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.   11 ,   No .   3 J u n e   2021 ,   p p .   1876 ~ 1 8 8 5   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 1 i 3 . p p 1 8 7 6 - 1 8 8 5          1876       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   O f fsho re w ind po w er int eg ra tion to  suppo rt  w ea k  gri d vo ltag for indust ria l loa ds usi ng  VSC - H V DC t ra ns m iss io sy ste m       Ah m ed  A.   Da o ud ,   Ah m ed  F .   Abo uzeid,  So bh y   S.  Des s o u k y   De p a rtme n o f   El e c tri c a P o w e En g in e e rin g ,   P o rt - S a id   Un iv e rsity ,   P o rt - S a i d ,   Eg y p t       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   1 4 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   Dec   1 9 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   Dec   3 0 ,   2 0 2 0       T h is  p a p e in v e stig a tes   th e   in teg r a ti o n   o f   th e   o ff sh o re   w in d   p o w e r   p lan i n t o   th e   g rid   u sin g   v o lt a g e   so u rc e   c o n v e rter  h ig h - v o lt a g e   d irec c u rre n (V S C - HV DC).  T h e   p a p e p r o p o se b o th   o f fsh o re   a n d   o n sh o re   c o n v e rt e sta ti o n c o n tro to   su p p o rt  v o lt a g e   v a ri a ti o n   in   g rid .   He a v y   in d u strial  lo a d re su lt   in   a   w e a k   g rid .   In   t h is  p a p e r,   th e   e f f e c o n   i n d u strial  l o a d b y   th e   g rid   stre n g th   is  sh o w n .   T h e n   t h e   p a p e p ro p o se a   so l u ti o n   f o r   th e   g ri d   v o lt a g e   s u p p o rt   f o in d u strial  lo a d s c o n n e c ted   t o   w e a k   g rid s.  T h e   re su lt s sh o we d   th a t h e   in c re a se   o f   g rid   v o lt a g e   f ro m   0 . 7   p u   to   1   p u   a f u ll   lo a d   c o n d it io n   th a p ro v id e a   c o n ti n u o u o p e ra ti o n   w it h o u a n y   in terru p ti o n .   T h e   s y ste m   w a s   m o d e ll e d   u sin g   M A TL A B/ S i m u li n k   p a c k a g e .   K ey w o r d s :   Gr id   in teg r atio n   HVDC tr a n s m is s io n   Of f s h o r w i n d   p o w er   Vec to r   co n tr o l   Vo ltag e - s o u r ce   co n v er ter   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ah m ed   A .   Dao u d     E lectr ical  E n g i n ee r i n g   Dep ar t m en t   P o r t Said   Un iv er s it y   P o r t Fo u ad ,   P o r t Said ,     4 2 5 2 3 ,   E g y p t   E m ail: a . d ao u d @ p s u . ed u . e g       1.   I NT RO D UCT I O N   T h d em a n d   i n cr ea s i n   r ec e n d ec ad es  f o r ce   m o s u til ities   t o   i m p le m en t   r eliab le  an d   c lea n   f o r m s   o f   en er g y   r at h er   t h an   t h e   c o n v e n t i o n a l   s o u r c e s .   W i n d   e n e r g y   i s   t h e   f a s t e s t   g r o w n   am o n g   a l l   r e n ew a b l e   e n e r g y   s o u r c e s .   W i n d   e n e r g y   r e a c h e s   a p p r o x i m a t e l y   6 7 0   G W   o f   c u m u l a t i v e   w o r l d w i d e   r e n e w a b l e   e n e r g y   ca p ac it y   [ 1 ] .   Dif f er en lo ca tio n s   o f   w i n d   f a r m   an d   s ea s o n   c h a n g e s   r esu lt ed   in   w id v ar iatio n   o f   g e n e r ated   p o w er ,   d u to   th n at u r o f   w i n d   p r o f ile.   T h d en s i t y   o f   w in d   u s u a ll y   i n cr ea s ed   f ar   f r o m   cities  i n   r e m o te  lo ca tio n s   l ik e   o f f s h o r a n d   d eser w h ic h   m e an s   m o r co s t.  E n v ir o n m en ta l   ad v an ta g o f   r e m o te   lo ca tio n s   is   g ai n ed   d u e   to   r ed u ctio n   o f   n o i s ( r o to r   b lad e   n o is e)   an d   v i s u a l i m p ac t.   Fo r   lo n g   d is ta n ce   m o r t h a n   5 0   k m ,   th m o r f ea s ib le  s o l u tio n   o f   b u lk   p o w er   tr an s m i s s i o n   is   h ig h   v o ltag d ir ec c u r r en ( HVD C )   tr an s m i s s io n   w it h   lo w er   elec tr ical  lo s s es.  T w o   co n v e r ter   ty p es  n a m el y :   cu r r en s o u r ce   co n v er ter   ( C S C ) ,   w h ic h   u s es  l in e - co m m u ta ted   s w itc h i n g   d ev ices   ( th y r is t o r s ) ,   ca lled   ( L C C - HVDC)  a n d   v o ltag e   s o u r ce   c o n v er ter   ( VS C ) ,   w h ic h   u s e s   s elf - co m m u tated   s w itc h in g   d e v ices   s u ch   as   I GB T ,   MO SF E T ,   an d   GT O,   ca lled   ( VSC - HVD C )   ar u s ed   to   b u il d   HVDC  tr an s m i s s io n   s y s te m s .   Var io u s   HVD C   co n f i g u r atio n s   ar s u m m ar ize d   in   [ 2 ] ,   a c co r d in g   to   t h f u n ctio n   a n d   lo ca tio n   o f   t h co n v er ter   s tatio n .   T h e   b asic stru ct u r an d   co n tr o l to p o lo g ies ar d is cu s s ed   in   li ter atu r [ 3 ,   4 ] .     I n d u s tr ial   p o w er   s y s te m s   ar e   ch ar ac ter ized   b y   h ea v i l y   in d u ctiv lo ad s   w h ich   ca u s es  v o ltag e   s ag /d ip   o n   th g r id .   T h is   v o lt ag s a g   o cc u r s   w h e n   th g r id   is   n o s tr o n g   en o u g h   to   s u p p ly   t h lo ad s   w ith   t h e   r eq u ir ed   r e ac tiv p o w er .   Vo lt ag s a g s   a n d   o th er   g r id   d is t u r b an ce s   ca n   ca u s lo ad s   to   m a l - o p er atio n   t h at  ca n   lead   to   h ig h   co s [ 5 ,   6 ] .   Dif f er en s o lu tio n s   h a v b ee n   s u g g e s ted   to   s o lv th p o w er   q u alit y   p r o b le m s   in   in d u s tr ial  s y s te m s .   Fo r   s m all   l o ad s ,   v o ltag e   i n ter r u p tio n s   a n d   d ip s   ca n   b e   o v er   r id ed   b y   u s in g   u n i n ter r u p tib le   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       Offs h o r w in d   p o w er in teg r a ti o n   to   s u p p o r t wea g r id   ( A h med   A .   Da o u d )   1877   p o w er   s u p p l y   ( UP S)  [ 7 ] .   Ho w e v er ,   g e n er atio n   an d   ab s o r p tio n   o f   r e ac tiv e   p o w er   ca n   b e   p r o v id ed   in   f aster   r ate  u s i n g   ( ST A T C OM )   t h a n   class ica s o l u tio n s .   U s i n g   S T A T C OM   m iti g ate   f lick er s   a n d   r ed u ce   s tab ilit y   p r o b lem s   [ 3 ,   8 ,   9 ] .     I n   th is   p ap er ,   th o f f s h o r w i n d   p o w er   p lan ( W P P)  g r id   in teg r atio n   u s i n g   V SC - HVD C   is   in v e s ti g ated .   I n   ad d itio n ,   t h p er f o r m a n ce   e v al u tio n   o f   th e   in d u s tr ial  p o w er   s y s te m   w h e n   s u p p lied   t h r o u g h   VSC - HVD C   is   e v al u ated .       2.   SYST E M   DE SCRI P T I O N   Fig u r 1   s h o w s   t h t y p ical  t w o - ter m i n al  VSC - H VDC  s y s te m   t h at  co n n ec t s   an   o f f s h o r W PP   o f     3 0 0   MW   r atin g   to   t h m ai n   g r id   th r o u g h   1 0 0   K m   H VDC   t r an s m is s io n   ca b le s .   W in d   t u r b in es a r a s s u m ed   to   g ain   m ax i m u m   p o w er   th r o u g h   f u ll  co n tr o l.  T h o f f s h o r W PP   s en d in g   en d   is   r ep r esen t ed   as  an   A C   s o u r ce .   T h is   p ap er   m a in   g o al  i s   to   s t u d y   th e   p er f o r m a n ce   an a l y s is   o f   i n te g r ated   p o w er   to   t h g r id   th r o u g h   th HVD C   tr an s m is s io n   s y s te m .   T ab le  1   g iv e s   th s y s te m   p ar a m e ter s   w h ile  t h s y s te m   m ai n   co m p o n en t s   ar d escr ib ed   as.           Fig u r 1 .   Sch e m atic  d iag r a m   o f   o f f s h o r w i n d   p o w er   p lan g r id   in te g r atio n   v ia  VS C - HV DC       T ab le  1 .   P r o p o s ed   s y s te m   p ar a m eter s   P a r a me t e r   V a l u e   P a r a me t e r   V a l u e   N o mi n a l   P o w e r ,   S N   3 0 0   M V A   DC - c a b l e   p a r a me t e r s ( R ,   L ,   C )   0 . 0 1 4 6   / k m,   0 . 1 5 8   mH / k m ,   0 . 2 7 5   µ F / k m   N o mi n a l   A C   v o l t a g e   ( R M S ) ,   V T   2 2 0   k V   DC - l i n k   c a p ac i t o r ,   C D C   1 0 0   µ F   G r i d   f r e q u e n c y ,   f n   5 0   H z   P h a se   r e A C t o r s,  R C , L C   1 %,   1 5 %   S w i t c h i n g   f r e q u e n c y ,   f SW   2 . 5   k H z   C o u p l i n g   t r a n sf o r me r s,  R tr ,   L tr   0 . 5 %,   1 5 %   DC - l i n k   V o l t a g e ,   V D C / 2   1 5 0   k V   H i g h - p a ss fil t e r   r e A C t i v e   c o mp e n sa t i o n   3 r d ,   5 0 t h   o r d e r       2 . 1 .   Co nv er t er   s t a t io ns   A   co n v er eter   s tatio n   w it h   t wo - lev s i n u s o id al  p u ls e - w id t h   m o d u latio n   ( SP W M)   is   u s e d   f o r   b o th   m ac h in s id an d   g r id   s id s t atio n s .   E ac h   s tatio n   h as  a n ti - p ar allel  f r ee   w h ee l in g   d io d es  w it h   s i x   I GB T s   f o r   s w itc h in g   p u r p o s e.   T h tw o   co m p o n en t s   ar in teg r ated   in   t h s a m p ac k a g to   allo w   cu r r en ca p ac b ilit ies  in   r ev er ese  d ir ec tio n   an d   to   p r ev en r ev er s v o lta g ap p licatio n .   T o   a p p ly   cu r r en co n tr o an d   v o lta g e   w it h s tan d i n g   ab ilit y   i n   lar g p o w er ,   co m b i n atio n   o f   b o th   p ar allel  an d   s er ies  I GB T s   m o d u les  ar u s ed .   F o r   in s ta n ce ,   3 0 0   s er ies I GB T s   m o d u les ar u s ed   in   t h o r ig i n al  1 5 0   k HVDC l ig h s ch e m es  [ 10 ].     2 . 2 .   Co up lin g   t ra ns f o r m er   A   3 5 0   MV A   -   g r o u n d ed   tr an s f o r m er   h as  b ee n   u s ed .   T h is   w ill  el i m in ate  t h t h ir d   h ar m o n i c   g en er ated   b y   t h co n v er ter .   T h is   tr an s f o r m er   m ain tain s   w ell - g r o u n d ed   s y s te m   e v e n   i n   ca s o f   d is tr ib u ted   g en er atio n   i s la n d i n g   [ 1 1 - 1 3 ] .   T o   av o id   th s ize  a n d   w ei g h i s s u es,  t h r ee   s i n g le - p h ase   tr an s f o r m er s   ar u s e d   to   s u p p o r t la r g p o w er   tr an s m i s s io n .     2 . 3 .   P ha s re a ct o r   T h p h ase  r ea cto r   ac ts   as   f il ter   f o r   t h h ar m o n ic  co n ten p r o d u ce d   b y   th e   co n v er ter   s w i t ch in g .   T h e   m ai n   p u r p o s o f   t h r ea cto r   is   to   a v o id   s h o r cir cu it  o cc u u r a n ce   b et w ee n   t h g r id   an d   t h co n v er ter .   I n d e p e n d e n t   c o n t r o l   o f   t r a n s m i t t e d   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   w i l l   b e   p r o v i d e d   b y   c o n t r o l l i n g   t h e   v o l t a g e   d r o p   a n d   c u r r e n t   d i r e c t i o n   a c r o s s   t h e   p h a s e   r e a c t o r .   A n   i n d u c t o r   w i t h   a   v e r y   s m a l l   s e r i e s   r e s i s t a n c e   f o r m   t h e   p h a s e   r e a c t o r   t a k i n g   i n t o   a c c o u n t   r e a c t o r   l o s s e s .   T h e   t y p i c a l   i m p e d a n c e   o f   t h e   p h a s e   r e a c t o r   i s   b e t w e e n   0 . 1 - 0 . 2 5   p . u   [ 1 4 ,   1 5 ] .     2. 4.   AC  f ilte r   C o n v er ter   s tatio n s   o u tp u v o ltag an d   cu r r en h a v h i g h er   o r d er   h ar m o n ics  o th er   th an   th e   f u n d a m en ta l.  Hi g h er   o r d er   h a r m o n ics   i f   f lo w ed   t h r o u g h   th e   g r id   w o u ld   ca u s ad d itio n al   l o s s es  a n d   d is to r ted   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.  11 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   1 8 7 6   -   1885   1878   v o ltag w a v e f o r m s .   P W allo w s   s w itc h in g   h ar m o n ics  to   b s h if ted   to   h ig h er   f r eq u e n c y   r a n g e.   A   p as s iv e   h ig h - p ass   AC   f ilter   is   u s ed   i n   o r d er   t o   elim in ate  h i g h er - o r d er   h ar m o n ic s   o th er   th a n   t h f u n d am e n tal.       2 . 5 .   DC - lin k   ca pa cit o ba n k   T w o   ca p ac ito r   s tac k s   f o r m s   t h DC   si de .   T h m id d le  p o in o f   t h DC   ca p ac ito r   s tack s   is   g r o u n d ed .   T h DC   cap ac ito r   i s   k ee p in g   th e   p o w er   b ala n ce   d u r in g   tr an s ie n ts   a n d   ac ts   as   te m p o r ar y   e n er g y   s to r ag e.   Vo ltag r ip p les   ar r ed u ce d   th r o u g h   D C   lin k   a n d   t h i s   lin k   p r o v id es   s u f ficie n tl y   s ta b le  d ir ec t - v o lta g e.   C ap ac ito r   s tack   s ize  d ep en d s   m ain l y   o n   t h r ated   p o w er   t r an s f er   ( S n )   an d   th ti m r ate  ch an g ( τ )   o f   th en er g y   ( W )   tr a n s f er r ed   in to   o r   o u o f   th s to r ag d e v ice.   A   1 5   m s   ti m co n s ta n ( τ )   w as  c h o s en   f o r   m i n i m u m   c a p a c i t o r   v a l u e   c a l c u l a t i o n .   A s   s h o w n   i n   ( 1 )   a n d   ( 2 )   g i v e   t h e   a m o u n t   o f   e n e r g y   t r a n s f e r r e d   t h r o u g h   t h e   D C   lin k .     = = 1 2  2   ( 1 )     = 2  2   ( 2 )     2 . 6 .   DC  ca bles   Fo r   VSC - VHD C   tr an s m i s s io n ,   XL P E   p o l y m er   e x tr u d ed   ca b les  ar p r ef er r ed   f o r   th eir   m ec h a n ica l   s tr en g th ,   lo w   w ei g h t   an d   f le x i b ilit y .   T h m o d eli n g   u s ed   o f   s u ch   ca b le s   is   a   π - m o d el .   T w o   id en tical  ca p ac ito r s   C p o l e / 2   e a c h   a t   b o t h   s i d e s   o f   t h e   m o d e l   w h i l e   t h e   i m p e d a n c e   c o n s i s t s   o f   r e s i s t a n c e   R p o l e   a n d   i n d u c t a n c e   L pole   [ 16 ].       3.   M O DE L L I N G   AND  CO N T RO L   T h v ec to r   co n tr o is   w ell - k n o w n   m et h o d .   T h is   co n tr o m et h o d   is   w id el y   u s ed   i n   V SC - d r iv e n   elec tr ical  m ac h i n es  [ 1 7 - 1 9 ] .   I n   th is   p ap er ,   th m o d el  u n d er   co n s id er atio n   u s e s   t h v ec to r   co n tr o o n   d - s y n ch r o n o u s   r e f er en ce   f r a m as     3 . 1 .     d - q sy nchro no u s   re f er ence   f ra m f o VSC - m o del   Fig u r 2   s h o w s   t h d ir ec tio n   o f   p o w er   tr an s f er r ed   to   th D C   lin k   f r o m   t h g r id   t h r o u g h   co n v er ter   r ea cto r   (R C ,   L C ) .   W h er e,   R C   r ep r esen ts   t h to tal   r esis ta n ce ,   a n d   L C   r ep r esen t s   t h to tal  i n d u ctan ce   o f   th f i lter   an d   tr an s f o r m er   w i n d in g s .   As  s h o w n   i n   ( 3 ) ,   th v o lta g d r o p   v alu ac r o s s   th e   p h ase   r ea cto r   V L ( t) V L ( t )   r ep r esen ts   th t h r ee - p h a s g r id   v o ltag at  P C C   ( p o in o f   co m m o n   co u p lin g ) ,   w h ile  t h co n v er ter   o u tp u v o l t a g e   i s   g i v e n   b y   V ( t ) .   I n   ( 4 )   r e p r e s e n t s   t h e   s y s t e m   a n d   c o n v e r t e r   v o l t a g e s   i n   t e r m s   o f   t o t a l   r e s i s t a n c e   a n d   t o t a l   i n d u c t a n c e .   A p p l y i n g   C l a r k   t r a n s f o r m a t i o n   i n   s t a t i o n a r y   r e f e r e n c e   f r a m e   t o   ( 4 ) ,   ( 5 )   i s   d er iv ed .           Fig u r 2 .   Sin g le - lin d ia g r a m   o f   g r id   co n n ec ted   VS C       ( ) ( ) = ( )   ( 3 )     ( ) ( ) = ( ) +  ( )    ( 4 )       =  +     ( 5 )     As s h o w n   i n   ( 6 )   is   d r i v e d   t h r o u g h   ap p l y i n g   t h P ar k s   tr an s f o r m at io n   to   ( 5 ) :       =  +  +     ( 6 )     w h er ω   is   th g r id   f r eq u e n c y   in   r ad /s ec .   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       Offs h o r w in d   p o w er in teg r a ti o n   to   s u p p o r t wea g r id   ( A h med   A .   Da o u d )   1879   C o n v er tin g   i n to   d - s y n c h r o n o u s   r ef er e n ce   f ar m e,   th co n v er ter   o u tp u t   v o lta g eq u atio n s   ca n   b e   w r itte n   as:      =   +   ( 7 )      =     ( 8 )     w h er V td   a n d   V tq     ar t h d - g r id   ter m i n al   v o lta g es,   V Cd   a n d   V Cq   ar th e   d - g r id   s id co n v er ter   v o lta g es,  i d   an d   i q   ar th d - q   cu r r en t s .   T h ac tiv a n d   r ea ctiv p o w er   in   co m p le x   f o r m   ( S at  th P C C   is   g i v e n   b y   ( 9 )   in     d - q   r ef er en ce   f r a m e ,   w h er t h s ig n   ( )   r ep r esen ts   t h co m p lex   co n j u g a tio n   o f   t h c u r r en v ec to r .     ) ( ) ( 2 3 ) )( ( 2 3 2 3 * q td d tq q tq d td q d tq td dq t dq i V i V j i V i V ji i jV V i V S   ( 9 )     Hen ce   at  th P C C   ( A C   s id e)   m ea s u r ed   ac tiv a n d   r e ac tiv p o w er   o f   th V SC   ar g i v e n   r esp ec tiv el y   b y :     = 3 2 (  +  )   ( 1 0 )     = 3 2 (   )   ( 1 1 )     T h er ef o r e,   w h e n   A C   s y s te m   i s   co n n ec ted   to   VSC ,   t h d - q   r ef er en ce   f r a m is   u s ed   to   m ak f u ll y   ac tiv a n d   r ea cti v c u r r en d ec o u p led   lin ea r   co n tr o l.   A t   s tead y - s tate  o p er atio n ,   ac ti v p o w er   e x ch a n g e   b et w ee n   g r id   s id an d   D C - l in k   w ill b eq u al  a s   in   ( 1 2 ) ,   n eg le ctin g   th lo s s es d u to   t h s e m ico n d u cto r s .     ) ( 2 3 q tq d td dc dc ac dc i V i V I V P P   ( 1 2 )     3 . 2 .     AC  g rid  m o del    T h ev en i n s   eq u i v ale n cir cu it   is   m o d ellin g   th AC   s y s te m   co n n ec ted   to   th VSC - HVD C   s y s te m ;   w h er th E g   r ep r esen th T h ev en i n s   eq u i v ale n v o lta g an d   Z g   r ep r esen ts   eq u i v ale n i m p ed an ce   o f   th g r id .   Ho w e v er ,   VS C   o p er atio n   i s   m ai n l y   af f ec ted   b y   t h s tr en g t h   o f   th e   A C   g r id   at tach ed   to   i t.  Sh o r cir c u it  r atio   ( SC R )   o f   t h g r id   in d icate s   t h s y s te m   A cc o r d in g   to   liter atu r s h o r cir cu it  r atio   ( SC R )   is   d efin ed   as  t h r atio   o f   th g r id   s h o r t - c ir cu it M V A   to   DC   p o w er   as in   ( 1 3 )   [ 2 0 - 2 2 ] .      =     ( 1 3 )     I n   n o r m al  o p er atin g   co n d itio n s AC   g r id   u s u all y   h a s   h i g h   SC R   ( s tr o n g   g r id )   f o r   m o s o f   th ti m e D u r in g   e m er g e n c ies   ( g en er ati o n   o u tag e ,   tr a n s m is s io n   o u tag e   an d   f au lts )   s y s te m   h as  lo w   S C R   ( w ea k   g r id ) .   T h AC   g r id   h i g h   i m p ed a n ce   in d icate s   a   w ea k   AC   s y s te m   t y p icall y .   A s   t h i m p ed a n ce   o f   t h AC   s y s te m   in cr ea s es,  p o w er   v ar iat io n s   o f   HVDC  s y s te m   s e n iti v il y   ch an g th v o lta g m a g n it u d o f   th s y s te m .   T h er ef o r e,   t h s y s te m   u n d er   co n s id er atio n   w i ll  b test e d   f o r   lo w   SC R   v a lu ( S C R =2 )   b esid es  b ein g   co n n ec ted   to   h ea v il y   i n d u c ti v lo ad s   th at  r ep r esen t t h n at u r o f   th i n d u s tr ial  lo ad s .     3 . 3 .     Co ntr o l st ra t eg y   C o n tr o s tr ate g y   w ill  i m p le m e n t h v ec to r   co n tr o in   d - q   s y n ch r o n o u s   r e f er en ce   f r a m e.   T h is   w ill  b e   ap p licab le  f o r   b o th   W P P si d an d   AC   g r id   s id co n v er ter s   s tatio n s .   T h co n tr o l stra teg y   will b as :     W PP   o f f s h o r p o w er   g e n er ati o n ;       P o w er   tr an s m i s s io n   to   th o n s h o r s tatio n ;       A cti v a n d   r ea ctiv p o w er   co n tr o l th r o u g h   m ac h i n s id s ta ti o n .     T h DC - v o lta g co n tr o ller   co n tr o ls   th ac ti v p o w er   in j ec ted   in to   th g r id ,   w h ile  th r ea ctiv p o w er   i s   co n tr o lled   an d   p r o v id ed   th r o u g h   AC - v o lta g co n tr o ller .   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.  11 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   1 8 7 6   -   1885   1880   T o   s y n ch r o n ize   th e   d - q   r o tati n g   f r a m o f   th e   co n v er ter   w it h   t h r o tatin g   v ec to r   o f   t h g r id   v o ltag e   ab c - to - d q   an d   d q - to - ab tr an s f o r m at io n   is   u s ed   w ith   p h a s e - lo ck ed   lo o p   ( P L L ) .   T h g r id   v o ltag m ag n it u d h as  b ee n   ali g n ed   w it h   d - ax i s   w h ile  th e   q - a x is   v o lta g i s   ze r o .   T h q u ad r atu r a x is   is   f o r ce d   to   r ea ch   ze r o   va lu e   ( V td = V t   a n d   V tq =0 )   u s i n g   p r o p o r tio n al - in te g r al  co n tr o ller   ( P I )   as  s h o w n   in   Fi g u r 3 .   T h r esu lti n g   ac ti v e   an d   r ea ctiv p o w er s   g i v en   b y   ( 1 0 )   an d   ( 1 1 )   b ec am e:     = 3 2    ( 1 4 )     = 3 2    ( 1 5 )             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 3 .   Gr id   ter m i n al  v ec to r   alig n m e n t o n   d - ax is ,   a)   p h ase  l o ck ed   lo o p   b lo ck   d iag r a m   b )   m i s ali g n ed   v ec to r ,   an d   c)   alig n ed   v ec to r       3 . 3 . 1 .   WP P   o f f s ho re   c o nv er t er   s t a t io n:     C o n tr o lli n g   th d - q   ax es  c u r r en ts   w i ll  p r o v id co n tr o to   t h ac ti v an d   r ea cti v p o w er   d ir ec tl y   as   s h o w n   i n   Fi g u r 4 .   T h m ea s u r ed   cu r r e n ts   ac tu al   v al u e s   ( i d1 ,   i q1 )   ar co m p ar ed   to   th e   r ef er en ce   c u r r en t s   v alu e s   ( i d1 ref ,   i q1 ref ) .   T h ese  r ef er en ce   cu r r en t s   ar o b tain ed   f r o m   ( 1 4 )   an d   ( 1 5 )   b y   d iv id in g   th r ef er en ce   ac ti v e   an d   r ea ctiv p o w er s   to   ( ( 3 /2 ) V d1 )   as  s h o w n   in   Fi g u r 4 ( a) .   T h d - q   r ef r en ce   v o ltag e s   f o r   th in d u cto r   ar p r o d u ce d   b y   t w o   P I   r eg u alto r s .   T h is   d - q   r ef er en ce   v o ltag r eg u la tes  th er r o r   s ig n als,  as  i n   Fig u r 4   ( b ) .   T h e   co n v er ter   o u tp u t - r e f er en ce   v o ltag es  ( V Cd1 r ef ,   V Cq1 ref )   ar o b ta in ed   b y   ( 7 ) ,   ( 8 ) .   T h t w o   t er m s   ω g L C i d1   an d   ω g L C i q1   co m p e n s ate  f o r   th co u p lin g   b et w ee n   t h d - q   a x es.  T h s w itch i n g   p atter n   r eq u ir ed   o f   th I GB T   m o d u les  i s   p r o d u ce d   b y   co m p ar in g   t h P W ca r r ier   s ig n al  to   th co n v er ter   v o lta g es  a f t er   tr an s f o r m th e m   b ac k   in to   th ab r ef er e n ce   f r a m ( V abc1 ref ).           ( a)   ( b )     Fig u r 4 .   C lo s ed   lo o p   co n tr o f o r   th o f f s h o r e   r ec ti er   s tatio n ,     a)   o v er all  co n tr o ller   b lo ck   d ia g r a m b )   cu r r en t c o n tr o ller     3 . 3 . 2 .   G rid sid o n s ho re   co n v er t er   s t a t io n:   T h m ai n   co n tr o g o al  is   to   k e ep   th r ated   v alu o f   th D C - l in k   v o lta g co n s ta n t.  C o n tr o llin g   t h d - ax is   c u r r en w ill  co n tr o th a ctiv p o w er   ac co r d in g   to   ( 1 2 )   ( v o ltag w ill  b alig n ed   w it h   d - ax is ,   i.e .   V tq2 =0 )   as  s h o w n   i n   Fig u r 5 .   T o   co n t r o th r ea cti v e   p o w er ,   AC   v o ltag co n tr o ll er   co n tr o ls   t h q - ax is   c u r r en t   o f   t h cu r r en v ec to r .   T h s a m p r o ce d u r es  o f   o b tain ig   th e   r ef e r en ce   v o lta g w er f o llo w ed   as  i n   t h o f f s h o r e   s tatio n .   T h is   p r o v id es  t h P W m o d u la to r   d esire d   th r ee - p h ase  v o lta g es   r ef er e n ce s .   T ab le  2   g i v es  d i f f er en t   co n tr o l l o o p s   g ai n s .       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       Offs h o r w in d   p o w er in teg r a ti o n   to   s u p p o r t wea g r id   ( A h med   A .   Da o u d )   1881       ( a)   ( b )     Fig u r 5 .   C lo s ed   lo o p   co n tr o o f   th o n s h o r in v er ter   s tatio n ,   a)   o v er all  co n tr o ller   b lo ck   d ia g r a m   b )   DC /AC   v o lta g co n tr o ller       T ab le  2 .   P r o p o s ed   co n tr o ller   g ain s   C o n t r o l l e r   Ty p e   Kp   Ki   C u r r e n t   C o n t r o l l e r   5 4 6   8 2 5 0 . 4   DC - v o l t a g e   C o n t r o l l e r   0 . 0 6 3   3 . 1 4 2   AC - v o l t a g e   C o n t r o l l e r   0 . 1 5   8   P h a se - l o c k e d   l o o p   ( P L L )   C o n t r o l l e r   2 3 0   1 1 5       4.   SI M UL AT I O R E S UL T S   T h b eh av io r   o f   t h V SC - H VDC  tr a n s m i s s io n   s y s te m   co n n ec ted   to   w ea k   AC   g r id   o n l y   h a s   b ee n   an al y ze d   f ir s tl y .   Fo llo w ed   b y   th p er f o r m a n ce   ev al u atio n   o f   th s y s te m   co n n ec ted   w it h   in d u s tr ial  p o w er   s y s te m .   T h in d u s tr ial  p o w er   s y s te m   m o d elled   as  t w o   h ea v il y   i n d u c tiv lo ad s   as  s h o w n   in   Fig u r 1   w h er e   lo ad   1   is   co n n ec ted   f ir s tl y   th e n   lo ad   2   is   a d d ed .   T h s y s te m   w a s   m o d elled   u s i n g   M A T L AB / Si m u li n k   p ac k a g e   w h er th I GB T   m o d u le s   n e ed ed   to   h an d le  th cu r r en a n d   v o ltag s tr es s   w er s i m p l if ied   as  o n I GB T   m o d u le  f o r   th to p   an d   a n o t h er   f o r   t h b o tto m   h a lf   o f   e ac h   le g .   T h ca p ac ito r   b an k   f o r   th DC - li n k   w as   s i m p li f ied   to   o n ca p ac ito r   f o r   th p o s itiv a n d   n e g ati v D C - l in k   v o ltag e.   T h s w itc h i n g   f r eq u en c y   h as  b ee n   ch o s en   a s   2 . 5   k Hz.     4 . 1 .     VSC - H VDC  s y s t e m   co n nect ed   t o   w e a k   AC  g rid   T o   ev alu ate  th b e h av io u r   o f   t h s y s te m   co n n ec ted   to   w ea k   AC   g r id ,   th g r id   SC R   v alu h as  c h o s e n   to   b 2   w it h   g r id   i m p ed an ce   a n g le  o f   7   ( r atio   o f   th g r id   r ea ctan ce   to   th g r id   r esis tan ce   X /R ) .   Fig u r 6   s h o w s   th ac tiv a n d   r ea ctiv p o w e r s   at  b o th   co n v er ter   s tatio n s   w h er th ac ti v p o w er   o f   1   p . u   w as  s e n f r o m   o f f s h o r s tatio n   at  0 . 5   s ec   as   s h o w n   i n   Fig u r 6 ( a) ,   th e   r ea ctiv p o w er   w a s   k ep at  ze r o   v alu e.   Fi g u r 6 ( b )   s h o w s   t h ac tiv e /r ea ctiv p o w er   at  th g r id   s id th at  eq u als  0 . 9   p u   d u to   th lo s s es  o n   th tr an s m is s io n ,   th e   p h ase  r ea cto r s   a n d   t h tr a n s f o r m er s .   T h n e g ati v s i g n   o f   th ac t iv e   p o w er   at   t h o n s h o r s tat io n   i n d icate s   in j ec tio n   o f   t h p o w er   in to   t h e   g r id .           ( a)   ( b )     Fig u r 6 .   Ac ti v an d   r e ac ti v p o w er s   m ea s u r ed   at  co n v er ter   s tatio n s ,   a )   o f f s h o r s tatio n ,   b )   o n s h o r s tatio n       Fig u r 7   s h o w s   th r ee - p h a s cu r r en ts   f o r   ea ch   p er s p ec tiv s tatio n   th at  s tar to   f lo w   at  0 . 5   s ec   w it h   f i x ed   v alu ( 1   p . u )   till   th p o w er   r ef er en ce   b ac k   to   ze r o   at  2 . 5   s ec   in d icate s   th at  n o   v ar iat io n   h as  o cc u r r ed   o n   b o th   s tatio n s .   Fig u r 8   s h o w s   th r esu lted   DC - li n k   v o ltag e,   t h s i m u lated   v o ltag at  b o th   s tatio n s   f o llo w s   t h e   r ef er en ce   v al u at   1   p . u .   T h m ax i m u m   o v er s h o o t o cc u r r ed   w h e n   t h ac ti v p o w er   i n cr ea s e/d ec r ea s f r o m   t h e   m ax i m u m   p o w er   v ar iatio n   o f   1   p . u   th at  n o t e x ce ed i n g   t h D C - l in k   li m it s   ( ± 1 0 %).   Fin all y ,   cu r r en t a n d   v o lta g e   to tal - h ar m o n ic  d is to r tio n   ( T HD)   at  th P C C   w er f o u n d   to   b 4 . 2 0 an d   1 . 5 3 r esp ec t iv el y .   T h ese  v al u e s   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.  11 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   1 8 7 6   -   1885   1882   c o m p l y   w i t h   t h e   I E E E - 1 5 4 7   s t a n d a r d   f o r   i n t e r c o n n e c t i n g   d i s t r i b u t e d   r e s o u r c e s   w i t h   e l e c t r i c   p o w e r   s y s t em s     [ 2 3 -   2 5 ] .           ( a)   ( b )     Fig u r 7 .   Me asu r ed   t h r ee - p h as cu r r en ts   at  co n v er ter   s tatio n s ,   a)   o f f s h o r s tatio n ,   b )   o n s h o r s tatio n           Fig u r 8 .   Me asu r ed   t h r ee - p h as cu r r en ts   at  co n v er ter   s tatio n s       4 . 2 .   VSC - H VDC  s y s t e m   co n nect ed   t o   w ea k   ind u s t ria l A p o w er   g rid    I n d u s tr ial  p o w er   s y s te m s   u s u all y   h a v h i g h   in d u cti v b eh av io u r   d u to   its   co m p o n en ts   n at u r e.   I n d u s tr ial  s y s te m s   co m m o n l y   co n s is t s   o f   m o to r s   w it h   d if f e r en t y p es  t h at  n ee d s   r ea ctiv e   p o w er   to   o p er ate.   T h s u p p l y   v o lta g is   af f ec ted   b y   t h a m o u n o f   r ea ctiv p o w er   d e m a n d   in c r ea s e.   O n   th o th er   h an d ,   v o lta g e   v ar iatio n   o n   th s u p p l y   h ig h l y   af f ec th g r id   s tr en g t h .   F ig u r 9   g iv e s   th v o lta g v a r iatio n   co m p ar is o n   b et w ee n   t w o   d i f f er en g r id s   s tr en g t h s   s u p p l y i n g   t h s a m e   l o ad s T o   in v e s ti g ate  t h b e h a v io u r   o f   co n tr o lled   ac tiv a n d   r ea ctiv p o w er s ,   s i m u latio n   ti m is   d i s cr iticized   in to   0 . 5   s   i n ter v al s .   T w o   lo ad in g   p atter n s   w er e   ap p lied   at  d i f f e r e n t   t i m e   i n t e r v a l s .   T h e   f i r s t   l o a d   p a t t e r n ,   n a m e l y   l o a d   1   w h i c h   h a s   t h e   v a l u e   o f   ( P = 0 . 2   p u ,     Q = 0 . 4   p u ) ,   w a s   a p p l i e d   a t   1   s e c   o f   s i m u l a t i o n   t i m e .   W h i l e   t h e   s e c o n d   l o a d ,   n am e l y   l o a d   2   o f   ( P= 0 . 3   p u ,   Q = 0 . 4   p u ) ,   w a s   ad d ed   at  in s tat n 1 . 5   s ec   to   2   s ec .   A s i m u latio n   ti m 2   s ec ,   th t w o   m e n tio n ed   lo ad s   ar d is co n n ec ted .     Fig u r 9   s h o w s   t h at  g r id   v o lta g i s   l e s s   a f f e c t e d   w i t h   l o a d i n g   w h e n   t h e   g i d   s t r e n g t h   i s   h i g h .   V o l t a g e   r e a c h e d   t h e   v a l u e   o f   0 . 9 2   p u   w h e n   SC R   e q u als  1 0   ( s tr o n g   g r id ) .   Mi n i m u m   v o ltag e   v al u e   o f   0 . 7   p u   was  r ea ch ed   at   w ea k   g r id   co n d itio n   lo ad in g   ( S C R =2 ) .   T h is   in d icate s   t h at  s tr o n g   g r id   is   ab le  to   p r o v id t h r ea ctiv p o w er   n ec es s ar y   to   m ain tain   th v o lt ag d r o p   at  ce r tain   a m o u n t.   T h is   r ea cti v p o w er   h elp s   th m iti g atio n   o f   v o ltag e   d ec r ea s at  h ea v i l y   in d u s tr ial   ( in d u c tiv e)   lo ad s .   T h p r o p o s ed   m o d el  w a s   u s ed   to   en h an ce   t h w ea k   g r id   ef f ec t o n   v o lta g v a lu f o r   h ea v il y   in d u s tr ial  lo ad s .             Fig u r 9 .   E f f ec t o f   g r id   s tr en g t h   o n   v o lta g m ag n it u d f o r   h e av il y   in d u s tr ial  lo ad s       Fig u r e1 0   s h o w s   t h e f f ce t   o f   VSC - HVD C   s y s te m   attac h ed   to   a w ea k   AC   g r id   w it h   h ea v i l y   i n d u s tr ial   lo ad   o n   b o th   ac tiv a n d   r ea c tiv p o w er s .   T h lo ad in g   p at ter n s   d escr ib ed   ab o v w er i m p le m e n ted .   Fo u r   s i m u lat io n   i n ter v al s   ar s tu d ie d   as     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       Offs h o r w in d   p o w er in teg r a ti o n   to   s u p p o r t wea g r id   ( A h med   A .   Da o u d )   1883   4 . 2 . 1 .   No - lo a d ( 0 . 5 < t < 1 ) :     Du r in g   t h is   i n ter v al  th o n l y   ac tiv p o w er   i s   s en to   th g r id   ter m in al  w i th   ze r o   v al u o f   r ea ctiv e   p o w er   w h er Fi g u r 1 0 ( a)   an d   Fig u r 1 0 ( b )   a r id en tical.           ( a)   ( b )     Fig u r 1 0 .   A cti v an d   r ea ctiv e   p o w er s   v ar iatio n   d u r in g   lo ad in g ,   a)   a t V S C   ter m i n al ,   b )   a t PC C   ter m i n al       4 . 2 . 2 .   L o a d 1   ( 1 <   t   < 1 . 5 )   I n   th is   i n ter v al  lo ad   1   is   co n n ec ted   to   th P C C   w h ich   m ad th co n tr o ller   o f   th VSC   to   s u p p l y   t h e   lo ad   1   w it h   t h e   r eq u ir ed   ac ti v e   an d   r ea cti v p o w er s .   Fi g u r 1 0 ( a)   s h o w s   0 . 4   p u   i n cr ea s e   o f   r ea cti v p o w er   a t   th VS C   ter m i n al  w h ile  t h e   ac tiv p o w er   w as  k ep at  - 1   p u .   A t   th e   P C C   ter m i n al,   th r ea cti v p o w er   r e m ain ed   f ix ed   at  ze r o   v alu w h ile  t h in j ec ted   ac tiv p o w er   to   th g r id   w as  r ed u ce d   b y   th a m o u n s u p p lied   to   th lo ad   ( 0 . 2   p u )   as sh o w n   i n   Fi g u r 1 0 ( b ) .     4 . 2 . 3 .   L o a d 1   a nd   lo a d 2   ( 1 . 5 <   t   < 2 )   I n   th i s   in ter v al,   lo ad   2   w as  ad d ed   to   th p r ev o u is   lo ad   w it h   m o r r ea cti v p o w er   s u p p lied .   A s   s h o wn   in   Fi g u r 1 0 ( a) ,   th VSC   co n t r o ller   o f   th o n s h o r co n v er ter   s tatio n   r e s p o n d   f as tl y   to   ch a n g t h r ef er en ce   o f   th r ea ctiv p o w er   to   - 0 . 8   p u .   T h r ef er en ce   o f   t h ac tiv p o w er   is   k ep u n c h an g ed   at  - 1   p u .   T h ac tiv p o w er   in j ec ted   o f   0 . 9   p u   at  P C C   d ec r ea s ed   b y   0 . 5   p u ,   leav i n g   o n l y   0 . 4   p u   to   b tr an s f er r ed   to   g r id .   Fig u r 1 0 ( b )   s h o w s   t h v ar iatio n   o f   ac ti v a n d   r ea ctiv p o w er s   w i th   lo ad i n g   at  d i f f er e n t si m u latio n   ti m e s .     4 . 2 . 4 .   No - lo a d ( 2 <   t   < 2 . 5 )   I n   th i s   i n ter v al,   th lo ad s   ar e   d is co n ec ted   m a k i n g   th VS C   co n tr o ller   to   f o r ce   t h r ea ctiv p o w er   b ac k   to   ze r o   v al u at  t h V SC   ter m i n al  as   s h o w n   in   Fi g u r 1 0 ( a) .   T h s y s te m   r etair n ed   to   i n j ec t th f u ll a cti v e   p o w er   ag ain   i n to   th g r id   w i t h   n o   r ea ctiv p o w er   in j ec teio n   as  s h o w n   i n   Fi g u r 1 0 ( b ) .   T h r ee - p h a s cu r r en t s   v ar iatio n ,   d u r i n g   lo ad in g ,   o n   b o th   o n   an d   o f f s h o r s tatio n s   ar s h o w n   i n   Fi g u r 1 1 .   T h o f f s h o r s tatio n   cu r r en ts   r e m ai n   f i x ed   at  1   p u   as  u n lo ad ed   co n d itio n Fi g u r 1 1 ( a) .   A th e   P C C ,   th e   m ea s u r ed   in j ec ted   cu r r en t   in to   th g r id   m ea s u r ed   s h o w e d   d ec r ea s w ith   lo ad   in cr ea s f o llo w i n g   th s a m b eh av io r   o f   th ac tiv p o w er   at  th P C C .           ( a)   ( b )     Fig u r 1 1 .   T h ch an g o f   t h r ee - p h a s cu r r en t s   at  P C C   d u r i n g   lo ad in g ,   a)   o f f s h o r s tatio n ,   b )   o n s h o r s tatio n       Fig u r 1 2   s h o w s   t he   DC - li n k   v o ltag v ar iatio n   u n d er   lo ad in g   co n d itio n s .   T h DC - li n k   v o ltag i s   k ep at  r ated   v alu o f   1   p u .   T h m a x i m u m   o v er s h o o w as  f o u n d   to   b ± 5 %,  w h ich   in d icate s   g o o d   p er f o r m a n ce   o f   th D C   v o lta g co n tr o ller   in   tr ac k i n g   t h r ef er en ce   w it h   d is t u r b an ce   r e j ec tio n .   Fig u r 1 3   co m p ar es   b et w ee n   t h g r id   v o ltag es   at  th e   P C C   u n d er   d i f f er en t lo ad s   w it h / w it h o u t t h VS C - HVDC   s y s te m .   I t   is   clea r   th at  w i th   VS C - H VDC   s y s te m   th g r id   v o lta g s a g   d u to   lo ad in g   h as  b ee n   m iti g at ed .   A f u ll  lo ad ,   th e   v o ltag e   co n tr o ller   w as   ab le   o f   i m p r o v i n g   th g r id   v o ltag v al u f r o m   0 . 7   p u   to   1   p u   w it h   t h in te g r atio n   o f   t h e   VSC - HVD C   s y s te m   t h at  o p er ates a s   ST A T C OM   f o r   r ea cti v p o w er   co m p en s atio n .     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.  11 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   1 8 7 6   -   1885   1884       Fig u r 1 2 .   DC - li n k   v o lta g d u r in g   lo ad in g           Fig u r 1 3 .   Var iatio n   o f   R MS  g r id   v o ltag v al u at  P C C   d u r i n g   lo ad in g       5.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   in v esti g ated   th i n teg r at io n   o f   o f f s h o r W PP   to   s u p p l y   p o w er   to   an   A C   g r id   w it h   d if f er e n lo ad in g   co n d itio n s   t h r o u g h   VS C - HVDC  tr an s m i s s i o n   s y s te m .   I n   ad d itio n ,   t h p a p er   in v est ig ated   t h e   ef f ec o f   t h g r id   s tr en g t h   f o r   s u p p l y i n g   h ea v il y   i n d u s t r ial  lo ad s .   I h as   b ee n   f o u n d   t h at  f o r   in d u s tr ia p o w er   s y s te m s   t h g r id   v o ltag i s   h i g h l y   a f f ec ted   w h e n   it  i s   attac h ed   to   w ea k   g r id s .   T h s i m u l ated   m o d el  s h o w ed   th at  w it h   SC R   o f   1 0   t h g r id   v o ltag e   d ec r ea s ed   to   0 . 9 2   p u   o n l y   w h ile  w i th   S C R   o f   2   t h v o lta g e   d ec r ea s ed   to   0 . 7   p u   f o r   th s a m lo ad s .       T h p ap e r   p r o v es  th at  t h u s e   o f   VSC - HVD C   tr an s m is s io n   s y s te m   to   a n   A C   w ea k   g r id ,   w it h   h ea v y   in d u s tr ial  lo ad s ,   ca n   h e lp   co n tr o th e   r ea ctiv e   p o w er   a m o u n t   n ee d ed   to   k ee p   th AC   g r id   v o lta g w it h i n   li m it s .   A p p l y i n g   t h p r o p o s ed   m o d el,   r esu l ts   a h o w ed   th a t h g r id   v o lta g h as  b ee n   i m p r o v ed   f r o m   0 . 7   p . u   to   1   p u   at  f u ll  lo ad .   T h g r id   v o lt ag i m p r o v e m en t   t h r o u g h   a   d if f er en r ea cti v p o w er   s o u r ce   o th er   th a n   th e   g r id   w i l l   h e l p   t h e   a b s o r b e d   r e a c t i v e   p o w e r   t o   b e   r e d u c e d .   T h i s   w i l l   r e d u c e   t h e   c u r r e n t   d r a w n   f r o m   t h e   g r i d ,   i . e   l e s s   c i r c u i t   b r e a k e r   s i z e ,   c a b l e s   c r o s s   s e c t i o n ,   a n d   l o s s e s .   T h i s   w i l l   r e d u c e   t h e   o v e r a l l   c o s t   o f   t h e   A C   g r i d   s i d e   i n s tal latio n .       RE F E R E NC E S   [1 ]   G .   W .   E.   Co u n c il ,   G lo b a w in d   e n e rg y   o u tl o o k ,   GW EC,   2 0 1 4 .   [2 ]   F lo u re n tzo u   N.,   A g e li d is  V .   G . ,   a n d   De m e tri a d e G .   D.,   V S C - b a se d   HV DC   p o w e tran sm i ss io n   sy ste m s:  A n   o v e rv ie w ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we r E lec tro n ics ,   v o l.   2 4 ,   n o .   3 ,   p p .   5 9 2 - 6 0 2 ,   2 0 0 9 .   [3 ]   J.  A rril lag a ,   Y.  H.  L iu   a n d   N.  R.   W a tso n ,   F lex ib le  P o w e T ra n s m issi o n T h e   H V DC  Op ti o n s,”   W e st  S u ss e x ,   U.K. :   J o h n   W il e y   &   S o n s ,   2 0 0 7 .   [4 ]   O.  A n a y a - Lara ,   e a l. ,   O ff sh o re   w in d   e n e rg y   g e n e ra ti o n Co n tro l ,   P ro tec ti o n   a n d   I n teg ra ti o n   to   E lec tri c a S y st e m s,”   W e st S u ss e x ,   U.K. J o h n   W il e y   &   S o n s,   2 0 1 4 .   [5 ]   M .   F .   M c G ra n a g h a n ,   D.  R.   M u e ll e a n d   M .   J.  S a m o t y j,   " V o lt a g e   sa g in   in d u strial  sy ste m s,"   IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stry   Ap p li c a ti o n s,   v o l.   2 9 ,   n o .   2 ,   p p .   3 9 7 - 4 0 3 ,   1 9 9 3 .   [6 ]   C.   J.  M e l h o r n ,   T .   D.  Da v is  a n d   G .   E.   Be a m ,   " V o lt a g e   sa g s:  th e ir  im p a c o n   th e   u ti l it y   a n d   in d u str ial  c u sto m e rs,"   IE EE   T ra n sa c ti o n o n   In d u stry   A p p li c a ti o n s,   v o l .   3 4 ,   n o .   3 ,   p p .   5 4 9 - 5 5 8 ,   1 9 9 8 .   [7 ]   A .   S a n n in o ,   M .   G .   M il ler  a n d   M .   H.  J.  Bo ll e n ,   " Ov e rv ie o f   v o lt a g e   sa g   m it ig a ti o n , "   IEE P o w e r   En g in e e rin g   S o c iety   W in ter M e e ti n g .   Co n f e re n c e   P r o c e e d in g s (Cat.  No . 0 0 CH3 7 0 7 7 ),   2 0 0 0 v o l.   4 ,   p p .   2 8 7 2 - 2 8 7 8 .   [8 ]   R.   A rn o ld ,   " S o lu t io n s to   th e   p o w e q u a li ty   p ro b lem , "   Po we r E n g in e e rin g   J o u rn a l,   v o l.   1 5 ,   n o .   2 ,   p p .   6 5 - 7 3 ,   2 0 0 1 .   [9 ]   K.  T a tj a n a ,   Co n tro l   o f   Vo lt a g e   S o u rc e   Co n v e rters   f o P o w e S y st e m   A p p li c a ti o n s,”   M . S c .   th e sis,  No rwe g ia n   Un ive rs it y   o S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   2 0 1 1 .   [1 0 ]   P .   Ha u g lan d ,   It’s  ti m e   to   c o n n e c t:   T e c h n ica d e sc rip ti o n   o f   HV DC  L i g h t®  tec h n o lo g y ,   AB T e c h n ica Rep o rt ,   2 0 0 8 .   [1 1 ]   R.   F .   A rrit a n d   R.   C.   Du g a n ,   " D istri b u te d   g e n e ra ti o n   in terc o n n e c t io n   tran sf o rm e r   a n d   g ro u n d i n g   se lec ti o n , "   IE EE   Po we a n d   E n e rg y   S o c iety   Ge n e ra M e e ti n g - Co n v e rs io n   a n d   De l ive ry   o El e c trica En e rg y   i n   t h e   2 1 st  Ce n tu ry ,     p p .   1 - 7 ,   2 0 0 8 .   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       Offs h o r w in d   p o w er in teg r a ti o n   to   s u p p o r t wea g r id   ( A h med   A .   Da o u d )   1885   [1 2 ]   F .   W a n g ,   e a l. ,   A n   Ov e rv ie w   In tro d u c ti o n   o f   V S C - H V DC:  S t a te - of - a rt  a n d   P o ten t ial  A p p li c a ti o n i n   El e c tri c   P o w e S y ste m s,   Pro c .   Cig   In t.   S y mp o si u m,  B o lo g n a ,   I ta ly,   2 0 1 1 .   [1 3 ]   P .   Zh o u ,   e a l. ,   S tab i li ty   o f   DC - li n k   v o lt a g e   a s   a ff e c t e d   b y   p h a se   lo c k e d   lo o p   i n   v sc   w h e n   a tt A Ch e d   to   w e a k   g rid ,   IEE PE S   Ge n e ra M e e ti n g   |   Co n fer e n c e   &   Exp o siti o n ,   p p .   1 - 5 ,   2 0 1 4 .   [1 4 ]   L .   L i m o n g i,   e a l. ,   A n a l y sis  a n d   Co m p a riso n   o f   P h a se   L o c k e d   L o o p   T e c h n iq u e f o G rid   Util it y   A p p li c a ti o n s,”   Po we r Co n v e rs io n   Co n fer e n c e   -   Na g o y a ,   N a g o y a ,   2 0 0 7 ,   p p .   6 7 4 - 6 8 1 .   [1 5 ]   R.   Ru d e rv a ll ,   e a l. ,   Hig h   Vo lt a g e   Dire c Cu rre n (HV DC)  T ra n sm issio n   S y ste m T e c h n o lo g y   Re v ie w   P a p e r,   IEE E n e rg y tec h ,   Clev e la n d ,   2 0 1 2 ,   p p .   1 - 7.   [1 6 ]   L .   W e i m e rs,  N e w   m a r k e ts  n e e d   n e w   t e c h n o lo g y ,   P o w e rCo n   2 0 0 0 .   2 0 0 0   In tern a ti o n a Co n f e r e n c e   o n   P o w e S y st e m   Tec h n o lo g y .   P ro c e e d i n g s (Cat.  No . 0 0 E X 4 0 9 ) ,   2 0 0 0 ,   v o l.   2 ,   p p .   8 7 3 - 8 7 7 .   [1 7 ]   Kra u se ,   P a u C . ,   e a l. ,   A n a l y sis  o f   e lec tri c   m a c h in e r y   a n d   d riv e   sy ste m s,”   W e st  S u ss e x ,   U.K. J o h n   W il e y   &   S o n s,   2 n d   e d it i o n ,   2 0 0 2 .   [1 8 ]   J.  M .   R o d r ig u e s,  F .   Re se n d e ,   a n d   C.   M o re ira,   Co n tr ib u ti o n   o f   P M S G   b a se d   sm a ll   w in d   g e n e ra ti o n   sy ste m to   p ro v id e   v o lt a g e   c o n tro l   in   lo w   v o lt a g e   n e tw o rk s,”   2 n d   IEE P ES   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   a n d   Exh i b it i o n   o n   In n o v a ti v e   S m a rt Grid   T e c h n o lo g ies ,   2 0 1 1 ,   p p .   1 - 8.   [1 9 ]   X .   G u o ,   W .   W u   a n d   H.  G u ,   P h a se   lo c k e d   lo o p   a n d   sy n c h ro n i z a ti o n   m e th o d f o g rid   in terf a c e d   c o n v e rters a   re v ie w ,”   Prze g d   E lek tro tec h n icz n y ,   v o l.   8 7 ,   n o .   4 ,   p p .   1 8 2 - 1 8 7 ,   2 0 1 1 .   [2 0 ]   Krish a y y a ,   P .   C.   S . ,   R.   A d a p a ,   a n d   M .   Ho lm .,  IEE g u id e   f o p lan n i n g   DC  li n k ter m in a ti n g   a A lo c a ti o n s   h a v in g   lo w   sh o rt - c ircu it   c a p a c it ies ,   IEE S t d   1 2 0 4 - 1 9 9 7 ,   p p .   1 - 2 1 6 ,   1 9 9 7 .   [2 1 ]   P .   J.  D.  Ch a in h o ,   e a l. ,   G e n e ra M o d e li n g   o f   M u lt i - term in a V S C - HV DC S y ste m f o T ra n sie n S tab il it y   S tu d ies ,   Pro c .   6 t h   IEE Y o u n g   Res e a rc h e rs   S y mp o siu in   El e c trica P o we r E n g i n e e rin g ,   De lf t,   Ne t h e rla n d s ,   2 0 1 2 .   [2 2 ]   Z.   W u ,   X .   D o u ,   J.  C h u   a n d   M .   Hu ,   Op e ra ti o n   a n d   c o n tro o f   a   d irec t - d riv e n   P M S G - b a se d   w in d   tu rb i n e   sy st e m   w it h   a n   a u x il iary   p a ra ll e g rid - sid e   c o n v e rter,”  En e rg ies ,   v o l.   6 ,   n o .   7 ,   p p .   3 4 0 5 - 3 4 2 1 ,   2 0 1 3 .   [2 3 ]   P h o t o v o lt a ics ,   Disp e rse d   G e n e ra ti o n ,   a n d   E n e rg y   S to ra g e IEE a p p li c a ti o n   g u id e   f o IEE S T 1 5 4 7 (tm ),   IEE E   sta n d a rd   f o in terc o n n e c ti n g   d istri b u ted   re so u rc e w it h   e lec tri c   p o w e s y ste m s,”   IEE S T 1 5 4 7 . 2 - 2 0 0 8 ,   p p .   1 - 2 1 7 ,   2 0 0 9 .   [2 4 ]   A h m e d   F .   A b o u z e id ,   A h m e d   A .   Da o u d ,   S o b h y   S .   De ss o u k y   a n d   Ju a n   M .   G u e rre ro ,   " F a c to rs  Affe c ti n g   Off sh o re   W in d   P o w e In teg ra ti o n   to   G rid   th r o u g h   V S C - H V DC,”  Ei g h te e n th   In ter n a ti o n a M id d le  Ea st  Po we S y ste ms   Co n fer e n c e   ( M EP CON),   2 0 1 6 ,   p p .   1 8 4 - 1 8 9 .   [2 5 ]   A h m e d   F .   A b o u z e id ,   A h m e d   A .   Da o u d ,   S o b h y   S .   De ss o u k y ,   " I m p lem e n tatio n   Of   V e c to Co n tro F o G rid   V o lt a g e   S u p p o rt   In   V sc - Hv d c   T ra n sm i ss i o n   S y ste m , "   J o u rn a o El e c trica l   En g in e e rin g ,   v o l.   1 7 ,   p p .   3 5 2 - 3 5 8 ,   2 0 1 7       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Ahm e d   A.  Da o u d   is an   A ss o c iat e   P r o f e ss o w it h   Ee De p t. ,   P o r S a id   Un iv e rsity ,   Eg y p t .   His re se a rc h   in tere sts  a re   re n e w a b le  e n e r g y ,   n e tw o rk   a n l y sis,  p o w e s y ste m   sta b il it y ,   d e m a n d   sid e   m a n a g e m e n t   a n d   sm a rt  g rid   a p p li c a ti o n s.  He   i th e   c e o   o f   th e   e g y p ti a n   e n g in e e rin g   a ss o c iatio n ,   p o rt  sa id   b ra n c h .   He   is  c u rre n tl y   w o rk in g   in   a   re se a rc h   p ro jec in v o lv in g   m icr o   g rid in c o rp o ra ti n g   re n e w a b l e   re so u rc e s a n d   e v   to   e n h a n c e   g rid   e n e rg y   m a n a g e m e n a n d   c o n tr o l.         Ahm e d   F.   A b o u z e i d   is   a   P h . D .   stu d e n a n d   re se a rc h   a s sista n w it h   Ee  De p t. ,   P o rt  S a id   Un iv e rsity ,   Eg y p t H e   g o h is  m a ste in   e lec tri c a e n g in e e rin g   in   2 0 1 6 .   h is  re s e a rc h   ti tl e in v e stig a ti o n   o f   m u lt i - term in a v o lt a g e   so u rc e   c o n v e rter  h v d c   f o w in d   p o w e in teg ra ti o n   th is  w o rk   w a a   p a rt  o f   h is  m s.c   th e sis.         S o b h y   S .   De ss o u k y   is  a   P r o f e ss o w it h   Ee  De p t,   P o rt   S a id   Un iv e rsity ,   Eg y p t .   h is  re se a rc h   in tere st a re   h ig h   v o lt a g e   tec h n o l o g y ,   re n e w a b le  e n e rg y ,   n e t w o rk   a n a l y sis  a n d   sm a rt  g rid   tec h n o l o g y .   h e   h a s a   lo o f   e x p e rien c e   in   re se a rc h   p ro jec ts  a n d   h e   is  c u rre n tl y   w o rk in g   in   a   re se a rc h   p ro jec in v o lv in g   m icro   g rid in c o rp o ra ti n g   re n e wa b le  re so u rc e a n d   e v   to   e n h a n c e   g rid   e n e rg y   m a n a g e m e n a n d   c o n tro l.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.