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.   9 ,   No .   2 A p r il   201 9 ,   p p .   826 ~ 8 3 4   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 9 i 2 . pp 826 - 8 3 4           826       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   H a r m o n ic  en ha nc e m e nt  i m icro g ri d w ith  a pplica tions  on  sens itive lo a ds       M o nta s er bil la h H a f ez ,   H us s ein El - E is s a w i,  Na bil   Ay a d   Eg y p ti a n   A to m i c   En e rg y   A u th o rit y ,   Nu c lea Re se a rc h   Ce n ter,  Ca iro ,   Eg y p t       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   9 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   No v   2 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   No v   23 ,   2 0 1 8       P o w e q u a li ty   issu e a re   a n   im p o rtan a n d   g ro w in g   p r o b lem   in   m icro g rid .   T h e re   a re   t w o   re a so n s;  th e   m o re   a c ti v e   c o n su m e is   p a rti c ip a ti n g   in   th e   p o w e se c to r,   th e   u se   o f   re n e w a b le  e n e rg y   w h ich   h a v in g   a   g re a im p a c o n   v o lt a g e   v a riatio n .   T h is  p a p e r   d isc u ss e p o w e q u a li ty   d istu r b a n c e   a n d   e sp e c iall y   h a r m o n ic  d isto rti o n   issu e in   m icro g rid ,   a n d   su g g e sts  a   so lu ti o n   t o   m a in tain   th e   o p e ra ti o n   o f   th e   d istri b u ti o n   sy ste m   w it h in   p o w e q u a li ty   sta n d a rd .   T o   p ro tec se n siti v e   lo a d s f ro m   h a r m o n ics   p ro d u c e d   b y   t h e   g rid   a n d   b y   re n e w a b le  e n e rg y   so u rc e s,  p a ss iv e   h a r m o n ic  f il ter  h a b e e n   p r o p o se d   i n   th is  p a p e r.   T h e   e lec tri c a s y ste m   o f   a   n u c lea re se a rc h   re a c to a s   se n siti v e   lo a d is  d e sig n e d   b y   u sin g   El e c tri c a T ra n sie n A n a l y z e P ro g ra m   (E TA P so f t w a re .   T h e   re su lt sh o w   th e s e   tec h n ica issu e a re   p re se n ted   w it h   th e ir  in f lu e n c e   o n   e lec tri c a v o lt a g e   a n d   h a rm o n ic sp e c ter.   K ey w o r d s :   E T A P   Har m o n ic  d is to r tio n     Mic r o g r id     P ass iv f ilter     P o w er   q u ali t y     Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo n taser b illa h   Haf ez ,     E g y p tia n   A to m ic  E n er g y   Au t h o r ity ,   Nu clea r   R e s ea r ch   C e n ter ,   C air o ,   E g y p t.   E m ail: e n g . m o n @ h o t m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N     T h m o d er n   m icr o g r id   h as  b r o u g h lar g c h alle n g e s   to   co n tr o llin g   t h p o w er   q u alit y .   B ec au s o f   t h e   d em a n d s   f o r   ex tr e m el y   e f f ici en co n s u m p tio n ,   th d iv er s it y   o f   lo ad s ,   in   ad d itio n   to   th u s e   o f   r en e w ab le   en er g y   s o u r ce   ( P h o to v o ltaic   ( P V) ,   b io m as s ,   w i n d ,   etc. )   g e n er atio n   s o u r ce ,   a n d   g r id   co n n ec tio n   tec h n o lo g y   th r o u g h   t h p o w er   elec tr o n ic s   b o r d er s   [ 1 ] ,   [ 2] .   T h E lectr ical  P o w er   Qu a lit y   is   th s u p p l y   o f   r eliab le  p o w er   to   its   cu s to m er   at  d esig n ed   r atin g   o f   v o ltag a n d   f r eq u en c y   w it h   id ea s in u s o id al  v o ltag an d   c u r r en w av e f o r m   [ 3 ] ,   it  is   af f ec ted   d u to   v ar io u s   r ea s o n s   i n   m o d er n   p o w er   ele ctr o n ic  w o r ld   b ec au s o f   th e   u s a g o f   p o w er   elec tr o n ic   s e m ico n d u cto r   b ased   d ev ices  an d   p o w er   q u alit y   d is tu r b an c e s   [ 4 ] ,   [ 5 ] . T h d ef in itio n   o f   P o w er   q u alit y   ac co r d in g   to   th I E E E   Stan d ar d   T h co n ce p t o f   p o w er in g   an d   g r o u n d in g   elec tr o n i eq u ip m e n in   m an n er   s u ita b le  to   th e   o p er atio n   o f   th at  eq u ip m en a n d   co m p atib le  w it h   th p r e m i s w ir in g   s y s te m   a n d   o th er   co n n ec t ed   eq u ip m e n t”  [ 6 ] .     P o w er   q u a lit y   p r o b le m   i n cl u d p h e n o m e n s u c h   as  v o l tag f l u ctu a tio n ,   v o ltag e   u n b alan ce ,   v er y   s h o r in ter r u p tio n s ,   v o lta g s a g ,   a n d   h ar m o n ics   d is to r tio n   [ 7 ] ,   [ 8 ] .   T h is   p ap er   d ea ls   w it h   r ed u ctio n   o f   d ev a s tatio n   ef f ec ts   ca u s ed   b y   h ar m o n ic s   w h ich   i s   t y p o f   p o w er   q u alit y   p r o b lem .   Har m o n ic   d is to r tio n   ca u s e s   s o m e   u n e x p ec ted   co n d itio n s   o n   t h elec tr ical   s y s te m .   Har m o n ic   d is to r tio n   ca n   d ec r ea s t h ac cu r ac y   o f   th elec tr ical  m e ter .   Har m o n ic  d is to r tio n   m a y   al s o   ca u s e x ce s s i v e   d is s ip atio n   o f   elec tr ical  eq u ip m en s o   as  to   i n cr ea s t h c o s o f   t h b ill  [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   Fu r t h er m o r e,   h ar m o n i c   d is to r tio n   ca u s es   elec tr ical  e q u ip m e n n o to   w o r k   o n   th s p ec if ied   p o w er   q u alit y   s t an d ar d s   ca u s in g   a   d ec r ea s in   th e   li f eti m e   o f   th elec tr ical  eq u ip m e n t   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ] .   T h h ar m o n ic s   g en er atio n   f r o m   r en e w ab l e   en er g y   s o u r ce   d ep en d s   o n   t h t y p o f   i n v er ter s   w ill   b d iv er g e n t.  I n   P h o to v o ltaic  d ep e n d s   o n   t h t y p e   o f   co n tr o s tr ateg y   a n d   th e   s ize  o f   P s y s te m s   a n d   also   o n   t h g r id   v o lta g h ar m o n ic s   [ 1 3 ] .   I n   w i n d   en er g y ,     th co n v er ter   i s   u s ed   to   co n v er v ar iab le  v o ltag e   f r o m   t h in d u ctio n   g en er ato r   to   D C   v o ltag e,   j u s li k t h at   p r o d u cin g   D C   p o w er .   T h DC   v o lta g is   co n v er ted   to   A C   v o ltag t h at  i s   s u itab le  f o r   elec tr ical  o p er atio n s   i n   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:  2088 - 8708       Ha r mo n ic  en h a n ce men t in   mi cro g r id   w ith   a p p lica tio n s   o n   s en s itive  lo a d s   ( Mo n ta s erb illa h   Ha fez )   827   th g r id .   Ho w e v er ,   t h u s o f   co n v er ter s   in j ec ts   a   h i g h   i n te n s it y   o f   c u r r en h ar m o n ic  lo f r eq u e n c y   co n te n t   in to   th p o w er   s y s te m   [ 2 ] .   E m p lo y i n g   ac ti v an d   p ass iv e   f ilter s   ca n   i m p r o v t h p o w er   f ac to r   an d   m i n i m ize  h ar m o n i cu r r en ts .   A cti v f ilter s   ar h ig h l y   f le x ib le,   b u th e y   in cr ea s s y s te m   co m p lex i t y   a n d   co s ts   [ 1 4 ] .   P ass iv f ilter s   ar s i m p ler   an d   m o r ec o n o m i c,   o f f er in g   b o th   th p o w e r - f ac to r   co r r ec tio n   an d   h ig h   cu r r en t - f ilter i n g     ca p ac it y   [ 1 5 ] .   T h e y   also   r ed u ce   h ar m o n ic  v o ltag e s   in   in s tall atio n s   w h er t h s u p p l y   v o lta g is   d is tu r b ed   [ 1 6 ] .   Var io u s   m e th o d s   h a v b ee n   p r o p o s ed   f o r   d esig n i n g   th p as s iv f ilter s   [ 1 7 ] - [ 2 0 ] .   T h g o al  is   to   m i n i m ize  th e   h ar m o n ic  i m p ed an ce   at  s p ec i f ic  f r eq u e n cie s   an d   to   m ax i m ize  th f u n d a m en tal  f r eq u e n c y   i m p ed an ce   o f   t h e   f ilter   f o r   m in i m izin g   lo s s es.  H o w e v er ,   r e - ca lcu la tio n s   ar r e q u ir ed   f o r   ea ch   lo ad   ch an g e   [ 1 6 ] .   I n   th i s   r esear ch ,   t h n u clea r   r esear ch   r ea cto r   is   th ca s s tu d y   to   r ed u ce   th h ar m o n ic  d is to r tio n .     T h au th o r s   d esig n   o f   s i n g le - t u n ed   p as s i v f ilter   f o r   s u p p r ess in g   t h h ar m o n ic  c u r r e n ts .   T w o   t y p es   o f   h ar m o n ics p r o d u ce d   b y   th e   g r i d   an d   b y   r e n e w ab le  e n er g y   s o u r ce s   ar m o d eled   u s in g   E T AP .   T h li m itatio n   o f   h ar m o n ics  p o llu tio n   p r esen a th p o in o f   co m m o n   co u p li n g   ( P C C )   h ad   b ee n   co n tr o b y   I E E E   Std .   5 1 9   to   i m p r o v th p o w er   q u alit y ,   wh ich   w id el y   ac ce p ted   in   n u cle ar   r esear ch   r ea cto r .       2.   P ASSI V E   H ARM O NICS   F I L T E RS   Fo r   m iti g ati n g   t h h ar m o n ic  d is to r tio n   p ass i v f ilter i n g   i s   th s i m p les co n v en t io n al  s o l u tio n   [ 2 1 ] .   P ass iv ele m en t s   lik r esi s ta n ce ,   in d u cta n ce   an d   ca p ac ita n ce   ar u s ed   b y   t h p ass i v f ilter s   to   co n tr o th e   ha r m o n ics.  C o m m o n   t y p e s   o f   p ass iv f ilter s   an d   th e ir   co n f i g u r atio n s   ar d ep icted   in   Fi g u r 1 .           Fig u r 1 .   P ass iv p o w er   f ilter s       T h s h u n co n n ec t io n   o f   p ass i v f ilter s   w i th   th p o w er   s y s te m   p r o v id es  lea s i m p ed a n ce   p ath   to   t h e   h ar m o n ic  c u r r en at   t u n i n g   f r eq u en c y .   A s   co m p ar ed   to   t h e   s h u n f ilter   s er ies   f ilter   is   d esig n ed   to   ca r r y   f u ll   lo ad   cu r r en t h er ef o r t h e y   n ee d   o v er   cu r r en t   p r o tectio n   d ev ices.  W h er ea s   s h u n t   p ass iv f ilter   ca r r ies   a   f r ac tio n   o f   s er ie s   f ilter   c u r r en t.  T h s er ies   f i lter   is   r ela tiv el y   m o r ex p en s i v h en ce   s h u n t   p ass i v f ilter   i s   co m m o n l y   u s ed   as  h ar m o n ic  f ilter .   F u r th er m o r i also   p r o v id es  r ea cti v p o w er   at  s y s te   o p er atin g   f r eq u e n c y .   T h m o s t u s o f   p ass i v f ilter   is   Si n g le  T u n ed   Fil ter   ( ST F).   T h m o s t c o m m o n l y   u s ed   p ass iv f ilte r   is   th s i n g le - t u n ed   f il ter .   T h is   f ilter   is   s i m p le  a n d   least   ex p en s iv a s   co m p ar ed   w it h   o th er   m ea n s   f o r   m iti g ati n g   th h ar m o n ic  p r o b le m s   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .   T h L C   S T ( Sin g le  Ser ies  Fi lter )   is   m o s co m m o n   a n d   in ex p e n s i v t y p o f   p as s iv e   f i lter .   T h is   f ilter   i s   co n n ec ted   i n   s h u n w i th   th e   m ain   d is tr ib u tio n   s y s te m   an d   i s   tu n ed   to   p r esen lo w   i m p ed an ce   to   p ar ticu lar   h ar m o n i f r eq u en c y .   T h er ef o r e;  h ar m o n ic  c u r r en t s   ar e   d iv er ted   f r o m   th e   least   i m p ed a n ce   p ath   th r o u g h   t h f ilter .   Fo r   d esig n in g   t h s i n g le   t u n ed   f il ter   it is   ess e n tia l to   s elec t h ap p r o p r iate  ca p ac ito r   v alu th at   en ab le s   g o o d   p o w er   f ac to r   at  s y s te m   f r eq u e n c y .   P laci n g   t h ese  f ilter s   i n   clo s p r o x i m it y   to   th d is tu r b i n g   d ev ice s   is   m o r ex p en s iv s o l u tio n ,   b u it   is   s o lu tio n   th a t   p r o v id es r ed u ce d   lo s s es in   t h p o w er   n et w o r k   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .       3.   E T AP   S I M UL AT I O AND  M I T I G A T I O O F   H ARM O NICS   3 . 1 .     B rief   i ntr o du ct io n o f   E T AP   s o f t w a re   E T A P   is   co m p r eh e n s i v an al y s is   to o f o r   p o w er   s y s te m   d esi g n   a n d   test i n g   d ev elo p ed   b y     OT I   c o m p an y .   E T A P   is   en ter p r is s o f t w ar w it h   f u ll y   g r ap h ical  i n ter f ac e.   I ca n   s w itc h   m u ltip le  f u n ctio n al   in ter f ac e s   i n   th s a m p r o g r am   an d   t h o p er atio n   is   v er y   c o n v e n ien t.  T h E T A P   h ar m o n ic  an a l y s is   m o d u l e   ca n   s i m u late   v ar io u s   p o w er   co m p o n e n t s   a n d   d ev ice s   ac c u r atel y .   T h m o d u le   h a s   t w o   an al y s i s   m et h o d s h ar m o n ic  w a v p o w er   f lo w   a n d   h ar m o n ic  f r eq u en c y   s ca n .   I n   o r d er   to   ex p lo r t h h ar m o n ic  d is to r tio n   a n d   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 .   2 A p r il   201 9   :   8 2 6   -   8 3 4   828   d if f u s io n   ch ar ac ter i s tics   i n   th e   n u clea r   r esear ch   r ea cto r ,   th is   p ap er   c o n d u cts  t h an al y s i s   an d   ca lcu latio n   u s i n g   th h ar m o n ic  a n al y s i s   to o in   E T A P .   T h is   to o l,  w h ich   co m p lies   w it h   I E E E   5 1 9   s ta n d ar d s ,   e m b ed d ed   th e   p o w er   f lo w   al g o r ith m   o f   Ne wto n -   R ap h s o n   an d   Gau s s - Seid el  an d   ca n   c u s to m ize  th e   h ar m o n ic   s o u r ce   m o d el,   is   ab le  to   ev alu ate  t h d is to r tio n   r ate  an d   s y s te m   r eso n a n ce   q u ick l y .     3 . 2 .     E T AP   s i m ula t io n o f   elec t rica l sy s t e m   f o nu clea re s ea rc h r ea ct o r   I n   th i s   p ap er ,   th m icr o g r id   o f   n u clea r   r esear ch   r ea cto r   is   s i m u latio n   b y   E T A P   1 2 . 6 .   A   f ee d er   w it h   s h o r t - c ir cu it  p o w er   Ss c= 6 5   MV Asc  co n n ec ted   to   th 1 1   k b u s ,   b u s   2   ( P C C )   co n n ec ted   to   th 1 1   k b u s   v i a   5 0 0   k VA   ( 1 1 /0 . 4   k V)   tr an s f o r m er .   T h er ar f o u r   lu m p ed   lo ad s   ( t w o   s tat ic  lo ad s   an d   th o th er   t w o   ar m o to r   lo ad s ) ,   1 0 0   KVA   ea c h .   I n   ad d itio n ,   th e   R e n e w ab le  e n er g y   s o u r ce   co n tain s   p h o to v o ltaic   p an els   ( 1 5 0   KVA )   an d   w in d   t u r b in es  ( 4 0 0   KV A )   ar co n n ec ted   to   b u s   3 .   L u m p ed   lo ad   5   is   an   ex ter n al  lo ad .   T h cir cu it  d iag r a m   is   s h o w n   in   F i g u r 2 ,   an d   t h e   r elev an ele m en t   p ar a m eter s   ar s h o w n   in   th e   d iag r a m .   T h er ar t w o   s t u d y   ca s es o f   s o u r ce   o f   h ar m o n ic  a n d   ef f ec ted   o n   P C C .         Fig u r 2 .   C ir cu it  m o d el  in   E T A P   1 2 . 6       C ase  1 : H ar m o n ic  f r o m   Gr id :   T h s o u r ce   o f   h ar m o n ic  is   t h g r id   an d   ef f ec o n   th P C C ,   b u s   3   is   d is co n n ec ted .   First  s tep   in   th is   s tu d y   w a s   to   ass es s   th h ar m o n ic  d is to r tio n   o f   t h P C C   w it h o u an y   tec h n ical  s o l u tio n   ad d itio n ,   f o r   d is to r tio n   m iti g atio n .   Af ter   p er f o r m i n g   t h h ar m o n ic  p o w er   f lo w   s i m u latio n   i s   s h o w n   i n   F i g u r 3 ,   th r esu lt s   o f   T HD   v alu e s   o f   t h b u s e s .   I E E E   5 1 9   s tan d ar d   o f   li m its   o f   h ar m o n ic   v o ltag ar s h o w n   i n   T ab le  1 .         Fig u r 3 .   Har m o n ic  f lo w   s i m u latio n s   w i th o u t f i lter 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:  2088 - 8708       Ha r mo n ic  en h a n ce men t in   mi cro g r id   w ith   a p p lica tio n s   o n   s en s itive  lo a d s   ( Mo n ta s erb illa h   Ha fez )   829   T ab le  1 .   Vo ltag Dis to r tio n   L i m it s   B u s   v o l t a g e   V   a t   P C C   I n d i v i d u a l   h a r mo n i c   ( %)   T o t a l   h a r mo n i c   d i s t o r t i o n   T H D   ( %)     1 . 0   k V   5 . 0   8 . 0   1   k V   <     6 9   kV   3 . 0   5 . 0   6 9   k V   <     1 6 1   k V   1 . 5   2 . 5   1 6 1   k V   <   V   1 . 0   1 . 5       I ca n   b s ee n   th at  th er ar s er io u s   h ar m o n ic  p o llu tio n   in   b u s   2   ( P C C )   co m p lies   w i th   I E E E   5 1 9   s tan d ar d s .   Fi g u r 4   r ep r esen ts   th v al u o f   h ar m o n ic  s p ec tr u m   f o r   th v o lta g o f   t h P C C .         Fig u r 4 .   Har m o n ic  s p ec tr u m   o f   th P C C   w i th o u f ilter s       I n   t h h ar m o n ic  s p ec tr u m ,   t h er ar s i g n i f ican t   le v els  o f   h ar m o n ic  r an k s   5 th ,   7 t h ,   1 1 th ,   1 3 th .     Fig u r 5   p r esen ts   t h v o lta g w a v e f o r m s   d is to r tio n   o f   t h P C C   w i th o u t a n y   tech n ical  s o lu tio n   ad d itio n .         Fig u r 5 .   Vo ltag w av e f o r m s   o f   th P C C   w i th o u f ilter s       T h s ec o n d   s tep   in   th s i m u lat io n   is   to   s o lv t h i s s u ca u s e d   b y   t h g r id .   T h s o lu tio n   is   t o   co n n ec t   p ass iv h ar m o n ic  f ilter   i n   th P C C   b u s   to   r ed u ce   th is   o r d er .   T h h ar m o n ic  a n al y s is   s i m u lat io n   is   p r esen ted   in   F i g u r 6   an d   th r esu l ts   f o r   T HD.   T h n ex t ta b le  s h o w s   t h d ata  o f   h ar m o n ic  f ilter :       T ab le  2 .   Data   o f   Har m o n ic  Fil ter     5 t h   7 t h   1 1 t h   L ( u H )   1 5 7 . 2 4   8 2 . 4 4   3 3 . 4 2   C ( u F )   2 7 4 1   2 7 4 1   2 7 4 1   0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 3 5 7 9 11 13 17 19 23 25 V ol t ag S pec t rum  (% ) Ha rmonic  Or de r With ou t ST D - 150 - 100 - 50 0 50 10 0 15 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 V oltag e   ( %) T ime  ( Cy c le ) 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 .   2 A p r il   201 9   :   8 2 6   -   8 3 4   830     Fig u r 6 .   Har m o n ic  f lo w   s i m u latio n   w it h   f ilter s       Fig u r 6   s h o w s   t h T HD  v alu es,  w h ich   h av lar g d ec r ea s in   b u s   2   af ter   co n n ec ted   th f il ter s .   Fig u r 7   r ep r esen ts   th h ar m o n ic  s p ec tr u m   lev e o f   t h v o ltag w av e f o r m   o f   th P C C   w it h   s i n g le - tu n ed   p ass iv f ilter .         Fig u r 7 .   Har m o n ic  s p ec tr u m   o f   th P C C   w i th   f ilter s       I n   th e   h ar m o n ic   s p ec tr u m ,   t h er ar f o u n d   s i g n if ican t   d ec r ea s f o r   t h v al u es  o f   h ar m o n ic  r an k s .   Fig u r 8   p r esen ts   t h v o lta g w a v e f o r m s   d is to r tio n   o f   t h P C C   w i th   f ilter s .         Fig u r 8 .   Vo ltag w av e f o r m s   o f   th P C C   w i th   f ilter s   0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 1 3 5 7 9 11 13 17 19 23 25 V olt a g e   S pe c trum (% ) Ha rmonic  Or de r - 150 - 100 - 50 0 50 10 0 15 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 V olt a g e   (% ) T im e  ( C y c 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:  2088 - 8708       Ha r mo n ic  en h a n ce men t in   mi cro g r id   w ith   a p p lica tio n s   o n   s en s itive  lo a d s   ( Mo n ta s erb illa h   Ha fez )   831   I n   Fig u r 8 ,   th er ar i m p r o v ed   v o ltag w a v ef o r m s ,   p r o f ile  w h ic h   r ese m b le s   m u ch   to   th e   s in u s o id al.   T h is   s m o o th n es s   i s   cr ea ted   b y   co n n ec t in g   h ar m o n ic  f ilter s   af ter   id en ti f y i n g   t h i s s u es  ca u s ed   b y   g r id .   C ase  2 : H ar m o n ic  f r o m   R e n e w ab le  en er g y :   T h s o u r ce   o f   h ar m o n ic  i n   r en e w ab le  en er g y   is   t h w in d   a n d   P h o to v o ltaic  ( P V)   an d   ef f ec o n   th P C C ,   an d   th g r id   is   d is co n n e cted .   T h h ar m o n ic  p o w er   f lo w   s i m u lat io n   is   s h o w s   in   F ig u r 9 .         Fig u r 9 .   Har m o n ic  p o w er   f lo w   s i m u lat io n   w it h o u f ilter s       I ca n   b s ee n   th at  th er ar e   s er io u s   h ar m o n ic  p o llu tio n   in   b u s   2   ( P C C )   co m p lies   w i th   I E E E   5 1 9   s tan d ar d s .   Fi g u r 1 0   r ep r esen t s   th le v el  o f   h ar m o n ic  s p ec tr u m   f o r   th v o ltag o f   th P C C   o f   th d is tr ib u tio n   s y s te m .         Fig u r 1 0 .   Har m o n ic  s p ec tr u m   o f   th P C C   w i th o u t f ilter s         Fig u r e   1 1 .   Vo ltag w a v e f o r m s   o f   th P C C   w i th o u t f ilter 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.  9 ,   No .   2 A p r il   201 9   :   8 2 6   -   8 3 4   832   I n   t h h ar m o n ic  s p ec tr u m   we  h a v s ig n i f ica n v al u es   o f   h ar m o n ic   r an k s   5 th ,   7 t h ,   1 1 th ,   1 3 th .     Fig u r 1 1   p r esen ts   th v o ltag e   w a v ef o r m s   d is to r tio n   o f   th P C C   w i th o u t a n y   tech n ical  s o lu tio n   ad d itio n .         Fig u r 1 2 .   Har m o n ic  f lo w   s i m u latio n   w i th   f il ter s       T h s o lu tio n   is   to   co n n ec p ass iv h ar m o n ic  f i lter   in   th P C C   b u s   to   r ed u ce   th is   o r d er .     T h h ar m o n ic  f lo w   s i m u latio n   is   p r esen ted   in   F ig u r 1 2 .   Fig u r 1 2   s h o w s   t h T HD  v al u es,  w h ic h   h a v lar g d ec r e ase  i n   b u s   2   a f ter   co n n ec ted   t h f ilter s .   Fig u r 1 3   r ep r esen ts   th h ar m o n ic  s p ec tr u m   lev e l o f   t h v o lt ag w av e f o r m   o f   th P C C   w it h   p ass i v f ilter s .         Fig u r e1 3 .   Har m o n ic  s p ec tr u m   o f   th P C C   w i th   f ilter s       I n   th e   h ar m o n ic   s p ec tr u m ,   t h er ar f o u n d   s i g n if ican t   d ec r ea s f o r   t h v al u es  o f   h ar m o n ic  r an k s .   Fig u r 1 4   p r esen ts   th v o ltag e   w a v ef o r m s   d is to r tio n   o f   th P C C   w i th   f ilter s .   I n   Fig u r 1 4 ,   th er ar im p r o v ed   v o ltag w av e f o r m s ,   p r o f ile  w h ich   r ese m b les  m u ch   to   t h e   s in u s o id al.   T h is   s m o o th n es s   i s   cr ea ted   b y   co n n ec t in g   h ar m o n ic  f ilter s   af ter   id en ti f y i n g   t h i s s u es  ca u s ed   b y   r en e w ab le  en er g y .       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:  2088 - 8708       Ha r mo n ic  en h a n ce men t in   mi cro g r id   w ith   a p p lica tio n s   o n   s en s itive  lo a d s   ( Mo n ta s erb illa h   Ha fez )   833     Fig u r 1 4 .   Vo ltag w a v e f o r m s   o f   th P C C   w i th   f ilter s           4.   CO NCLU SI O N     P o w er   q u al it y   a n d   esp ec iall y   h ar m o n ic  is s u e s   in   th m icr o g r id   is   p r esen ted .   A   s in g le - t u n ed   P ass iv e   Har m o n ic  Fil ter   is   u s ed   to   m iti g atio n   o f   h ar m o n ics  i n   th n u clea r   r esear ch   r ea cto r   f r o m   g r id   an d   f r o m   r en e w ab le  en er g y   s o u r ce   w a s   p r o p o s ed .   T h m ea s u r e m e n ts   s h o w   i n cr ea s in g   in   th e   5 th ,   7 th ,   1 1 t h ,   1 3 th .   Har m o n ic s   lev e ab o v th eir   p er m is s ib le  li m its   w h ic h   r es u lt ed   in   f ail u r o f   s o m d ev ices.  T h test   s y s te m   i s   s i m u lated   i n   E T A P   s o f t w ar en v ir o n m e n w i th   th m ea s u r ed   h ar m o n ic  co n te n t.  T h p r o p o s ed   p ass iv f ilter   d o es  n o cr ea te  r eso n an ce   w i th   s y s te m   a n d   o f f er s   lo w   i m p ed an ce   tr ac k   to   h ar m o n ic  c u r r en t.  Mo r eo v er ,   it  y ield s   g o o d   r esu lts   in   ter m s   o f   to tal  v o lta g an d   c u r r en h ar m o n ic  d i s to r tio n   w h en   co m p a r ed   w it h   I E E E   5 1 9 - 1 9 9 2   s tan d ar d .       RE F E R E NC E   [1 ]   M .   T .   S e lv i ,   D.  G u n a p r iy a ,   " A   P o w e Qu a li t y   I m p ro v e m e n f o M i c ro g rid   In v e rter  Op e ra ted   I n   G rid   Co n n e c ted   a n d   G rid   Disc o n n e c ted   M o d e s, "   Bu ll e ti n   o E lec trica En g in e e rin g   a n d   I n fo rm a ti c s,   v o l.   3 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 3 - 1 1 8   Ju n .   2 0 1 4 .   [2 ]   S.  M .   Ku c h i b h a tl a ,   D.  P a d m a v a th i,   R.   S rin iv a sa   Ra o ,   " Eff e c o f   Ca rrier  F re q u e n c y   in   G rid   In ter  Co n n e c ted   W in d   S y st e m   w it h   S S F Co n tro l ler, "   In ter n a t io n a J o u rn a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste m,   v o l.   9 ,   n o .   3 ,   p p .   1 3 4 9 - 1 3 5 5 S e p 2 0 1 8 .   [3 ]   R.   S a ra v a n a n ,   P .   S .   M a n o h a ra n ,   " P o w e Qu a li t y   I m p ro v e m e n Us i n g   Un if ied   P o w e Qu a li t y   Co n d it io n e Ba se d   O n   P a rti c le  S w a r m   Op ti m iza ti o n , "   Bu ll e ti n   o El e c trica En g in e e ri n g   a n d   In fo rm a t ics ,   v o l.   2 ,   n o .   1 ,   p p .   29 - 34   M a r 2 0 1 3 .   [4 ]   F .   H.  M .   No h ,   M .   A b .   Ra h m a n ,   M .   F .   Ya a k u b ,   " P e rf o rm a n c e   o f   M o d if ied   S - T ra n s f o r m   f o P o w e Qu a li t y   Distu rb a n c e   De tec ti o n   a n d   Cla ss if ic a ti o n , "   T EL KOM NIKA   ( T e lec o mm u n ica ti o n ,   Co mp u ti n g ,   E lec tro n ics   a n d   Co n tro l) ,   v o l .   1 5 ,   n o .   4 ,   p p .   1 5 2 0 - 1 5 2 9 De c 2 0 1 7 .   [5 ]   K.  H.  Yo u ss e f ,   " P o w e Qu a li ty   Co n stra in e d   Op ti m a M a n a g e m e n o f   Un b a lan c e d   S m a rt   M icro g rid d u rin g   S c h e d u le d   M u lt i p le  T ra n siti o n b e twe e n   G rid - Co n n e c ted   a n d   Isla n d e d   M o d e s, "   IEE T r a n s a c ti o n o n   S ma rt   Gr id v o l.   8 ,   n o .   1 ,   p p .   4 5 7 - 4 6 4 Ja n 2 0 1 7 .   [6 ]   IEE S t d   1 1 0 0 - 1 9 9 9 ,   " Re c o m m e n d e d   P ra c ti c e   f o P o w e rin g   a n d   G ro u n d i n g   El e c tro n ic  Eq u ip m e n t, "   Rev isio n   o f   IEE S t d   1 1 0 0 -   1 9 9 2 ,   M a r.   1 9 9 9 .   [7 ]   M .   H.  J.   Bo ll e n ,   e a l . ,   " P o w e Qu a li ty   Co n c e rn in   Im p le m e n ti n g   S m a rt  Distrib u ti o n - G rid   A p p l ica ti o n s, "   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   S m a rt Grid ,   v o l.   8 ,   n o .   1 ,   p p .   3 9 1   -   3 9 9 Ja n 2 0 1 7 .   [8 ]   O.  Ce a k i,   G .   S e rit a n ,   R.   V a tu ,   M .   M a n c a si ,   " A n a l y sis  o f   P o w e Qu a li ty   I m p ro v e m e n in   S m a rt  G rid s, "   1 0 th   In te rn a t io n a S y mp o si u m o n   A d v a n c e d   T o p ics   i n   El e c trica E n g in e e rin g   ( AT EE ) p p .   7 9 7 - 8 0 1 M a r 2 0 1 7 .   [9 ]   M .   R.   Y u so f f ,   e a l. ,   " A n   A n a l y si o f   Ha r m o n ic  a n d   I n terh a rm o n ic   Co n tr ib u ti o n   o f   El e c tri c   A rc   F u rn a c e   b y   Us in g   P e ri o d o g ra m , In ter n a ti o n a J o u rn a l   o f   El e c trica a n d   C o m p u ter   E n g i n e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   7 ,   n o .   6   p p .   3 7 5 3 - 3 7 6 0 Oc t 2 0 1 7 .   [1 0 ]   N.  S a f it ri,   " Ha r m o n ic  I m p a c in   In d u c ti o n   G e n e ra to V o lt a g e   Us i n g   T h y risto Co n tro Re a c to r, "   T e lko mn ika ,   v o l.   1 6 ,   n o .   3 ,   p p .   1 0 5 4 - 1 0 6 0 Ju n 2 0 1 8 .   [1 1 ]   M .   Ja u h a ri,   D.  C.   Ria wa n ,   M .   As h a ri,   " Co n tro De sig n   F o S h u n Ac ti v e   P o w e F il ter  Ba se d   On   P - T h e o ry   in   P h o t o v o lt a ic  G rid - Co n n e c ted   S y ste m , In ter n a ti o n a J o u rn a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ( IJ PE DS ),   v o l.   9 ,   n o .   3 ,   p p .   1 0 6 4 - 1 0 7 1 S e p 2 0 1 8 .   [1 2 ]   T .   F irma n s y a h ,   A .   M a u la n a ,   V .   De w a n to ,   " S h u n A c ti v e   P o w e F il ter  Ba se d   o n   P T h e o ry   w it h   M u lt il e v e l   In v e rters   f o Ha r m o n ic  Cu rre n Co m p e n sa ti o n , "   T EL KOM NIKA   (T e lec o mm u n ica ti o n ,   Co mp u ti n g ,   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l) ,   v o l .   1 5 ,   n o .   4 ,   p p .   1 6 3 2 - 1 6 4 0 De c 2 0 1 7 .   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 .   2 A p r il   201 9   :   8 2 6   -   8 3 4   834   [1 3 ]   A .   Ch id u ra la,  T .   K.  S a h a ,   N.  M it h u lan a n th a n ,   Ba n sa RC,  " Ha r m o n ic  Em issio n in   G rid   Co n n e c ted   P V   sy ste m s:  Ca se   S tu d y   o n   Larg e   S c a le  Ro o f to p   P V   S it e , "   2 0 1 4   IE EE   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 Ju l 2 0 1 4 .   [1 4 ]   D.  G .   S tăn e sc u ,   M .   E.   A rd e lea n u ,   A .   C.   S tan ,   " De sig n in g ,   S im u latio n   A n d   T e stin g   Of   L o w   Cu rre n P a ss iv e   F il ters   Us e d   In   T h e   Did a c ti c   A c ti v it y , "   I n ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   M o d e rn   Po we r S y ste ms   ( M PS ),   pp 1 - 4 Ju n 2 0 1 7 .   [1 5 ]   M .   Hu a n g ,   X .   W a n g ,   P .   C.   L o h ,   F .   Blaa b jerg ,   " De si g n   o LL C L - f il ter  f o G rid - Co n n e c ted   Co n v e rter  to   I m p ro v e   S tab il it y   a n d   R o b u stn e ss , IEE Ap p li e d   P o we El e c tro n ics   C o n fe re n c e   a n d   Exp o si ti o n   ( AP EC),   v o l.   3 1 ,   n o .   5 ,   p p .   3 9 5 8 - 3 9 6 7 M a y 2 0 1 7 .   [1 6 ]   S .   N.  A .   L .   Yo u sif ,   M .   Z.   C.   W a n ik ,   A .   M o h a m e d ,   " I m p le m e n tatio n   o f   Diff e r e n P a ss iv e   F il ter  De sig n F o Ha r m o n ic  M it ig a ti o n , PE Co n   2 0 0 4 .   Pro c e e d i n g s.  N a ti o n a Po we a n d   E n e rg y   Co n fer e n c e ,   p p .   2 2 9 - 2 3 4   No v 2 0 0 4 .   [1 7 ]   M .   A .   Ch it sa z a n ,   A .   M .   T rz y n a d lo w sk i,   " H a r m o n ic  M it ig a ti o n   i n   I n terp h a se   P o w e Co n tro l ler  Us in g   P a ss iv e   F il ter - Ba se d   P h a se   S h if ti n g   T r a n sf o r m e r, "   IEE En e rg y   Co n v e rs io n   Co n g re ss   a n d   Exp o siti o n   ( ECCE ) ,   p p .   1 - 5 ,     S e p .   2 0 1 6 .   [1 8 ]   Z.   A .   M e m o n ,   M .   A .   Uq u a il i,   M .   A .   Un a r,   " Ha rm o n ics   M it ig a ti o n   o f   In d u strial  P o w e S y ste m   Us in g   P a ss iv e   F il ters , M e h ra n   Un ive rs it y   Re se a rc h   J o u rn a o E n g i n e e rin g   &   T e c h n o lo g y ,   v o l.   3 1 ,   n o .   2 ,   p p .   3 5 5 - 3 6 0   A p r 2 0 1 2 .   [1 9 ]   H.  Hu ,   Z.   He ,   S .   G a o ,   " P a ss iv e   F il ter  D e sig n   f o Ch in a   Hig h - S p e e d   Ra il w a y   w it h   Co n sid e rin g   Ha r m o n ic   Re so n a n c e   a n d   Ch a ra c teristic  Ha r m o n ics , "   IEE T ra n s a c ti o n o n   Po we De li v e ry ,   v o l.   3 0 ,   n o .   1 ,   p p .   5 0 5 - 5 1 4   F e b 2 0 1 5 .   [2 0 ]   D.  M .   S o o m ro ,   M .   M .   A lm e li a n ,   " Op ti m a De sig n   o f   a   S in g le  T u n e d   P a ss iv e   F il ter  to   M it ig a te  Ha rm o n ics   in   P o w e r   F re q u e n c y , "   AR PN  J o u rn a o E n 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 ,   n o .   1 9 ,   p p .   9 0 0 9 -   9 0 1 4 ,   Oc t.   2 0 1 5 .   [2 1 ]   J.  C.   Da s,  " P a ss iv e   F il ters - P o ten ti a li ti e a n d   L i m it a ti o n s,"   IEE T r a n sa c ti o n o n   In d u stry   Ap p li c a ti o n s,   v o l.   4 0 ,   n o .   1 ,   p p .   2 3 2 - 2 4 1 ,   F e b .   2 0 0 4 .   [2 2 ]   Y.  S .   C h o ,   H.   Ch a ,   " A   S in g le - T u n e d   P a ss iv e   Ha r m o n ic  F il ter   De sig n   Us in g   T ra n s f e F u n c ti o n   A p p ro a c h   f o r   In d u strial  P ro c e ss   A p p li c a ti o n , In ter n a t io n a J o u rn a o M e c h a tr o n ics   a n d   A u to m a ti o n ,   v o l.   1 ,   n o .   2 ,   p p .   90 - 9 6 ,   Ja n .   2 0 1 1 .   [2 3 ]   D.  Bu la,  M .   P a sk o ,   " H y b rid   P o w e F il ter  w it h   S in g le  T u n e d   P a ss iv e   F il ter - D y n a m ic a P ro p e rti e s,"   In ter n a ti o n a l   S c h o o o n   N o n si n u s o id a C u rr e n t s a n d   Co m p e n sa ti o n ,   pp 80 - 8 3 ,   J u n .   2 0 1 0 .   [2 4 ]   Y.  Y.  Ho n g ,   C.   S .   C h iu ,   S .   W .   H u a n g ,   " M u lt i - S c e n a rio   P a ss iv e   F i lt e P lan n i n g   in   F a c to ry   Distrib u t io n   S y ste m   b y   Us in g   M a rk o v   M o d e a n d   P r o b a b il isti c   S u g e n o   F u z z y   Re a so n in g , "   Ap p li e d   S o ft   C o m p u ti n g ,   v o l.   4 1 ,   p p .   3 5 2 - 3 6 1 ,   A p r.   2 0 1 6 .   [2 5 ]   F .   S .   D o Re is,   e a l . ,   " Ha rm o n ic  M it ig a ti o n   i n   W in d   T u rb i n e   E n e rg y   Co n v e rsio n   S y ste m s, "   3 7 t h   IEE Po we El e c tro n ics   S p e c ia li sts C o n fer e n c e ,   p p .   1 - 7 ,   J u n .   2 0 0 6 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.