I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   4 A u g u s 201 7 ,   p p .   1 8 9 2 ~ 1 8 9 8   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v7 i 4 . p p 1 8 9 2 - 1898          1892       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   M o dula tion Ind e x  Varia tion Effe ct  on H a r m o nic  Be ha v io r of  Fif te en Mul tilevel  Inv erte r  Neu tral - Point - Cla m p ed T o po lo g y       Ra bie B enio ub 1 ,   L a id K a dri 2 ,   M o ha m e d Ad na ne 3 ,   K enj i I t a k a 4   1, 2, 3 De p a rtm e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsité d e s S c ien c e e d e   la T e c h n o lo g ie US T O -   MB A l g ér ie   1, 4 No rt h   Ja p a n   Re se a rc h   In stit u te  f o S u sta in a b le   E n e rg y ,   Hiro sa k Un iv e rsit y ,   Ja p a n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 2 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Ma y   1 5 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Ma y   3 0 ,   2 0 1 7       T h e   M a r k e f o p h o to v o lt a ic   c e ll (P V h a g ro w n   f a st  d u e   to   a   h ig h e r   d e m a n d   on   P V   a p p li c a ti o n s .   H o w e v e r,   th e re   a re   stil th e   tran sp o rt  a n d   c o n n e c ti o n   p ro b lem o f   th e   P V   sy ste m s   to   th e   g rid   b e c a u se   o th e   d iff e r e n c e   in   th e   c u rre n f o rm .   T o   a ss u re   th e   a d e q u a te  c o n n e c ti o n   b e tw e e n   th e   P V   so u rc e a n d   t h e   n e tw o rk ,   th e   c o n v e rsio n   o f   d irec c u rre n ( DC)  to   a n   a lt e rn a ti v e   c u rre n (A C)  is  re q u i re d   a n d   p r o v id e d   b y   a n   e lec tro n ic  d e v ice   k n o w n   a th e   in v e rter.  In   t h is  la st  y e a rs,  th e   c o n v e n ti o n a in v e rter  stru c tu re   re a c h e d   it li m it in   p o w e lev e a n d   c o n v e rsio n   p e rf o rm a n c e .   T h e   m u lt il e v e l   in v e rter  (M L I)  stru c tu re   w a in tr o d u c e d   a n d   w id e ly   u se d   in   h ig h   p o w e a n d   h ig h   v o lt a g e   a p p li c a ti o n to   s o lv e   th e   c o n v e n ti o n a in v e rter   li m it a ti o n   p ro b lem .   In   th is  p a p e r,   t h e   Ne u tral - P o i n t - Clam p e d   (NP C)   to p o l o g y   o f   th e   M L wa si m u late d   to   e v a lu a te  t h e   e ff e c o f   m o d u latio n   in d e x   v a riatio n   o th e   c o n tr o tec h n i q u e   o n   th e   h a rm o n ic  b e h a v io o f   th e   f i f te e n - lev e NP C.   T h e   sim u latio n   re su lt w e re   u se f u f o r   th e   o p t im iza ti o n   o f   th e   M L c o n tro l   tec h n iq u e   t o w a rd   th e   d e c re a se   o f   th e   h a rm o n ic  (T HD e ffe c o n   th e   N P C   M L I.   K ey w o r d :   Mu ltil e v el  I n v er ter   Mo d u latio n   i n d ex   Neu tr al - p o in t - cla m p ed   T o tal  h ar m o n ic  d i s to r tio n     Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .     Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R ab ie  B en io u b   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Un i v er s ité  d es Scie n ce s   et  d l T ec h n o lo g ie  d Or an   Mo h a m ed   B o u d iaf ,   UST O - MB ,   B P   1 5 0 5 ,   E l M n ao u er ,   3 1 0 0 0   Or an ,   A l g ér ie .   E m ail: r ab ie. b en io u b @ u n i v - u s to . d z       1.   I NT RO D UCT I O N     P h o to v o ltaic  ( P V)   s y s te m s   w o r ld   m ar k et  k n o w   f ast  g r o w t h   d u r in g   t h la s y ea r   d u to   t h e   n ec es s it y   o f   d ev elo p in g   th e   r en e w ab le   en er g y   to   r ep lace   th e   f o s s il   f u els   [ 1 ] .   Ho w e v er ,   t h is   r ap id   g r o w t h   r eq u ir ed   i n   p ar allel  th i m p r o v e m e n o f   t h P ch ai n   e f f icien c y   s u c h   a s   th P g en er ato r   en er g y   y ie ld in g ,   t h elec tr ica l   p o w er   tr an s p o r p er f o r m an ce   an d   t h ad eq u ate   co n n ec tio n   t o   th g r id   [ 2 ] .   On e   o f   th e   i m p o r tan p ar ts   o f   t h co n v er s io n   c h ai n   d ev ice s   i s   t h in v er ter   w h ic h   allo w s   t h co n v er s io n   o f   D C   s i g n al   to   AC   s ig n a i n   p u r p o s to   p er m i th d is tr ib u tio n   a n d   co n n ec t io n   o f   t h o u tp u elec tr ic al  en er g y   o f   t h P g en er ato r   to   th n et w o r k   [ 3 ] .   I n   ad d itio n   to   P co n v er s io n   ch ain ,   in v er ter s   ar u s ed   i n   p o w er   s y s te m   ap p licatio n s   a n d   u n in ter r u p ted   p o w e r   s u p p lies   i n d u s tr ies  [ 4 ] .   T h in v er ter s   p o w er   ef f icie n c y   to   f e ed   th d if f er e n t y p o f   lo ad s   o f   th g r id   r ea ch   th e   m ax   le v el  a n d   it   is   d u to   th e   in cr ea s e   o f   in d u cti v lo ad   u s ag e.   Mo r i n d u cti v lo ad s   m e an   m o r h ar m o n ic s   an d   less   co n v er s io n   ef f icie n c y   [ 5 ] .   I m p r o v e m en o f   t h o u tp u p o w er   q u ali t y   o f   t h i n v er te r   r eq u ir ed   r e d u cin g   its   to tal  h ar m o n ic  d is to r tio n   ( T HD)   c o n ten a n d   d ec r ea s th s ize  o f   th f ilter   u s ed   [ 6 ] .   A s   s o lu tio n   f o r   th i s   r eq u ir e m en t,   n e w   f a m il y   o f   th i n v er ter   h a s   e m er g ed   a n d   k n o w n   a s   t h m u ltil e v el  i n v er ter   [ 7 ] .   Mu ltil ev e I n v er ter   ( ML I )   tech n o lo g y   a s s u r es   s o m e   ad v a n tag e s   co m p ar ab ly   to   th co n v e n tio n al  te ch n o lo g y   a n d   d ea ls   w it h   h ig h er   p o w er   ap p licatio n s   w h ic h   m a k it  m u c h   ea s ier   t o   d ea w it h   lo w er   p o w er   ap p licatio n s   s u c h   as  th e   P s y s te m s   [ 8 - 1 9 ] .   On o f   t h m ain   ad v a n tag e s   o f   th ML I   s tr u ct u r is   t h i m p r o v e m en o f   t h o u tp u t   v o ltag w a v ef o r m   b y   ap p r o ac h in g   t h s in u s o id al  w av e f o r m   w h ich   i m p licates  r ed u ci n g   t h h ar m o n ic  s tr es s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d u la tio n   I n d ex   V a r ia tio n   E ffect  o n   Ha r mo n ic  B eh a vio r   o f   F ifteen   Mu ltil ev el  I n ve r ter … .   ( R a b ie  B en io u b )   1893   an d   n o is es  o n   t h s w itc h es,  u s ag o f   s m aller   f i lter   s ize  an d   lo w er   o u tp u p o w er   lo s s es.  ML I   ca n   b d iv id ed   in to   t h r ee   m ai n   to p o lo g ies,   n eu tr al - p o i n t - ,   f l y in g   ca p ac ito r   ( FC )   a n d   H - b r id g ca s ca d ed .   Mo r eo v er ,   m a n y   d ev iated   to p o lo g ies  ar e m er g in g   e v er y   d a y   [ 2 0 ] .   T h ad v an ta g e s   o f   m u lt ilev el   i n v er t er s   h a v b ee n   w ell   k n o w n   s i n ce   th f ir s NP C   in v er ter   w as  p r o p o s ed   in   1 9 8 1   b y   N a b a e   et  a l .   [ 2 1 ] .   T h is   p ar ticu lar   to p o lo g y   in cr ea s es   t h p o w er   r at in g   b e ca u s th e   b lo ck i n g   v o lta g o f   ea ch   s w itc h   i s   o n e - h al f   o f   t h d c - b u s   v o lt a g e.   Mo r eo v er ,   th eir   o u tp u v o lta g e   h ar m o n ic  co n te n i s   m u c h   s m aller   t h an   th at  o f   t h co n v en tio n al  i n v er ter s   w it h   th s a m s w itc h i n g   f r eq u e n c y   o w in g   to   t h o u tp u v o ltag e   w a v e f o r m   i m p r o v e m e n t s   [ 2 2 ] .   Ma n y   s w i tch e s   s tr ateg ie s   ar u s ed   f o r   th e   co n tr o o f   t h NP C   to p o lo g y   an d   ca n   b d i v id ed   i n to   t w o   ca teg o r ies,  s tr ateg ie s   d ea lin g   w i th   h i g h   s w itc h i n g   f r eq u en cie s   s u ch   as  s i n u s o id al  p u ls w id t h   m o d u latio n   ( SP W M)   an d   s p ac v ec to r   m o d u latio n   ( SVM)   an d   m e th o d s   d ea lin g   w i th   lo w er   s w it ch in g   f r eq u e n cie s   s u c h   as  s p ac v e cto r   co n tr o l   ( SVC )   an d   o p ti m ized   h ar m o n ic  s tep p ed   w a v ef o r m   ( O HSW ) .   SP W is   v er y   p o p u lar   m eth o d   in   i n d u s tr ial  ap p licatio n   an d   it  is   b ased   o n   th class ic   co m p ar is o n   o f   th tr ian g u lar   ca r r ier   w it h   th s i n u s o id al  p u ls w id t h   m o d u latio n   w h ic h   is   u s ed   to   r ed u c th T HD  in   th o u t p u v o lta g [ 2 3 ] .   Ho w ev er ,   o p tim izatio n   o f   t h i s   co n tr o llin g   m eth o d   is   r eq u ir ed   to   ass u r lo w er   h ar m o n ic  s t r ess   o n   t h s w i tch e s   o p er atin g .   I n   th i s   p ap er ,   th e   NP C   to p o lo g y   o f   th M L I   w a s   s i m u lated   a n d   co n tr o lled   b y   t h SP W s tr ate g y .   T h m o d u latio n   i n d e x   co m p ar i n g   t h ca r r ier   w a v e f o r m   w it h   th s in u s o id al  f u n d a m en tal  f o r m   w as  v ar iated   o n   its   d ep en d en c y   w it h   T HD  w a s   o p ti m ized .       2.   SYST E M   DE SCRI P T I O N   Fif tee n - le v el  m u lt ilev el  NP C   to p o lo g y   w a s   r ev ie w ed   in   t h is   p ap er .   T h NP C   s tr u ctu r h as  t h e   a d v an ta g o f   lo w er i n g   t h el ec tr o m a g n etic  i n ter f er e n ce   ( E MI )   ef f ec o n   th o u tp u v o l tag o f   t h lo ad s .   C o m b i n in g   t h i s   to p o lo g y   w it h   an   ad eq u ate   co n tr o l stra te g y   s u ch   as t h SP W it  m a y b w i ll lea d   to   e m er g i n g   n e w   ad v a n tag e s   s u c h   as T HD  r ed u cin g   an d   w av e f o r m   o u tp u t   i m p r o v e m en t.     2 . 1 .   M L I   Circ uit  Sche m a t ic    Fig u r 1   il lu s tr ates   th e   cir c u it  s c h e m at ic  o f   t h f i f tee n - lev el  NP C   to p o lo g y .   T h is   s t r u ctu r is   p o w er ed   u p   u s in g   f o u r teen   p o w er   s o u r ce s   an d   o n le g   o f   th t h r ee   p h ase  cir c u it  co n s is o f   2 8   p r in cip al   d is p o s itiv o f   co m m u tatio n   ( I GB T s )   an d   5 4   d io d es  to   ass u m t h co n tr o o f   th I GB T s .   T h co m p o n en t s   n u m b er   o f   th is   to p o lo g y   w a s   c alcu lated   as s h o w n   i n   T ab le  1 .   On o f   t h m er its   o f   t h NP C   to p o lo g y   i s   t h ab s en ce   o f   ca p ac ito r s   in   t h cir cu i w h ich   d e cr ea s e   th e   cir cu it  r ea ctio n   ti m as  s h o w n   in   T ab le   1 .   T h 2 8   I GB T s   ar d iv id ed   in to   t w o   g r o u p s   ( S)  an d   ( S’ )   in   o n leg ,   an d   ea ch   p air   w as  o p er ated   in   co m p le m en tar y   m o d ( Sa1 ,   S’ a1 )   to   ( Sa1 4 ,   S’ a1 4 ) .   T h o p er atin g   d etail  an d   th lo g ical  d ia g r a m   o f   th SP W ar d i s cu s s ed   in   t h n e x s u b s ec tio n .           Fig u r 1 .   T h r ee   p h ase  f if tee n - l ev el  NP C   in v er ter   s c h e m a tic  c ir cu it    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s t   2017     1 8 9 2     1 8 9 8   1894   T ab le  1 .   C o m p o n e n ts   n u m b er   o f   th NP C   to p o lo g y   ( N u m b er   o f   s w itc h es,  N u m b er   o f   Dio d es,  Nu m b er   o f   C ap ac ito r s )     T o p o l o g y   N P C   l e v e l   ( 3 Ø )   S t u d i e d   1 5 - l e v e l   N P C   ( 3 Ø )   P o w e r   S o u r c e   m - 1   14   P r i n c i p a l   d i sp o s i t i v e   o f   c o mm u t a t i o n   6 ( m - 1)   84   D i o d e s   6 ( 2 m - 3)   1 6 2   C a p a c i t o r s   0   0   T o t a l   n u m b e r   o f   c o mp o n e n t s   19m - 25   2 6 0       2 . 2 .   Co ntr o Str a t eg y   SPWM   T h s in u s o id al  p u ls e   w id t h   m o d u latio n   i s   b ased   o n   h i g h - f r eq u en c y   s w itc h in g   as  a lr ea d y   d is cu s s ed   ab o v e,   it  co n s i s t s   of   co m p ar in g   th e   f u n d a m e n tal  f r eq u e n c y   s i n u s o id al  s ig n al  w it h   h i g h - f r eq u e n c y   ca r r ier   w a v e f o r m .   T h lo g ical   co n tr o o f   t h SP W is   b ased   o n   t h p h ase  eq u alit y   o f   all  ca r r ier s   k n o w n   as  th P D   co n tr o l a s   s h o w n   in   Fig u r 2 .     On tr ia n g u lar   s i g n al   ca r r ier   i s   co m p ar ed   to   s in u s o id al  s i g n al   an   ea ch   in ter ac tio n s   g iv s i g n a l,  w h ile  t h d g e n er ato r   is   u s e d   to   s h if t h o u tp u s i g n al  f r o m   th co m p ar i s o n   d ep en d in g   o n   t h n u m b er   o f   i m p u l s io n   r eq u ir ed   to   co n tr o l o n h an d   o f   t h i n v er ter .           Fig u r 2 .   SP W L o g ical  C o n tr o llin g   D iag r a m   f o r   On L e g   1 5 - lev el  i n v er ter       E ac h   i n ter s ec tio n   b et w ee n   t h e   s i n u s o id al  an d   th e   ca r r ier s   s i g n al s   r es u lt s   i n   co m m a n d   o r d er .   I n   th i s   ca s s t u d y ,   th s i n u s o id al  s i g n al  i s   co m p ar ed   to   9   ca r r ier s   s i g n al s   i n   p h a s a s   s h o w n   in   Fig u r 3 .   T h P D   co n tr o h as  th ad v a n tag o f   d ec r ea s in g   th T HD   f ac to r   b y   r ed u cin g   th h ar m o n ic  s tr e s s   o n   th s w itc h e s .   T h co n tr o s i g n al   G1   to   G1 4   ar g en er ated   b y   t h i n ter s ec tio n   o f   th tr ia n g u lar   ca r r ier s   s i g n a C 1   to   C 1 4   w it h   t h e   f u n d a m en ta l f r eq u e n c y   s i n u s o id al  s ig n al.   T h s w itch e s   o p er atin g   is   d o n e   b y   e x ec u tio n   o f   f e w   lo g ic al  p r o ce s s ,   an d   t h co n tr o r e s u lt   o f   t h e   s w itc h es  i s   s h o w n   in   T ab le   2 .   T h co n tr o is   d o n in   c o m p le m e n tar y   m o d w h ich   m ea n s   ea c h   p air   o f   in ter r u p ter s   co u ld   h av t w o   s p ec if ic  v alu s u c h   as 1   ( On )   f o r   th f ir s s u ch   a s   Sa1   an d   0   ( Of f )   f o r   S’ a1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d u la tio n   I n d ex   V a r ia tio n   E ffect  o n   Ha r mo n ic  B eh a vio r   o f   F ifteen   Mu ltil ev el  I n ve r ter … .   ( R a b ie  B en io u b )   1895       Fig u r 3 .   S w i tch i n g   C o n tr o l Patter n s   SP W 1 5 - lev el       T ab le  2 .   Dif f er en t S w itc h in g   Stag e s   f o r   o n L eg   ( 1 =O N,   0 =O FF )   VAO   7E   6E   5E   4E   3E   2E   E   0   - E   - 2E   - 3E   - 4E   - 5E   - 6E   - 7E   S a 1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   0   S a 2   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   0   0   S a3   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   0   0   0   S a 4   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   0   0   0   0   S a 5   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   0   0   0   0   0   S a 6   1   1   1   1   1   1   1   1   1   0   0   0   0   0   0   S a 7   1   1   1   1   1   1   1   1   0   0   0   0   0   0   0   S a 8   1   1   1   1   1   1   1   0   0   0   0   0   0   0   0   S a 9   1   1   1   1   1   1   0   0   0   0   0   0   0   0   0   S a 10   1   1   1   1   1   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   S a 11   1   1   1   1   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   S a 12   1   1   1   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   S a 13   1   1   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   S a 14   1   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   S ’a 1   0   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   S ’a 2   0   0   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   S ’a 3   0   0   0   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   S ’a 4   0   0   0   0   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   S ’a 5   0   0   0   0   0   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   S ’a 6   0   0   0   0   0   0   1   1   1   1   1   1   1   1   1   S ’a 7   0   0   0   0   0   0   0   1   1   1   1   1   1   1   1   S ’a 8   0   0   0   0   0   0   0   0   1   1   1   1   1   1   1   S ’a 9   0   0   0   0   0   0   0   0   0   1   1   1   1   1   1   S ’a 10   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   1   1   1   1   1   S ’a 11   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   1   1   1   1   S ’a 12   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   1   1   1   S ’a 13   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   1   1   S ’a 14   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   1       T h am p lit u d m o d u latio n   i n d ex   also   i s   k n o w n   as  t h m o d u latio n   f ac to r   w h ich   d es cr ib es   th e   r elatio n s h ip   b et w ee n   t h ca r r ier s   a m p lit u d ( A c)   w it h   t h s in u s o id al  a m p lit u d ( Am )   i s   g i v en   b y   E q .   ( 1 ) ,   w h er m   i s   th n u m b er   o f   le v e l o f   th i n v er ter ,   an d   it s   v ar iati o n   is   s h o w n   i n   T ab le   3.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s t   2017     1 8 9 2     1 8 9 8   1896                                               ( 1 )       T a b le 3 .   M o d u lati o n   In d e x   V a riat io n   C a r r i e r   A mp l i t u d e   S i n u so i d a l   A mp l i t u d e   M o d u l a t i o n   f a c t o r     0 . 1 4 3     1 . 7 6   0 . 8 8   1 . 7 8   0 . 8 9   1 . 8   0 . 9   1 . 8 2   0 . 9 1   1 . 8 4   0 . 9 2   1 . 8 6   0 . 9 3   1 . 8 8   0 . 9 4   1 . 9 0   0 . 9 5   1 . 9 2   0 . 9 6   1 . 9 4   0 . 9 7   1 . 9 6   0 . 9 8   1 . 9 8   0 . 9 9   2   1   2 . 0 2   1 . 0 1   2 . 0 4   1 . 0 2   2 . 0 6   1 . 0 3   2 . 0 8   1 . 0 4   2 . 1   1 . 0 5   2 . 1 2   1 . 0 6   2 . 1 4   1 . 0 7   2 . 1 6   1 . 0 8   2 . 1 8   1 . 0 9   2 . 2   1 . 1   2 . 2 2   1 . 1 1   2 . 2 4   1 . 1 2       3.   SI M UL AT I O A ND  RE SU L T S DIS CUSS I O   Fig u r 4   s h o w s   th p h a s o u t p u t   v o ltag e s   an d   lin e - to - li n v o ltag e s   V AB V BC   an d   V CA Mo r eo v er ,   th e y   ar d ed u cted   f r o m   th p o l o u tp u t   v o lta g es a s   ill u s tr ated   in   E q u atio n   ( 2 ) .                                                                           ( 2)                                T h lin e - to - l in e   v o lta g es   ar s h i f ted   b y   1 2 0 °  b et w ee n   ea c h   o th er s ,   th e   1 5   lev e li n e - to - l i n v o ltag e s   ( 7 E ,   6 E ,   5 E ,   4 E ,   3 E ,   2 E ,   E ,   0 ,   - E,  - 2 E ,   - 3 E ,   - 4 E ,   - 5 E ,   - 6 E ,   - 7 E )   ar p r o d u ce d   f r o m   1 3   lev el  p o le  f ig u r r elate d   b y   th e   p o le  v o lta g n u m b er   [ m - 2 ]   (   w h er m   i s   t h n u m b er   o f   M L I   le v els)  i s   u s ed   to   g et  [ m ]   li n e - to - li n e   o u tp u v o ltag e s .   Fi g u r 5   ill u s tr ates  t h s i m u lat io n   r es u lt s   o f   th e   p h ase s   c u r r en ts   s h if ted   b y   1 2 0 °  an d   in   th e   ca s o f   p u r i n d u cti v lo ad ,   th cu r r en s h ap w a s   s tab le  a n d   h ad   s m o o t h er   w a v ef o r m ,   an d   it  is   d u to   th e   in d u ctio n   f ilter in g   co m p ar ab l to   th p u r ca p ac itiv lo a d   ( b ) .   S m o o th er   w a v e f o r m   an d   its   d u to   t h in d u ctio n   f ilter in g   o f   t h h ar m o n ic  co m p o n en t.   Fu r t h er m o r e,   th e   v ar iat io n   e f f ec o f   t h m o d u latio n   f ac to r   o n   t h T HD  is   i llu s tr ated   i n   Fi g u r 6 .   T h ch an g e   o f   t h m o d u latio n   i n d e x   h a s   an   i m p ac o n   t h T HD  v alu e,   an d   th e s r es u lts   p r o v t h at  s p ec if ic  v al u e   o f   th e   m o d u latio n   f ac to r   co r r esp o n d s   to   t h lo w er   v al u o f   T HD.   I n   t h is   ca s e,   t h o p tim u m   co n d itio n   f o r   lo w er i n g   T HD  r eq u ir ed   th at  t h a m p li tu d o f   t h s i n u s o id al   s ig n al   b in   [ 1 . 0 5 - 1 . 0 7 ]   tim e s   th ca r r ier s   s i g n al   a m p lit u d e.   T h e s r esu lts   ca n   b ex p lain ed   as  th lar g er   a m p litu d o f   th s in u s o id al  w a v ef o r m   w ill  i n ter ac t   m o r a n d   in   a n   ef f icie n w a y   l ea d in g   to   r ed u ce   th h ar m o n ic   s tr ess   o n   t h co n tr o lli n g   s w itc h es ( I GB T s ) .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mo d u la tio n   I n d ex   V a r ia tio n   E ffect  o n   Ha r mo n ic  B eh a vio r   o f   F ifteen   Mu ltil ev el  I n ve r ter … .   ( R a b ie  B en io u b )   1897       Fig u r 4 .   I n v er ter   Ou tp u t ( a)   Po le  v o ltag es,  ( b )   L i n e - to - li n v o ltag e s             F ig u r 5 .   I n v er ter   Ou tp u t p h as cu r r en t ( a)   P u r I n d u ctiv c h ar g ( R =2 0   ,   XL =6 3   )   ( b )   P u r C ap ac itiv c h ar g ( R =2 0 ,   X C =6 3   )           F ig u r 6 .   T o tal  Har m o n ic  Dis t o r tio n   ( T HD)   d ep en d ec y   o n   t h v ar iatio n   o f   t h m o d u altio n   i n d ex     ( a)   ( b )   ( a)   ( b )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s t   2017     1 8 9 2     1 8 9 8   1898   4.   CO NCLU SI O   I n   t h is   p ap er ,   th s i m u lat io n   o f   t h M L I   NP C   to p o lo g y   w a s   d is c u s s ed   w it h   t h f i f tee n - le v el   o u tp u t   v o ltag e. T h i m p r o v e m en o f   th SP W co n tr o s tr ateg y   w a s   d is cu s s ed   in   ter m   o f   w av e f o r m   a m p lit u d es.  T h m o d u latio n   i n d ex   d escr ib in g   th e   a m p l itu d r ela tio n s h ip   b et w ee n   th e   s i n u s o id al  s ig n al   a m p lit u d a n d   t h e   tr ian g u lar   w av e f o r m   a m p lit u d w as  o p ti m ized   b ased   o n   its   d ep en d en c y   to   th T HD  ch an g i n g .   L o w er   T HD  v alu e s   w er o b s er v ed   f o r   s m a l l v ar iatio n   r an g o f   t h a m p l it u d m o d u latio n   in d e x .       RE F E R E NC E   [1 ]   C io b o taru .   R,   e al ,   C o n tr o o f   sin g le - sta g e   sin g le - p h a se   P V I n v e rt e r” ,   P r o c .   P EL INCEC ,   2 0 0 5 .   [2 ]   O .   A .   El   Ba ss io u n y ,   e al ,   En e rg y   E ff icie n t   Co st - e ff e c ti v e   In v e rter  Co n f ig u ra ti o n   f o Re sid e n ti a P h o t o v o lt a ic   S y st e m s” ,   J o u rn a o P o we r E lec tro n ics ,   2 0 1 0 1 0 6 5 - 7 1 .   [3 ]   M.  Ora b i ,   e al ,   S t u d y   a n d   A n a ly sis  o f   N e w   T h re e - p h a se   M o d u l a M u lt i - L e v e In v e rter” ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stria El e c tro n ics 2 0 1 6 ;   9 9 .   [4 ]   M .   T h iru m a lai,   e al ,   De sig n   a n d   I m p le m e n tatio n   o f   H y b rid   M u lt il e v e In v e rter  f o h ig h   Ou t p u t   E f f i c ien c y ,   S m a rt  S tru c tu re s an d   S y ste m s (ICS S S ),   IEE In tern a ti o n a Co n f e re n c e ,   2 0 1 3 4 1 - 4 5 .     [5 ]   P .   M .   Bh a g w a e al ,   Ge n e ra li z e d   S tr u c tu re   o f   a   M u lt il e v e P W M   I n v e rter ”,   IEE T ra n s .   In d .   A p p li c a t 1 9 8 3 ;   1 9 ( 6 ):  1 0 5 7 - 1 0 6 9 .   [6 ]   V .   G .   Ag e li d is,   e al ,   A   M u lt il e v e P W M   In v e rter  T o p o lo g y   f o P h o t o v o lt a ic  A p p li c a ti o n s” ,   P r o c .   IEE IS IE 1 9 9 7 5 8 9 - 5 9 4 .     [7 ]   J.  Ro d rig u e z ,   e t   al M u lt il e v e I n v e rter:  A   S u rv e y   o f   T o p o lo g ies ,   Co n tro ls,   a n d   A p p li c a ti o n s ,   I EE T ra n I n d   El e c tro n 2 0 0 2 ;   4 9 (4 ): 7 2 4 3 8 .   [8 ]   Bh a g wa P . M . ,   e a l. ,   G e n e ra li se d   S tru c t u re   o f   a   M u lt il e v e P W M   In v e rter ,   IEE T ra n s.  o n   I n d u str y   Ap p li c a ti o n s 1 9 8 3 1 9   (6 ):   1 0 5 7 - 1 0 6 9 .   [9 ]   Ku m a r.   R.   N,   Ba s k a ra n .   J,  En e rg y   M a n a g e m e n S y ste m   f o H y b rid   RES   w it h   H y b rid   Ca sc a d e d   M u lt iv e In v e rter” ,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) .   2 0 1 4 4 (1 ):   2 4 - 3 0 .   [1 0 ]   Ro sli.   M .   A ,   Ya h a y a .   N.  Z,   Ba h a ru d i n .   Z,   M u lt i - i n p u DC - A In v e rter  f o H y b rid   Re n e w a b le   En e rg y   P o w e S y st e m ,   In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o f   El e c trica a n d   C o mp u ter   En g i n e e rin g   ( IJ ECE ) .   2 0 1 5 6 ( 1 ):  4 0 - 5 2 .   [1 1 ]   Ba ss i.   H.  M ,   A   M o d u latio n   S c h e m e   f o F lo a ti n g   S o u rc e   M u lt i lv e In v e rter  T o p o lo g y   w it h   In c re a se d   Nu m b e o f   Ou tp u L e v e ls” ,   In t e rn a ti o n a l   J o u rn a o El e c trica l   a n d   C o mp u ter   En g i n e e rin g   ( IJ ECE ) .   2 0 1 6 6 (5 ).   [1 2 ]   Ch o N. S . ,   e a l ,   A   G e n e ra Circ u it   T o p o lo g y   o f   M u lt il e v e In v e rter” IEE T ra n s.  On   Po we El e c t ro n ics .   1 9 9 1 6 :   96 - 1 0 3 .   [1 3 ]   M e y n a rd   T . A . ,   e a l,   M u lt i - L e v e Co n v e rsio n Hig h   V o l t a g e   Ch o p p e rs an d   V o l tag e   S o u rc e   In v e rters ,   IEE T ra n s.   o n   P o we r E lec tro n ics ,   1 9 9 2 ;3 : 3 9 7 - 4 0 3 .   [1 4 ]   Na b a e   A . ,   e a l,   A   Ne Ne u tra l -   P o i n t - Clam p e d   P W M   In v e rter ,   IEE T ra n s.  On   In d u stry   Ap p li c a ti o n s ,   1 9 8 1 ;   1 7 ( 5 ):  5 1 8 - 5 2 3 .   [1 5 ]   L iu   H.L . ,   e al ,   Op ti m a l   P W M   De sig n   f o r   Hig h   P o w e T h re e - L e v e In v e r ter  th ro u g h   Co m p a ra ti v e   S tu d ies IEE E   T ra n s.  o n   Po we r E lec tro n ics .   1 9 9 5 1 0 (1 ) 3 8 - 4 4 .   [1 6 ]   S M a ru y a m a   T . ,   e al ,   A   N e w   A s y n c h ro n o u P W M   M e t h o d   f o a   T h re e - L e v e In v e rter” Co n f.   R e c .   IEE PE S C 1 9 9 1 3 6 6 -   3 7 1 .   [1 7 ]   L a R. ,   e al ,   P W M   M e th o d   fo Re d u c ti o n   o f   S w it c h in g   L o ss   i n   a   F u ll - Brid g e   In v e rter” IEE T ra n s.  o n   P o we r   El e c tro n ics ,   1 9 9 5 1 0 ( 3 ):  3 2 6 - 3 3 2 .   [1 8 ]   Oh sa to   M . H. ,   e al ,   Ch a ra c teristics   o f   Re so n a n Ty p e   F iv e - L e v e P W M   In v e rter  Us e d   in   S m a ll - S c a led   P h o t o v o lt a ic S y ste m s” Co n f.   R e c .   IEE PE S C ,   1 9 9 2 7 2 6 - 7 3 1 .   [1 9 ]   Hin g a   P . K.,   e al ,   A   Ne w   P WM   In v e rter  f o P h o t o v o lt a ic  P o w e G e n e ra ti o n   S y ste m Co n f.   Rec .   IEE PE S C ,   1 9 9 4 3 9 1 - 3 9 5 .   [2 0 ]   F ra n q u e lo .   L .   G ,   e al A   F lex i b le  S e lec ti v e   Ha r m o n ic  M it ig a ti o n   T e c h n iq u e   to   M e e g rid   C o d e in   th re e - L e v e P W M   C o n v e rters ,   IEE T r a n s I n d   E lec tro n ,   2 0 0 7 5 4 (6 ) 3 0 2 2 3 0 2 9.   [2 1 ]   A .   N a b a e ,   I.   e t   al ,   Ne Ne u tral - P o in t - Clam p e d   P W M   In v e rter,”  In d u stry   Ap p l ica ti o n s,  IEE T ra n sa c ti o n s ,   1 9 8 1 1 7 ( 5 ):  5 1 8 - 5 2 3 .   [2 2 ]   M a li n o w sk i.   M ,   e al ,   A   S u rv e y   o n   Ca sc a d e d   M u lt i lev e In v e rters ,   In d u stri a El e c tro n ics ,   I EE T ra n sa c ti o n s 2 0 1 0 5 7 ( 7 ):  2 1 9 7 - 2 2 0 6 .   [2 3 ]   El - Na g g a r.   K,  e al S e lec ti v e   Ha r m o n ic  E li m in a ti o n   o f   n e f a m il y   o f   M u lt il e v e In v e rters   u sin g   G e n e ti c   A l g o rit h m s” ,   En e rg y   Co n v e rs   M a n a g e,   2 0 0 8 4 9 ( 1 ):8 9 9 5 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.