I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o f   A p p l i e d   P o w e r   En gi n e e r i n g   (I J A P E)   V o l .   10 ,   N o .   1 ,  M a r c h  2021 ,   pp.   48 ~ 57   IS S N :   2252 - 8792 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j a pe . v 10. i 1. pp48 - 57             48       Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i j ap e . i ae s c or e . c om   Gri d   i n t e g r a t i o n   o f   PMS G   b a s e d   w i n d   e n e r g y   c o n v e r si o n   w i t h   b a t t e r y   st o r a g e   s y st e m       V e n k at ac h al am   K   M ,  V.   S ar av an an   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng ,  A r una i   E ng i ne e r i ng   C o l l e g e ,   A nna   U n i v e r s i t y ,   T a m i l   N a du ,   I ndi a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  A pr   22 ,  202 0   R e v i s e d  J un   7 ,   2020   A c c e pt e d  O c t   16 ,   2 020       I n  t hi s   p a pe r ,   t h e   d e s i g n  a nd  i m p l e m e n t a t i o n  o f   a   pe r m a n e n t   m a g ne t   s y n c hr o no us   g e ne r a t o r   ( P M S G )   b a s e d  w i nd  e ne r gy   c o nv e r s i o n  s y s t e m   a nd  ba t t e r y   ba nk  s t o r a g e s   a r e   c o nne c t e d  t o   ut i l i t y   g r i d.   I t   ha s   p ha s e   l o c ke d  l o o p   ( P L L )   c o nt r o l   s t r a t e g y   a s   i t   pr o v i de s   f o r   c o nt r o l   s i ng l e - ph a s e   g r i d  c o nne c t e d  i nv e r t e r   w i t h  c o ns t a n t   dc - l i n k  v o l t a g e .   T he   dc - l i n k  i s   i n t e r f a c e d  t o   a   pe r m a ne n t   m a g ne t   s y nc hr o no us   g e ne r a t o r   t hr o ug h  di o de   br i dg e   r e c t i f i e r   ( D B R )   w i t h  dc - dc   boo s t   c o nv e r t e r ,   ba t t e r y   ba nk  a nd   s i ng l e   pha s e   v o l t a g e   s o ur c e   i nv e r t e r   ( V S I ) . T h e   dc - l i nk  v o l t a g e   i s   m a i n t a i ne d  c o ns t a n t   v a l ue   o f     48   V   by   c o nt r o l l i ng   dc - dc   c o nv e r t e r   w i t h  he l p  o f   pe r t u r b  a nd  o bs e r v e   ( P & O )   a l g o r i t hm   ba s e d  m a xi m um   po w e r   po i n t   t r a c ke r   ( M P P T ) .   T he   V S I   o ut put   v o l t a g e   a nd  f r e q ue nc y   v a l ue s   a r e   c o nt r o l l e d  ba s e d   o n  g r i d  p a r a m e t e r s   u s i ng   P I   c o nt r o l l e r   a nd   s i nu s o i da l   pu l s e   w i dt h  m o dul a t i o n  ( S P W M )   t e c hni q ue .   I n   t hi s   g r i d  c o nne c t e d  s y s t e m   i s   s i m u l a t e d  a n d  p e r f o r m a nc e s   a r e   a na l y z e d  t hr o ug h  M A T L A B   s o f t w a r e .   T he   p r o t o t y pe   e xpe r i m e n t a l   r e s ul t s   a r e   v e r i f i e d   t hr o ug h  1  k W   P M S G ,   48   V   ba t t e r y   ba nk  w i t h  s i ng l e   pha s e   g r i d  c o nne c t e d  s y s t e m .   Ke y w or d s :   B a t t e r y   b a n k   DC - D C  c o n v e r t e r   PMSG   S i ngl e   p ha s e   V S I   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   V e n ka t a c h a l a m   K   M   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   E n g i n e e ri n g    A r u na i   E ngi n e e r i n g   Co l l e ge ,   A nna   U n i v e r s i t y   T i r uv a nna m a l a i   606   603 ,   T a m i l   N a du ,   I n d i a   E m a i l :   km v pe e e @ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N   T h e   po w e r   de m a nds   a r e   i n c r e a s i n g  due   t o   de m a n d  o f   t h e   c o n v e n t i o na l   f ue l   s o ur c e s .   R e n e w a b l e   e n e r gy   s o ur c e   b a s e d  pow e r   ge n e r a t i o n s   a r e   n e e de d  t o   di s t ri b ut e   a nd  c o m pe n s a t e   t h e   r e qui r e m e n t   w i t h   uni n t e rr up t e d  c o n t i n uo us   po w e r   s upp l y .   W i nd  e n e r gy   e l e c t r i c a l   c o n v e r s i o n  s y s t e m   i s   a   m o s t   po pul a r  i n  ov e r a l l   r e n e w a b l e   e n e r gy   s o ur c e s .   In   t h i s   w i n d  e n e r gy   c o n v e r s i o n   s y s t e m   i s   o pe r a t i ng  t h e   n o n - l i n e a r   c h a ra c t e ri s t i c s   due   t o   c o n t i n uo us   v a r i a t i o n   o f   w i n d  v e l o c i t y   [1 - 5].   V a r i o us   t e c hn i que s   a r e   i m p l e m e nt e d  f o r   e xt ra c t i n g   m a xi m u m   po w e r   f r o m   w i n d   e n e r gy   c o n v e r s i o n   s y s t e m   a nd  f e d  t o   t h e   ut i l i t y   gr i d .   I n  l a s t   f e w   y e a r s   pe r m a n e n t   m a g n e t   s y n c hr o n o us   ge n e ra t o r s   (P M S G )  a r e   us e d   i n   w i n d  e n e r gy   c o n v e r s i o n   s y s t e m   b e c a us e   i t   i s   a   di r e c t   d r i v e n   f ul l y   c o n t r o l l e d  m a c h i n e   [6 - 11 ].   T h e   m a xi m um   po w e r   e xt r a c t e d  f r o m   P M S G   w i n d  s y s t e m   w i t h  h e l p  o f   pe r t u r b   a n d   o b s e r ve   (P & O )  m e t h o d  b a s e d  m a xi m um   po w e r   po i nt   t r a c ke r   (M P P T )  [ 12 - 18] .   T h e   v a ri a b l e   a c   t hr e e   pha s e   e l e c t r i c a l   o ut put   o f   t h e   P M S G   i s   c o n v e r t e d  t o   dc   e l e c t r i c   po w e r   by   us i n g  t hr e e   p h a s e   di o de   b ri dge   r e c t i f i e r   (D B R )  a n d   i t ’s   c o n s i s t i n g   of   s i x  di o de s .   I n  t hi s   D B R   dc   o ut put   i s   b oo s t   a n d  r e gul a t e d  o ut put   po w e r   i s   f e d  t o   t h e   i n v e rt e r   w i t h   h e l p  o f  dc - dc   boo s t   c o n ve r t e r   [19 - 21] .   T h e   dc - l i n k  v o l t a ge   i s   a   r e f e r e n c e   v a l ue   fo r   M P P T   a n d  c o m pa r e   w i t h   a c t ua l   v a l u e   of   t h e   P M S G   o ut put   pow e r ,   t h i s   e rr o r   v a l ue   i s   gi v e n   t o   t h e   P I  c o n t r o l l e r.   I n   t hi s   P I  c o n t r o l l e r   c a n  v a r y   dc - dc   c o n v e r t e r   pu l s e   s i g n a l   b a s e d  o n   e rr o r   v a l ue s   f o r   m a i n t a i n   c o n s t a nt   dc - l i nk  v o l t a ge .   T h e   i n v e r t e r   i s   c o n v e r t   d c   pow e r   i nt o   a c   pow e r   a n d  c o nn e c t e d  t o   t h e   gri d   a n d  i t ’s   m a i n t a i ni n g   c o n s t a nt   g ri d  v o l t a ge   w i t h   r e qu i r e d  c o ns t a n t   g r i d  f r e que n c y .   T h e   V S I  o ut pu t   v o l t a ge   i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A ppl   P o w e r   E n g   IS S N :   2252 - 8792       G r i d  i n t e gr at i on  o f   P M SG   bas e d  w i nd  e ne r g y   c on v e r s i on   w i t h  ba t t e r y   s t or age   s y s t e m   ( V e nk a t a c hal am   K   M )   49   m e a s u r e d  by   pha s e   l o c ke d  l oo p  (P L L )  a nd  c o n v e r t e d  t o   di re c t   a xi s   a n d   qua d r a t u r e   a xi s   ( dq0)   [22] .   T h e   dq   a xi s   c o n v e r s i o n   v o l t a ge   a n d  r e f e r e n c e   vo l t a ge   i s   c o m pa r e d  a n d  e rr o r   v a l ue   i s   gi v e n   t o   t h e   V S I  dr i v e r   c i r c u i t s .   T h e   s i n g l e   p h a s e   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e r t e r   (V S I)  i s   c o n t r o l l e d  by   m a n y   dr i v e r  c o n t r o l   t e c hn i que   l i ke   s i n us o i da l   pul s e   w i dt h  m o dul a t i o n   (S P W M ),   s p a c e   v e c t o r   m o dul a t i o n   t e c hni que .   T h e   m o s t   s ui t a b l e   a n   e a s y   c o n t r o l   t e c hn i q ue   i s   a   S P W M   m e t h o d  t o   dri v e   t h e   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e r t e r   [23 - 24] .   I n   t hi s   p r o po s e d  gr i d  c o nn e c t e d  s y s t e m   c o n s i s t   o f   (i )  P M S G   b a s e d  W E Cs ,   ( i i )   di o de   b r i dge   r e c t i f i e r  (D B R ),   (i i i )  dc - dc   b oo s t   c o n v e r t e r,   ( i v )  s i ngl e   p ha s e   vo l t a ge   s o ur c e   i n v e r t e r  (V S I),   m a xi m u m   po w e r   po i n t   t r a c ke r   (M P P T ) ,   b a t t e r y   b a n k  s t o ra ge   s y s t e m .       2.   G R I D   C O N N EC T ED   S Y S TE M   D ES C R I P TI O N   T h e   p r o po s e d  gr i d  c o nn e c t e d  s y s t e m   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   1 .   It   i s   c o m p r i s e d  o f   pe r m a n e nt   m a g n e t   s y n c hr o n o us   ge n e ra t o r   b a s e d  (P M S G )   W E Cs   o pe r a t i ng  w i t h  m a xi m u m   pow e r   po i n t   t ra c ke r   (M P P T ),   b a t t e r y   i s   us i n g   f o r   e n e r gy   s t o r a ge ,   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e rt e r  (V S I),   L C  f i l t e r   a n d  s i ngl e   p ha s e   ut i l i t y   gr i d .   T h e   W E Cs   i s   de s i gn e d  a t   m a x i m u m   po w e r   r a t i n g  o f   1  k W .   T h e   M P P T   i s   e xt ra c t   m a xi m u m   po w e r   f r o m   P M S G   a nd  t o   c o n t r o l   dc - dc   c o n v e r t e r   f o r   c o n s t a n t   v o l t a ge .   T h e   b a t t e r y   b a n k  de s i g n e d  t h e   c o m b i na t i o n  o f   s e r i e s   a nd  p a r a l l e l   c o n n e c t i o n   o f   b a t t e r y   w i t h   r e s pe c t   t o   r e qui r e d  v o l t a ge   a nd  c urr e n t .   T h e   b a t t e r y   b a n k  i s   de s i g n e d  w i t h   8   b a t t e r y   of   12  V ,   100  A h .   A   c o n s t a nt   D C  b us   vo l t a ge   i s   m a i n t a i n e d  by   b i di r e c t i o na l   c o n v e r t e r   a n d  i t   po w e r   t r a n s f e r   t o   t h e   V S I.   T h e   V S I  i s   f e d  t h e   po w e r   f r o m   P M S G   w i n d  c o n v e r s i o n   s y s t e m   w i t h   b a t t e r y   b a n k .   T h e   V S I  s i n g l e   pha s e   o ut put   i s   f e d  t o   t h e   ut i l i t y   gr i d  t hr o ug h   L C  f i l t e r.   It   i s   us e d  fo r   pu r e   A C  pow e r   fe e d  t o  t h e   gri d  w i t h o ut   a n y   h a r m o n i c   di s t u r b a n c e s .   T h e   c o n s t a n t   v o l t a ge ,   c urr e n t   a nd  f r e que n c y   a r e   f e d   t o  t h e   ut i l i t y   gri d.   I n  t hi s   s y s t e m   c o n f i gu r a t i o n  h e l ps   e xt ra c t   t h e   m a x i m u m   po w e r   f r o m   W E Cs   a t   v a r y i n g  w i n d  v e l o c i t y ,   l o a d  a n d  po w e r   f e d  t o   t h e   ut i l i t y   gr i d .   T h e   s y s t e m   e n s u r e   c on s t a n t   po w e r   f e e d  t o   t h e   g r i d  t h a t   e xc e s s   W E Cs   e n e r gy   i s   s t o r e d  t o   t h e   b a t t e r y   b a n k  w hi c h  i s   us e f ul   f o r   pe a k  l o a d  de m a n d   a nd  t o   m a i n t a i n  c o n s t a n t   o ut put   pow e r   du r i ng  f l uc t u a t i o n   o f   w i n d   v e l oc i t y   a n d  l o a d.           F i gu r e   1 .   B l o c k  s c h e m a t i c   o f   t h e   p r o po s e d  s y s t e m       3.   P R O P O S ED   S Y S TE M   D ES I G N   AND   M O D ELI N G   T h e   pr o po s e d  s y s t e m   de s i gn   o f   s i n gl e   p h a s e   t w o   s t a ge   gr i d  c o n n e c t e d  W E Cs   s y s t e m   i s   de s c r i b e d  i n   t h i s   s e c t i o n .   T h e   de s i g n   o f   gr i d  c o nn e c t e d  s y s t e m   i s   b a s e d  o n   ut i l i t y   gr i d  s t a nda rd  v o l t a ge   a n d  f r e que n c y .   T h e   s w i t c h i n g   f r e que n c y   of   t h e   i n v e r t e r   i s   hi g h e r   t h a n  t h e   l i n e   f r e que n c y .     3. 1 .   Wi n d   tu r b i n e   m o d e l   T h e   m e c h a ni c a l   po w e r   o ut pu t   c a pt u r e d  f r o m   t h e   w i n d   t u r b i ne   i s   gi v e n  by   [10,   2 5] .       (1)     w h e r e   ρ  i s   t h e   de n s i t y   o f  t h e   a i r   (kg / m 3 ) ,   A   i s   t h e   a r e a   o f  t h e   r o t o r   b l a de ,   C p   i s   a   po w e r   c o - e ff i c i e n t   o f   t h e   w i n d  t u r b i n e ,   β   i s   t h e   r o t o r   b l a de s   pi t c h   a ngl e ,   V ω   i s   a   w i n d  v e l o c i t y   (m / s ),   λ   i s   a   t i p  s pe e d  r a t i o   a n d  i t   c a n   b e   w r i t t e n  a s :     m w R v   3 1 , 2 w p w P A C v Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                  IS S N :   2252 - 8792   Int   J   A ppl   P o w e r   E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   1 ,  M a r c h  2021 :     xx   –   xx   50   w h e r e   R   i s   t h e   r a d i us   of   b l a de   i n   m e t e r ,   ω m   i s   t h e   a ngul a r   s pe e d  of   t h e   r o t o r   (ra d/ s e c ).   T h e   po w e r   c o - e f f i c i e n t   of   t h e   w i n d   t u r b i n e   Cp  i s   de r i v e d  b a s e d  o n  t h e   c h a ra c t e r i s t i c s   o f   w i n d   t u r b i n e .       (2)     F i gu r e   2  r e p r e s e nt s   t h e   Cp  v s   λ   c ur v e ,   t h e   m a xi m u m   o ut put   pow e r   c a pt u r e d  f r o m   t h e   w i n d  t u r b i n e   a t   c o n s t a n t   w i n d   s pe e d  i rr e s pe c t i v e   of   w i n d  v e l o c i t y .   H e n c e   t h e   s a m e   w i n d  t u r b i n e   m a xi m u m   o ut pu t   po w e r   de l i v e r e d  a t   d i f fe r e nt   w i n d  v e l o c i t y   c o r r e s po n di ng  t o   m a xi m um   po w e r   po i n t   t ra c ke r.   I n   a   w i nd  t u r b i n e   di r e c t   dri v e - t ra i n  s y s t e m   a r e   c l a s s i f i e d  a s   a   s i ngl e - m a s s   a nd  t w o - m a s s   de pe n ds   o n   t h e   a ppl i c a t i o n .   I n  v a ri a b l e   s pe e d  w i n d  a pp l i c a t i o n,   t h e   l i m i t e d  w i n d  s pe e d  v a r i a t i o n ,   s i ngl e - m a s s   d r i v e   s y s t e m   i s   s uff i c i e n t   b e c a us e   t h e   s h a f t   o s c i l l a t i o n   i s   v e r y   l e s s   a n d  e a s y   c o n t r o l   t h e   g r i d  c o nn e c t e d  s y s t e m   i n   o rde r   t o   a c t i v e   pow e r   c o n t r o l .   T h e   s i ngl e - m a s s   d ri v e   m a t h e m a t i c a l   r e l a t i o n   i s   g i v e n   i n   (1)   [10] .       (3)     w h e r e   Tm   i s   t h e   m e c ha n i c a l   t o r que ,   J e q   i s   t h e   t o t a l   e qui v a l e n t   i n e r t i a   o f   t h e   r o t o r   o f   w i n d  t u r b i n e   a n d   ge n e ra t o r ,   B   i s   t h e   d a m pi n g   c o - e f f i c i e n t ,   ω m   i s   t h e   a ngul a r   s p e e d  of   t h e   r o t o r  ( ra d/ s e c ).           F i gu r e   2 .   W i nd  t u r b i n e   o ut put   po w e r   v s   s pe e d       w h i l e   t h e   w i n d  s pe e d  v a ri a t i o n   i s   m o r e ,   t h e   s h a f t   o s c i l l a t i o n   a nd  g r i d  c o nn e c t e d  s y s t e m s   a r e   h e a v i l y   di s t u r b e d.   I n   o r de r   r e duc e   t h e   s ha f t   o s c i l l a t i o n   t w o - m a s s   dr i v e   s y s t e m s   a r e   us e d  a s   r e p r e s e nt e d  i n   F i gu r e   3.   T h e   t w o - m a s s   d r i v e   m a t h e m a t i c a l   r e l a t i o n   g i v e n   i n   ( 2).       (4)     w h e r e   ω t   i s   t h e   a ngul a r   s pe e d  of   t h e   w i n d  t u r b i n e ,   Jt   i s   t he   m o m e n t   i n e rt i a   o f   t h e   w i n d  t u r b i n e ,   Tt   i s   t h e   m e c h a ni c a l   t o rque   W T   b e a ri n g ,   T dt   i s   t h e   t u r b i n e   r e s i s t a n t   t o rque   i n  t u r b i n e ,   T a t   i s   t h e   t u r b i n e   r e s i s t a nt   t o r que   i n   b l a de s ,   Ts   i s   t h e   t o r s i o n a l   s t i f f n e s s   t o r que .       (5)     w h e r e   ω g   i s   t h e   a n g ul a r  s pe e d  of   t h e   ge n e r a t o r ,   Jg   i s   t h e   m o m e nt   i n e r t i a   o f   t h e   ge n e ra t o r,   T dg   i s   t h e   t u r b i n e   r e s i s t a n t   t o r que   i n   ge n e ra t o r   b e a ri n gs ,   T a g   i s   t h e   t u r b i n e   re s i s t a n t   t o r que   i n   ge n e r a t o r,   T a g   i s   t h e   t u r b i n e   r e s i s t a n t   t o rque   i n  ge n e r a t o r ,   Tg   i s   t h e   ge n e ra t o r  e l e c t r i c a l   t o rque .   44 00 , ij p i j ij Ca   m m e q m e d T J B T dt 1 t t d t a t s t d T T T T d t J 1 g t s d g a g g g d T T T T d t J Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A ppl   P o w e r   E n g   IS S N :   2252 - 8792       G r i d  i n t e gr at i on  o f   P M SG   bas e d  w i nd  e ne r g y   c on v e r s i on   w i t h  ba t t e r y   s t or age   s y s t e m   ( V e nk a t a c hal am   K   M )   51       F i gu r e   3 .   T w o - m a s s   dri v e   s y s t e m s       3. 2 .   P M S G   m o d e l   T h e   P M S G   m o de l   i s   r e p r e s e nt e d  i n  t h e   s y n c hr o n o us   r e f e r e n c e   (V d,   V q)  f r a m e   [6] .       (6)         (7)     w h e r e   V d ,   V q   a nd    id ,   i q  a r e   t h e   d q  s t a t o r  v o l t a ge   a n d   c u rr e nt   c o m po n e nt s ,   r e s pe c t i v e l y .   ψ d ,   ψ q   a r e   t h e   s t a t o r  f l ux  l i n ka ge ,   Rs   i s   t h e   s t a t o r   r e s i s t a n c e ,   ω e   i s   t h e   a n g ul a r   s pe e d  of   t h e   r o t o r .   T h e   P M S G   de ve l o p e d   e l e c t r o m a g n e t i c   t o r q ue   i s :       (8)         w h e r e   P   i s   a   n u m b e r   o f   p o l e   pa i r s ,   L d ,   L q   a r e   t h e   i nduc t a n c e   of   t h e   s t a t o r   r e f e r e n c e   f r a m e ,   ψ pm   i s   a   r o t o r   m a g n e t i c   f l ux  l i nka ge .     3. 3 .   D e s i gn   o f  d i o d e   b r i d g e   r e c ti fi e r   (D B R )  an d   b o o s t  c o n v e r te r   T h e   t hr e e   p h a s e   di o de   b r i dge   r e c t i f i e r   (D B R )  i s   c o n s i s t   o f   t hr e e   s e t   o f   di o de .   It   i s   c o ve r t   t hr e e   pha s e   v a r i a b l e   a c   e l e c t r i c a l   s u ppl y   i n t o   v a ri a b l e   dc   e l e c t r i c a l   s up pl y .   T h e   o ut put   v o l t a ge   o f   t h e   D B R   i s   b a s e d  o n   s pe e d  of   t h e   w i n d  t u r b i n e .   T h e   di o de   b r i dge   r e c t i f i e r   (D B R )   o ut put   i s   fe d  t o  dc - dc   b oo s t   c o n v e r t e r,   w h i c h   a r e   bo os t i n g   t h e   D B R   vo l t a ge   a n d  m a i n t a i n   c o n s t a nt   o ut put   dc   vo l t a ge .   I n  e xc r e m e n t a l   s e t up ,   t h e   r e qu i r e d  i nput   vo l t a ge   t o   s t o r e   e n e r gy   i n   t h e   b a t t e r y   i s   48  V   c o n s t a n t   dc   s uppl y .   In   t h e   D B R   o ut put   vo l t a ge   i s   l o w e r   a nd  v a r i a b l e   t ha n   t h e   b a t t e r y   i n put   v o l t a ge   de pe n ds   o n   s o l a r   ra di a t i o n .   T h e   r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e   D B R   o ut put   vo l t a ge s   (V w i n d ),   b oo s t   c o n v e r t e r  o ut put   v o l t a ge   (V dc )   i s   de f i ne d  a s   du t y   c y c l e   (D )  of   bo os t   c o n v e r t e r.       (9)     T h e   r e qui r e d   i n p ut   i n duc t o r   (L in )   v a l ue   t o   m a i n t a i n  t h e   c o n t i n uo us   c o n duc t i o n   m o de   (CCM )   o pe r a t i o n  i s :       (10)     w h e r e   I w i n d   i s   t h e   m i ni m u m   r i pp l e d  i n pu t   c urr e n t ,   T   i s   t h e   t i m e   o f   s w i t c h i ng  c y c l e ,   P w i n d   i s   t h e   m a xi m u m   o ut put   po w e r   f r o m   S o l a r  P V   a rr a y .     3. 4 .   D e s i gn   o f  D C - l i n k   c ap ac i to r   an d   i n d u c to r   T h e   D C - l i n k  c a pa c i t o r   i s   t ra n s f e r   po w e r   f r o m   i n pu t   t o   o ut put   w i t h   c o nt r o l   m a nn e r .   T h e   D C - l i nk  c a pa c i t o r  v a l ue   i s   de pe n ds   o n   t h e   D C   b us   v o l t a ge   a s :       (1 1 )   s d d d e q Vi R  s q q d e d Vi R  1 . 5 e d q d d P ii T 1 . 5 e dq q d q pm P i i i T LL 1 w i n d dc D V V      2 1 (0 . 1 ) w i n d w i n d w i n d i w i n d dc w i n d V V V L V P I     / 2 dc dc d dc V P C V Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                  IS S N :   2252 - 8792   Int   J   A ppl   P o w e r   E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   1 ,  M a r c h  2021 :     xx   –   xx   52   w h e r e   V dc   i s   a   m i ni m um   a l l o w a b l e   r i ppl e   i n   t h e   D C - l i n k  v o l t a ge ,   P dc   i s   a   dc   po w e r ,   I dc   i s   a   D C  c u rr e n t ,   ω  i s   a   l i n e   f r e que n c y .   T h e   i nduc t o r   i s   c o upl i n g  e l e m e n t   b e t w e e n   t h e   bo os t   c o n v e r t e r   a nd  vo l t a ge   s o ur c e   i n v e r t e r   (V S I).   I t   i s   us e d  f o r   e l i m i n a t i o n  o f   hi g h   f r e que n c y   s w i t c h i ng  ha r m o n i c s .   T h e   i nduc t o r  de s i g n   c a l c ul a t i o n   a s :       (1 2 )     w h e r e   f s   i s   a   s w i t c hi n g  f r e que n c y ,   V i c   i s   a   ri pp l e   c u rr e nt ,   m   a n d   h  a r e   t h e   c o n s t a n t   p a r a m e t e r s .     3. 5 .   D e s i gn   o f  b i d i r e c t i o n al   c o n v e r te r   T h e   b i di r e c t i o n a l   c o n v e r t e r   i s   t o   c o n t r o l   t h e   D C  o ut pu t   v o l t a ge   (V dc )  a n d  b a t t e r y   c urr e nt   (I b ),   It   i s   de s i gn e d  f o r   t h e   po w e r   ra t i n g  o f   3kW   a n d  o pe ra t i ng  f r e qu e n c y   i s   20  kH z .   T h e   b i di r e c t i o n a l   c o n v e r t e r   i s   c o n n e c t e d  b e t w e e n   t h e   b a t t e r y   a n d  D C  b us ,   i s   o pe r a t e d  o n   t w o   m o de s .   W h i l e   b a t t e r y   i s   c h a r gi ng  t h e   c o n v e r t e r   c a n   o pe r a t e   b uc k  o pe r a t i o n   a n d  w h i l e   b a t t e r y   i s   di s c h a r g i n g  t h e   c o n v e r t e r   c a n   o pe r a t e   b oo s t   o pe r a t i o n .   T h e   b i d i r e c t i o n a l   c o n v e r t e r   o pe ra t i n g   m o de   i s   de s i r e d  by   t h e   i n duc t o r   a n d  dut y   c y c l e   of   t h e   c o n v e r t e r   i s   a s :       D ut y   c y c l e           (B uc k  m o de )   (1 3 )       (B oos t   m o de )   (1 4 )     w h e r e   V b   i s   a   b a t t e r y   vo l t a ge ,   V dc   i s   D C  b us   v o l t a ge ,   I L   i s   a   r i p pl e   c urr e n t   i n   t h e   b a t t e r y ,   f s   i s   s w i t c h i n g  f r e que n c y .       4.   P R O P O S ED   S Y S TEM   C O N TR O L   TEC H N I Q U E   T h e   c o n t r o l   o f   t h e   dc - dc   bo os t   c o n v e r t e r   o ut pu t   i m pe da n c e   i s   m a t c h e s   t o   t h e   v a r y i n g  D B R  i m pe da n c e   f o r   ge t   m a xi m u m   po w e r .   T h e   b i di r e c t i o n a l   c o n v e rt e r   i s   c o n t r o l   t h e   D C - l i nk  v o l t a ge   (V dc ),   b a t t e r y   c urr e n t   (Ib )  i s   a   r e f e r e n c e   v a l ue   of   t h e   c o n v e r t e r.   T h e   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e r t e r   (V S I)  i s   c o n t r o l l e d  by   t h e   P I   c o n t r o l l e r   b a s e d  o n   a v a i l a b i l i t y   o f   w i n d  po w e r   o r   b a t t e r y   pow e r .   T h e   M P P T   c o nt r o l l e r,   b o os t   c o n v e r t e r   c o n t r o l l e r,   a n d   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e r t e r  c o n t r o l l e r   a r e   e xpl a i n e d  i n  t h e   f o l l ow i n g  s e c t i o n s .     4. 1 .   M ax i m u m   p o w e r   p o i n t  t r ac k e r   (M P P T)   c o n tr o l l e r   T h e   M P P T   i s   t r a c ks   t h e   m a xi m um   po w e r   f r o m   P M S G   w i nd  e n e r gy   c o n ve r s i o n   s y s t e m   us i ng  s i m pl e   pe r t u r b   a n d  o b s e r v e   m e t h o d  by   s e n s i n g  t h e   dc - l i nk  c u rr e n t .   T o   m e a s u r e d  a nd  c o m pa r i ng  t h e   p r e v i o us   dc - l i n k   c urr e n t   Idc   (k - 1)  a n d  p r e s e n t   dc - l i n k  c urr e nt   Idc   (k).   If   t h e   pr e s e nt   dc   l i n k  c urr e n t   Idc   (k)  i s   m o r e   t h a n   t h e   pr e v i o us   dc - l i n k  c u rr e n t   Idc   (k - 1),   t h e   pe rt u r b a t i o n   i s   i n c r e a s e s   up  t o   m a xi m um   po w e r   po i n t .   If   t h e   pr e s e nt   dc   l i n k  c u rr e n t   Idc   (k)  i s   l e s s   t h a n   t h e   p r e v i o us   dc - l i n k  c u rr e n t   I dc   (k - 1),   t h e   pe rt u r b a t i o n   ha s   t o   b e   de c r e a s e .   T h e   D C  b us   c ur r e n t   i s   po s i t i v e   w h e n   t h e   P M S G   po w e r   a v a i l a b l e   i n   e xc e s s   t o   b a t t e r y   a n d  f e d  t o   gri d.   W h e n   t h e   w i n d  po w e r   i s   n o t   s uf f i c i e n t   f e e t   t o   g r i d ,   t h e   de f i c i t   po w e r   i s   f e d  f r o m   b a t t e r y   by   D C  b us   c ur r e n t   i s   n e ga t i v e .     4. 2 .   V o l tage   c o n tr o l   o f  b oo s t  c o n v e r te r   T h e   dc - l i n k  v o l t a ge   (V dc - l i n k )  i s   c o m pa r e d  w i t h   r e f e r e n c e   dc   v o l t a ge   of   200  V   a n d  f e d  t o   P I   c o n t r o l l e r.   T h e   e rr o r   s i g na l   of   t h e   P I  c o n t r o l l e r   i s   c o m pa r e d  w i t h   c a rr i e r   w a v e fo r m   o f  20  kH z   t o   pr o duc e   t h e   pul s e   w i dt h   m o dul a t i o n   (P W M )  ga t e   s i gna l   i s   c o n t r o l   t h e   boo s t   c o n v e r t e r   s w i t c h e s   a s   s h ow n   i n   F i gu r e   2.   T h e   P I  c o n t r o l l e r   pa ra m e t e r s   (K p ,   K i )  v a l ue s   a r e   s e t   by   m a n u a l   t u ni n g  m e t h o d.   T h e   K p   a n d  K i   v a l ue s   a r e   de pe n ds   o n   t h e   s y s t e m   be h a v i o r   a n d  r e s po n s e .   T h e   K p   a n d  K i   v a l ue s   a r e   s e t   a s   0 . 015  a n d   0. 4  i n  P I  c o n t r o l l e r   b y   us i n g  t h i s   m e t h o d.   6 dc f c s m h V L f i () b dc D V V d c b dc L s D VV L f I b dc L s D V L f I Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A ppl   P o w e r   E n g   IS S N :   2252 - 8792       G r i d  i n t e gr at i on  o f   P M SG   bas e d  w i nd  e ne r g y   c on v e r s i on   w i t h  ba t t e r y   s t or age   s y s t e m   ( V e nk a t a c hal am   K   M )   53   4. 3 .   G r i d   s yn c h r o n i z ati o n   T h e   s i n gl e   p ha s e   g r i d  ha s   v o l t a ge   i s   415   V (rm s )   a n d  f r e que n c y   i s   50  H z .   T h e   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e r t e r  vo l t a ge   m a g ni t ude   a n d  f r e que n c y   s h o ul d  m a t c h   w i t h   t h e   g ri d  v o l t a ge   m a g ni t ude   a n d   f r e que n c y .   T h e   g r i d   vo l t a ge   a n d   f r e que n c y   a r e   m e a s u r e d  us i ng  p ha s e - l o c ke d  l oop  (P L L )  a nd  i t ’s   c o m pa r e d  w i t h   t h e   V S I  v o l t a g e  a n d  f r e que n c y   a n d  t h e   e rr o r   i s   r e duc e d  by   us i n g  P I  c o n t r o l l e r.   T h e   P I  c o n t r o l l e r   i s   f o r c e d  t o   m a t c h e s   t h e   V S I  a n d  g ri d  us i n g  S i n us o i da l   pu l s e   w i dt h  m o dul a t i o n   (S P W M )  w i t h   r e f e r e n c e   s i g na l .   T h e   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e r t e r  e qui v a l e n t   c i r c ui t   a n d   c o n t r o l   c i r c ui t   a s   s h o w n   i n   F i gu r e s   4 ( a )  a nd  (b ).           (a )           (b )     F i gu r e   4 .   T h e   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e rt e r,   (a )   E q ui v a l e n t   c i r c ui t   of   t h e   V S I,   (b )  Co nt r o l   c i r c ui t   o f   t h e   V S I       T h e   gri d  v o l t a ge   i s   f e d   t o   ph a s e - l o c ke d   l oo p  (P L L )  a n d  i t s   o ut put   c urr e n t   i s   t o   be   m a i n t a i n i ng  c o n s t a n t   m a g ni t u de   a n d  i t   i s   r e f e r e n c e   fo r   t hi s   c o n t r o l   c i r c u i t .   P I  c o n t r o l l e r   p a r a m e t e r s   K p   i s   0. 2 5  a n d  K i   i s   80. 836   a r e   o b t a i n e d.   T h e   P I   c o n t r o l l e r   v o l t a ge   c o nt r o l   l o o p  t ra n s f e r s   f un c t i o n   a s :       (10)     w h e r e   i L   i s   a   c u rr e n t   t hr o ug h  i nduc t o r,   V i   i s   a   V S I  o ut p ut   v o l t a ge ,   r  i s   a   r e s i s t a n c e .       5.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   T h e   p r o po s e d  s i n gl e   p h a s e   g ri d  c o nn e c t e d  s y s t e m   i s   v a l i da t e d  o n   a   s i m ul a t i o n  a t   s t e a dy   s t a t e   c o n di t i o n   o f   w i n d  s pe e d  i s   12   m / s .   T h e   i m p l e m e n t e d  pe r t u rb   a n d   o b s e r v e   (P & O )  a l go ri t hm   b a s e d  m a xi m u m   pow e r   po i n t   t r a c ke r   (M P P T )  f o r   w i n d  ge n e r a t o r   i s   t ra c k  t h e   m a x i m u m   po w e r   a n d  o ut put   v o l t a ge   i s   c o m pa r e d   w i t h   t h e   dc - l i n k  v o l t a ge .   T h e   dc - dc   c o n v e r t e r   a n d  g r i d   s i de   i n v e r t e r  i s   e f fe c t i ve l y   t r a n s f e rr e d  t h e   r e n e w a b l e   e n e r gy   pow e r   ge n e r a t i o n   t o   ut i l i t y   gr i d,   w hi c h   i s   v a l i da t e d  f r o m   t h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   a s   s h o w n   i n   F i g u r e s   5  (a )  a nd  (b ).   It   s h o w s   t h e   s i m u l a t i o n  r e s ul t s   o f   s i n g l e   p h a s e   i nv e r t e r   o ut pu t   v o l t a ge   a n d  c u rr e n t   u n de r   c o n s t a n t   w i n d  s pe e d  o f  12  m / s   w i t h   c o rr e s po n di n g  v a l ue   o f   t o t a l   h a rm o ni c   di s t ra c t i o n   ( T H D )  w a v e fo r m s .   T h e   e xpe r i m e nt a l   ha r dw a r e   p r o t o t y pe   i m pl e m e n t e d  f o r   s i n gl e   p h a s e   g r i d   c o nn e c t e d  s y s t e m .   T h e   m a xi m um   po w e r   t r a c ke d  f r o m   t h e   1  kW   P M S G   w i n d  ge n e r a t o r   us i ng  M P P T ,   i t s   c o n v e r t   a n d  r e gu l a t e d  t o   dc   c o n s t a n t   48V   dc   s uppl y   w i t h   h e l p  o f   w i n d  c ha r ge   c o n t r o l l e r.   T h e   c ha r ge   c o n t r o l l e r   i s   i nt e r f a c e d  t o   48V ,   800  A h  b a t t e r y   b a n k  a n d  1. 5   kW   s i n gl e   p h a s e   g ri d   t i e   i n v e r t e r.   1 () L i f s s sr i V L Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                  IS S N :   2252 - 8792   Int   J   A ppl   P o w e r   E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   1 ,  M a r c h  2021 :     xx   –   xx   54       (a )               (b )     F i gu r e   5 .   S i m u l a t i o n  r e s ul t s   o f ,   (a )   O ut pu t   v o l t a ge   a n d   c u rr e nt   o f   V S I ,   (b )  V o l t a ge   a nd  c u rr e n t   T H D   o f   V S I       W h e n   t h e   a v a i l a b i l i t y   of   w i n d  s pe e d  i s   m o r e   t h e   ge n e ra t e d  e l e c t r i c a l   po w e r   i s   f e d  t o   g r i d   o r   t o   b a t t e r y   fo r   c h a r g i n g ,   w i n d  s pe e d  i s   n o t   r e a c h e d  t o   a b o ve   c ut - i n   s pe e d  t h e   P M S G   c a n n o t   ge n e ra t e   t h e   e l e c t r i c a l   pow e r .   In   t h i s   s i t u a t i o n   t h e   po w e r   f l ow s   f r o m   gri d  t o   ba t t e r y   b a n k  us i n g  b i di r e c t i o n a l   c o n v e r t e r .   T h e   e xpe r i m e nt a l   r e s ul t   o f   P M S G   w i n d  ge n e r a t o r   t hr e e   p h a s e   o ut put   v o l t a ge   a n d  s i ngl e   p ha s e   i n v e r t e r   v o l t a ge ,   c urr e n t ,   a n d  t o t a l   ha r m o n i c   di s t ra c t i o n   (T H D )  a t   v a r i o us   l o a d  c o n di t i o n   a r e   m e a s u r e d  by   pow e r   qua l i t y   a n a l y z e r   a s   s h o w n   i n   F i gu r e s   6 - 9 .   T h e   p r o po s e d  s y s t e m   s pe c i f i c a t i o n s   a r e   p r o v i de d  i n  T a b l e   1.           F i gu r e   6 .   P M S G   w i n d   ge n e ra t o r  o ut put   v o l t a ge   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A ppl   P o w e r   E n g   IS S N :   2252 - 8792       G r i d  i n t e gr at i on  o f   P M SG   bas e d  w i nd  e ne r g y   c on v e r s i on   w i t h  ba t t e r y   s t or age   s y s t e m   ( V e nk a t a c hal am   K   M )   55           (a )   (b )       F i gu r e   7 .   I n v e rt e r  v o l t a ge ,   (a )   C u rr e nt   a t   260   W   l a m p  l o a d ,   ( b )  T H D   a t   260  W   l a m p   l o a d               (a )   (b )       F i g u r e   8 .  I n v e rt e r  v o l t a ge ,   (a )   C u rr e nt   a t   820   W   l a m p  l o a d,   ( b )  T H D   a t   820   W   l a m p   l o a d               (a )   (b )       F i gu r e   9 .   I n v e rt e r  v o l t a ge ,   (a )   C u rr e nt   a t   1680   W   l a m p  l o a d,   (b )  T H D   a t   1680   W   l a m p   l o a d       T a b l e   1 .   D e s i g n e d  s pe c i f i c a t i o n  o f   t h e   W E Cs   S . n o   S p e c i f i c a t i o n s   o f   W E C s   1   P M S G   ra t i n g   1   k W   2   N u m b e r   o f  b l a d e s   3   3   Ro t o r  d i a m e t e r   2 . 7 2   M   4   A v a i l a b l e   w i n d   s p e e d   4   t o   6   m / s   6   W i n d   c h a rg e   c o n t r o l l e r   48   V   7   Ba t t e r y   b a n k   48   V ,   8 0 0   A h   8   G ri d - t i e   i n v e r t e r   1 . 5   k W   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                  IS S N :   2252 - 8792   Int   J   A ppl   P o w e r   E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   1 ,  M a r c h  2021 :     xx   –   xx   56   6.   C O N C LU S I O N   T h i s   p a pe r   p r e s e n t e d  a   P M S G   b a s e d  w i n d  e n e rgy   c o n v e r s i o n   s y s t e m   a n d  b a t t e r y   b a n k  i n t e r f a c e d   t hr o ugh  a   c o m m o n  dc - l i n k .   T h e   dc   v o l t a ge   i s   r e gu l a t e d  a n d  m a i nt a i n e d  c o n s t a nt   t o   a n   M P P T   o f   P M S G   t hr o ugh   dc - dc   c o n v e r t e r.   T h e   w i nd  c ha r g e   c o n t r o l l e r   du t y   c y c l e   v a r i a t i o n   i s   de pe n ds   o n   t h e   w i n d  ge n e r a t o r  o ut put   po w e r ,   t h e   s y s t e m   e xt r a c t   m a xi m u m   po w e r   f r o m   P M S G   a n d  t ra n s f e r   t o   t h e   ut i l i t y   gr i d  t hr o ug h   g r i d  s i de   i n v e r t e r   a t   v a ri a b l e   w i n d  v e l oc i t y .   T h e   g r i d  s i de   i n v e r t e r   i s   c o n t r o l l e d  us i n g  p h a s e   l o c ke d  l o o p   t e c h ni c a l   w i t h   P I  c o n t r o l l e r.   T h e   p r o po s e d  gr i d  c o nn e c t e d  w i n d  e n e r g y   c o n v e r s i o n   s y s t e m   pe r f o r m a n c e s   a r e   v a l i d a t e d  t hr o ugh  M A T L A B   S IM U L IN K   a n d   p r o t o t y p e   ha r dw a r e   e xpe r i m e nt a l   s e t up .       A C K N O WL ED G E M EN TS   T h i s   w o r k  w a s   s uppo r t e d  by   W i n d  E n e r gy   D i v i s i o n ,   M i ni s t r y   of   N e w   &   Re n e w a b l e   E n e r gy ,   G ov e r nm e nt   o f  In di a   unde r   g ra n t   (IF D   D y .   N o .   1429  da t e d  04/ 11/ 20 16,   D e m a nd  N o .   61/ 69,   B udge t   H e a d:   2810. 0 0. 1 04. 0 4. 0 5. 31 / 35) .       R EF ER EN C ES   [ 1]   P .   S ha n t h i ,   G .   U m a   a nd  M .   S .   K e e r t ha na ,   " E f f e c t i v e   p o w e r   t r a ns f e r   s c he m e   f o r   a   g r i d  c o nne c t e d  hy br i d  w i nd / pho t o v o l t a i c   s y s t e m , "   i n  I E T   R e ne w abl e   P o w e r   G e ne r at i o n ,   v o l .   11,   no .   7,   pp .   1005 - 10 17 ,   2017 ,   do i :   10. 1 049 / i e t - r pg . 2016 . 0 592 .   [ 2]   A .   M e r a be t ,   K .   T a w f i qu e   A hm e d,   H .   I br a h i m ,   R .   B e g ue na ne   a n d  A .   M .   Y .   M .   G h i a s ,   " E n e r g y   M a na g e m e n t   a n d  C o nt r o l   S y s t e m   f o r   L a bo r a t o r y   S c a l e   M i c r o g r i d  B a s e d  W i nd - PV - B a t t e r y , "   i n  I E E E   T r a ns a c t i on s   on  Su s t a i n abl e   E ne r gy ,   v o l .   8,   no .   1,   p p.   14 5 - 154 ,   J a n .   2017 ,   do i :   10. 1 109 / T S T E . 2 016. 2587 828 .   [ 3]   M .   G ho l a m i ,   S .   H .   F a t h i ,   J .   M i l i m o nf a r e d ,   Z .   C h e n  a nd  F .   D e ng ,   " A   ne w   s t r a t e gy   ba s e d  o n  hy br i d  ba t t e r y – w i nd  po w e r   s y s t e m   f o r   w i nd   po w e r   di s pa t c hi ng , "   i n  I E T   G e ne r at i on,   T r ans m i s s i o n  &   D i s t r i bu t i on ,   v o l .   12 ,   no .   1 ,   p p.   160 - 169 ,   2018 ,   do i :   10. 10 49 / i e t - g t d. 2017 . 04 54 .   [ 4]   X .   X u,   M .   B i s ho p,   D .   G .   O i ka r i ne n  a nd  C .   H a o ,   " A ppl i c a t i o n  a n d  m o de l i ng   o f   ba t t e r y   e ne r gy   s t o r a g e   i n  po w e r   s y s t e m s , "   i n  C SE E   J o ur na l   of   P ow e r   and  E ne r gy   Sy s t e m s ,   v o l .   2,   no .   3,   pp .   8 2 - 90,   S e p t .   201 6,   do i :   10. 1 7775 / C S E E J P E S . 201 6. 0003 9.   [ 5]   K .   B a s a r a n ,   N .   S .   C e t i n  a nd  S .   B o r e kc i ,   " E ne r gy   m a na g e m e nt   f o r   o n - g r i d  a n d  o f f - g r i d  w i nd / P V   a nd  ba t t e r y   h y br i d  s y s t e m s , "   i n   I E T   R e ne w abl e   P ow e r   G e ne r at i on , v o l .   11 ,   no .   5,   pp .   6 42 - 649,   2 017 ,   do i :   10. 104 9/ i e t - r pg . 2 016 . 054 5.   [ 6]   P .   X i ng ,   L .   F u,   G .   W a ng ,   Y .   W a ng   a nd  Y .   Z ha ng ,   " A   c o m p o s i t i v e   c o nt r o l   m e t ho d  o f   l ow - vo l t a g e   r i de   t h r o ug h  f o r   P M S G - ba s e d  w i nd   t ur b i n e   g e ne r a t o r   s y s t e m , "   i n  I E T   G e ne r at i o n,   T r ans m i s s i on  &   D i s t r i bu t i on ,   v o l .   1 2,   no .   1 ,   pp.   117 - 125 ,   2018 ,   do i :   10. 10 49 / i e t - g t d. 2017 . 02 70 .   [ 7]   B .   M a ng u,   S .   A ks ha t ha ,   D .   S ur y a na r a y a na   a n d  B .   G .   F e r n a nde s ,   " G r i d - C o nne c t e d   P V - W i nd - B a t t e r y - B a s e d  M u l t i - I nput   T r a n s f o r m e r - C o upl e d   B i d i r e c t i o na l   D C - D C   C o nv e r t e r   f o r   H o us e ho l d  A ppl i c a t i o ns , "   i n  I E E E   J our nal   o f   E m e r gi ng  an d  Se l e c t e d  T op i c s   i n  P ow e r   E l e c t r oni c s ,   v o l .   4,   no .   3 ,   pp.   1086 - 10 95,   S e p t .   2 016 ,   do i :   10. 1 109 / J E S T P E . 2016 . 25 447 89.   [ 8]   N .   S a x e na ,   B .   S i ng h  a n d  A .   L .   V y a s ,   " S i ng l e - pha s e   s o l a r   P V   s y s t e m   w i t h  b a t t e r y   a nd  e xc ha ng e   o f   p o w e r   i n  g r i d - c o nne c t e d  a nd  s t a nda l o ne   m o de s , "   i n  I E T   R e ne w abl e   P o w e r   G e n e r at i o n ,  v o l .   11,   no .   2 ,   pp .   3 25 - 333 ,   20 17 ,   do i :   10. 1 049 / i e t - r pg . 2016 . 0 143 .   [ 9]   C .   M .   J e n i s ha ,   N .   A m m a s a i g o unde n,   N .   K um a r e s a n   a nd   K .   B h a gy a S r i ,   " P o w e r   e l e c t r o ni c   i n t e r f a c e   w i t h  d e - c o upl e d  c o nt r o l   f o r   w i nd - dr i v e n  P M S G   f e e d i ng   ut i l i t y   g r i d  a nd  D C   l o a d , "   i n   I E T   P ow e r   E l e c t r o ni c s , v o l .   11,   no .   2,   pp .   329 - 338,   2 018 ,   do i :   10. 104 9/ i e t - pe l . 2 017 . 03 47.   [ 10]   H o ng - W oo   K i m ,   S ung - S o o   K i m   a nd   H e e - S a ng   K o ,   " M o de l i ng   a n d  c o nt r o l   o f   P M S G - ba s e d  v a r i a b l e - s p e e d  w i nd   t ur bi n e ,   " E l e c t r i c   P ow e r   Sy s t e m s   R e s e ar c h ,   2 010 ,   v o l .   80 ,   no .   1 ,   pp .   46 - 52 ,   2010 .   [ 11]   Y o us s e f   B a r r a di ,   K ha l i da   Z a z i ,   M a l i ka   Z a z i   a nd  N a o uf e l   K h a l d i ,   " C o nt r o l   of   P M S G   ba s e d  v a r i a bl e   s pe e d  w i n d  e ne r g y   c o n v e r s i o n  s y s t e m   c o nne c t e d  t o   t he   g r i d  w i t h  P I   a nd  A D R C   a pp r o a c h , "   I n t e r na t i o nal   J o ur na l   o f   P ow e r   E l e c t r oni c s   an d  D r i v e   s y s t e m ,  v o l .   1 1,   no .   2 ,   p p.   95 3 - 968 , 2 020 .   [ 12]   M .   K e s r a o ui ,   N .   K o r i c hi   a nd   A .   B e l k a d i ,   " M a x i m um   po w e r   po i nt   t r a c ke r   f o r   w i nd  e n e r g y   c o nv e r s i o n  s y s t e m ,  " R e ne w abl e   E ne r gy ,  v o l .   3 6,   no .   10 ,   pp .   2 655 - 266 2 ,   20 11 .    [ 13]   N .   M e ndi s ,   K .   M .   M u t t a q i ,   S .   S a y e e f   a nd  S .   P e r e r a ,   " S t a nda l o ne   O pe r a t i o n  o f   W i nd  T ur bi ne - B a s e d  V a r i a bl e   S pe e d  G e ne r a t o r s   W i t h  M a xi m um   P o w e r   E xt r a c t i o n  C a pa b i l i t y , "   i n  I E E E   T r ans a c t i on s   on  E ne r gy   C on v e r s i on ,   v o l .   27,   no .   4 ,   pp.   8 22 - 834 ,   D e c .   2 012 ,   do i :   10. 1 1 09/ T E C . 2012 . 22 0659 4.   [ 14]   M .   M .   R .   S i ng a r a v e l   a n d  S .   A .   D a ni e l ,   " M P P T   W i t h  S i ng l e   D C – D C   C o nv e r t e r   a nd  I nv e r t e r   f o r   G r i d - C o nne c t e d   H y br i d  W i n d - D r i v e n  P M S G – P V   S y s t e m , "   i n  I E E E   T r ans ac t i o ns   on   I nd us t r i al   E l e c t r on i c s ,   v o l .   62 ,   no .   8,   pp .   48 49 - 4857 ,   A ug .   20 15 ,   do i :   10 . 110 9/ T I E . 201 5. 2 3992 77 .   [ 15]   R .   M .   L i nus   a nd   P .   D a m o dha r a n ,   " M a x i m um   po w e r   po i n t   t r a c ki n g   m e t ho d  us i ng   a   m o di f i e d  pe r t u r b  a nd   o bs e r v e   a l g o r i t hm   f o r   g r i d  c o nne c t e d  w i nd  e ne r gy   c o nv e r s i o n  s y s t e m s , "   i n  I E T   R e ne w abl e   P o w e r   G e ne r at i on ,   v o l .   9,   no .   6,   pp.   68 2 - 689,   2 015 ,   do i :   10. 104 9/ i e t - r pg . 2 014 . 007 0.   [ 16]   M .   R e z ka l l a h ,   A .   H a m a di ,   A .   C ha ndr a   a nd  B .   S i ng h,   " D e s i g n  a nd   I m pl e m e nt a t i o n  o f   A c t i v e   P o w e r   C o nt r o l   W i t h   I m pr o v e d  P & O   M e t ho d  f o r   W i nd - PV - B a t t e r y - B a s e d  S t a n da l o ne   G e ne r a t i o n  S y s t e m , "   i n  I E E E   T r ans ac t i o ns   o n  I ndu s t r i al   E l e c t r o ni c s ,   v o l .   65 ,   no .   7 ,   pp .   5590 - 56 00 ,   J ul y   2018 ,   do i :   10. 1109 / T I E . 2017 . 27 7740 4.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A ppl   P o w e r   E n g   IS S N :   2252 - 8792       G r i d  i n t e gr at i on  o f   P M SG   bas e d  w i nd  e ne r g y   c on v e r s i on   w i t h  ba t t e r y   s t or age   s y s t e m   ( V e nk a t a c hal am   K   M )   57   [ 17]   B o uc h a i b  R a c he d ,   M u s t a pha   E l ha r o us s i   a n d   E l ha s s a ne   A bde l m o uni m ,   " D e s i g n  a nd  i nv e s t i g a t i o ns   o f   M P P T   s t r a t e g i e s   f o r   a   w i n d  e ne r gy   c o n v e r s i o n  s y s t e m   ba s e d  o n  do ubl y   f e d  i nd uc t i o n  g e ne r a t o r , "   I nt e r na t i ona l   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   an d  C om put e r   E ng i ne e r i ng ,  v o l .   1 0,   no .   5,   p p.   47 70 - 4781 ,   2020 .   [ 18]   K .   M .   V e nk a t a c ha l a m   a n d  V . S a r a v a na n ,   " P e r f o r m a nc e   e v a l ua t i o n  a nd  l o a d   de m a nd  m a na g e m e n t   o f   g r i d  c o nne c t e d   hy br i d  w i nd - s o l a r - ba t t e r y   s y s t e m , "   I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   A pp l i e d  P ow e r   E ngi ne e r i ng ,   202 0,   v o l .   9,   no .   3,     pp.   22 3 - 244 ,   2 020 .   [ 19]   F .   D e ng ,   D .   L i u ,   Z .   C he n  a nd  P .   S u,   " C o nt r o l   s t r a t e g y   of   w i nd  t u r bi ne   ba s e d  o n  pe r m a n e nt   m a g ne t   s y nc hr o no us   g e ne r a t o r   a nd  e ne r gy   s t o r a g e   f o r   s t a nd - a l o ne   s y s t e m s , "   i n  C hi ne s e   J our nal   of   E l e c t r i c al   E n gi ne e r i ng ,   v o l .   3 ,   no .   1 ,   pp.   51 - 62 ,   201 7,   do i :   10. 2 3919 / C J E E . 2017 . 79 6132 2.   [ 20]   T i a r a   R . S .   de   F r e i t a s ,   P a ul o   J . M .   M e n e g á z   a nd  D o m i ngo s   S . L .   S i m o ne t t i ,   " R e c t i f i e r   t o po l o g i e s   f o r   pe r m a ne n t   m a g ne t   s y nc hr o n o us   g e ne r a t o r   o n  w i nd  e ne r gy   c o n v e r s i o n  s y s t e m s :   A   r e v i e w , " R e ne w abl e   and  Sus t ai n abl e   E ne r gy   R e v i e w s ,   v o l .   54 ,   pp .   1 334 - 13 44 ,   2 016 .   [ 21]   C .   S .   P u r o hi t ,   G e e t ha   M ,   P .   S a n j e e v i kum a r ,   P .   K .   M a r o t i ,   S .   S w a m i   a nd  V .   K .   R a m a c ha n da r a m u r t hy , " P e r f o r m a nc e   a na l y s i s   o f   D C / D C bi di r e c t i o na l   c o nv e r t e r   w i t h  s l i di ng   m o de   a nd  pi   c o nt r o l l e r ,   " I nt e r n at i on al   J our nal   o f   P ow e r   E l e c t r oni c s   an d  D r i v e   Sy s t e m ,  v o l .   10 ,   no .   1,   p p.   35 7 - 365,   2 019 .   [ 22]   S.   M .   T r i pa t h i ,   A .   N.   T i w a r i ,   D e e pe ndr a   S i ng h ,   " G r i d - i nt e g r a t e d  pe r m a ne n t   m a g ne t   s y nc hr o no us   g e ne r a t o r   ba s e d   w i nd  e ne r gy   c o nv e r s i o n  s y s t e m s :   A   t e c hno l ogy   r e v i e w ,   " R e ne w abl e   and  Su s t ai n abl e   E ne r g y   R e v i e w s ,  v o l .   51 ,  pp .   1288 - 1 30 5,   20 15.   [ 23]   A .   S .   B ubs ha i t ,   A .   M o r t e z a e i ,   M .   G .   S i m õ e s   a n d  T .   D .   C .   B us a r e l l o ,   " P o w e r   Q ua l i t y   E nha nc e m e nt   f o r   a   G r i d  C o nne c t e d  W i n d  T u r b i ne   E ne r gy   S y s t e m , "   i n  I E E E   T r an s ac t i ons   o n  I n dus t r y   A p pl i c a t i ons ,   v o l .   53,   no .   3 ,   pp .   24 95 - 2505 ,   M a y - J une   20 17 ,   do i :   10 . 110 9/ T I A . 2017. 2 6574 82.   [ 24]   B .   K .   R a m a s a m y ,   A .   P a l a ni a ppa n  a nd  S .   M .   Y a ko h ,   " D i r e c t - d r i v e   l o w - s pe e d  w i nd  e ne r g y   c o nv e r s i o n  s y s t e m   i nc o r po r a t i ng   a xi a l - t y pe   pe r m a n e nt   m a g ne t   g e ne r a t o r   a nd  Z - s o ur c e   i nv e r t e r   w i t h  s e n s o r l e s s   m a x i m um   po w e r   po i n t   t r a c k i ng   c o nt r o l l e r , "   i n   I E T   R e ne w abl e   P o w e r   G e n e r at i o n ,   v o l .   7 ,   no .   3,   pp .   284 - 295 ,   M a y   2013 ,   do i :   10. 1049 / i e t - r pg . 201 2. 0248 .   [ 25]   S .   M i s h r a ,   I .   H us s a i n,   G .   P a t ha k  a nd  B .   S i ng h,   " dP L L - ba s e d  c o nt r o l   o f   a   h y br i d  w i nd – s o l a r   g r i d  c o nne c t e d  i nv e r t e r   i n  t he   di s t r i but i o n  s y s t e m , "   i n  I E T   P ow e r   E l e c t r on i c s ,   v o l .   11 ,   no .   5,   pp .   9 52 - 960 ,   20 18 ,   do i :   10. 10 49/ i e t - pe l . 20 17. 0491 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S         M r .   V e n k at ac h al am   K   M   r e c e i v e d  ba c he l o r   de g r e e   i n  E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng   f r o m   A nna   U ni v e r s i t y ,   C he nna i   i n  201 4.   H e   ha s   r e c e i v e d  m a s t e r   d e g r e e   i n  E l e c t r i c a l   D r i v e s   a n d   C o nt r o l   f r o m   P o ndi c he r r y   U ni v e r s i t y ,   P uduc he r r y   i n  2 016 .   C ur r e n t l y   he   i s   p ur s ui ng   P h. D .   de g r e e   i n  E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   A nna   U ni v e r s i t y ,   C he nn a i .   H i s   a r e a   o f   r e s e a r c h  i nc l ude s   r e ne w a b l e   e ne r g y ,   i nv e r t e r s   a n d  m i c r o - g r i d.   H e   p ubl i s he d   10   p a pe r s   i n  c o nf e r e nc e s   a nd  j o ur n a l s .               D r .   V .   S ar av an an   w o r ki ng   a s   p r o f e s s o r   i n  D e pa r t m e nt   o f   E l e c t r i c a l   &   E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng ,   A r una i   E ng i n e e r i ng   C o l l e g e ,   T i r uv a nna m a l a i ,   T a m i l   N a du ,   I ndi a   a nd  ha s   be e n  c a r r y i ng   o ut   R   &   D   a c t i v i t i e s   s po ns o r e d   by   v a r i o us   a g e nc i e s   o f   G ov e r nm e nt   o f   I ndi a   i n   t he   a r e a   o f   r e n e w a b l e   e ne r g y   s y s t e m s .   H e   h a s   t e a c hi ng / i ndu s t r i a l   e xp e r i e nc e   o f   a bo ut   15   y e a r s .   H i s   r e s e a r c h  i nt e r e s t s   i nc l ud e   s o l a r   pho t o v o l t a i c   po w e r   s y s t e m s ,   di s t r i bu t e d  r e ne w a bl e   e ne r gy   s y s t e m s ,   s m a r t / m i c r o g r i d .   H e   pub l i s he d  m o r e   t ha n  70  r e s e a r c h  pa pe r s   i n  j o ur na l s ,   c o n f e r e nc e s   a n d   e xhi bi t i o ns .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.