Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  Vol .   5 ,  No . 5, Oct o ber   2 0 1 5 ,  pp . 89 6~ 90 4   I S SN : 208 8-8 7 0 8           8 96     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  Unbalanced Variable Nonlinea r L oad Compensat i on Usin Multiple Shunt Active Filters        Deep thi Janyavula*,   Dr S a tyendr a Nath  Saxen a **  * Department of   Electrical Eng i n eering ,  Gove rnm e nt Poly techn i Sanga redd y ,  Telangana, Ind i ** EEE Dep a rtment, Gokar a ju   Rangaraju Institute of  En g i neer ing &  Technolog y ,  H y der a bad ,  Telang ana, India      Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received  May 7, 2015  Rev i sed  Au 10 , 20 15  Accepted Aug 26, 2015      The proposed scheme has considered a  three-phase four-wire sy stem, which   experienced sag  and swell in   source  voltage  for a certain p e riod while  feeding  an unbalanced and var i able  non-linear load. The  lo ad has  unequal  resistive and r e activ e elemen ts in th e three ph ases, forming the unbalan c ed   com ponent. A  three-phase silicon  con t roll ed rectifi e con v erter  with   adjustable f i ring  angle conn ected to th e lo ad h a s formed the v a riable non- linear componen t . This has been  consider ed , so as to simulate the  unbalan ced   and variab le non -linear nature of  loads  in real- tim e power s y s t em . The trends   in the to tal har m onic distortion  vari ation  were obtain e d for  th e proposed   s y stem under power factor  correction  and voltag e  regulation mode operatio n   when the lo ad- s ide conver t er  firing ang l es o f  30°, 60° and  90° were  considered  usin g MATLAB/SIMULI NK soft ware.   Three pulse-width- modulation methods, namely sinusoi dal puls e -width-modulation, space  vector  modulation and h y ster esis pulse -width-modulation  hav e   been used  to   generate pulses  for the voltag e   source  converter of the shunt activ e filter  based  on the  ref e rence currents  genera ted  using  s y nchronous r e f e rence fr ame  theor y . I t  has been demonstrated in  the proposed paper th at p o wer facto r   correction ,  voltage regu lation,  bett er harmonic reduction and  hence  load   compensation  ar e obtained  simultaneously   b y  using two SAFs.   Keyword:  Pu lse-wid t h - m o du latio Shunt active fil t er  Tot a l  ha rm oni c di st o r t i o n   Unity power fa ctor    Zero vo ltag e  reg u l ation   Copyright ©  201 5 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r Deept h i Ja nyavula,    Depa rt m e nt  of  El ect ri cal  &  El ectronics E ngi neeri n g,    Go ve rnm e nt  P o l y t echni c,  Sa nga re ddy ,     Telan g a n a , India 5 020 01  Em a il: d eep th i.b illla@g m a i l .co m       1.   INTRODUCTION  Po wer  sy st em s are  becom i ng  hi g h l y  u n p re d i ct abl e  due  t o   t h e ra pi dl y  ch a ngi ng  nat u re  o f  t h e l o ad s.  Un bal a nce d  a n no nl i n ea r l o a d s a r wi del y   pre v al ent  i n  m ode r n  d a y  p o w e r sy st em s. Un bal a nce d  l o a d   occ u r   main ly d u e  t o   co nn ection   o f  larg e sing le  p h a se lo ad s,  phase - to-phase l o ads  and c o nn ection  o f   d i fferen t valu es  o f  lo ad s in  each  ph ase. Th is will yie l d  ex cessiv e  n e u t ral cu rren t and  h e atin g .  In  th e presen ce of no n-lin ear  l o ad,  t h e c u r r e n t  wa vef o rm  get s  def o rm ed,  whi c pr od uce s  ha rm oni cs. T h i s  ha s bec o m e  a m a tt er of c once r n   for th e p o wer u tilit ies d u e  to  th e ex p e ditio u s  g r owth o f  no n-lin ear lo ad s in  in du strial an d   d o mestic  ap p lication s .    A det a i l e d st u d y  of T HD  va ri at i on wi t h  re spect  t o  seve ra l  i ndust r i a l  an d d o m e st i c  appl i a nces has   been  pre s ent e d  i n  [1] ,   [2] .  I n  t h ese pa pe rs, a  com p rehe nsi v e  expl a n at i on  h a s been  gi ve abo u t  ha rm oni cs and   their causes a nd e ffects on  powe r syste m s  due to the  pr esence o f  di f f e rent  t y pes o f  no n-l i n ea r l o ads.  A   harm oni cs p o w er fl ow c ode  fo r est i m a t i ng  harm oni cs wa s  experi m e nt ed on  vari o u no n - l i n ear l o a d s f o r IEEE   6- b u s an 14 - bus  sy st em in [ 3 ] ;  i n  w h i c h, t h e i n fl uen ce of  harm oni cs o n  el ect ri cal  net w o r ks ha s be e n   est a bl i s hed  f o r  va ri o u s c o n d i t i ons  of  o p e r at i on.  A  cu rre nt - c ont rol l e d  v o l t a ge s o urce  co nve rt er  ( V SC ) - b ase d   sh un t activ e filter (SAF) h a s b een   p r op o s ed   in  [4 ]. In   th is pap e r, a co m b in atio n  of un b a lan ced  an d   n on-lin ear  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  I J ECE Vo l. 5 ,  N o . 5 ,  O c tob e 20 15   :   896  –  9 04  89 7 lo ad  is conn ected  to  a three-ph as e f o u r - w i r e di st ri b u t i o n   sy st em ;   and  t h e   o p er at i o n of SA F has   bee n   dem onst r at ed  un de r v o l t a ge  reg u l a t i on a n d  po we r fact or   cor r ect i o n  m odes  of   fu nct i o ni n g . B u t ,  co n c ur rent   vol t a ge  re g u l a t i on a n po we r  fact o r  c o r r ect i o n  has  n o t   bee n  e xpl ai ne d i n  t h pri o r a r t .   The  pr o p o s ed   pape has  dem onst r a t ed t h e c onc u rre nt  p o we r f act or c o r r ect i o n an vol t a ge  reg u l a t i on al on wi t h  ha r m oni redu ction  u s ing  m u lt ip le SAFs; wh ere, on e SAF op erates   i n  po wer f act or  correct i o n m ode, an d t h e ot h e r SA F   ope rat e s i n  v o l t age reg u l a t i o n   m ode. Sect i o n 2 ex pl ai ns a b o u t  SA F an d i t s  pri o r art .  S ect i on 3 e xhi b i t s  t h p r op o s ed  system  co n f ig uration .   Sectio n 4   giv e s th resu lts ob tain ed under v a riou s cond itio n s   of op eratio n   con s i d ere d .  Se ct i on  5 c oncl u des t h pape b y  col l a t i ng t h resul t s .       2.   SHUNT ACT IVE  FILTER   Passiv e   filters u s ed   fo r power  q u a lity im p r ov em en t h a v e  sev e ral  d i sadv an tag e s, su ch as,  sou r ce  l o adi n g,  b u l k y   ci rcui t ,  fi xed c o m p ensat i on a nd l a c k  o f  i s ol at i on bet w ee n i n p u t  an out pu t .  To  ove rc om e t h es e   d r awb ack s, p a ssiv e  filters are b e ing  rep l aced  b y  activ fi lters, wh ich   ov erco m e   m o st  o f  t h e drawback o f   p a ssiv e   filters. Th e resu lts o b t ain e d   b y  con n ecting  p a ssiv e  and  activ e filters in  o r d e r to  redu ce th e activ p o wer filter ratin g  were p r esen ted  in  [5 ], [6 ]. Sev e ra l au th ors h a v e  explain e d  th e sign ifican ce  o f  SAF i n   i m p r ov ing  th e qu ality o f   po wer i n   p o wer system s ap p lication s A critiq u e  of  ex istin g approach es,  classificatio n  an d assessm en t o f  activ p o wer filters  for  po wer  q u a lity im p r o v e m e n t  was  g i v e n  in   [7 ], [8 ].  Trend s  in   po wer co nd itio n i n g  u s i n g activ filters were  g i v e n  in [9 ]; wh ere, d e tailed an aly s is of  d i fferen t   typ e of  SA Fs, t h ei con f i g urat i o ns ,  com pone nt  se l ect i on an d c o nt r o l  st rat e gi es  was el uci d at e d Vari o u s st ra t e gi es   for extracting the refe re nce currents  of S A F  were com p are d  i n  [1 0] . A  n ovel  co nt r o l  st rat e gy  fo r SA F wi t h   minim u m  current m easurement  was  de tailed  i n   [11 ] wh ich exp l ain e d abou t th e source an d lo ad  cu rren t   det ect i o n  m e t h ods In  t h p r o pos ed  w o r k ,  l o ad c u r r ent   det e ct i on m e t hod  h a s bee n   use d   The  basi c c o n f i g urat i o of  t h e si ngl SA F  co nne ct ed t o   t h e p o i n t  o f  c o m m on co upl i n g  ( P C C )  i s   prese n t e d  i n  Fi gu re  1. T h pr op ose d  S A F i s  a VSC ,  co n n ected  in   p a rallel to  th e system  to  b e  co m p en sated  at   the PCC using  an inductive i n terface, s u c h  a s , a trans f or m e r, which is olates the SAF from the re m a ining pa rt   of the system The SAF can  be em ployed to perform  task s, suc h  as, loa d  balanci n g, powe r factor correction,  vol t a ge  re g u l a t i o n  an ha rm oni c re d u ct i o n.  Un bal a nce d  l o ad m eans that  all the thr ee phases are   not  e qually   lo ad ed ,  wh ich will in crease th e n e u t ral curren t sig n i fi can tly. SAF  will b a lan ce th e effect o f  unb alan ced  lo ad  an d   redu ce the n e u t ral cu rren t in  supp ly t o  zero .  Pr esence o f   n o n - lin ear ele m en ts in  th e lo ad   will cau se  d e v i ation  of the p o wer  factor fro m  u n ity an d  in tro d u ce  h a rm o n i cs in to  th e system . Th e SAF  will redu ce th harm onics to t h e accepta ble lim i t and ensure the unity powe factor operation. SAF ca n also aid the sy ste m  in  main tain in g  zero vo ltag e  regu latio n in   ord e r to redu ce  vol t a ge fl i c ke r,  sa g a n d  s w el l .  T h usa g of  cu st om   po we r de vi ces  fo r re d u ci n g  v o l t a ge fl i c ke r,  sag a nd s w el l  has b een  dem onst r at ed i n  [ 1 2 ] , [1 3] ;  but , t h e  aspect   o f   p o wer  factor co rrection  h a s n o t  b e en  co nsid ered  wh ile im p r o v i ng  th p o wer qu ality. Un ity p o wer  facto r   ope rat i o n of S A F i s  expl ai ne d an d i ndi cat e d  as app r o p r i a t e  whe n  t h e so urce v o l t a ge h a s di st ort i o ns i n  [1 4] ;   but , t h e as pect  of v o l t a ge re g u l a t i on  was n o t  l ooke d i n t o . Hence ,  i t  has t o  be  not e d  t h at , usi n g a si n g l e  SAF ,   p o wer fact o r  co rrectio n and   vo ltag e   regu latio n canno t b e  ob tain ed sim u lta n e ou sly.          Fig u re  1 .  Basic con f i g uration   o f  a sh un t active filter      3.   PROP OSE D  SYSTE M   The propose d syste m   is a th ree-pha se four-wire  system consisting of  a three-pha se AC source   connected to  a loa d which com p rises  of unbala nc ed  an d non - lin ear co m p on en ts. Th e so ur ce  v o ltage  expe ri ences  sa g a nd  swel l   of  25 % d u r i n g t h e i n t e rv al s ( 0 . 2  –  0. 3)s  an (0 .6  –  0. 8)s ,  re sp ect i v el y .  The l o ad  i s   mad e  up   o f   a co m b in atio n o f  unb alance d a n d va riabl e  non-linear  el e m en ts. Resistiv e and  indu ctiv com pone nts of une qual value s  are conn ected in the t h ree - pha ses,  whic w ill introduce  unbala nce i n  the loa d Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     U nba lan ced Va riab le Non linea r Loa d  Comp ensa tion   U s ing  Mu ltip le Shun t Active Filters   (Deep th i J.)  89 8 Th e non -lin ear lo ad  is m a d e   u p   o f  a three-p h a se silic o n  co n t ro lled   rectifier (SCR) co nv erter, who s firing   angl e ca n be m odi fi ed i n   or de r t o   vary  t h n o n - l i n eari t y . Fi rst, a single SAF is connecte d  at the PCC by using  a th ree-ph ase  two-wi n d i n g  star-d elta tran sfo r m e r. A t h ree-ph ase R - C filter is also  con n ected  at th e PCC ,   whi c h ai ds i n  bri ngi ng d o w n  t h e vol t a ge ha rm oni cs. The p a ram e t e rs of t h e schem e  cons i d ere d  are pr es ent e d   in  Tab l e 1.      Tabl e 1. Pr op o s ed  sy st em   par a m e t e rs  Para m e ter Value  Sour ce RM S voltage :  415V   Sy ste m  fr equency       :  50Hz  L i ne im pedance           :  ( 0 . 01+j0. 626)     Ripple filter                  :   R f =5  , C f =5 μ Un b a lan ced  lo ad        :   R Phase: 25  , 1   m H   Y Phase: 5    B Phase: 10  , 5   m H   Nonlinear  load           :  T h r ee- phase SCR   conver t er  with R=  25   DC bus voltage         :  700V   DC bus capacitanc e :   3 m F       The M A TL AB / S IM UL IN m odel  of t h e pro p o sed sy st e m  with a single SAF connected at the PCC  i s  sho w n i n  Fi gu re  2. A n  i n s u l a t e d gat e   bi pol a r  t r an sistor (IGBT ) -base d  VSC is  connected as  SAF in the   propose d  syste m  in order to accom p lish the loa d   com p ensation. T h ope ration of SAF  depe nds on two  aspects; first one is the cont rol al g o rith m  o f  th e SAF; and  th e second  o n e  is th e pu l s e-wi d t h-m o d u latio n   m e t hod  use d  t o  ge nerat e  t h p u l s es  fo r t h e  I G B T of  V S C .           Figure  2.  Singl e  SAF c o nnect ed  to three-p h ase fo ur-wire syste m       Seve ral  co nt r o l  t echni q u es , s u ch  as,  dec o u p l e d c u r r e n t  t h eory A d al i n base d al g o ri t h m ,  const a nt   sou r ce i n st a n t a neo u po we r  st rat e gy , si n u s oi dal  s o u r ce  cur r ent  st rat e g y  and sy nc hr o n o u refe rence  fram e   theo ry  were  re po rted in  [1 5] [1 6] . I n  the p r e s ent  wo rk , synch r on ou s r e f e ren ce  fram theory bas e d algorithm  is utilized to cont rol the S A F .  Tech niques s u ch as  ge netic algorithm  ba sed and Zigle r -Nic hols m e thods  have   b een repo rted   in  literatu re [17 ] , [18 ]  in   order to tun e   t h PI con t ro ller of th e con t ro l al g o rith m .  Si m p le trial  and er r o r m e t h od  has bee n  ap pl i e d i n  t h e pr op ose d  w o r k   to  tu n e  th e PI co n t ro ller g a i n s. Sev e ral tran sfo r m e co nfigu r ation s  fo r conn ecting  t h e SAF to  th p o wer syst em  were  al so   i nvest i g at e d   [1 9] In  t h e  p r o pos ed   work, a star-d elta tran sfo r m e r is u s ed  t o  co nn ect  a si ngle  SAF t o  the  propose d  system  at  the PCC.  Hol t z   prese n t e d a  det a i l e d s u r v ey  o f   p u l s e-wi dt h-m o d u l a t i on t ech ni q u e s  i n   [2 0] . I n  t h pr op os e d   wo rk , si n u s o i d al  pul se- w i d t h -m odul at i on  ( S P W M ) , sp ace  vect or m odul at i on (S VM ) ,  and  hy st eresi s  pul se- width-m odulat ion (HP W M )  have been  utilized  to  ge ne rate the  pulses  to t h e VSC  of S A F .   The single SAF can be operated  ei t h er i n  UPF m ode or  ZVR   m ode. M o re ove r, s o u r ce neut ral   cur r ent  c o m p ensat i o n,  harm oni c el im i n at i o n  an d l o a d   bal a nci n g ca n al so  be  obt ai ned  b y  usi n g S A F .   Due  t o   th e n o n - li n ear  n a ture o f  th e l o ad, th e vo ltage an d  sour ce cu rren t will n o t   b e  in  ph ase.  Wh en  th e SAF op erates  i n  UPF m ode,  sou r ce cu rre nt  can be m a de to be i n  p h ase  with the voltage. Since  t h so urce vol t a ge h a sag  an d swell, i n  ZVR m o d e , th e lo ad vo ltag e  can   b e  regu la ted .  Bu t, th e sim u l t an eou s   op eratio n of  UPF and   ZVR   m odes cann o t   be acc om pl i s hed by   usi n g a s i ngl e S A F.  To  ove rc om e t h i s   dra w back , t w o  SAFs  are c o n n ect ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  I J ECE Vo l. 5 ,  N o . 5 ,  O c tob e 20 15   :   896  –  9 04  89 9 t o  t h sam e  sy st em  unde r c onsi d erat i o u s i n g  a t h ree- p h ase t h ree - wi n d i n g st ar - d el t a -del t a  t r a n s f o r m e r, as  depi ct ed  i n  Fi g u re  3 .           Fi gu re  3.  Tw SAFs  co n n ect e d  t o  t h ree- pha s e  f o u r - w i r sy st em       Th n e x t  sectio n exp l ain s  the resu lts ob tain ed wh en   o n e / t wo   SAFs  o p e ratin g in   UPF/ZVR m o de  e m p l o y in g SPWM/SVM/HPWM are ap p lied  in  o r d e r to co m p en sate an  u n b a lan c ed v a riab le  n on-lin ear lo ad   connected to the proposed three- phase four-wire  a rra ngement.      4.   RESULTS  A N D  DI SC US S I ON   For  t h e sy st em  un de r co nsi d e r at i on  wi t h out   SAF ,  so u r ce n e ut ral  cu rre nt  i s  as sh o w n i n   Fi gu re  4. T h e   sou r ce v o l t a ge , so urce c u r r e n t ,  l o a d  v o l t a g e , and l o ad c u rre nt  wi t h out   SAF a r e gi ve n  i n  Fi gu re 5 .  I t  can   clearly be seen from  Figure  4 that th e so ur c e  neut ral  cu rre nt  i s  n o t  zero  s i nce t h e l o a d  i s  un bal a nced whi c h   resul t s  i n  a n   u nde si rabl e s o ur ce neut ral  cu rr ent .  M o reo v e r , Figure  5 indicates that there  is a sag and s w ell in  the source voltage as elucidat ed in th e prev i o u s  section .   All th e wav e fo rm s co rrespon d  t o  th e resu lts o b tain ed  wh en  t h e fi ring  an g l o f  SC R co nv erter con n ected  to th lo ad  is  30 ° and SPW M  is u s ed  to   g e n e rate  pu lses to  the VSC  of t h e  SAF.   Figure 6 s h ows that the source ne ut ral current becam e ze ro  with SA F.  The loa d  is unbalance d,  but   still th e so u r ce  n e u t ral curren t  is o b s erv e d  t o   b e  zero   d u ring   th e en tire  p e ri od . Fi g u re  7  and Fig u re  8  d e p i ct th wave f o rm s when  one S A F  i s  used f o com p ensat i on  and i s  co nt r o l l e d by  SP WM  i n  UPF m ode  o f   functioning. Fi gure 7 s h ows that the PCC voltage and s ource curre n t are in phase w ith  respect to each other.  Fi gu re 8 sh o w s  t h e source , PC C  and l o ad  vol t a ges i n  U PF  m ode of ope rat i on. M o re ove r,  i t  can be det e r m i n ed  f r o m  Fig u r e 8   th at th e lo ad  vo ltag e  is n o t  r e g u l ated, i.e., ZV R m o d e  o f  op er ation  cannot b e  o b t ain e d  by SA i n  t h UP F m ode  of  f unct i o ni ng .           Fi gu re  4.  S o u r ce ne ut ral  c u r r e nt  wi t h o u t  S A Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     U nba lan ced Va riab le Non linea r Loa d  Comp ensa tion   U s ing  Mu ltip le Shun t Active Filters   (Deep th i J.)  90 0     Fi gu re  5.  S o u r ce an d l o a d   pa r a m e t e rs wi t h ou t  SAF           Fi gu re  6.  S o u r ce ne ut ral  c u r r e nt  wi t h  S A F           Fi gu re 7.   PC C  vol t a ge   ve rs us sou r ce  c u rre nt  i n   U PF  m ode wi t h  one   S A F           Fi gu re  8.  S o u r ce, PC C ,  a n d l o ad  v o l t a ges  i n  UP F m ode  wi t h   one  S A F   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  I J ECE Vo l. 5 ,  N o . 5 ,  O c tob e 20 15   :   896  –  9 04  90 1 Fi gu re  9 an Fi gu re  10  de p i ct  t h e wave fo rm s when  one  SAF i s   use d  fo r com p ensa t i on an d i s   cont rol l e by  SP W M  i n  Z V R   m ode of o p e r at i o n .  Fi g u re  9 sh ow s t h e PC C  vol t a ge an d so urce c u r r e n t ,  w h i c are obse rve d  to be out of  pha s e  with res p ect t o  each  ot her,  since the SAF  operates  in ZVR   m ode. T h e r efore, it  is clearly ev id en t th at  UPF  o p eratio n canno b e   o b t ai n e d wh en th e SA F is op er ating in   ZV R m o d e Figu r e   10  sh ow s th sour ce,  PCC and lo ad vo ltag e s in  ZV R m o de  of  o p e ration. Th e lo ad   voltag e  is fou nd to   b e   reg u l a t e d i n  Z V R  m ode  of  o p erat i o n e v e n  i n  t h e  prese n ce  of sag and  swe ll in source  vol t age.  It  i s  cl earl y  evi d ent  f r om  t h e wave fo rm s of Fi gu re 7  – Fi gu re 1 0  t h at  t h e UPF a nd Z V R   m odes o f   ope rat i o n ca nn ot  be  achi e ve d  si m u l t a neousl y  by  u s i n on e SA F.  He nce ,  t w o S A Fs  ar e co nnect e d  t o  t h pr o pose d  sy st em  i n  order t o  o b t a i n  UP F  and ZVR  m ode s of  ope ra t i on, ha rm oni c redu ct i on a n d l o ad   com p ensation  at a tim e .   Am ong t h e t w o SA Fs, o n e o p erat es i n  U P F   m ode and t h ot he r i n  ZVR   m ode. Fi gu re 1 1  an d Fi g u re   12  de pict the  wave form s when two SAFs   are used  fo r co m p en satio n,  an d bo th  are co n t ro lled   b y  SPW M.  Fi gu re 1 1  s h o w s t h e PC C   vo l t a ge and s o urc e  cur r ent ,   w h i c h are  ob ser v ed  t o  be i n   pha se  wi t h  res p ect  t o  eac h   othe r, i.e., UPF operation, e v entho ugh  th e l o ad  con s ists of n on-lin ear  ele m ents. Figure  12  shows the s o urce,  PC C  and l o a d   vol t a ge s w h e n  t w o S A F s  are  use d . T h e l o a d  vo ltag e s are  regu lated  to  a  co nstan t  v a l u e, i.e.,  ZVR m ode  operation eve n  i n  the  prese n ce  of sa g a n d swell in  the sou r ce vo ltag e Th erefo r e, it can   b e   obs er ved  t h at   bot po we r fa ct or c o r r ect i o n  an vol t a ge r e gul at i o n ca be at t a i n e d  si m u lt aneou s l y  by  u s i n g   two SAFs.           Fi gu re 9.   PC C  vol t a ge   ve rs us sou r ce  c u rre nt  i n   Z V R   m ode wi t h  one   S A F           Fig u r e   10 Sour ce,  PCC, an d lo ad vo ltag e s in ZV R m o d e   w i th  on SAF  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     U nba lan ced Va riab le Non linea r Loa d  Comp ensa tion   U s ing  Mu ltip le Shun t Active Filters   (Deep th i J.)  90 2     Fi gu re  1 1 PC C  v o l t a ge  vers us s o urce  cu rre nt  wi t h  t w o S A Fs          Fig u r e   12 Sour ce,  PCC, an d lo ad vo ltag e s with  tw o SA Fs      There f ore,  i t  can  be i n fer r ed   fr om  Fi gures  1 1  a nd  1 2  t h at   UPF a n d Z V R  m odes of  o p er at i on ca be   obt ai ne d si m u lt aneo usl y  whe n  t w o S A Fs ar e used. T h e pe rf orm a nce of S A F i s  al so obs erve d by  usi n g  SVM   an d HPW M  instead   o f   SPWM in  th e pr oposed  system  f o all th e abov e cases.    The T HD  val u es of  phase-A  source c u rrent  for va riou fi ri n g  an gl es a n d co nt r o l  st rat e gi es o f  t h e   pr o pose d  sy st e m  are l i s t e d i n  Tabl 2.  Fo a fi ri n g  a n gl e of  3 0 °,  6 0 °  an 90 °, t h e  T H of  p h ase- sou r ce   cur r ent  i s  2 0 . 6 6%,  6. 94% a n d 5. 4 1 %, r e sp ect i v el y .   It   can be i n fer r ed  f r om  t h e t a bulated values that , with  SAF ,  t h e T H D o f   phas e - A  so urce c u rrent d ecreased  si g n i fican tly, wh ich  co m p lies  with  th IEEE –   5 19  standa rd. As  per IEE E  -  51 standa rd, the a cceptable level  of T H D is  less than  5%.  Wh en one SAF  ha s been  use d , t h e  m i nim u m  val u es of  TH Ds a r obt ai ned  w h en  S V M  i s  u s ed  t o  ge nerat e   pul s e s t o   VSC   of   SAF  i n   bot h UP F an d ZVR  m odes of  ope rat i o n .  B u t ,  whi l e  usi ng t w o S A Fs , i n  w h i c h,  one  ope r a t e s i n  t h e UP m ode  cont rol l e by   SVM  a nd t h ot he r i n  t h e  Z V R  m ode co nt rol l e by  H P WM , t h e l o we st  val u es  of  T H D ,  i . e.,   0. 18 %, 0. 2 1 %,   0. 1 9 % ha ve b een obt ai n e d   f o r   fi ri ng   an gl es   o f  30 °, 6 0 °  a n d 90 °, res p ect i v el y .                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  I J ECE Vo l. 5 ,  N o . 5 ,  O c tob e 20 15   :   896  –  9 04  90 3 Tabl 2. T H val u es  f o r  va ri ous  c ont r o l  st r a t e gi es an fi ri ng  an gl es   Contr o l Str a tegy  T HD for  fir i ng angle  30°  60°   90°   W ithout  SAF  20. 66%  6. 94%  5. 41%   With one SAF   UPF – SPWM  2. 98%   4. 8%  4. 8%  Z V R – SPWM  3. 67%   1. 76%   1. 86%   UPF – SVM  0. 67%   0. 74%   0. 64%   Z V R – SVM  0. 95%   0. 74%   0. 12%   UPF – HPWM  3. 01%   4. 82%   4. 79%   Z V R – HPWM  3. 75%   1. 74%   1. 83%   With two S A Fs   UPF  &  ZVR – SPW M   1. 49%   3. 48%   3. 4%  UPF  &  ZVR – SVM  0. 55%   0. 65%   0. 63%   UPF  &  ZVR – HPW M   2. 9%  4. 7%  4. 73%   UPF– SPW M  & ZVR – SVM  1. 03%   1. 2%  1. 19%   UPF– SVM   &  ZVR – SPWM  0. 65%   0. 65%   0. 62%   UPF– HPW M  & ZVR – SVM  2. 01%   2. 66%   2. 65%   UPF– SVM   &  ZVR – HPW M   0. 18%   0. 21%   0. 19%   UPF – HPWM   &    Z V R – SPWM  2. 89%   4. 71%   4. 72%   UPF – SPWM   &  ZVR – HPW M   2. 89%   4. 71%   4. 72%       5.   CO NCL USI O N   The pa pe r has  expl ai ne ho w  t w o S A Fs ca n  be use d  t o  ac h i eve t h e desi re d l o a d  com p en sat i on. T h e   vol t a ge a n d cu rre nt  wa vef o r m s at  t h e sourc e  and l o ad si de s have  bee n  s h ow n i n  t h i s  pa per  fo r a pe ri o d  o f  o n e   second  for a three-pha se four-wire syst em  feedi n g a com b i n at i on  of  u nbal a nced a n d va riable non-linear load;   and t h e TH val u es  have  b een com p are d  for  di f f ere n t  cont rol  sc hem e s usi n g o n SAF a nd t w o  SAFs   connected at  PCC. It ca be noted t h at SAF  has  succes sfully com p ensated all the  il l-effects  of the load.  Furt her ,  i t  has been  ob ser v ed t h at  UP F and Z V R  m odes o f  o p erat i o n ,  ha rm oni c red u ct i on a n d l o ad   com p ensat i o n   have  bee n  at t a i n ed  si m u l t a neousl y  by   usi n g t w o  S A Fs.  Li ke wi se, i t   has  be en  dem onst r at ed t h at   th e m i n i m u m   v a lu e of THD  is ob tain ed when  two SAFs  a r e used , w h ere one   i s  use d   i n  UPF   m ode  c o n t rol l e d   by  S V M  an d t h e ot he r i n  Z V R  m ode co nt r o l l e by  H P W M .       REFERE NC ES   [1]   A. Priy adharshini, N. De var a jan, A.R .  Uma Saran y a, “Survey   of Harmonics in  Non-linear Lo ads”,  Int e rnation a Journal of Rece nt Techno logy a nd Engin eering ,   vol. 1(1) , pp . 92   – 97, Apr 2012.  [2]   M. Jawad Ghor bani and H.  Mokhtari, “Impact of Harmonics o n  Power  Quality  and Losses in  Power Distribution  S y ste m s” ,   In tern ational Journal of  Electric al and  Computer Eng i neering,  vol. 5(1 ) , pp .166 –  174,  Feb 2015.  [3]   A. Souli and A.  Hellal, “Design of a  Computer Code to Evaluate the Inf l ue nc of the Harm onic s  in the El ectr i c a l   Networks”,  In ter national Journal  of Electric al an d Computer Eng i neering ,   vol. 2 ( 5), pp . 681  – 69 0, Oct 2012.  [4]   A. Chandra, Bhim Singh, B.N.  Singh and K. Al-Haddad, “An Improved C ontrol  Algorithm for Voltag e  Regulatio n ,   Harm onic El im ination ,  Power-Factor  Correc tion  and Ba lan c ing  of Non-Lin ear  Loads” IEEE Transactions  on   Power  E l ec tr oni cs vol. 15(3 ) , pp . 495-507 , May   2000.  [5]   H. Fujita and H. Akagi, “A Practical Approach to  Ha rm onic Compensation in Po wer S y stem s – Series Connectio n   of Passive and  Active Filters”,  IEEE T r ansactio ns on Industry Applicat ions,  vol. 27(6), pp. 1020 – 1025,   Nov/Dec  1991.  [6]   Fang Zheng Peng, H. Akagi and A. Na bae, “A New Approach to  Harmonic Compensation in Power Sy stems –  A   Combined S y stem of  Shunt Passi ve and Ser i es  Active Filters”,  IEEE Transacti ons on Industry Applica tions , vo l.  26(6), pp . 983  –  990, Nov/Dec 1 990.  [7]   M. El-Habrouk,  M.K. Darwis h and P. Mehta, “Activ e Po wer Filters: A review”,  I EE Proc eedings  – Elec tric Pow e Applica tions,   vo l. 147(5) , pp . 40 3 – 413 ,   Sept 20 00.  [8]   H. Akagi, “ N ew  Trends in Ac ti ve Filt ers for Power Condition i n g ”,  IEEE Transactions on Indu stry Application s vol. 32(6) , pp . 1 312 – 1322 , Nov / Dec 1996 [9]   Bhim Singh, K.  Al-Haddad a nd  A. Chandra, “A Review of Activ e F ilters for Power Quality   Improvement”,  IEEE  Transactions on  Indus trial Electronics,  vo l. 46(5), pp. 960 –  971,  Oct 1999.    [10]   M.I.M. Montero ,  E.R. Cad a val  and F.B. Gonzalez, “Com parison of Contro l Strateg i es for  Shunt Active Power   Filters in  Thr ee- Phase  Four-W ire S y st em s”,  I E EE Transactions  on Power  Electr onics,  vo l. 22(1) , pp. 229 –  236,  Jan 2007.  [11]   Y. Kusuma Latha, Ch . Saibabu  and Y. P. Obulesh, “Control Strateg y  for  Th ree  Phase Shunt Active Power Filter   with M i nim u m   Current M eas ur em ent”,  In ternational Journal of Electr ica l  and  Computer Engin eering,  vo l. 1(1) pp. 31  – 42 , Sept 2011.    [12]   S. Sundeep and Dr. G. Madhusudhana Ra o ,  “Mo d elling  and Anal y s is of Custom   Power Devices for Im prove Power   Qualit y” ,   Intern ational Journal of  Electr ical and  Computer Eng i neering,  vol. 1(1 ) , pp . 43  – 48 , S e pt 2011 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8     U nba lan ced Va riab le Non linea r Loa d  Comp ensa tion   U s ing  Mu ltip le Shun t Active Filters   (Deep th i J.)  90 4 [13]   M. Aredes, J. H a fner  and K .  H e um ann, “Three-Phase  Four-Wire Shunt Activ Filte r Control Strategi es”, I EEE   Transactions on  Po wer  E l ec tr oni cs vol. 12(2 ) , pp . 311  – 318 ,   Mar  1997.  [14]   S. Chandrasekh a r, J.  Brahm m a m  and M. Srinu ,  “ M itiga ti on of  Voltag e  Fli c ker  and Redu ct ion  in THD b y  usin g   ST AT COM” ,   In ternational Jour nal  of Electrical  and Com puter Engineering ,   vol.  3(1), pp . 102  – 1 08, Feb  2013.  [15]   A. Cava llin i and  G.C. Mont anar i,  “ C om pensation  Strategi es for Sh unt Activ e-Filt er  Control” I E EE Transactions  on  Power  E l ec tr oni cs vol. 9(6) , pp.  587 – 593 ,   Nov 1994.  [16]   B. Singh and J.  Solanki, “A Co mparison  of Control Algorithms for DSTATCOM”,  I EEE Transac tions on Industri a l   Electronics,  vol. 56(7), pp. 2738- 2745, July  2009 [17]   B. Singh B ,  P .  Jay a pr akash  and D.P. Ko th ari, “A  T-conn ected Tr ansfor mer and Thr e e-Leg VSC Bas e DSTATCOM fo r Power Quality Improvement”,  IEEE Transactions on Power  Electronics , vo l.  23(6), pp . 2710  –  2718, Nov 2008 [18]   K. Ranjith Kum a r and P. Sa danandam ,  “ G A for Optim al PI in DC  Voltage Regulat ion of DSTATCOM” ,   International Jo urnal of  Electr ical and Computer Engin eering ,   vo l. 1(2) , pp . 110  –  118, Dec 2011.  [19]   B. Singh, P. Jay a prakash, T. R. S o may a julu and D.P. Kothari, “Redu ced Rating  VSC  with a Zig-Zag Transfor mer  for Current Com p ens a tion in A Three-P h as e F our-W ire Dis t ribution S y s t em ”,  IEEE T r ansactions on Power   Deliv er y,  vol. 24 (1), pp . 249-259 , Jan 2009 [20]   Holtz J, “Pulse Width Modulation – A Survey ”,  IEEE Transacti ons on I ndustria l Ele c tronics vol. 39(5), pp . 410 –  420, Oct 1992.       BIOGRAP HI ES OF  AUTH ORS       Deepthi Jany a vula  obtain e d h e r B.E from Andhra University in 2003, M.Tech from JNTU  H y der a bad  in 20 09 and is  curren t ly  pursuing h e PhD from JNTU H y deraba d  in  e x terna l  m ode.   She has about 1 1   y e ars of teach ing exper i ence.  Fo r nearly  10  years, she was on  the faculty  of  Electri cal  and Electroni cs Engineer ing, Padm asri Dr B V  Raju Institut e  of Technolo g y Subsequently , sh e joined th e Government of A ndhra Pradesh Roads & Buildings Department as  an As s i s t ant Execut i ve Engin e er. Current l y , s h e is  working  as  a Lectur er a t  Governm e nt   P o l y t echni c, S a n g aredd y , T e lang ana, Indi a. S h has published six  papers  in variou s national and   intern ation a l jou r nals and confe r ences. Her ar e a s of inte re st inc l ude  Powe r S y ste m s,  Powe r   Qualit y and app l ica tions of P o wer Elec tronics to  P o wer S y stem s.  S h e is a Mem b e r  of IEEE and  l i f e me mbe r  of IST E .           Saty e ndr a Nath Saxe na  obtained his B E from  University  of  B o mbay , Ind i a, in  1963, M.Tech  from Indian Institute of  Technolog y   (IIT)  Kharagpur , India, in  1 966, and  Ph.D f r om University   of Tok y o, Japan ,  in 1974   He has a teach i ng experience  of about 27  y e ar s at IIT, NIT and GRIET,  He also has an   experience of in dustrial r e sear ch  of about 25  y e ars while working in Bharat Heav y   Electr i cals  Ltd (BHEL) , C o rporate R e s ear ch & Dev e lop m en t (R&D) Division, H y der a b a d, Ind i a, from  where h e  retir ed  in 2004  as Gener a l Man a ger .     He has a large  number of techn i cal papers pub lish ed in national and internation a l journ a ls and   conferen ces . Hi s  areas  of inter e s t  includ e el ec tric al m achin es ,  power elec tron ics  and power  s y ste m s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.