I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute r  E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   5 ,  Octo b e r   2 0 1 9 ,   p p .   3 8 8 0 ~3 8 9 0   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 ,  DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 5 . p p 3 8 8 0 - 3890          3880       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Enha ncing  t he   pe rfor m a n c e of  ca sca ded t hre e - lev el   VSC  STAT CO M  by A NN  co nt ro ller w ith  SVP WM   in tege g ra tion       M o ha m a d M ilo o d Al m elia n 1 ,   I zz eldin .   I .   M o hd 2 ,  Abu  Z a ha rin A h m a d 3 ,  M o ha m ed  Sa le m 4 ,   M o ha m ed  A .   O m ra n 5 ,   Aw a ng   J us o h 6 , T o le   Su t i k no 7   1 , 2, 3, 5 F a c u lt y   o f   E lec tri c a l  a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g ,   Un iv e rsiti   M a la y sia   P a h a n g ,   M a lay sia   4 S c h o o l  o f   El e c tri c a l  a n d   El e c tro n ic E n g in e e rin g ,   Un iv e rsit i  S a in s  M a la y sia ,   M a la y sia   6   F a c u lt y   o f   El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n o lo g i  M a lay sia ,   M a lay sia   7   De p a rtm e n t  o f   E lec tri c a l  En g in e e rin g ,   Un iv e r sitas   A h m a d   Da h lan ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv e   J an   2 1 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   A p r   17 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   Ma y   11 ,   2 0 1 9       T h is  a rti c le  p re se n ts  a   c a sc a d e d   th re e - lev e l  v o lt a g e   so u rc e   c o n v e r ter  (V S C)   b a se d   S T AT C OM  e m p lo y in g   a n   a rti f icia l  n e u ro n   n e tw o rk   (A NN )  c o n tro ll e r  w it h   a   n e w   si m p le   c ircu it   o f  sp a c e   v e c to r  p u lse   w id th   m o d u latio n   (S VP W M )   tec h n iq u e .   T h e   m a in   a i m   o f   u ti li z in g   A NN   c o n tro ll e r  a n d   S VP W M   tec h n iq u e   is  to   m in im ize   r e sp o n se   ti m e   (RT )  o f   S TAT C OM  a n d   i m p ro v e   it s   p e rf o r m a n c e   re g a rd   to   P F   a m p li tu d e ,   a n d   t o tal  h a rm o n ic  d isto r ti o n   (T HD )  o f  V S C  o u t p u t  c u rre n t  d u rin g   t h e   p e rio d   o f   lag g in g /l e a d in g   P F   lo a d s   (in d u c ti v e /ca p a c it iv e   lo a d s).  T h e   p e rf o r m a n c e   o f   S TAT COM  is  tes ted   u si n g   M AT LAB/S IM UL INK   in   IEE E  3 - b u s  s y st e m .   T h e   si m u latio n   re s u lt s  c lea rl y   p ro v e d   th a t  t h e   S T AT COM  w i th   in tel li g e n t  c o n tr o ll e r  is  m o re   e ff icie n t  c o m p a re d   to   a   c o n v e n ti o n a l  c o n t ro ll e r  ( P I  c o n tr o ll e r),   w h e re   A N N  e n a b les   th e   v o lt a g e   a n d   c u rre n t  to   b e   in   th e   sa m e   p h a se   ra p id ly   (d u rin g   1 . 5   c y c les )   wi th   T HD   les s th a n   5 % .   K ey w o r d s :   A N N  co n tr o ller   C ascad ed   H - b r id g e  th r ee - lev el   VSC   ST A T C OM     P I   co n tr o ller     P o w er   f ac t or   SVP W M  tech n iq u e    Co p y rig h t  ©   2 0 1 9   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo h a m ad   Milo o d   A l m elia n ,    Facu lt y   o f   E lectr ical  a n d   E lect r o n ics E n g i n ee r in g ,   Un i v er s iti Ma la y s ia  P ah an g   ( UM P ) ,   2 6 6 0 0   P ek an ,   P ah an g ,   Ma la y s ia .   E m ail:  A l m al y a n 8 4 @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N     T h e  w id esp r ea d   u s e  o f   p o wer   elec tr o n ic - b ased   eq u ip m e n t  a n d   in d u cti v e/ca p ac it i v e  l o ad s   h av e   b r o u g h t   p o w er   q u alit y   p r o b lem s   in   d is tr ib u tio n   s y s te m s .   T h e  m o s t   co m m o n   p o w er   q u alit y   p r o b lem s   to d a y   ar e   lo w   P F  an d   h ar m o n ic  d i s to r tio n   [ 1 ,  2 ] .   T h e  lo w   P F  an d   H ar m o n ic  c u r r en ts   i n   t h e  d is tr i b u tio n   s y s te m   ca n   ca u s e  h ea t in g   in   t h e  elec tr ical  eq u ip m en t,  v ib r atio n / n o is e   in   m a ch i n e s ,   an d   m al f u n cti o n   o f   th e  s en s iti v e   eq u ip m e n t   [ 3 ] .   C o n v e n tio n al   co m p e n s ato r s   s u c h   as  a  f i x ed   ca p ac ito r   an d   r ea cto r   b an k s   a n d   s tatic  V A R  co m p e n s ato r s   h av e  b ee n   w id el y   u s ed   f o r   th e  i m p r o v e m en t o f   elec tr ic  p o w er   q u a lit y .   W it h   t h e  ad v a n ce m e n t o f   m icr o p r o ce s s o r   an d   s e m ico n d u cto r   tech n o lo g y ,   ca s ca d ed   m u ltil e v el  V SC - b ased   c u s to m   p o w er   d ev ice s   h a v e   b ee n   in tr o d u ce d   i n   d is tr ib u tio n   s y s te m s .   ST A T C O M  i s   a  V SC - b ased   cu s to m   p o w er   d ev ic e  an d   m ee ts   t h e  lo ad   cu r r en t c o m p e n s atio n   r eq u ir e m en ts   s u c h   as r ea ctiv e  p o w er   co m p e n s at io n   [ 4 - 6 ] .    T h e  p er f o r m a n ce   o f   ST A T C OM   is   m a in l y   d ep en d i n g   o n   t h e  ac cu r atel y   an d   s p ee d   er r o r   s ig n als  ar e  co m p e n s ated .   T h er ef o r e,   a  co n tr o l  alg o r ith m   is   t h e  m o s t  im p o r ta n t  p ar t  o f   a  ST A T C OM   u s ed   f o r   d y n a m ic   co n tr o l  o f   r ea ctiv e  p o w er   [ 7 ,  8 ] .   I n   g en er al,   t h e  P I   co n tr o ller   is   w id el y   u s ed   as  a  co n tr o l  u n i t  o f   ST A T C OM   d ev ice  d u e  to   its   s i m p le  a n d   ea s y   to   i m p le m e n t.  T h er e  is   a  n u m b er   o f   s t u d ies  i n tr o d u ce d   b y   r e s ea r c h er s   t h a t   r elate d   to   th e  ST A T C OM   b ased   o n   P I   c o n tr o ller   in   o r d er   t o   d etec t  th e  P F  o f   th e  p o w er   s y s te m .   T h e   b asic   o p er atin g   p r in cip le  o f   ST A T C OM   w it h   d ir ec t  c u r r en t  co n tr o l  s c h e m e  d ep en d ed   o n   P I   co n tr o ller   f o r   P F   i m p r o v e m en t  u n d er   lin ea r   an d   n o n - li n ear   lo ad   co n d itio n   [ 9 ] .   T h e  liter atu r e  in   [ 10 ]   d ea ls   w it h   5 - le v el  ca s ca d ed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E n h a n ci n g   th e   p erfo r ma n ce   o f   ca s ca d ed   th r ee - leve l V S C   S TATC OM b y  A N N …    ( Mo h a ma d   Mil o o d   A lmelia n )   3881   VSC   w i th   SP W M  tech n iq u e   an d   P I   co n tr o ller   w h ich   e s t ab lis h ed   f o r   ST A T C OM   f o r   co r r ec tin g   P F  an d   d ec r ea s es  T HD  o f   th e  s y s te m .   W h ile ,   a  n e w   ap p r o ac h   o f   t h e  p r ed ictiv e  co n tr o l  s y s te m   b a s ed   P I   co n tr o ller   is   u s ed   to   co n tr o l  th e  ST A T C OM   f o r   co m p en s ati n g   h ar m o n ics  an d   en h a n ce   P F   [ 1 1 ] .   PI  co n tr o ller   d esig n   p r o ce d u r e  w a s   g i v e n   f o r   t w o - lev el  VS C   ST A T C OM   f o r   P F  co r r ec tio n   in   [ 12 ] .   Ho w e v e r ,   T h e  co n v en tio n al   co n tr o ller   lik e  P I   co n tr o ller   r eq u ir es  p r ec is e  lin ea r   m at h e m atica l  m o d el s ,   w h ic h   ar e  d if f icu l t  to   o b tain   an d   f ails   to   p er f o r m   s ati s f ac to r ily   u n d er   p ar a m eter   v ar iatio n s   n o n li n ea r it y   lo ad   d is tu r b a n ce ,   etc   [ 13 ,  14 ] .    R ec en t l y ,  a   m aj o r   ef f o r t  h as   b ee n   u n d er w a y   to   d e v elo p   n e w  an d   u n co n v en t io n al  co n tr o l  t ec h n iq u es   t h at  ca n   o f ten   a u g m e n t  o r   r ep lace   co n v e n tio n al  co n tr o l  tech n i q u es.  Un li k e  t h eir   co n v e n ti o n al  co u n ter p ar ts ,     th ese  u n co n v e n tio n al  co n tr o ller s   s u c h   as  A N N  co n tr o ll er   ca n   le ar n ,   r e m e m b er   an d   m a k e  d ec is io n s .   Fu r t h er m o r e,   it   p r o v id es  f ast   d y n a m ic   r esp o n s e   w h ile  m ai n ta in i n g   t h e  s tab ilit y   o f   t h e  co n v er ter   s y s te m   o v er   a   w id e  o p er atin g   r an g e.   C u r r en tl y ,   v ar io u s   r esear c h e r s   h av e  i n tr o d u ce d   in   li ter atu r e  th e  i m p r o v e m en t  o f   S T A T C OM   pe r f o r m a n ce   u s i n g   A NN  tec h n iq u e s   [ 6 ,  8 ,  13 - 15 ] .   T h ese  s t u d ies  ar e   d ep en d in g   o n   s in u s o id al - P W M  ( SP W M)   tech n iq u e  f o r   co n tr o llin g   s w it ch in g   g ates  o f   VS C ,   w h er e  S P W M  is   co n s id er ed   a  co n v en tio n al  tec h n o lo g y ,   w h ic h   h as   b ee n   e x te n s iv el y   u s ed   b ec au s e   it   i m p r o v e s   th e   v o lta g e   h ar m o n ic   co m p o n en ts   to   h i g h er   f r eq u en c ies.  Ho w ev er ,   SVP W M  tech n iq u e  h as  b ee n   in cr ea s in g l y   u s ed   in   t h e  last   d ec a d e  b ec au s e  it  allo w s   r ed u cin g   co m m u tatio n   lo s s   a n d   th e  h ar m o n ic  c u r r en t  o f   t h e  o u tp u t  v o ltag e  a n d   o b tain s   h i g h er   a m p lit u d e   m o d u latio n   i n d ex es  if   co m p a r ed   w it h   t h e  co n v en tio n al  SP W M  tech n iq u e   [ 16 ] .   Mo r eo v er ,   alth o u g h   s o m e   th ese  s tu d ies  w er e  as s o ciate d   to   th e  P F  co r r ec tio n ,   th er e  is   n o   s i m u lat io n   d escr ib ed   R T   a n d   p er f o r m a n ce   o f   ST A T C OM   w i th   r eg ar d   to   P F a m p lit u d e  an d   T HD  d u r in g   a  p er io d   o f   lag g in g /lead i n g   P F l o ad .   I n   th i s   p ap er ,   C ascad ed   3 - le v e l  VSC   ST A T C OM   is   co n tr o ll ed   b y   ANN  w it h   a  n e w   s i m p l e  cir cu it  o f   SVP W M  tech n iq u e.   T h e  n e w   cir cu it   is   m u c h   s i m p ler   a n d   m o r e  e x ec u tab le  t h a n   co n v e n tio n al  SVP W M   w it h o u t  lo o k - u p   tab les  o r   co m p lex   lo g ical  j u d g m en t s .   T h is   co m b in at io n   ( ST A T C OM )   o f f er s   s p ee d y   P F  co r r ec tio n   w it h   v er y   lo w   T HD   f o r   VSC   o u tp u t c u r r en t.       2.   CO NF I G URA T I O N  O F   P RO P O SE D  ST AT CO M   I n   th i s   r esear ch ,   t h e  m o d elin g   o f   ST A T C OM   is   p r ese n ted   in   th e  t h r ee - p h a s e  I E E E   3 - b u s   te s t  s y s te m .   T h e  test   s y s te m   is   i n clu d i n g   t w o   A C   p o w er   s u p p l y   ( G1 ,   G2 ) ,   tw o   t y p es  o f   lo ad s   ( in d u ct iv e  an d   ca p ac itiv e) ,   an d   ST A T C OM   d ev ice  cir cu it   as d escr ib ed   in   Fig u r e  1 .             Fig u r e  1 .   P r o p o s ed   o f   ST A T C OM   cir cu it c o n n ec ted   to   I E E E   3 - B u s   s y s te m       ST A T C OM   is   a  co n v er ter - b ased   cu s to m   p o w er   d ev ice.   I t  co n s is t s   o f   a  ca s ca d ed   3 - lev el  VS C ,   co u p lin g   in d u ctan ce   ( L f )   w h ic h   r ep r esen ted   L   f ilter ,   SVP W M  tech n iq u e,   an d   co n tr o l  cir cu it,  w h er e  t h e  VSC   is   a  b asic b u ild in g   b lo ck   o f   STA T C OM .     2 . 1 .     Ca s ca ded H - b ridg e  t hre e - l ev el  VSC   T h e  m u lt ilev e l  VS C   w it h   ad v an ta g e s   s u ch   a s   d ir ec t  co n n ec tio n   to   th e  d is tr ib u tio n   s y s te m   a n d   i m p r o v e m en t  o f   th e  h ar m o n ic  co n ten t  o f   o u tp u t  v o lta g e  co m p ar ed   w ith   co n v e n tio n al  t w o - lev el  V SC   o p er atin g   in   t h e  s a m e  s w i tch i n g   f r eq u e n c y   h as  b ee n   u s ed   i n   ST A T C OM   ap p licatio n s .   C ascad ed   m u lti lev e l   VSC   a m o n g   m u l tile v el  V SC   t o p o lo g ies is   th e   m o s t p o p u lar   to p o lo g y   b ec au s e   o f   u s i n g   t h e  s m al lest   n u m b er   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   5 ,  Octo b er   2 0 1 9   :   3 8 8 0   -   3890   3882   co m p o n e n t s   a n d   t h e  f le x ib il it y   o f   th e   cir cu i t  la y o u t.   C ascad ed   VSC   to p o lo g y   is   b ased   o n   th e   s er ie s   co n n ec tio n   o f   H - b r id g es  w i t h   s ep ar ate  d c  v o lta g e  s o u r ce s .   I n   t h i s   V SC   s tr u c tu r e,   t h e   n u m b er   o f   o u tp u t   v o ltag e  le v els  ca n   b e  ea s il y   in cr ea s ed   b y   ad d in g   o r   d ec r ea s ed   b y   r e m o v i n g   th e  H - b r id g es  [ 6 ,  17 ] .  No w ad a y s ,  ca s ca d ed   H - b r id g e  VS C   ca n   b e  co n n ec ted   to   d is tr ib u tio n   s y s te m s   w it h o u t  u s i n g   s tep - d o w n   tr an s f o r m er s   b ec au s e  o f   co m m er cial l y   a v ai lab le  I GB T s   w it h   h ig h   v o ltag e  an d   cu r r en t  r ati n g s .   T h er ef o r e,   th e  VSC   ca n   b e   co n n ec ted   to   th e  p o w er   s y s te m   v ia  L f .   T h e  s tr u ct u r e  o f   t h e  H - b r id g e  th r ee - le v el  VS C - b ased   ST A T C OM   is   s h o w n   i n   Fi g u r e  2 .   H - b r id g es   ar e  co n n ec ted   to   t h e  p o w er   s y s te m   b y   m ea n s   o f   an   L f   at   th e   B u s - 3   ( P C C )   an d  o n e  H - b r id g e  u n it i s   u s ed   f o r   ea ch   p h ase.           Fig u r e  2 .  C ascad ed   H - b r id g e  3 - lev el  V SC       T h e  b asic  o p er atio n   p r in cip le  o f   th e  ST A T C OM   is   b as ed   o n   t w o   AC   s o u r ce s   ( S y s te m   a n d   ST A T C OM )   w it h   t h e  s a m e  f r eq u en c y   b y   m ea n s   o f   co u p li n g   i n d u c tan ce   [ 18 ] .   E x ch a n g e  o f   r ea ctiv e  p o w er   b et w ee n   t h e  s y s te m   a n d   ST AT C OM   is   ac h ie v ed   b y   ad j u s ti n g   t h e  a m p lit u d e  o f   t h e  V SC   o u tp u t  v o lta g e  ( Vc) .   I f   th e  a m p l itu d e  o f   t h e  VS C   o u tp u t  v o ltag e  i s   g r ea ter   th a n   t h e  s y s te m   v o lta g e  ( Vs),   th e  S T A T C OM   g en er ate s   ca p ac itiv e  r ea ctiv e  p o w er .   Ot h er w is e,   t h e  ST A T C OM   ab s o r b s   in d u cti v e  r ea cti v e  p o w er .   I f   th e  a m p lit u d e  o f   th e  VS C   o u tp u t  v o lta g e  is   eq u al  to   th e  s y s te m   v o lta g e,   th e  ex c h an g e  o f   r ea cti v e  p o w er   b et w ee n   th e  ST A T C OM   an d   t h e  s y s te m   w i ll  b e  ze r o .   R ea cti v e  p o wer   g en er ated /ab s o r b ed   b y   t h e  ST A T C OM   is   g i v en   b y   t h e  f o llo w in g   eq u atio n :     =  ( −     ∗ c os ( α ) )   ( 1 )     W h er e,   Q:  R ea cti v e  p o w er   g en er ated   o r   ab s o r b ed   b y   t h e  ST A T C OM ,   X Lf   is   th e  r e ac tan ce   o f   co u p lin g   i n d u cta n ce ,   an d   t h e  p h ase  an g le  b et w ee n   t h e   v o ltag e  o f   t h e  VS C   o u tp u t  an d   th e  s y s te m .   I n   ST A T C OM   o p er a tio n ,   d c  v o ltag e s   ar e  h eld   b y   d c - lin k   ca p ac ito r s .   Sin ce   t h er e  is   n o   en er g y   s o u r ce   co n n ec ted   to   t h e  d c - li n k ,   n et   ac tiv e  p o w er   tr an s ac ted   b y   th e  ST A T C OM   m u s t  b e  ze r o .   I n   p r ac tice,   en er g y   lo s s es  o cc u r   i n   ca p ac ito r s   a n d   VSC   s w i tch e s .   I f   th e s e  lo s s es   ar e  n o t  s u p p lied   f r o m   t h e  s y s te m ,   t h e  ca p ac ito r s   w il l  d is c h ar g e.   T o   p r ev en t  d i s ch ar g in g   o f   ca p ac ito r s ,   s o m e  ac tiv e   p o w er   m u s t  b e  d r a wn   f r o m   t h e  s y s te m .   A cti v e  p o w er   ( P )   ab s o r b ed   b y   th e  ST A T C OM   is   d eter m in ed   as f o llo w s :     = ∗  s in   ( 2 )     T h e  ( 3 )   p r esen ts   th e  ca lcu la tio n   o f   co u p lin g   i n d u c tan ce   ( L f )   th at  r ep r esen ted   th e  L   f i lter   wh ich   u s ed   to   m iti g ate  h ar m o n ic s   o f   VS C   o u tp u t .     = 1 8 ×   × ∆   ( 3 )     W h er e     is   th e  s w i tch i n g   f r eq u en c y ,   an d   ∆   is   th e  m a x i m u m   r ated   l o ad   cu r r en t    p ea k   r ip p le   w h ic h   eq u als ( 5 -   2 0 %)  o f   r ate d   s u p p l y   cu r r en t o f   p o w er   s y s t e m .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E n h a n ci n g   th e   p erfo r ma n ce   o f   ca s ca d ed   th r ee - leve l V S C   S TATC OM b y  A N N …    ( Mo h a ma d   Mil o o d   A lmelia n )   3883   2 .2 .    SVPW M   t ec hn iqu e  s ig n a l   T h e  SVP W M  tech n iq u e  h a s   b ee n   in cr ea s in g l y   u s ed   in   t h e  l a s t  d ec ad e  to   g en er ate  th e  o u tp u t  v o lta g e   o f   VS C   b ec au s e  it  allo w s   r ed u cin g   co m m u tat io n   lo s s es  a n d /o r   th e  h ar m o n ic  co n ten t  o f   o u tp u t  v o lta g e  an d   to   o b tain   h i g h er   a m p lit u d e  m o d u latio n   in d e x es i f   co m p ar ed   w it h   co n v en tio n al  SP W M  tech n i q u e [ 19 ] .   I n   g e n er al,   th e  co n v en t io n al  SVP W M  i m p le m en ta ti o n   in v o lv e s   th e  f o llo w in g   s tep s :   Secto r   id en tif ica tio n   i n   w h ic h   th e  i n s tan ta n eo u s   r ef er e n c e  s p ac e  v ec to r   lies ,   m ap p in g   th is   s ec to r   to   an   ap p r o p r iate  s ec to r   in   th e  in n er   h ex ag o n   th r o u g h   co o r d in ate  tr an s f o r m atio n s ,   d eter m in a tio n   o f   th e  i n v er ter   v ec to r   s w itc h i n g   t i m e s ,   an d   s e lectin g   ap p r o p r iate  in d iv id u al  v ec to r s   u s i n g   s w itc h i n g   s eq u e n ce   tab les  [ 20 ,  21 ] .  T h er ef o r e,   th is   s ec tio n   p r esen ts   a  s i m p le   an d   lo w - co s t   i m p le m e n tatio n   o f   SVP W M  tech n iq u e  in   w h ich   th e   P W M  s w itc h i n g   ti m es  f o r   t h e  in v er ter   le g s   ar e  d ir ec tl y   d er i v ed   f r o m   t h e  s a m p led   a m p lit u d es  o f   t h e  r e f er en ce   p h ase  v o lta g es.  T h e  SVP W M  tech n iq u e  s c h e m e  is   d is p la y ed   in   Fi g u r e  3 ,   w h er e  b y   co m p ar in g   o u tp u t o f   s p ac e   v ec to r   cir cu it  w i th   P W M  s i g n al  ( ca r r ier   s ig n al) ,   t h e  p r o p er   p u ls es  f o r   ea ch   in v er ter   leg s   i n   ea ch   p h ase  w i ll  b e  g en er ated   [ 20 ].           Fig u r e  3 .  SVP W M  s ch e m e       T h e  SVP W M     T h e  n e w   SVP W M  tech n iq u e  u s ed   i s   co m p l etel y   b ased   u p o n   t h e  i n s ta n ta n eo u s   v alu e   o f   t h e  r ef er e n ce   p h a s e  v o ltag e  o f   all   th e   p h ase s .   T o   o b tain   t h e  o u tp u t  s i g n al   o f   th e   s p ac e  v ec to r   cir cu i t,   a  r ef er en ce   p h ase  v o lta g es  V re f   is   ad d ed   to   th e  co m m o n   m o d e  v o ltag e  V set   w h ic h   g i v e n   b y   eq u atio n   ( 4 )   [ 19 ] ,  w h er e  t h e  m ax i m u m   m a g n i tu d e  o f   th e   th r ee   s a m p led   r ef er en ce   p h a s e  v o ltag e s   is   V m ax   w h ile  th e  m i n i m u m   m ag n it u d e  o f   t h e  th r ee   s a m p le d   r ef er en ce   p h ase  v o lta g e s   is   V m in .      = − ( +     ) / 2   ( 4 )     T h e  i m p le m e n tatio n   o f   S VP W M  u s i n g   in s tan tan eo u s   r e f er en ce   p h ase  a m p lit u d es  f o r   VSC   s c h e m e   in v o l v es t h e  f o llo w in g   s tep s :   a.   C alcu late  t h e  t i m e   eq u i v ale n t   o f   s a m p led   a m p lit u d es   o f   V an ,   V bn ,   a n d   V cn   f o r   t h e  p r e s en t   s a m p li n g   in ter v a l,  w h er e  T S   is   t h e  s a m p l in g   t i m e  p er io d .      =       ( 5 )    =       ( 6 )    =     ( 7 )     b.   Fin d   T set     as f o llo w i n g      = 0 . 5 (  +  )   ( 8 )     W h er e  T m ax   an d   T m in   ar e  th e  m ax i m u m   a n d   m i n i m u m   o f   T as   ,   T bs   ,   an d   T cs   .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   5 ,  Octo b er   2 0 1 9   :   3 8 8 0   -   3890   3884   c.   C alcu late  T a(g ate)   , T b(g ate)  ,   an d   T c(g ate)   as:     ( ) =  +      ( 9 )   ( ) =  +      ( 1 0 )   ( ) =  +    ( 1 1 )     W h er e  T a(g ate)   ,   T b(g ate)   ,   an d   T c(g ate)   ar e  th e  s ig n al s   w h ic h   w h e n   co m p ar ed   w it h   h i g h   f r eq u en c y   tr ian g u lar   w av e   i n   P W M  g e n e r ato r ,   p r o d u ce s   t h e  p u ls e s   f o r   VSC   s w i tch e s .   Fi g u r e  4   s h o ws  t h e  w a v e f o r m   o f   s ig n al s   T a(g ate)   ,   T b(gate)   ,   a n d   T c( g ate)   w h ich   r ep r esen ted   t h e  o u tp u t   o f   s p ac e  v ec to r   cir c u it  Hen ce   g ati n g   s i g n al   ( p u ls es)  is   g en er ated   w it h o u t  th e  r eq u ir e m e n t  o f   s ec to r   an g le,   also   lo o k - u p   tab les  f o r   s el ec tin g   th e  i n v er ter   s w itc h in g   v ec to r s   ar e   av o id ed   in   th is   s ch e m e.   I n   t h is   m et h o d   o n l y   s a m p led   r ef er en ce   p h ase  a m p lit u d e  is   r eq u ir ed ,   w h er e  th e  SVP W M  cir cu it  ca n   b e  u s ed   f o r   an y   m u ltil e v el  VS C   co n f ig u r atio n   an d   ca n   also   w o r k   i n   th e  o v er - m o d u la tio n   r eg io n .           Fig u r e  4 .  Ou tp u t  s ig n al s   o f   s p ac e  v ec to r   cir cu it       2 . 3 .    Str uct ure  o f   c o ntr o l c ir cu it   T h e  m ain   o b j ec tiv e  f o r   S T A T C OM   co n tr o l  cir cu it   i s   to   co r r ec t  th e  p o w er   f a cto r   u n d er   lag g in g /lead i n g   P F  lo ad s   b y   i n j ec tin g   o r   ab s o r b in g   r ea ctiv e   p o w er   to   o r   f r o m   th e   p o w er   s y s te m .   T h e  b asi c   co n tr o l  s tr ateg y   u s ed   f o r   th e  p r o p o s ed   S T A T C OM   co n tr o ller   is   d ir ec t  co n tr o l.  I n   th e  ca s e  o f   th e  d ir ec t  co n tr o l  s ch e m e,   t h e  r ea ctiv e  o u tp u t  c u r r en t  ca n   b e  co n tr o lled   d ir ec tl y   b y   t h e  i n ter n al  v o lta g e  co n tr o l  m ec h a n is m   o f   th e  co n v er ter   ( SVP W M)   in   wh ich   t h e  i n ter n al   d c  v o lta g e  i s   k ep t  co n s ta n t.  T h e  ST A T C O M  is   co n tr o lled   to   d eliv er   eith er   in d u cti v e  o r   ca p ac itiv e  cu r r e n ts   to   th e  p o w er   s y s te m   b y   v ar y i n g   its   o u tp u t  v o ltag e s   Vca ,   Vcb ,   an d   Vcc   [ 22 ] .   T h e  d ir ec t  co n tr o l  s ch e m e  e m p lo y ed   in   t h i s   w o r k   f o r   ca s ca d ed   3 - lev e l  V SC   ST A T C OM   i s   illu s tr ated   in   Fi g u r e  5 .   I n   th e  d esi g n   o f   th e  ST A T C O M  co n tr o ller ,   th e  r ef er en ce   P C C   v o lta g e  ( Vb u s 3 _ r ef )   is   co m p ar ed   w it h   th e  ac tu a l  P C C   v o lta g e  ( Vb u s 3 ) ,   an d   th en   th e  d i f f er e n ce   b et w ee n   t h ese  t w o   is   p r o ce s s ed   th r o u g h   a  P I /A N N   co n tr o ller   ( co n tr o l  u n it  1 )   w h ic h   p r o d u ce s   a n   ap p r o p r iate  v al u e  o f   m o d u latio n   i n d ex   ( M)   n ee d ed   f o r   m ai n tai n in g   th e   P F  o f   P C C   at   th e  d e s ir ed   v al u e.   B esid es   t h at,   a  s m all   a m o u n t  o f   ac ti v e  p o w er   f lo w   i s   m ad e  p o s s ib le  b y   p h ase  s h if tin g   ( la g g in g )   t h e  ST A T C OM   v o ltag e   w it h   r esp ec t  to   t h e  P C C   v o lta g e  b y   a  s m a ll  an g le   ( α )   in   o r d er   to   k ee p   t h e  d c  ca p ac ito r   v o ltag es   co n s tan t.  T h e  α   is   d eter m i n ed   b y   a n o th er   P I /A NN  co n tr o ller   ( co n tr o l  u n it  2 )   ac co r d in g   to   t h e  d if f er e n ce   b et w ee n   Vd c_ r ef   a n d   th e   Vd c.   Fi n all y ,   to   p r o d u ce   th e   s i n u s o id al  co n tr o l  s ig n als,  α   an d   th e  o u tp u t  o f   P h ase  lo o k   lo o p   ( PLL )   ( θ)   ar e   s u p p l ied   to   th e  p h ase  s h if ter   b lo ck .   T h ese  co n tr o l  s i g n al s   ar e  f ed   t o   th e  p r o d u ct  b lo ck   to g et h er   w it h   MI   to   cr ea te  r e f er en ce   s i g n al s   w h ic h   p ass ed   to   th e   SVP W M  b lo ck   to   g e n er ate  th e   f ir in g   p u ls e s   f o r   ea c h   H.   B r id g e   [ 23 ] .   P L L   h a s   b ee n   u s ed   to   s y n c h r o n ize   th e  o u tp u t v o lta g e  o f   t h e  ST AT C OM   w it h   th a t o f   t h e  s y s te m .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E n h a n ci n g   th e   p erfo r ma n ce   o f   ca s ca d ed   th r ee - leve l V S C   S TATC OM b y  A N N …    ( Mo h a ma d   Mil o o d   A lmelia n )   3885       Fig u r e  5 .  C o n tr o l c ir cu it o f   ca s ca d ed   3 - lev el  VS C   ST A T C O M       2 . 3 . 1.   P I   c o ntr o ller   P r o p o r tio n al - i n te g r al  ( P I )   C o n tr o ller   is   a  f ee d b ac k   co n tr o l  u n it  w h ich   g en er ate s   a  g ated   co m m an d   to   o p er ate  th e  C ascad ed   3 - lev el  VSC   ST A T C OM   a n d   to   co m p en s ate  t h e  er r o r ,   w h ic h   h a s   b ee n   ca lcu lated   b y   co m p ar i n g   d esire d   v a lu e s   a g a in s t   m ea s u r ed   v al u es   f o r   b o th   r ea ctiv e  /r ea l  p o w er   co n tr o l  u n i t  ( co n tr o l  u n ite  1   an d   2 ) .   PI  co n tr o ller   o u tf its   a  c o n tr o ller   w it h   p r o p o r tio n al  an d   in teg r al  ac tio n   as d ep icted   in   Fig u r e  6 .           Fig u r e  6 .  B lo ck   d iag r a m   o f   P I   co n tr o ller       T h e  m o s t  i m p o r ta n t  o b j ec t  in   t h e  P I   co n tr o l  d iag r a m   is   to   tu n e  P I   p a r am eter s   ( Ki  an d   Kp ) ,   w h er e  t h e   co r r ec tn ess   o f   t h e  r es u lt   to tal l y   d ep en d s   u p o n   th e s e  p ar a m eter s .     T h e  v a lu e   o f   Kp   an d   Ki  ca n   f in d   o u t  b y   u s i n g   v ar io u s   tech n iq u es.  I n   t h is   p ap er ,   KI   an d   Kp   ar e   2 5   an d   1   r esp ec tiv el y   f o r   th e  r ea ctiv e  p o w er   co n tr o l   lo o p ,   w h er ea s   t h e  v al u e  o f   p r o p o r tio n al  an d   in te g r al  g ai n s   f o r   ac tiv e  p o w er   co n tr o l u n it is   0 . 0 2 5 .     2 . 3 . 2.   ANN   c o ntr o ller   Neu r al - n et w o r k s   i s   o n e   o f   th e   n e w   tech n o lo g y   t h at  i s   g etti n g   f as h io n ab le  i n   th e  p r ese n t  er a.   A N N  i s   a  h ig h l y   i n ter co n n ec ted   n et wo r k   o f   a  lar g e  n u m b er   o f   p r o ce s s i n g   ele m e n ts   ca lled   n e u r o n s   in   an   ar ch itec tu r e   in s p ir ed   b y   t h e  h u m an   b r ain   [ 7 ,  8 ] .   I n   g e n er al,   th e  s tr u ct u r e  o f   th e  n e u r al  n et w o r k   co n s is t s   o f   s ev er al  la y er s   o f   n eu r o n s ,   an   i n p u t la y er ,   h id d e n   la y er s ,   a n d   o u tp u t la y er   as g i v en   i n   Fi g u r e  7 .   T h e  m ain   ai m   o f   t h e  A NN   co n tr o ller   is   to   f i n d   s u i tab le  v al u es  f o r   w ei g h ts   a n d   b iase s   w h ich   ar e  t h e   lear n ab le  p ar a m eter s   i n s id e  t h e  co n tr o ller   s tr u ct u r e  t h at  c au s e  t h e  d esire d   o u tp u t.  T h e   in p u t   to   th e   n e u r al  n et w o r k   is   t h e  er r o r   v o ltag e  a t  th e  P C C   a n d   th e  er r o r   v o ltag e  at  th e  d c  li n k .   T h e  er r o r   is   d eter m i n ed   an d   a  p o r tio n   o f   it is   p r o p ag ated   b ac k w ar d   th r o u g h   t h e  n et w o r k   [ 24 ] .   I n   th i s   p ap er ,   th e  tr ain in g   o f   a  n eu r al  n e t w o r k   is   d o n e  o f f l in e  b y   th e  L e v en b er g - Ma r q u ar d t  b ac k - p r o p ag atio n   ( L MB P )   alg o r it h m   t h at   is   h i g h l y   s u itab le   f o r   f ast  co n v er g e n ce ,   w h er e  t h e   in p u t  a n d   o u tp u t  d ata   ar e  s to r ed   in   t h e  w o r k s p ac e  wh ich   ta k en   f r o m   th e   co n v en t io n al  P I   co n tr o ller .   A NN  co n tr o ller   s tr u ct u r e  h as  3   la y er s   co m p o s ed   o f   o n e  i n p u t  la y er ,   o n e  h id d en   la y er   co n tain e s 1 0   n eu r o n s ,   a n d   o n e  o u tp u t  la y er ,   w h er e  Fig u r e  8   s h o w s   t h e  in n er   s tr u ctu r e  o f   t h e  ANN  co n tr o ller .   T h e  n u m b er   o f   ep o ch   r eq u ir ed   to   tr ain   th e  A N N  co n tr o ller   f o r   t h e  r ea cti v e  p o w er   co n tr o l  u n it  is   7 0   a n d   th e  b es t  v al id atio n   p er f o r m an ce   is   0 . 0 0 0 3 0 1   at   ep o ch   5 5   w h ile  t h e  n u m b er   o f   ep o ch s   f o r   ac tiv e  p o w er   co n tr o l  u n it  is   6 0   an d   t h e  b est  v alid atio n   p er f o r m a n ce   is   0 . 0 0 3 5 2   at  ep o ch   4 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   5 ,  Octo b er   2 0 1 9   :   3 8 8 0   -   3890   3886       Fig u r e  7 .  Gen er al  s tr u ct u r e  o f   n eu r al  n et w o r k           Fig u r e  8 .  I n n er   s tr u c tu r e  o f   ANN  co n tr o ller       3.   RE SU L T S  AND  D I SCU SS I O N   T h e  cir cu it  o f   ca s ca d ed   3 - lev el  VSC   ST A T C OM   w h ic h   co n n ec ted   to   b u s - 3   o f   th e  p o w er   s y s te m   ( I E E E   3 - b u s   s y s te m )   as  s h o wn   i n   Fi g u r e  1   is   m o d eled   in   MA T L A B /S i m u li n k ,   w h er e  t h e  cir cu i t  p ar a m eter s   ar e  lis ted   as f o llo w s:   -   R ated   A C   v o lta g e  i s   6 . 6 k V L - L, rm s ,   r ated   p o w er   i s   2 0 MV A ,   r esis ta n ce   i s   0 . 8 9   Ω ,   i m p ed an c e  is   1 6 . 4 8   m H,     an d ,   th e   f r eq u en c y   i s   5 0   H Z ,   th e  i m p ed an ce   b et w ee n   b u s es  ( Z 1 , 2 ,   Z 1 , 3 ,   an d   Z 2 , 3 )   ar e  0 . 0 5 + j 0 . 2   Ω ,   0 . 0 2 + j 0 . 1   Ω ,   an d   0 . 0 3 6 + j 0 . 1 2   Ω   r esp ec tiv el y ,   ac ti v e  p o w er   f o r   in d u cti v e  a n d   ca p ac itiv e  lo ad   is   1 MW   w h ile   i n d u cti v e/ca p ac iti v e  r ea ctiv e  p o w er   is   1 MV AR ,   f i lter   in d u cta n ce   is   1 0 . 7   m H,   D C   lin k   v o lta g e  i s   6 k V  an d   s w itc h i n g   f r eq u e n c y   is   2 k Hz.   -   T h e  s i m u latio n   r es u lts   b elo w   ill u s tr ate  th e  p er f o r m a n ce   o f   ca s ca d ed   3 - lev el  VS C   S T S T C OM   u n d er   P I /A NN  co n tr o ller   f o r   P F  co r r ec tio n   an d   T HD  o f   VSC   o u tp u t.  T h e  ST A T C OM   p er f o r m an ce   h a s   ev alu a ted   u n d er   t w o   ca s es  w h i ch   ar e  lag g in g   P F  lo ad   ( in d u ct iv e  lo ad )   ca s e  an d   lead in g   P F  lo ad   ( in d u ctiv e   lo ad )   ca s e,   w h er e  th e  tr a n s i tio n   ti m e  f o r   th e s e  ca s es i s   co n s i d er ed   f r o m   0   s ec   to   1 . 5   s ec .     3 . 1 .        Co m pen s a t io n o f   la g g i ng   P F   lo a d ( I nd uct iv e  lo a d)   3 . 1 . 1 .   P F   a m p litude  d uring   p er io d o f   ind uct iv e  lo a d    T h e  n atu r e  o f   in d u cti v e  lo ad s   is   r ed u cin g   t h e  P F,  w h ich   te n d s   to   0 . 7 1   w it h o u t  u tili ze d   ST AT C OM   as   d em o n s tr ated   i n   Fi g u r e  9 .   Nev er th ele s s ,   t h e  in ter f er en ce   o f   ST A T C OM   w i th   P I   co n tr o l  alg o r ith m   b r in g   b ac k   th e  P F  to   th e  0 . 9 8 2   th r o u g h   0 . 4 5 1   s ec   b ec au s e  o f   th e  STA T C OM   co m p en s ates  t h e  lack   o f   r ea ctiv e  p o w er   w h er ea s   th e  id ea l  m a x i m u m   v alu e  o f   P F  ( u n it y )   w a s   g ai n ed   b y   A NN  co n tr o ller   w ith in   0 . 0 3   s ec   as  s h o w n   in   Fig u r e  1 0   ( a)   an d   Fi g u r e  1 0   ( b ) .   Her e,   th e  A NN   co n tr o ller   h as  r ed u ce d   th e   er r o r   b et w ee n   t h e  ac t u al  v al u e  an d   d esire d   v alu e  to   th e  m i n i m u m   m o r e  t h a n   th e  P I   co n tr o ller   u n it.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E n h a n ci n g   th e   p erfo r ma n ce   o f   ca s ca d ed   th r ee - leve l V S C   S TATC OM b y  A N N …    ( Mo h a ma d   Mil o o d   A lmelia n )   3887       Fig u r e  9 .   P F o f   B u s - 3   d u r in g   i n d u cti v e  lo ad   p er io d   w it h o u t ST A T C OM         ( a)     ( b )     Fig u r e  1 0 .   P F o f   B u s - 3   d u r in g   in d u cti v e  lo ad   p er io d   w it h   ST A T C OM   b ased   o n ; ( a)   P I ,   ( b )   A N N       3 . 1 . 2.   T H D  v a lue during   ind uct iv e  lo a d per io d   A N N  co n tr o ller   a n d   SVP W M  tech n iq u e  h av e   i m p r o v ed   t h e  ST A T C OM   p er f o r m an ce   f o r   e li m i n ati n g   th e  VS C   o u tp u t  cu r r en t   h ar m o n ics,  w h er e,   th e  T HD  o f   VSC   o u tp u t  cu r r en t  w as  4 . 5 3 %  b y   A N N  co m p ar ed   to   th e  r esu lts   t h at  o b tain ed   w it h   P I   co n tr o ller   w h ich   te n d   to   5 . 8 5 % a s   p r esen ts   i n   Fi g u r e  1 1   ( a )   an d   Fig u r e  1 1   ( b ) .           ( a)     ( b )     Fig u r e  11 .  T HD  o f   ST A T C OM   o u tp u t c u r r e n t d u r in g   i n d u c tiv e  lo ad   p er io d .   ST A T C OM   b ased   o n ;   ( a)   PI,   ( b )   A NN       3 . 2 .        Co m pen s a t io n o f   lea din g   P F   lo a d ( Ca pa cit iv e   lo a d)   3 . 2 . 1 .   P F   a m p litude  d uring   p er io d o f   ca pa cit iv e   lo a d   Du r in g   th i s   ca s e,   th e   cu r r e n t  i s   a h ea d   co m p ar in g   w i th   th e  v o lta g e  o f   b u s   3 ,   w h e r e  th e  PF  m ea s u r e m e n t   r ec o r d ed   0 . 6 9   w ith o u t   ST A T C OM   a s   d is p la y e d   in   F ig u r e  1 2 .   W ith   th e   ab s o r p tio n   o f   th e   s u r p lu s   r ea ctiv e  p o w er   b y   t h e  ST A T C OM ,   t h e  P F  ca m e  b ac k   to   t h e  0 . 9 8 3   w it h i n   0 . 7 8 8   s ec   b y   e m p lo y i n g   t h e  P I   co n tr o ller .   Me an w h i le,   th e  p er f o r m a n ce   o f   A NN  aid ed   ST AT C OM   to   h av e  u n it y   P F  j u s t  d u r in g   0 . 0 3 5   s ec   as  p r o v ed   in   Fig u r e   13   ( a)   an d   F ig u r e  1 3   ( b ) .   T h e  R T   o f   S T AT C OM   is   d ev elo p ed   b y   A NN,   w h er e  in   th i s   ca s e,   th e  R T   o f   ANN  to   P I   is   4 . 4 4 % th at  is   m ea n in g   A NN  h as i m p r o v ed   th e  ti m e  to   9 5 . 5 5 %.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   5 ,  Octo b er   2 0 1 9   :   3 8 8 0   -   3890   3888       Fig u r e  12 .  P F o f   B u s - 3   d u r in g   ca p ac itiv e   lo ad   p er io d   w it h o u t ST A T C OM         ( a)     ( b )     Fig u r e  13 .  P F o f   B u s - 3   d u r in g   ca p ac itiv e   lo ad   p er io d   w it h   S T A T C OM   b ased   o n ; ( a)   P I ,   ( b )   A NN       3 . 2 . 2 .   T H D  v a lue during   ca pa cit iv e   lo a d per io d   T h e  h ar m o n ic s   m ea s u r e m e n t  o f   VSC   o u tp u t  c u r r e n t  t h at  i n j ec ted   in   th e  s y s te m   b y   t h e  S T A T C OM   f o u n d ed   o n   P I   an d   A NN  co n tr o ller   ar e  eq u al  5 . 9 7 %  an d   4 . 6 3 %  r esp ec tiv el y   as  clea r   i n   Fig u r e  1 4   ( a)   an d   Fig u r e  1 4   ( b ) .   T h at  m ea n s   t h e  ANN  h as  s u p p o r ted   th e  SV P W M  an d   L - f i lter   to   atte n u a t e  th e  m aj o r   p ar t  o f   cu r r en t  r ip p les  co m p ar ed   w i th   th e  r es u lt s   o b tain ed   b y   P I .   T h e  o v er all  r e s u l ts   co m p ar i s o n   f o r   ca s ca d ed   th r ee - lev el  V SC   ST A T C OM   p er f o r m an ce   b ased   o n   P I   an d   A NN   co n tr o ller   d u r in g   p er io d   o f   l ag g i n g /lead i n g   P F   lo ad   as sh o w n   i n   T ab le  1 .         ( a)     ( b )     Fig u r e  14 .  T HD   o f   ST A T C OM   o u tp u t c u r r e n t d u r in g   ca p ac itiv e   lo ad   p er io d .   ST A T C OM   b ased   o n ; ( a)   PI,   ( b )   A NN       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E n h a n ci n g   th e   p erfo r ma n ce   o f   ca s ca d ed   th r ee - leve l V S C   S TATC OM b y  A N N …    ( Mo h a ma d   Mil o o d   A lmelia n )   3889   T ab le  1 .   T h e  o v er all  r esu lts   co m p ar i s o n   f o r   ca s ca d ed   th r e e - l ev el  VS C   ST A T C OM   p er f o r m an ce   b ased   o n   P I   an d   A NN  co n tr o ller   d u r in g   p er io d   o f   lag g in g /lea d in g   P F lo ad .   C a se s   T h e   v a l u e s d u r i n g   p e r i o d   o f   L a g g i n g   P F   l o a d   ( I n d u c t i v e   L o a d )   L e a d i n g   P F   l o a d   ( C a p a c i t i v e   L o a d )   PF   T H D   PF   T H D   W i t h o u t   S T A T C O M   0 . 7 1   ---   0 . 6 9   ---   S TA T C O M   W i t h   P I   0 . 9 8 2   5 . 8 5 %   0 . 9 8 3   5 . 9 7 %   R T   o f   P I   ( s e c )   0 . 4 5 1   ---   0 . 8 4 3   ---   S TA T C O M   W i t h   A N N   1   4 . 5 3 %   1   4 . 6 3 %   R T   o f   A N N   ( se c )   0 . 0 3   ---   0 . 0 3 5   ---   I mp r o v e me n t   o f   P I   2 7 . 2 %   ---   2 9 . 3 %   ---   I mp r o v e me n t   o f   A N N   2 9 %   ---   3 1 %   ---   R T   o f   A N N   t o   P I   6 . 6 5 %   ---   4 . 1 5 %   ---       4.   CO NCLU SI O N   I n   th i s   p ap er ,   th e  i n teg r atio n   o f   th e  ANN  co n tr o ller   a n d   a  n e w   s c h e m e  o f   SVP W M  tech n i q u e  ar e   in tr o d u ce d   to   en h an ce   t h e  p er f o r m a n ce   o f   ca s ca d ed   3 - lev el  VSC   ST A T C OM   f o r   i m p r o v i n g   p o w er   f ac to r   an d   eli m i n ati n g   cu r r e n t  r ip p les  g e n er ated   b y   s e m ico n d u cto r   u s e d   in   VS C .   T h e  p er f o r m an ce   o f   ST A T C OM   b ased   o n   A NN  co n tr o l  alg o r it h m   is   s u cc e s s f u ll y   p r o v e n   b y   r esu l ts   w h er e  th e  P F  te n d s   to   o n e   an d   T HD  o f   VS C   o u tp u t  c u r r en t   te n d s   to   v al u e  l ess   t h a n   5 %   d u r in g   a   p er io d   o f   t h e  la g g i n g / lead in g   P F  lo ad   as  g iv e n   i n   T ab le  1 .   T h at  m ea n s ,   i n telli g en t  co n tr o l  m et h o d o lo g y   o f f er s   f ast  d y n a m ic  r esp o n s e  an d   tr ac k in g   ab ili t y   u n d er   al l   o p er atio n   co n d itio n s   co m p ar e d   w it h   a  tr ad itio n al  co n tr o ller   u n i t.       RE F E R E NC E S   [1 ]   N.  Is m a il   a n d   W .   N.  W .   A b d u ll a h ,   " En h a n c e m e n t  o f   p o we r  q u a li ty   in   d istri b u ti o n   sy ste m   u sin g   D - S TAT COM, "     in   2 0 1 0   4 th   In ter n a ti o n a l  P o we r E n g i n e e rin g   a n d   O p ti miza ti o n   Co n fer e n c e   ( PE OCO ) ,   2 0 1 0 ,   p p .   4 1 8 - 4 2 3 .   [2 ]   [ M .   M .   A lm e li a n ,   I.   I.   M o h d ,   M .   A .   O m r a n ,   a n d   U.  U.  S h e ik h ,   " P e rf o r m a n c e   o f   u n if ied   p o w e r  q u a li ty   c o n d it io n e r   (UP QC)  b a se d   o n   f u z z y   c o n tro ll e r  f o r  a tt e n u a ti n g   o f   v o lt a g e   a n d   c u rre n t  h a rm o n ics , "   in   IOP  Co n fer e n c e   S e r ies :   M a ter ia ls S c ien c e   a n d   En g in e e rin g ,   2 0 1 8 ,   p .   0 1 2 0 8 4 .   [3 ]   D.  M .   S o o m ro   a n d   M .   A lm e li a n ,   " Op ti m a l  d e sig n   o f  a   sin g le   tu n e d   p a ss iv e   f il ter  to   m it ig a te   h a r m o n ics   in   p o w e r  f re q u e n c y , "   AR PN  J o u rn a l   o f   En g in e e rin g   a n d   Ap p li e d   S c ien c e s,  v o l.   1 0 ,   p p .   9 0 0 9 - 9 0 1 4 ,   2 0 1 5.   [4 ]   B.   S i n g h ,   R.   S a h a ,   A .   Ch a n d ra ,   a n d   K.   A l - Ha d d a d ,   " S tatic  sy n c h ro n o u s  c o m p e n sa to rs  (S T AT C OM):   a   re v iew , "     IET   Po we r E lec tro n ics ,   v o l.   2 ,   p p .   2 9 7 - 3 2 4 ,   2 0 0 9 .   [5 ]   M .   M a h d ia n p o o r,   A .   Ki y o u m a r si,  M .   A tae i,   R.   A .   Ho o sh m a n d ,   a n d   H.  Ka rim i,   " A   m u lt i f u n c ti o n a l  DST AT COM  f o r  p o w e r  q u a li ty   i m p ro v e m e n t, "   T u rk ish   J o u rn a l  o f  E lec trica l  En g i n e e rin g   &   Co mp u ter   S c ien c e s,  v o l.   2 5 ,   p p .   1 7 2 - 1 8 3 ,   2 0 1 7 .   [6 ]   R.   Çö tel İ,   H.  A ç i k g ö z ,   B.   D a n d il ,   a n d   S .   T u n c e r,   " Re a l - ti m e   i m p le m e n tatio n   o f   th re e - lev e l   in v e rter - b a se d     D - S TAT COM  u sin g   n e u r o - f u z z y   c o n tro ll e r, "   T u rk ish   J o u r n a l   o f  El e c trica l  E n g in e e rin g   &   Co m p u ter   S c ien c e s,     v o l.   2 6 ,   p p .   2 0 8 8 - 2 1 0 3 ,   2 0 1 8 .   [7 ]   Y.  X ia o - p i n g ,   Z.   Ya n - ru ,   a n d   W .   Ya n ,   " A   n o v e l  c o n tro l  m e th o d   f o r  DST AT COM  u sin g   a rti f icia l  n e u ra l  n e tw o rk , "   in   2 0 0 6   CE S /IE E E  5 t h   I n ter n a ti o n a l  Po we r E lec tro n ics   a n d   M o t io n   Co n tro l   Co n fer e n c e ,   p p .   1 - 4 ,   2 0 0 6 .   [8 ]   M .   T .   A h m a d ,   N.  Ku m a r,   a n d   B.   S in g h ,   " G e n e ra li se d   n e u ra l  n e two rk - b a se d   c o n tr o l  a lg o rit h m   f o r  DST AT COM  in   d istri b u ti o n   sy ste m s, "   IET   Po we r  El e c tro n ics ,   v o l.   1 0 ,   p p .   1 5 2 9 - 1 5 3 8 ,   2 0 1 7 .   [9 ]   [ A .   D.  Ka d u ,   P .   De b re ,   R.   Ju n e j a ,   a n d   N.  P a n d e ,   " A p p li c a ti o n   o f   S TAT COM  f o r  h a rm o n ic  m it ig a ti o n   a n d   p o w e r   f a c to r  im p ro v e m e n t  u sin g   d irec t  c u rre n t  c o n tr o l  tec h n i q u e , "   in   20 1 7   S e c o n d   I n ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   El e c trica l ,   Co mp u ter   a n d   Co mm u n ica ti o n   T e c h n o l o g ies   ( ICECCT ) ,     p p .   1 - 4 ,  2 0 1 7 .   [1 0 ]   N.  P .   W a n d h a re   a n d   V .   P .   Jo sh i,   " P o w e r  q u a li ty   i m p ro v e m e n t  u si n g   m u lt i - lev e l  in v e rter  a s   S TAT COM, "     in   2 0 1 7   IEE E  I n ter n a ti o n a l   Co n f e re n c e   o n   El e c trica l,   In str u me n ta ti o n   a n d   Co mm u n ica ti o n   En g i n e e rin g   ( ICEICE ) ,  p p .   1 - 4 ,   2 0 1 7 .   [1 1 ]   P .   S a rv g h a d i,   R.   G h a z i,   a n d   H.  He y d a ri - d o o sta b a d ,   " A  n e w   a p p ro a c h   f o r  p re d ictiv e   c o n tro l  sy ste m   d e sig n   to   im p ro v e   p o we r  f a c to r  a n d   re d u c e   h a rm o n ic  c u rre n t  in jec ti o n   u sin g   D - S TAT COM, "   in   2 0 1 7   8 th   P o we r  El e c tro n ics ,   Dr ive   S y ste ms   &   T e c h n o lo g ies   Co n fer e n c e   ( PE DS T C) ,   p p .   4 0 1 - 4 0 6 ,   2 0 1 7 .   [1 2 ]   M .   M .   Ha sh e m p o u r  a n d   T . - L .   L e e ,   " In teg r a ted   p o w e r   f a c to r  c o rre c ti o n   a n d   v o lt a g e   f lu c tu a ti o n   m it ig a ti o n   o f   m icro g rid   u sin g   S TA T C OM, "   in   2 0 1 7   I EE E  3 rd   I n ter n a ti o n a l   F u tu re   E n e rg y   El e c tro n ics   C o n fer e n c e   a n d   ECCE   Asia   ( IFE EC  2 0 1 7 - ECCE   Asi a ) ,   p p .   1 2 1 5 - 1 2 1 9 ,   2 0 1 7 .   [1 3 ]   J.  Ja y a c h a n d ra n   a n d   R.   M .   S a c h it h a n a n d a m ,   " N e u ra l  n e tw o rk - b a se d   c o n tro l  a lg o rit h m   f o r  DS TAT COM  u n d e r   n o n id e a l  so u rc e   v o lt a g e   a n d   v a ry in g   lo a d   c o n d it i o n s,"   Ca n a d ia n   J o u rn a l  o f  El e c trica l   a n d   C o mp u t e r  En g i n e e rin g ,   v o l.   3 8 ,   p p .   3 0 7 - 3 1 7 ,   2 0 1 5 .   [1 4 ]   S .   U.  S h i n d e ,   M .   S h a rm il a ,   R.   S .   P a ti l ,   a n d   D.  V .   M a lk h e d e ,   " P e rf o rm a n c e   c o m p a riso n   o f   P I  &   A N N  b a se d   S TAT COM  f o r  1 3 2   K V   tran sm issio n   l in e , "   in   2 0 1 6   In ter n a ti o n a l  C o n fer e n c e   o n   E lec trica l,   E lec tro n ics ,   a n d   Op ti miza ti o n   T e c h n i q u e s ( ICEE OT) ,   p p .   2 7 3 0 - 2 7 3 4 ,   2 0 1 6 .   [1 5 ]   T .   A .   Ku m a r  a n d   L .   S .   Ra o ,   " Im p ro v e m e n t  o f   p o w e r  q u a li ty   o f  d istri b u ti o n   sy ste m   u sin g   A NN - L M BNN   b a se d     D - S TAT COM, "   in   2 0 1 7   I n n o v a t i o n s i n   P o we r a n d   A d v a n c e d   Co m p u ti n g   T e c h n o lo g ies   ( i - PA CT ) ,   p p .   1 - 6 ,   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.