio n al - i n teg r al   ( P I )   r eg u lato r .   M A T L A B   b ased   s i m u la tio n   r esu l ts   f o r   p r ed ic tab le  tech n iq u e  is   p r esen ted   in   s ec tio n   5   an d   o v er all  co n cl u s io n   o f   t h is   p ap er   is   p r esen ted   in   s ec tio n   6 .       2.   P RO B L E M   F O R M UL AT I O N   T h e  v o ltag e  a n d   f r eq u en c y   a r e  co o r d in ated   b y   t h e  elec tr ic  p o w er   s y s te m ,   w h e n   a   m a in   g r id   i s   w o r k i n g   in   h ea lt h y   c o n d itio n .   Ho w ev er ,   w h e n   a  f a u lt  o cc u r s   to   th e  u tili t y   g r id ,   th e s e  v a lu es  ar e  n o   lo n g er   r ec o g n ized   an d   th e y   ar e  s tr o n g l y   d ep en d en t  o n   th e  lo ca l  l o ad   ass o ciate d   in   th e  d ir ec tio n   o f   th e  P C C .   T h e  lo ca l ly   d is tr ib u ted   g e n er ato r   an d   its   in ter ac tio n   w it h   th e  lo c al  lo ad ,   o n   th e  o th er   h a n d   m a y   ca u s e  d an g er o u s   s itu a tio n s   n o t  o n l y   to   t h e  eq u ip m en t   b u t  to   p er s o n n e l.  T h e  I E E E   s tan d ar d   9 2 9 - 2000   w a s   cr ea ted   to   p r o v id e  s tr ateg y ,   w h ic h   f r eq u en c y   a n d   v o lta g e  r estrictio n s   th e   d is tr ib u tio n   g r id   [3 - 4 ] .   T ab le  1   s h o w  th e  f r eq u e n c y   an d   v o ltag e  li m i ts   i n ten d ed   f o r   th e   u tili t y   g r id .       T ab le  1 .   I s lan d in g   Dete ct io n   T i m e  o f   Fre q u e n c y   an d   Vo lta g e   L i m its   f o r   th e  I E E E   ST D  9 2 9 - 2000   P a r a me t e r s   R a n g e   D e t e c t i o n   t i me   ( c y c l e s)   F r e q u e n c y   ( H z )   F r e q u e n c y   <   5 9 . 3   6   F r e q u e n c y   >   6 0 . 5   6   N o mi n a l   v o l t a g e   ( %)   V o l t a g e   <   5 0   6   5 0   ≤   V o l t a g e   <   8 8   1 2 0   8 8   ≤   V o l t a g e   <   1 1 0   n o r mal   o p e r a t i o n   1 1 0   ≤   V o l t a g e   <   1 3 7   1 2 0   1 3 7   ≤   V o l t a g e   2       T h e  m ai n   s itu at io n   is   co r r elat ed   to   th e  u n ce a s in g   p o w er   in s er tio n   b y   th e  DG   af ter   t h e  m a in   g r id   i s   n o t  th er e.   T h is   h ap p en s   w h en   th e  v o lta g e  a n d   f r eq u e n c y   li m it s   co r r esp o n d   w it h   t h o s e  d eter m i n ed   th r o u g h   s tan d ar d   at  t h e  in s ta n t  o f   i s lan d i n g .   Alg o r it h m   p r esen t s   d elin ea te  o f   t h e  p s e u d o   co d e  in ten d ed   f o r     is lan d i n g   d etec tio n .       Pr o c e d u r e   c a l c u l a t e   v o l t a g e   a n d   f r e q u e n c y   a t   P C C   C h e c k   f o r   t h e   c o n d i t i o n               if   v o l t a g e   <   0 . 8 8 p . u   o r   v o l t a g e   >   1 . 1 p . u   a n d   f r e q u e n c y   <   5 1 . 5 H z   o r   f r e q u e n c y   >   4 9 . 3 H z     t h e n                       r e t u r n   c a l c u l a t e   v o l t a g e   a n d     f r e q u e n c y     a t   P C C                                                                                             E l se                       i sl a n d i n g   d e t e c t e d               e n d   i f   e n d   p r o c e d u r e   A l g o r ith m : P s e u d o   co d e  f o r   is lan d in g   d etec tio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792     A n   E n h a n ce d   C o n tr o l S tr a teg y  fo r   th e  S ta b le  Op era tio n   o f  Dis tr ib u ted   Gen era tio n . . .   ( Ya tin d r a   Go p a l )   149   T h e  is lan d i n g   d etec tio n   tec h n i q u es  h av e   b ee n   d ev e lo p ed   to   s p ee d   u p   th e  i s la n d in g   d etec tio n   s o   a s   to   m ee t t h e  d etec tio n   s it u atio n   in   ti m e  o f   t h e  s ta n d ar d s.       3.   I SL ANDI NG   D E T E C T I O N  T E CH N I Q UE S   3 . 1 .   I s la nd ing   det ec t io n t ec hn iqu e s :   o v er v iew   I s lan d in g   d etec tio n   m et h o d s   c an   b e  co m m o n l y   ca te g o r ized   in to   t w o   t y p es:   lo ca l  a n d   r e m o t e  m et h o d .   L o ca l  m et h o d s   b e  f u r t h er   s u b - d iv id ed   i n to   t h e  p as s iv e,   ac ti v e  a n d   h y b r id   m et h o d .   R e m o t e  m et h o d   is   f u r th er   s u b d iv id ed   i n to   u til it y   a n d   c o m m u n icatio n - b ased   m et h o d   [ 1 3 - 16] .   C ateg o r izatio n   o f   i s lan d i n g   d etec tio n   tech n iq u es   d escr ib es i n   Fi g u r e   1 .       I s l a n d i n g   D e t e c t i o n   T e c h n i q u e s P a s s i v e   M e t h o d H y b r i d   M e t h o d A c t i v e   M e t h o d L o c a l   T e c h n i q u e s R e m o t e   T e c h n i q u e s U t i l i t y   M e t h o d C o m m u n i c a t i o n   B a s e d   M e t h o d       Fig u r e   1 .   C ateg o r izatio n   o f   is l an d in g   d etec tio n   tec h n iq u es       T ab le  2   s h o w s   th e  v ar io u s   i s l an d in g   d etec tio n   m eth o d s   a n d   th eir   p er f o r m a n ce s   d u r in g   o p er atio n al  p r in cip le,   th e  s ize  o f   N DZ ,   d e tectio n   ti m e,   p o w er   q u alit y   d i s tu r b an ce s ,   s y s te m   co s t,  m u lt i p le  DGs  o p er atio n ,   an   ef f ec t o n   t h e  d is tr ib u tio n   s y s te m   a n d   in f l u en ce   b y   th e  n u m b er   o f   co n n ec ted   i n v er ter s   [ 1 7 - 1 9 ] .       T ab le  2 .   C o m p ar is o n   o f   is la n d in g   d etec tio n   m e th o d   b ased   o n   d if f er e n t p ar a m eter s   P a r a me t e r s   L o c a l   me t h o d   R e mo t e   me t h o d   P a ssi v e   A c t i v e   H y b r i d   U t i l i t y   C o mm u n i c a t i o n   O p e r a t i n g   p r i n c i p l e   M o n i t o r i n g   o f   sy st e m  p a r a me t e r s   a t   P C C   I n j e c t i n g   d i st u r b a n c e s,  n e g a t i v e   se q u e n c e   c o mp o n e n t s o r   h a r mo n i c s   C o mb i n a t i o n   o f   p a ss i v e   a n d   a c t i v e   me t h o d   S mal l   si g n i f i c a n c e   i mp e d a n c e   i n st a l l e d   C o mm u n i c a t i o n   b e t w e e n   g r i d   a n d   D G s   NDZ   L a r g e   S mal l   S mal l   N o n e   N o n e   P o w e r   q u a l i t y   Ef f e c t   N o   d e g r a d a t i o n   D e g r a d e d   D e g r a d e d   b u t   l o w e r   t h a n   a c t i v e   me t h o d   N o   d e g r a d a t i o n   N o   d e g r a d a t i o n   M u l t i p l e   D G s  o p e r a t i o n   P o ssi b l e   N o t   p o ssi b l e   P o ssi b l e   P o ssi b l e   P o ssi b l e   S y st e m c o st   L o w   M e d i u m   H i g h   V e r y   h i g h   Ex t r e me l y   h i g h   R e sp o n se   t i me   S h o r t   S h o r t e r   t h a n   p a ssi v e   me t h o d   L o n g e r   t h a n   a c t i v e   me t h o d   F a st   F a st e r   O p e r a t i o n   f a i l u r e   S mal l   p o w e r   d i f f e r e n c e   b e t w e e n   u t i l i t y   a n d   l o c a l   l o a d   P o ssi b l e   i n   h i g h   Q - f a c t o r   P o ssi b i l i t y   l o w e r   t h a n   p a ssi v e   o r   a c t i v e   me t h o d   I mp e d a n c e   si z e d   o u t   o f   t h e   mi n i mu m   v a r i a t i o n   o f   p h a se   I mp o ssi b l e   i f   o c c u r s o f   F e r r o - r e so n a n t   Ef f e c t   o n   d i s t r i b u t i o n   sy st e m   N o n e   D i r e c t   i n f l u e n c e   o n   p o w e r   s y st e m   L o w e r   t h a n   a c t i v e   me t h o d   N o n e   N o n e   A sso c i a t e d   i n v e r t e r   I n f l u e n c e   N o n e   Y e s   Y e s   N o n e   N o n e       T h e  r e m o te  m e th o d   o f   i s lan d i n g   d etec tio n   is   b etter   t h an   lo c al  is la n d in g   d etec tio n   m et h o d s ,   ex ce p t   at   th e  in cr ea s ed   co s t  an d   co m p le x it y   [ 2 0 - 23] .   L o ca l  m e th o d s   a r e  m o r e  p r ef er ab le  b ec au s e  t h e y   ar e  d ep en d en t  o n   th e  m ea s u r e m e n t o f   lo ca l p ar am eter s ,   f r ee   f r o m   n o is e  i n   co m m u n icat io n ,   ch ea p er   etc .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E    Vo l.   7 ,   No .   2 ,  A u g u s t  2 0 1 8 :   1 4 7   –   1 5 8   150   3 . 2 .   Sy s t em   s t ud y   f o r  is la nd i ng   det ec t io n   R ec o m m e n d ed   test   s t u d y   o f   is lan d i n g   d etec tio n   ar r an g e m en t  co n s i s ts   o f   an   i n v er ter - b ased   DG,   p ar allel  R L C   lo ad   a n d   th e   g r id   r ep r esen ted   th r o u g h   a  s o u r ce   f o llo w in g   i m p ed an ce .   T h e  eq u ip p ed   m o d e  o f   t h e   DG  d ep en d s   o n   w h et h er   t h e  ci r cu it b r ea k er   is   clo s ed   o r   n o t  [3 - 4] .   T h e  in v er ter - b ased   DG  s u ch   a s   p h o to v o ltaic   s tr u ct u r e  is   u s u al l y   co n f ig u r e d   w it h   t h e  MP P T   alg o r ith m .   Sin ce   i s la n d in g   d etec tio n   ti m e   is   e x tr e m el y   s m a ll,  th e  o u tp u t  p o w er   i s   ab le  to   m ea s u r e  u n v ar y in g   th r o u g h   t h e   d etec tio n .   As  a  r es u lt,  b y   a  c o n s ta n t  D C   s o u r ce   f o llo w in g   a  th r ee - p h ase  i n v er ter ,   th e  DG  is   co n s id er ed   as  a  u n v ar y i n g   p o w er   s o u r ce .   Fig u r e  2   s h o w s   t h e   is lan d i n g   d etec tio n   s y s te m   w h ich   co n s i s ts   o f   t w o   m o d e s   o f   o p er atio n s   i.e . ,   g r id - co n n ec ted   m o d e  an d   is lan d ed   m o d e.   D u r in g   t h e  s ta n d ar d   o p er atio n   o r   g r id - co n n ec ted   m o d e,   th e  DG  w i th i n   t h e   m icr o g r id   w ill  b e   o p er atio n al  in   u n v ar y i n g   c u r r en t  co n tr o l  m o d e  an d   w it h i n   is la n d ed   m o d e ,   th e  cu r r en t  co n tr o l  ap p r o ac h   s w itc h ed   to   v o ltag e  co n tr o l   ap p r o ac h   [ 2 4 ] .       D C A C I n v e r t e r D C L O A D G r i d R g L g C i r c u i t   B r e a k e r P C C L f i l t e r P D G   +   j Q D G P G r i d   +   j   Q G r i d P L o a d   +   j Q L o a d   D C A C I n v e r t e r D C L O A D G r i d R g L g C i r c u i t   B r e a k e r P C C L f i l t e r P D G   +   j Q D G P G r i d   +   j   Q G r i d P L o a d   +   j Q L o a d       ( a)   Gr id p er atio n - co n n ec ted   o   Mo d e   ( b )   I s lan d ed   Op er atio n   Mo d e       Fig u r e   2 .   I s lan d in g   Dete ctio n   Mo d els       E q u atio n   1   d escr ib es  th e  ac tiv e  an d   r ea ctiv e  p o w er   e n th u s ia s tic  b y   th e  lo ad   w h en   D G  is   ass o ciate d   to w ar d   th e  u tili t y   g r id   in   g r id - co n n ec ted   m o d e  [ 2 3 - 25] .     íü ïï ïï ïï ïï ïï ïï ïï ïï ìý ïï ïï ïï ïï æö ïï ÷ ç ïï ÷ ç ÷ ïï ç èø ïï îþ P C C G 2 P C C L o a d D G G r i d 2 L o a d D G G r i d P C C V = V V P = P + Δ P = 3 R 1 Q = Q + Δ Q = 3 V - ω C ωL                                           ( 1 )     T h e  r eso n an t f r eq u e n c y   ( f LC )   an d   q u alit y   f ac to r   ( Q f )   o f   p ar allel  R L C   lo ad   ar e  d ef in ed   lik e :      LC 1 f= 2 π L C     ( 2 )   f C Q = R L                                                                                                                                   ( 3 )       I s la n d ed   m o d e  in cid en tal  f r o m   eq .   ( 1 )   th at  if   th e  ac tiv e  p o w er   d is p ar it y   ( ∆P )   =P Load  -   P DG =P Grid   is   n o t  id en tica l  to   ze r o .   T h e  P C C   v o lta g e  r eso l v e  d r o p   o r   r ai s e   it   d o es  n o t  d ep en d s   o n   D G  o p er ates  o n   u n it y   p o w er   f ac to r   o r   n o t.  T h e  q u a n tit y   o f   v o ltag e   d iv er g e n ce   d ep en d s   u p o n   o n   th e  a s s e s s m e n t  o f   ∆P .   I f   t h e  ac t iv e   p o w er   o r ien tatio n   o f   t h e  DG  i s   s et  to   b e  co n s tan t,  ∆P   ca n   b e  ex p r ess ed   as f o llo w s   [ 2 4 - 25] :     ( ) æö ÷ ç ÷ ç ÷ ç ÷ ç ÷ ç èø DG 2 1 Δ P = P - 1 1+ ΔV                                                                         ( 4 )     w h er e,   ∆V   r ep r esen ts   th e  v o lta g e  d is p ar it y   a n d   it c an   b e  ex p r ess ed   as:     P C C . i P C C P C C V - V Δ V = V         ( 5 )     w h er e   V PCC   an d   V P CC. i  d escr ib es   th e  P C C   v o lta g e  b ef o r e  an d   af ter   is la n d in g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792     A n   E n h a n ce d   C o n tr o l S tr a teg y  fo r   th e  S ta b le  Op era tio n   o f  Dis tr ib u ted   Gen era tio n . . .   ( Ya tin d r a   Go p a l )   151   4.   P RO P O SE D  T E CH NI Q U E   T h r ee - p h ase  t w o - s tag e   g r id - c o n n ec ted   i n v er ter   is   co llect ed   o f   t w o   co n v er s io n   s ta g es,  th e   f ir s t - s tag e   is   D C - DC   b o o s t c o n v er ter   i.e .   u s ed   to   b o o s t t h e  P V  s ec tio n   o u tp u t   v o lta g e  a n d   o r g a n ize   t h e   P V  v o lta g e  w h ic h   r eg u late s   t h e  o p er atio n   o f   a   m o d u le   at  m ax i m u m   p o w er   p o in t  ( MP P ) .   T h e  r eg u lated   v o lta g e  o f   DC - D C   b o o s t   co n v er ter   is   atte n d ed   to   th e  D C   li n k ,   w h ic h   is   a n   i n p u t  o f   t h e  DC - AC   i n v er ter .   T h e  DC - AC   i n v er ter   s u itab le   f o r   m ain tain i n g   th e  DC   li n k   v o ltag e  an d   co n t r o l  th e  o u tp u t  cu r r en t.  P L L   in te n d ed   f o r   A C   p o w er   o u tp u t  o f   th e   in v er ter   is   s y n c h r o n ized   w it h   th e  g r id   a n d   is la n d in g   d etec t io n   p u r p o s e  w h en   g r id   f r eq u e n c y   an d   v o lta g e  i s   b elo w   an d   ab o v e  I E E E   s tan d ar d s   li m its .   T h e  ex p lan at io n   o f   p r o p o s ed   tech n iq u e  is   ca teg o r ized   in   f o llo w i n g   i.e .   m o d eli n g   o f   P V  m o d u le,   m ax i m u m   p o w er   p o in t  tr ac k i n g   ( P & O) ,   a  d esig n   o f   b o o s t  co n v er ter   an d   in v er ter   co n tr o l s tr ateg y .     4 . 1 .     M o delin g   o f   P V  m o du le   A   p h o to v o ltaic  m o d u le  is   cr ea ted   b y   co n ce r n i n g   m an y   s o lar   ce lls   in   s er ies  a n d   p ar allel,   it  c o n s is ts   o f   a  cu r r en t so u r ce ,   a  d io d e,   an d   s er ies - p ar allel  ar r an g e m en t r es is to r s   as see n   f r o m   Fi g u r e   3 .         I P V I d I s h R s h V d R s I V     Fig u r e   3 .   E q u iv ale n t  cir cu it o f   s in g le  d io d e  P V  m o d u l e       T h e  ch ar ac ter is tic  eq u atio n   f o r   a  p h o to v o ltaic  ce ll is   s p ec i f ie d   b y   [ 2 6 - 29 ] :       ( ) éù æö ÷ ç êú ÷ ç ÷ êú ç ÷ ç èø êú ëû Ss P V , n 1 0 n t h s h V + R I V + R I G I = I + K Δ T - I e x p - 1 - G V a R                   ( 6)     w h er e,   V th     æö ÷ ç ÷ ç ÷ ç èø s N K T q   in d icate s   t h e  t h er m al  v o ltag e  o f   t h e   PV   ar r an g e m en t ,   K   r ep r esen t s   B o ltz m a n n   co n s tan t   ( 1 . 3 8 0 6 5 0 3 * 1 0 - 23  J /K) ,   a  r ep r esen ts   id ea lit y   f ac to r   g e n er all y   p r ef er r ed   i n   t h e  r an g e  1 ≤ ɑ ≤ 1 . 5 ,   q   in d icate s   elec tr o n   ch ar g e    ( 1 . 6 0 2 1 7 6 4 6 * 1 0 - 19   C ) .     4 . 2 .   M a x i m u m   po w er   po int  t ra c kin g   P er tu r b   an d   o b s er v e  ( P & O)   al g o r ith m   is   ex te n s iv e l y   u s ed   in   MPPT   b ec au s e  o f   th eir   s i m p l e  s tr u ctu r e   an d   r ea l - ti m e  i m p le m en tatio n   is   ea s y .   B y   t h e  h elp   o f   MP PT   co n tr o ller ,   p r o d u ce   d u ty   c y cle  to   tr ig g er   t h e   b o o s t   co n v er ter   s w itc h   [ 3 0 - 3 1 ] .   T h e  m at h e m a tical  i ll u s tr atio n   o f   P & O  al g o r ith m   [ 3 2 ]   is   g iv e n   as  f o llo w s     P V P V P V d P P ( k ) - P ( k - 1 ) ( k ) = d V V ( k ) - V ( k - 1 )                         (7 )     T h e  o p er atin g   p o in t   is   p er tu r b ed   f r o m   ti m e  to   ti m e  b y   s h i f ti n g   th e   v o ltag e   in   P V  s y s te m .   T h e   w o r k i n g   v o lta g e  o f   P V  s ec tio n   is   d is co n ce r ted   b y   a  s m all  r i s e  an d   th e  co n s eq u e n tial  c h an g e  in   p o w er   ( ∆P ) .   I f   ∆P   is   p o s iti v e,   t h e   w o r k in g   p o in t  r ea ch ed   s e c u r e  to   MP P .   I f   ∆P   is   n e g ati v e,   t h e   o p er atin g   p o in t   h a s   m o v ed   d is tan t  f r o m   t h e  MP P   an d   d ir e ctio n   o f   p er tu r b atio n   e n co u r ag ed   in v er ted   r ev er s e  to w ar d s   M P P   [ 3 2 - 3 3 ] .     4 . 3 .     Desig n o f   bo o s t   co nv er t er   T h e  b o o s t  co n v er ter   is   s tep   u p   th e  v al u e  o f   i n p u t  D C   v o lt ag e  an d   g iv e s   b y   an   o u tp u t.  T h e  m ai n   co m p o n e n t s   o f   a  b o o s t  co n v er ter   ar e  an   in d u cto r ,   a  d io d e,   a  ca p ac ito r   an d   h ig h - f r eq u en c y   I GB T   s w itc h     [ 3 4 - 3 5 ] .   I n   th is   p ap er ,   th e  d u t y   c y c le  o f   co n v er ter   s w itc h   is   g en er ated   f r o m   MP P T   tech n i q u e  an d   o p er atin g   s w itc h in g   f r eq u e n c y   at  h ig h   t o   g en er ate  m ax i m u m   p o w er .   R ep r esen tat io n   c ir cu it  d iag r a m   o f   b o o s t  co n v er ter   as  d ep icted   in   Fig u r e   4 .   T h e  eq u atio n s   f o r   an   in d u cto r   ( L ) ,   a  ca p ac it o r   ( C )   a n d   Du t y   c y cle  ( D)   ar e    g iv e n   by   [ 34] :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E    Vo l.   7 ,   No .   2 ,  A u g u s t  2 0 1 8 :   1 4 7   –   1 5 8   152   i i n L i L D S B 1 C V c i c V i n V o u t     Fig u r e   4 .   C ir cu it  d ia g r a m   f o r   b o o s t c o n v er ter       in L V D T L= Δi ; 0 0 VD C= Δ V R f ; o u t i n out V - V D= V            h er e,   ∆i L   in d icate s   in d u cto r   r ip p le  cu r r en t  an d   ∆V 0   in d icate s   ca p ac ito r   v o ltag e  r ip p le,   T  i s   th e  ti m e     p er io d   ( s ec ) .     4 . 4 .     I nv er t er   c o ntr o l st ra t e g y   T h e  co n tr o l  s y s te m   o f   a n   in v er ter   is   b ased   o n   P L L   f o r   d eter m in a tio n   o f   f r eq u e n c y   a n d   v o ltag e   to   is lan d i n g   d etec tio n .  P L L   co n s is ts   o f   t w o   lo o p s   i.e .   an   o u ter   l o o p   s ch e m i n g   t h e  DC   li n k   v o ltag e  an d   an   in n er   lo o p   s ch e m i n g   t h e  ac ti v e  ( I d )   an d   r ea ctiv e  ( I q )   o r th o g o n al  cu r r en t  co m p o n e n ts .   T h e  o r ien t atio n   s etti n g   f o r   th e   I d   co m p o n e n t  is   d eter m i n ed   b y   a n   ex ter n al  v o ltag e  co n tr o ller   at  th e  s a m e  ti m e  as  th e  v alu e  o f   th e  I q   co m p o n e n t  is   s et  to   ze r o   to   k ee p   u p   u n it y   p o w er   f ac to r .   T h e  o u tp u t   p o w er   o f   th r e e - p h a s e  i n v er ter   i s   co o r d in ated   th r o u g h   g r id   u s in g   a  P L L .   P L L   i s   d esi g n ed   f o r   th e  m ai n l y   d eter m i n atio n   o f   t h e  f r eq u e n c y   a n d   an g le  o r ien ta tio n   at  t h e  P C C ,   it   co n s is ts   o f   f o u r   co m p o n en t s   i. e.   C lar k ’ s   tr a n s f o r m atio n ,   P ar k ’ s   tr an s f o r m atio n ,   P I   r eg u lat o r   an d   an   in te g r ato r .   d q 0   to   ab c  tr an s f o r m atio n   i s   ca lled   C lar k ’ s   tr an s f o r m atio n   an d   ab c  to   d q 0   tr an s f o r m a ti o n   is   ca lled     P ar k ’ s   tr an s f o r m atio n .   T h ese  tr an s f o r m atio n s   i n   th e  P L L   m eth o d   w il l  g e n er ate  a  t h r ee - p h ase  b a lan ce d   w av e f o r m   th r o u g h   a  1 2 0 o   p h ase  s h i f t   w h i ch   ca n   b e  g iv e n   a s   i n p u t  to   th e   in v er ter .   P I   r eg u lato r s   ar e  u s e d   f o r   s ch e m i n g   t h e   er r o r s   in   th e  o u tp u t  o f   th e  g r id   f r eq u en c y   an d   g r id   v o ltag e  m ag n it u d e.   C lar k ’ s   an d   P ar k ’ s   tr an s f o r m atio n   eq u atio n   ar e  g i v e n   b elo w :   C lar k ’ s   tr a n s f o r m atio n :     [ ] éù êú êú éù êú êú êú êú êú êú êú êú êú êú ëû êú êú ëû d q a b c 0 2 2 1 s i n ( ω t ) c o s ( ω t ) 3 3 3 V 2 π 2 π 1 V =   s i n ( ω t - ) c o s ( ω t - )   V V V 3 3 3 V 2 π 2 π 1 s i n ( ω t + ) c o s ( ω t + ) 3 3 3                        (8 )     P ar k ’ s   tr an s f o r m atio n :     éù êú êú éù êú êú êú éù êú êú êú ëû êú êú êú êú ëû êú êú ëû a b d q 0 c s i n ( ω t ) c o s ( ω t ) 1 V 2 π 2 π V =   s i n ( ω t - ) c o s ( ω t - ) 1   V V V 33 V 2 π 2 π s i n ( ω t + ) c o s ( ω t + ) 1 33                         (9 )   W h er e,   V a ,  V b ,  V c   ar e  th e  co n s ta n t   q u a n tit y   a n d   V d ,  V q ,  V 0   ar e  s tip u lated   q u an t it y   o f     th r ee - p h ase  v o ltag e.   T h e  b lo ck   d iag r a m   o f   i n v er ter   co n tr o l  f o r   p r o j ec ted   is lan d in g   d etec tio n   p r o ce s s   is   s p ec if ie d   in   Fi g u r e   5 .   I t  in clu d es   th r ee - p h a s e  r ea ctiv e  c u r r en t  co m p o n en ts ,   o u ter   v o ltag e  lo o p   in ten d ed   f o r   p o w er   co n tr o l  a n d   in n er   lo o p   in te n d ed   f o r   g r id   v o ltag e  co n tr o l .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792     A n   E n h a n ce d   C o n tr o l S tr a teg y  fo r   th e  S ta b le  Op era tio n   o f  Dis tr ib u ted   Gen era tio n . . .   ( Ya tin d r a   Go p a l )   153   P L L S P W M I1 P1 K K+ S I1 P1 K K+ S I2 P2 K K+ S I2 P2 K K+ S ωL ωL a b c d q d q a b c T o   s i g n a l s e d e q + + + - + + + + - - - - + + P D G Q D G Q r e f P r e f u P C C a u P C C c u P C C b ω θ θ θ u d u q i d i q i q r e f i d r e f i D G a i D G c i D G b     Fig u r e   5 .   Diag r a m   o f   in v er ter   co n tr o l       T h e  p r o j ec ted   co n tr o l  s y s te m   r eq u ir es  t w o   t y p e s   o f   m ea s u r e m en ts   i.e .   th r ee - p h ase  o u tp u t  cu r r en ts   o f   th e  DG   ( I DG )   an d   a  v o ltag e  at   P C C   ( V PCC ) .     T h e  I DG   an d   V P CC   ar e  ch a n g ed   i n to   d - q   m ec h an is m   b y   t h e  p ar k ’ s   tr an s f o r m a tio n .   I n   F ig u r e  6   d - q   m ec h an i s m   o f   cu r r en t s   ar e  d en o ted   b y   i d   an d   i q  an d   d - q   m e ch an i s m   o f   v o ltag e   ar e  d en o ted   b y   u d   a n d   u q .   T h e   i dref   co n tr o l  th e   ac ti v e  p o w er   s u p p lied   t h r o u g h   t h e   DG  w h il e   i qref   co n tr o ls   t h e   r ea ctiv e  p o w er   o u tp u t  o f   t h e  DG,   w it h   i qref   s et  eq u a l  to   ze r o   r e j ec tio n   r ea ctiv e  p o w er   is   s u p p lied   th r o u g h   th e   DG  an d   th e  DG  o p er ates  at  u n it y   p o w er   f ac to r .   T h en   b y   tr an s ito r y   t h ese  r ef er e n ce   cu r r en ts   d u r in g   th e  p h as e   an g le  t r a n s f o r m at io n   i * dref   an d   i * qref   ar e  o b tain ed   b y   E q u atio n .   ( 1 0 )   [ 3 4 - 3 5 ] .     éù é ù é ù êú ê ú ê ú êú ê ú ê ú êú ê ú ê ú ë û ë û ëû * d r e f f f d r e f * f f q r e f q r e f i c o s θ - s i n θ i = s i n θ c o s θ i i                                             ( 1 0 )     i * dref   an d   i * qref   ar e  co m p ar ed   w it h   i d   an d   i q ,   w h ic h   ar e  in v er ter   o u tp u t  cu r r e n ts   a n d   p as s   th r o u g h   a   cu r r en t r eg u lato r   to   th e  o u tp u t s   V dref   an d   V qref .  V dref   an d   V qref   t r an s f o r m   to   e d   an d   e q   g i v en   w i th   E q u atio n   ( 1 1 ) .     íü ïï ïï ìý ïï ïï îþ d d r e f d f q q q r e f q f d e = V +V - L ωi e = V +V + L ωi                                                               ( 1 1 )     T h e  in v er ter   ter m i n al  v o ltag e s   e d   an d   e q   ar e  u s ed   to   ev al u at e  th e  m o d u lat io n   i n d ex   an d   p h ase  a n g le   w h ic h   ar e  co n s id er ed   f r o m   E q u atio n   ( 1 2 ) .     22 d r e f q r e f m = V + V     ; q r e f -1 d r e f V = t a n V f                                        ( 1 2 )     W h en   th e  DG  is   as s o ciate d   to   th e  u tili t y   g r id ,   E q u atio n   ( 1 3 )   an d   ( 1 4 )   d escr ib e  th e  p o w er   f lo w s   an d   th e  ac ti v e  an d   r ea ctiv e  p o w er   co n s u m ed   b y   t h e  lo ad .     2 P C C L o a d D G G r i d V P = P + P = 3 R                             ( 13 )     2 1 ( 2 ) 2 -p p L o a d D G G r i d P C C Q = Q + Q = 3 V f C fL                ( 14 )     I t  ca n   b e  in cid e n tal  f r o m   E q u atio n   ( 1 3 )   th at   i f   P Grid   is   n o t   z er o   ea r lier   th an   t h e  g r id   d etac h m e n t,   th e   P C C   v o lta g e  w ill  co llap s e  o r   g o   u p   d u r in g   i s lan d i n g   b ec au s e  o f   th e  ac ti v e  p o w er   d is p ar it y   ∆P  ( ∆P   =  P Load  -   P DG ).   T h u s ,   th e  v o ltag e  d is s i m ilar it y   ca n   b e  u tili ze d   to   d etec t  th e  i s lan d i n g   an d   t h e  q u an t it y   o f   v o lta g e   d iv er g e n ce   d ep en d s   o n   th e  v a lu e  o f   ac tiv e  p o w er   m is m atc h .   I f   th e  ac tiv e  p o w er   o f   DG  i s   s et  co n s ta n t,  th e   ac tiv e  p o w er   d is p ar it y   ca n   b e  ex p r ess ed   as f o llo w s :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E    Vo l.   7 ,   No .   2 ,  A u g u s t  2 0 1 8 :   1 4 7   –   1 5 8   154   ( ) 2 1 1 1 æö ÷ ç ÷ ç D = - ÷ ç ÷ ç ÷ ç +D èø DG PP V                      ( 15 )     an d   ∆V   ca n   b e  ex p r ess ed   as     * - D= P C C P C C P C C VV V V                                                    Si m i lar l y ,   it   ca n   b e  s ee n   f r o m   E q u atio n   ( 1 2 )   th at  t h e  a m o u n t  o f   d is p ar it y   i n   t h e  f r eq u e n c y   d ep en d s   o n   th e  s ig n i f ica n ce   o f   b o th   ac tiv e  a n d   r ea ctiv e  p o w er   d is p ar it y   p r ev io u s l y   is la n d i n g   o cc u r s .   I f   t h e  D G   o p er ates  at  a  u n it y   p o w er   f a cto r   an d   th er e  is   r ej ec tio n   a ctiv e  p o w er   d is p ar it y   t h r o u g h o u t  i s la n d in g ,   t h e  r ea ctiv e  p o w er   d iv er g e n ce   ∆ Q  ( ∆Q   =  Q L oad   -   Q DG )   ca n   b e  w r itte n   in   e x p r ess io n s   o f   t h e   f r eq u en c y   d is p ar it y     as f o llo w s :     2 2 2 3 1 2 ( ) æö ÷ ç ÷ D = - ç ÷ ç ÷ ç p + D èø P C C V f Q f L f f                     ( 16 )     an d   ∆f   ca n   b e  ex p r es s ed   as     * D = - f f f     SP W M  is   i m p l e m e n ted   to   esta b lis h   t h e  o n - o f f   s i g n a ls   o f   in v e r ter   s w itch e s .   T h is   ca te g o r y   o f   in ter f ac e   ca n   o r g an ize  t h e  DG  ac ti v e  a n d   r ea ctiv e  p o w er   o u tp u t.       5.   RE SU L T S AN D   D I SCU SS I O NS   I n   th i s   s ec tio n   o f   t h e  p ap er ,   t h e  r esu lt  o f   p r o j ec ted   m eth o d   to   d etec tio n   is lan d i n g   m o d e  is   d esig n ed   f o r   th e  M A T L A B   p lat f o r m .   F o r   ch ec k i n g   th e   is la n d i n g   co n d itio n   cir cu i t  b r ea k er   o n   t h e  u tili t y   s id e  i s   t w i s ted   to   th e  o p en   co n d itio n .   T he   p r o j ec ted   is lan d in g   d etec tio n   te ch n iq u e  is   i m p le m e n ted   w it h   a  PV - b ased   in v er ter   an d   in te n d ed   to   r e en er g ize  th e  s y s t e m   w h en   is lan d i n g   i s   d etec ted .   T h e  m a in   s y s te m   p ar a m eter s   ar e  g i v e n     i n   T ab le  3 .       T ab le  3 .   P ar am eter s   o f   t h e  S y s te m   St u d y   P a r a me t e r   V a l u e   P V   a r r a y   max i mu m  p o w e r   o u t p u t   1 0 0   k W   D C   l i n k   v o l t a g e   3 1 7   V   I n v e r t e r   s w i t c h i n g   f r e q u e n c y   1 9 8 0   H z   F i l t e r   r e si st a n c e   2   m Ω   F i l t e r   i n d u c t a n c e   0 . 2   mH   L o a d   a c t i v e   p o w e r   1 0 0   k W   L o a d   q u a l i t y   f a c t o r   1   G r i d   f r e q u e n c y   6 0   H z   G r i d   sh o r t - c i r c u i t   p o w e r   2 5 0 0   M V A   G r i d   X / R   r a t i o   7       T h e  am o u n t  o f   o u tp u t  p o w er   g en er ate  b y   P V  m o d u le  d ep en d s   o n   o p er atin g   v o ltag e  o f   th e   ar r ay .   T h e  o u tp u t v o lta g e  a n d   cu r r en t o f   t h e  MP PT   b ased   P V  s tr u ctu r e   d ev o id   o f   b o o s t sh o w n   i n   Fi g u r e  6 .    T h e  g en er ated   d u t y   c y cle  f r o m   th e  MP P T   alg o r ith m   w id t h   o f   t h e  p u ls e  i s   m o d i f ied   ac co r d in g   to   d esire d   o u tp u t,   g en er ated   o u t p u t  d u t y   c y cle  p u ls e  th r o u g h   MP PT   w h ic h   g iv e s   to   co n v er ter   s w itc h   i s   s h o w n     in   Fi g u r e  7 .   T o   an   in cr ea s e  th e  d esire d   le v el  o f   P V  o u tp u t  v o ltag e  it  in ter f ac e s   w i th   a   DC - D C   b o o s t  co n v er ter .   T h e  v o ltag e  s h o u ld   b e  in c r ea s e  f r o m   8 0 V  to   3 1 7 V  a p p r o x im a t e l y .   T h e  b o o s ted   o u tp u t  v o ltag e  f r o m   D C - D C   co n v er ter   s h o w n   i n   Fi g u r e  8 .    Fig u r e  9   s h o w s   t h e  v o lta g e  a n d   cu r r e n t   o f   th e   i n v er ter   a n d   F ig u r e   1 0   s h o w   t h e  s u p p l y   v o lt ag e  o f   t h e  m ai n   g r id .   I n it iall y   th e  s y s te m   i n   g r id - co n n ec ted   m o d e,   a t   0 . 1   s ec o n d   th er e  is   a  d is p ar i t y   i n   t h e  m ai n   g r id   th r o u g h   ch a n g in g   th e  v o lta g e .   I n   t h e  s a m e   w a y   th er e   is   a   ch a n g e   in   i n v er ter   p ar t  w h ic h   i s   i n s tead   o f   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792     A n   E n h a n ce d   C o n tr o l S tr a teg y  fo r   th e  S ta b le  Op era tio n   o f  Dis tr ib u ted   Gen era tio n . . .   ( Ya tin d r a   Go p a l )   155   is lan d i n g .   T h e  v o lta g e   ch a n g e  d elib er atel y   cr ea ti n g   a n   a n n o y a n ce   i n   t h e   m ai n   g r id .   T h is   d is t u r b an ce   i s   d etec tin g   b y   th e   b r ea k er   s w i tch   b y   t h e  h elp   o f   i n ter v al   i n v e s ti g atio n   i n   t h e  i n v er ter   elev atio n   w h ic h   is   d etec tin g   m ai n   g r id   f r eq u e n c y   an d   v o lta g e .   At  0 . 1   s ec o n d   th e  li m it s   o f   v o ltag e  ar e   e x ce ed in g .   So ,   t h e  b r ea k er   s w itc h   is   s h ed d in g   t h e  m icr o g r id   f r o m   th e  m ai n   g r id .   T h er e  w il l  b e  a  d is p ar it y   o cc u r s   i n   all  p ar am e ter s   li k e  v o ltag e,   c u r r en t ,   a n d   p o w er   o f   th e  s ch e m e.   T h is   d i s p ar it y   i n   v o ltag e,   c u r r en t ,   a n d   p o w er   i s   b alan ce d   w it h   t h e  h elp   o f   th e  D G  s tr u c tu r e  f o r   th e  d u r atio n   o f   th e  i s la n d in g   m o d e  o f   o p er atio n s .     Har m o n ic  p atter n s   u n d er   g r id - co n n ec ted   m o d e  i.e .   th e  g r id   s u p p o r ts   lo ca l  lo ad   an d   ex p o r ts   p o w er   to w ar d   t h e  g r id   as  s h o w n   i n   Fi g u r e  1 1 .   Fro m   Fig u r e  1 1   it  is   o b s er v ed   t h at  t h e  lo w   o r d er   h ar m o n ic s   ( T HD= 1 . 0 4 %)  ar e   p r esen ted   in   FF T   p lo t.   Si m u latio n   FF T   in v es tig a tio n   f o r   is lan d ed   m o d e  i.e .   th e  in v e r ter   s u p p o r ts   lo ca l  lo a d   an d   ex p o r ts   ze r o   p o w er   to   th e  g r id ,   ar e  s h o w n   i n   Fi g u r e  1 2 .   F ig u r e  1 3   s h o w s   s i m u latio n   r esu lt s   o f   in v er ter   v o ltag e  at  P C C   w h en   t h e  is lan d i n g   d etec ted   w ith i n   0 . 0 0 2   s ec o n d .   I t  is   estab li s h e d   th at  th e   is la n d i n g   ca n   b e  d etec ted   ef f ec ti v el y   a n d   t h e  d e tectio n   ti m e   is   in   2   s ec o n d s   w h en   t h e  p r o j ec ted   te ch n iq u e  is   ap p lied .                   Fig u r e   6 .   Ou tp u t  v o ltag e  a n d   cu r r en t  o f   MP P T   b ased   P V  m o d u le  w it h o u t b o o s t   Fig u r e  7 .   Du t y   c y cle  o u tp u t  o f   MP PT  P & O  alg o r ith m                   Fig u r e   8 .   DC - D C   co n v er ter   o u tp u t b et w ee n   v o ltag e   ( Vo lt)  an d   ti m e  ( s )   Fig u r e  9 .   Ou tp u t  o f   in v er ter   v o ltag e  an d   cu r r en t                 Fig u r e   10 .   Gr id   o u tp u t v o ltag e     Fig u r e  1 1 .   Si m u latio n   F FT   an al y s i s   f o r   g r id   c u r r e n t  in   p h ase  ‘ a ’   0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 0 20 40 60 80 100 T i m e   ( s ) V ol t a ge   ( vol t ) 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 0 5 10 15 T i m e   ( s ) C ur r e nt   ( A m p) 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 0 . 5 1 T i m e   ( s ) 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0 . 5 0 100 200 300 400 T i m e   ( s ) V ol t a ge   ( V ) 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0 . 5 - 2 0 0 - 1 5 0 - 1 0 0 - 5 0 0 50 100 150 200 T i m e   ( s ) V ol t a ge   ( V ol t )     0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0 . 5 - 1 0 -5 0 5 10 T i m e   ( s ) C ur r e nt   ( A m p) d a t a 1 d a t a 2 d a t a 3 p h a s e   ' c ' p h a s e   ' b ' p h a s e   ' a ' 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0 . 5 - 1 0 0 - 5 0 0 50 100 T i m e   ( s ) V ol t a ge   ( V ol t )     0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 0 . 3 0 . 3 5 0 . 4 0 . 4 5 0 . 5 - 2 0 0 20 40 T i m e d a t a 1 d a t a 2 d a t a 3 ph a s e ' a ' ph a s e ' b' ph a s e ' c ' 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 1 2 3 4 H a r m o n i c   o r d e r F u n d a m e n t a l   ( 6 0 H z )   =   1 2 . 9 2   ,   T H D =   1 . 0 4 % M a g   ( %   o f   F u n d a m e n t a l ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E    Vo l.   7 ,   No .   2 ,  A u g u s t  2 0 1 8 :   1 4 7   –   1 5 8   156             Fig u r e   12 .   Si m u latio n   F FT   p lo t f o r   in v er ter   c u r r en t  in   p h ase  ‘ a ’   Fig u r e   13 .   Ou tp u t  i n v er ter   v o l tag e  w h e n   i s lan d i n g   d etec ted       T ab le  4   s h o w s   t h e  c o m p ar i s o n   o f   v al u es  d u r i n g   g r id - co n n ec ted   a n d   is la n d i n g   m o d e   b ased   o n     d if f er e n t p ar a m eter s .   T h e  co m p ar is o n   b et w ee n   p ass iv e,   ac ti v e  a n d   p r o j ec ted   is lan d in g   d etec tio n   p r o ce d u r e,   it  is   o b s er v ed   th at  t h e  p ass i v e  tec h n iq u e  h a v e  s h o r t  d etec tio n   ti m e  b u t  la r g e  ND Z ,   ac tiv e  tec h n iq u e  s m all  ND Z   b u t  lo n g   d etec tio n   ti m e.   T h e  p r o j ec te d   tech n iq u e  h as  n o   ND Z   a n d   m ed i u m   d etec tio n   ti m e.   T ab le  5   s h o w s   th e   co m p ar ati v e  i n v e s t i g atio n   of   p ass i v e,   ac tiv e  a n d   p r o p o s ed   te ch n iq u e.       T ab le  4 .  C o m p ar is o n   o f   Dif f er en t P ar a m eter s   i n   G r id - co n n ec ted   an d   I s lan d ed   Mo d e   S .   N o   B a se d   o n   V a l u e   1   T H D   ( G r i d - C o n n e c t e d   M o d e )   1 . 0 4   %   2   T H D   ( I s l a n d i n g   C o n n e c t e d   M o d e )   1 0 . 0 1 %   3   I s l a n d i n g   O c c u r s T i me   0 . 1   s   4   I s l a n d i n g   D e t e c t e d   T i me   0 . 1 0 2   s   5   N o n   D e t e c t i o n   Z o n e   0   6   I mp a c t   o n   S y st e m   N o t   S i g n i f i c a n t   7   A b i l i t y   t o   R e c o n n e c t   G r i d   Y e s   8   I mp a c t   o n   P o w e r   Q u a l i t y   No       T ab le  5 .   C o m p ar is o n   b et w ee n   th e  Pr o j ec te d   an d   C lass ical  I s l an d in g   Dete ctio n   T ec h n iq u e s   T e c h n i q u e s   N o n - d e t e c t i o n   z o n e   D e t e c t i o n   t i me   P a ssi v e   L a r g e   N D Z   S h o r t   A c t i v e   S mal l   N D Z   L o n g   P r o p o se d   a p p r o a c h   Z e r o   0 . 0 0 2   se c o n d       T h e  co m p r eh e n s i v e  i n v esti g a tio n   o f   p as s iv e,   ac ti v e  a n d   p r o j ec te d   tech n iq u e  b ased   o n   NDZ   a n d   d etec tio n   ti m e .   T h e  p r o p o s ed   tech n iq u e  i s   ap p r o p r iate  f o r   is lan d in g   d et ec tio n   f o r   th e  r ea s o n   th a t  o f   n o   ND Z   an d   v er y   s h o r t   d etec tio n   ti m e.       6.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er ,   v o lta g e  a n d   f r e q u en c y   co n tr o l  f o r   is la n d in g   d etec tio n   s c h e m e   h a s   b ee n   p r o j ec ted   f o r   th e  o p er atio n   o f   th e  i s lan d ed   an d   g r id - co n n ec ted   m o d e  i s   d e m o n s tr ated   t h r o u g h   M A T L A B   Si m u lin k .   In   o r d in ar y   co n d itio n   s y s te m   s u p p o r ts   co n s ta n t  co n tr o l  m o d e  o f   cu r r e n t  a f ter   is la n d in g ,   s c h e m e   s w itc h ed   to   v o lta g e   co n tr o l  m o d e .   T h e  P L L   i s   in te n d ed   f o r   th e  d eter m in at io n   o f   P C C   r ef er en ce   f r eq u e n c y   an d   an g le.   I n   a  P L L ,   P I   r eg u lato r   i s   u s ed   f o r   co n tr o llin g   t h e  o u tp u t  in ac c u r ac y   o f   f r eq u en c y   a n d   v o lta g e  m a g n it u d e  o f   a  g r id .   T h e   co m p ar ati v e  an a l y s is   b ased   o n   p ass i v e,   ac tiv e  a n d   p r o p o s ed   ap p r o ac h ,   in   p r o p o s ed   tech n iq u e  is lan d i n g   d etec tio n   ti m e  i s   0 . 0 0 2   s ec o n d   w h ic h   is   s u itab le  f o r   I E E E   s tan d ar d   an d   NDZ   is   ze r o .                 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 20 40 60 80 100 H a r m o n i c   o r d e r F u n d a m e n t a l   ( 6 0 H z )   =   1 . 2 8 6   ,   T H D =   1 0 . 0 1 % M a g   ( %   o f   F u n d a m e n t a l ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.