I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   10 ,   N o .   2 A p r i l   2020 ,   p p.   190 5 ~ 191 4   IS S N :   2088 - 8708 D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v 10 i 2 . pp190 5 - 191 4             1905       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ I J E C E   Im p r o v e d   p r e d i c t i v e   c u r r e n t   m o d e l   c o n t r o l   b a s e d   o n   a d a p t i v e   PR   c o n t r o l l e r   f o r   st a n d a l o n e   sy st e m   b a sed   D G s e t       H al i m a   I k ao u as s e n 1 A b d e r r ao u f   R ad d aou i 2 M i l o u d   R e z k al l ah 3 ,   H u s s e i n   I b r ah i m 4   1 , 2 M o ha m m e V   U ni v e r s i t y   i R a ba t ,   M E A T ,   H i g S c ho o l   o f   T e c hno l o gy   i S a l é ,   B . P   . 227   S a l é   M e d i n a ,   M o r o c c o   3 , 4 I ne r g i a ,   C é g e p   de   s e p t - i l e s ,     s e pt - i l e s ,   Q u e be c ,   G 4R   5B ,   C a na d a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e 26  A p r ,   201 9   R e v i s e A ug  11 ,   2019   A c c e pt e N o v   15 ,   2019     T h i s   p a pe r   i n v e s t i ga t e s   a n   i m p r o v e c ur r e n t   p r e d i c t i v e   m o de l   c o n t r o l   (P CM C)  s t r a t e g y   w i t h   a   p r e di c t i o n   h o r i z o n   o f   o n e   s a m pl i n g   t i m e   f o r   vo l t a ge   r e gul a t i o n   i s t a n da l o n e   s y s t e m   b a s e o n   di e s e l   e n g i n e   d ri v e n   f i xe s pe e s y n c hr o n o us   ge n e ra t o r .   A n   a d a pt i v e   P R   c o n t r o l l e r   w i t a n t i - w i n d up  s c h e m e   i s   e m p l oy e t o   a c h i e v e   h i g h   pe r f o r m a n c e   r e gul a t i o n   w i t h o ut   s a t u ra t i o n   i s s ue s .   In   a ddi t i o n ,   n e w   m e t h o t ob t a i n   t h e   o pt i m a l   pa ra m e t e r s   o t h e   a da p t i v e   P R   c o n t r o l l e r   t o   a c hi e v e   h i g h   pe r f o r m a n c e   du r i n t h e   t ra n s i t i o n   a n i n   s t e a d y   s t a t e ,   i s   pr o v i de d.   F u r t h e rm o r e ,   t o   b a l a n c e   t h e   po w e r   a t   t h e   po i n t   o f   c o m m o n   c o upl i n (P CC) ,   a s   w e l l   a s ,   t o   f ul f i l l i n g   a   c l e a p ow e r   t o   t h e   c o n n e c t e l o a ds ,   a   t hr e e - p h a s e   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e r t e r   ( V S I)  w i t L R f i l t e r   i s   c o n t r o l l e us i n t h e   de ve l o p e i m p r o ve P CM C   s t ra t e gy .   T h e   o ut put   f i l t e r   c u rr e nt   i s   c o n t r o l l e us i n t h e   pr e di c t i n o t h e   s y s t e m   be h a v i o ur   m o de l   i n   t h e   f ut u r e   s t e p,   a t   e a c h   s a m pl i n g   pr e di c t i o n   t i m e .   T h e   pe r f o r m a n c e s   of   t h e   d e ve l o pe d   c o n t r o l   s t ra t e gy   a r e   v e r i f i e us i ng  M a t l a b / S i m ul i nk  i n t e r f a c e .   Ke y w or d:   Im p r o v e P CM C   D i e s e l   ge n e r a t o r s   A da pt i v e   P R   c o n t r o l l e r   S a t u ra t i o n     C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e   A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   H a l i m a   Ik a o ua s s e n   M E A T ,   H i g h   S c h o o l   o f   T e c h n o l o g y   S a l é   B . P .   227     S a l é   m e di n a ,   M o h a m m e V   u ni v e r s i t y   in   R a b a t ,   M o r o c c o .   E m a i l :   h a l i m a i ka o ua s s e n@ r e s e a r c h. e m i . a c . m a         1.   I N TR O D U C TI O N     F o r   m a n y   d e c a de s ,   t h e   d i e s e l   ge n e r a t o r   (D G h a s   w i de l y   c on s i de r e a s   a   p r i n c i p a l   s o ur c e   of  e n e r gy   i n   m a n y   a ppl i c a t i o n s   [1 ,   2]   s uc a s   i n   nuc l e a r   po w e r   pl a nt s ,   i ndus t ri e s ,   po w e r   ge n e r a t i o u n i t s   e t c . ,   due   t t h e i r   hi g h e r   m e c ha n i c a l   o ut put   pow e r ,   f ue l   i n j e c t i o n   e ff i c i e n c y   a n hi g h   l i f e s pa n .   G e n e ra l l y ,   t h e   D G s   a r e   b r o a dl y   o pt e i n   m a n y   r e m o t e   a nd  i s o l a t e v i l l a ge s   i n   t h e   a b s e n c e   of   di s t r i b ut i o n   g r i d [3 ,   4] ,   due   t o   t h e   f i n a n c i a l   a n t e c hn i c a l   c o n s t r a i n s .   I s t a nda l o n e   po w e r   ge n e ra t i o n   s y s t e m s,   t h e   di e s e l   e n g i n e   (D E )   i s   c o upl e w i t h   i n duc t i o n   o r   s y n c hr o n o us   m a c hi n e   t o   ge n e r a t e   e l e c t r i c i t y ;   t h e   m o s t l y   h a rn e s s e c o n f i gu r a t i o n   i s   w h e n   t h e   D E ,   i s   c o upl e w i t h   f i xe s pe e s y n c h r o n o us   ge n e r a t o r   a nd  o pe r a t e s   i n   pa ra l l e l   w i t h   r e n e w a b l e - e n e r gy   s o ur c e s   (R E S s )   [5,   6]  t o   s uppl y   a l l   t y pe s   of  l o a ds   pr o f i l e s   a n p r o v i de s   c o n t i n uo us l y   p ow e r   s uppl y   e s pe c i a l l y   i n   r e m o t e   a r e a s   i n s t a l l a t i o n.       G e n e ra l l y ,   i n   s t a n d a l o n e   po w e r   ge n e r a t i o n   s y s t e m s   b a s e o n   D G   s e t   w h i c h   i s   c o nn e c t e t o   t h e   A C/ D c o n v e r t e r s ,   t h e   po w e r   qua l i t y   i s s ue   r e pr e s e nt s   t h e   m a i n   c ha l l e nge .   M a n y   s o l ut i o n s   t o   m i t i g a t e   ha r m o n i c s   us i n g   a pp r o p r i a t e   c o n t r o l   a l go r i t h ms   a r e   r e po r t e i t h e   l i t e r a t u r e .   I n   [7 ,   8] ,   i n di r e c t   c o n t r o l   a l go ri t hm e m pl o y e fo r   v o l t a ge   r e gul a t i o n   i n   s t a n da l o n e   s y s t e m s .   T hi s   c o n t r o l   a l go ri t hm   i s   a   s i m p l e   v i e w   of  t h e   p oi n t   i m pl e m e n t a t i o n   b ut   r e qui r e m o r e   i m p r o v e m e n t   e s pe c i a l l y   dur i ng  t h e   t r a n s i t i o n   d ue   t o   us e   of   t h e   s i m p l e   p r o po r t i o n a l   i nt e g r a l   c o n t r o l l e r   (P I) .   T h e   o b t a i n e r e s ul t s   s h o w   goo pe r fo r m a n c e s   a t   t h e   P C C   i t h e   pr e s e n c e   of  n o n l i n e a r   l o a ds .   F u r t h e rm o r e .   T o   ov e r c o m e   t h e   i s s ue   r e l a t e t o   t h e   P pa ra m e t e r s   t u n i ng ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020 :     190 5   -   1 91 4   1906   a n   a da pt i v e   f uz z y   l o gi c   b a s e P ID   c o n t r o l l e r   a nd  a da p t i v e   n e ura l   n e t w o r k - b a s e d   c o n t r o l   a l go r i t hm s   ha v e   b e e n   i n v e s t i ga t e i n   [ 9 - 1 4 ] .   H ow e v e r ,   s a t u ra t i o n   i s s ue   i s   s o l ve d,   b ut   t h e   T H D   i s   n o t   i m p r o v e d e s p e c i a l l y   w h e n   n o n l i n e a r   l o a ds ,   a r e   c o nn e c t e d.   I n   [15 ,   16] ,   L y a pun o v   f un c t i o n - b a s e d   c o n t r o l   a p p r o a c h   ha s   b e e n   i n v e s t i ga t e d   t o   i m p r o ve   t h e   pow e r   qua l i t y   a n r e gul a t e s   t h e   vo l t a ge   a t   t he   P CC.   In   [15] ,   a n   i m p r o v e l y a pun o f un c t i o fo r   a   s i n gl e   s t a ge   i n v e r t e r ,   i s   pr o po s e fo r   vo l t a ge   r e gul a t i o n   a n po w e r   qua l i t y   i m pr o v e m e n t   a t   t h e   P CC.   In  t h e   p r o po s e a pp r o a c h,   o n e   P c o n t r o l l e r   f o r   D C - l i nk  v o l t a ge   r e gul a t i o n   i s   s ugge s t e d T h e   o b t a i n e r e s ul t s   s h o w   s a t i s f a c t o r y   pe r f r o a m n c e ,   b ut   t h e   s a t u ra t i o n   i s s ue   i s   n o t   c o n s i de r e i n   t h i s   s t udy .   M o r e ov e r ,   t hi s   a l go ri t hm   i s   h a rd  t o   i m pl e m e nt   r e qui r e s   m o r e   t i m e   c o m pi l a t i o n ,   w h i c h   i s   n o t   e a s y   t o   i m pl e m e n t   i r e a l   t i m e   us i n s i m p l e   m i c r o p r o c e s s o r s   c h e a p   R e c e n t l y ,   pr e di c t i v e   m o de l - b a s e d   c o n t r o l   (P M C)  h a s   b e e n   s ugge s t e a s   r o b us t   c o n t r o l   s t r a t e g y   by   [17 - 19]   t o   r e gul a t e   t h e   A v o l t a ge   c o n s t a nt   a n d   m i t i ga t e   ha r m o n i c s   a t   t h e   P CC .   T h i s   c o n c e pt   b a s e o n   pr e di c t i o n   c u rr e nt   a n v o l t a ge   c o n t r o l   t e c hni que s   f o r   V S I   c o nn e c t e t o   L R f i l t e r   i s   a l s o   s ugge s t e d   in   [20 -   2 3 ] .   B a s e o n   o b t a i n e r e s ul t s ,   t h e   c o n c e pt   b a s e on   p r e di c t i o n   i s   m o r e   s ui t a b l e   fo r   a ppl i c a t i o n s   a s   a   s t a nda l o n e   s y s t e m ,   w h e r e   t h e   v o l t a ge   r e gu l a t i o n   a n d   h a rm o n i c   m i t i g a t i o n   a t   t h e   P CC,   a r e   c h a l l e n gi ng .   M a n y   a ut h o r s   a r e   a do pt e t h i s   c o n c e pt ,   f o r   e x am p l e   i n   [ 2 4 ] ,   i m p l e m e nt a t i o n   of  t h e   c urr e nt   p r e di c t i v e   c o n t r o l   fo r   s h u nt   a c t i v e   pow e r   f i l t e r ,   i s   s ugge s t e d.   T h e   o b t a i n e r e s u l t s   s h o w   s a t i s f a c t o r y   pe r f o r m a n c e .   U n f o r t u na l t y ,   t h e   s y s t e m   pa ra m e t e r s   t o   p r e di c t   t h e   b e h a v i o ur   of   a l l   s y s t e m i n   t h e   n e xt   o pe r a t i ng  s t e p   i s   n o t   t a ke o c o n s i de r a t i o n   i n   t h i s   s t udy .   N e v e r t h e l e s s ,   t h e   a l go ri t hm   s h o ul b e   r e i n f o r c e by   t h e   s i m pl e   a n r o b us t   c o n t r o l l e w h e r e   t h e   c o n t r o l l e pa ra m e t e r s   a n d   t h e   s a t u r a t i o i s s ue   s h o ul d   b e   t a ke n   o n   c o n s i de ra t i o n .   T o   ove r c o m e   a l l   i s s ue s   a l r e a dy   di s c us s e d ,   i n   t hi s   r e s e a r c w o r k,   a n   i m p r o v e c urr e nt   p r e di c t i v e   m o de l   c o n t r o l   (P CM C)  w i t h   o n e   s a m pl i n t i m e   p r e di c t i o n   f or   c u rr e nt   c o n t r o l   r e gul a t i o n   a t   P CC  us i ng  a   t hr e e - pha s e   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e rt e (V S I)  w i t h   L R f i l t e r ,   i s   s ug ge s t e d   t h e   D G   s e t   b a s e s y n c hr o n o us   ge n e ra t o r s   w i t h   f i xe s pe e a n di e s e l   e n g i n e   i s   us e a s   a   p r i m a r y   s o ur c e   t o   s uppl y   t h e   c o n n e c t e d   t hr e e   p ha s e s   n o n l i n e a r ,   l i n e a r,   b a l a n c e d,   u n b a l a n c e a n d   dy n a m i c   l o a ds ;   a s   i t   i s   p r e s e n t e d   i F i gu r e . 1.     T h e   m a i c o n t ri b ut i o n s   o f   t hi s   w o r a r e   a s   f o l l ow s:   a)   D e s i gn   a n i m p l e m e n t a t i o n   o f   a n   o ut e r   c o n t r o l   l o o b a s e A da p t i v e   P R   c o n t r o l l e r   w i t a nt i - w i n dup   s c h e m e   i n s t e a d   o f   c o n v e n t i o na l   P c o n t r o l l e r t o   o ve r c o m e   t h e   s a t u ra t i o i s s ue s ,   t o   a c hi e v e   o pt i m a l   r e gul a t i o n   f o r   D C - l i n k   v o l t a ge ,   a nd  t o   o b t a i t h e   r e f e r e n c e s   of   t h e   o ut put   f i l t e r   c u rr e nt ,   w h i c h   a r e   us e a s   i n put s   f o r   t he   p h a s e   l o c ke l oo p.     b)   D e ve l o pi n o i m pr o v e P CM b a s e c o n t r o l   s t ra t e gy   for   c u rr e nt   ha rm o n i c s   s upp r e s s i o n   a n po w e r   qua l i t y   i m pr o v e m e n t   a t   t h e   P CC.   T h e   i m p r o v e P CM us e t h e   s t a n d a l o n e   s y s t e m   b a s e o n   D G   s e t   m o de l s   t o   pr e di c t   t h e   b e h a v i o ur   o f   t h e   b a l a n c e o ut pu t   f i l t e c urr e n t   a t   e a c h   s a m pl i n g   t i m e   c o rr e s po n di ng  t o   t h e   e i g ht   po s s i b l e   s w i t c h i n g   s t a t e   o f   t h e   t hr e e - p h a s e   V S I .     c)   T h e   pr o po s e c o n t r o l l e r   us e s   a   c o s t   f un c t i o n   b l o c t o   o pt i m i z e   t h e   e rr o r   b e t w e e n   t h e   o ut put   f i l t e r   c urr e n t   a n i t s   r e f e r e n c e   ge n e r a t e by   t h e   pr o po s e t o   i m pr o v e   P CM s t r a t e g y ,   i n   t h e   f ut u r e   s a m p l i n t i m e   w i t h o ut   P I   c o n t r o l l e r s   r e qu i r e m e n t s .     d)   T h e   i m p r o v e P CM c o n f i r m s   t h e   I E E E   51 r e qui r e m e nt   s t a n d a r ds   a g a i n s t   hi g h - s a m pl i n g   p r e di c t i o n   t i m e   v a l ue ,   u n de r   s ud de c ha n ge s   o f   di f fe r e nt   t y pe s   of   n o nl i ne a a nd  dy n a m i c s   l o a d.     T h e   o r g a n i z a t i o o f   t hi s   pa pe i s   a s   f o l l ow s :   S e c t i o n   gi v e s   i n   de t a i l ,   t h e   de s c ri pt i o n   o f   t h e   s t a n d a l o n e   s y s t e m   b a s e o n   D G   s e t .   S e c t i o n   f o c us e s   o n   t h e   m o de l l i n o f   t h e   p r o po s e s t a n da l o n e   s y s t e m - b a s e D G   s e t .   S e c t i o n   4   de v e l o p s   t h e   p r o po s e c o n t r o l   a l go r i t h m .   F i n a l l y ,   i n   t h e   l a s t   s e c t i o n,   t h e   ob t a i n e s i m ul a t i o n   pe r f o r m a n c e s   us i n M a t l a b / S i m u l i nk  i n t e r f a c e ,   ha v e   be e n   di s c us s e c o n f i r m i n g   a n d   v a l i da t e   t h e   p r o po s e e n ha n c e c o n t r o l   a pp r o a c h,   a nd  c o n c l u s i o n   i s   g i v e n   t o   c o n c l ude   t h e   r e s e a r c w o r k.       2.   D ES C R I P TI O N   O F   S TA N D A LO N C O N F I G U R A TI O N   S Y S T EM   F i gu r e   pr e s e nt s   s t a n d a l o n e   s y s t e m   c o n f i gur a t i o n - b a s e D G   s e t   f o r   r e m o t e   a r e a s .   T h e   s y s t e m   un de r   s t udy   c o n s i s t s   o f :   DE   d ri v e n   f i xe s pe e s y n c hr o n o us   ge n e ra t o a nd  B a t t e r y   E n e r gy   S t o r a ge   S y s t e m   (B E S S ).   T h e   D G   s e t   i s   c o n n e c t e di r e c t l y   t o   t h e   P CC  a nd  t h e   B E S S   i s   c o n n e c t e t o   t h e   P CC  t hr o ug h   a   t hr e e - p ha s e   vo l t a ge   s o ur c e   i n v e r t e r   (V S I).   T h e   A v o l t a ge   a t   t h e   t e r m i na l s   o f   s y n c hr o n o us   ge n e ra t o r s   a r e   r e gu l a t e a t   t h e i r   r a t e v a l ue s   us i ng  (a u t o m a t i c   v o l t a ge   r e gul a t o r A V R   a n t h e   s y s t e m   f r e que n c y   a r e   r e gul a t e b y   t h e   gov e r n o r.   T h e   v o l t a ge   r e gul a t i o n   a t   P CC  i s   a c h i e v e by   c o n t r o l l i ng  t h e   t hr e e - p h a s e   V S us i ng   t h e   i m p r o v e c urr e nt   p r e di c t i v e   m o de l   c o n t r o l   (P CM C)  s t r a t e g y .   A n   i n duc t a n c e - r e s i s t a n c e - c a pa c i t o r   (L R C)  f i l t e i s   us e d   t o   e l i m i na t e   t h e   ri ppl e   v o l t a ge   c r e a t e by   t h e   hi gh - s w i t c h i n g   f r e que n c y   of   V S I.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       Im pr ov e d   pr e di c t i v e   c ur r e nt   m od e l   c o nt r ol   ba s e o a dapt i v e   P R   c o nt r ol l e r     ( H al i m a   I k aouas s e n )   1907       F i gu r e   1 .   S t a n d a l o n e   s y s t e m   c o n f i gura t i o n - b a s e d   D G   s e t       3.   M A TH EM A TI C A M O D ELS   O F   S TA N D A LO N S Y S TEM   C O N F I G U R A TI O N   B A S ED   D G   S ET   3. 1 .     M ath e m ati c al   m o d e l   o d i e s e l   ge n e r ato r   (D G )   s e t   T h e   m o de l   pr e s e n t e i n   F i gu r e   c o n s i s t s   of   fo ur   b l o c k s :     P ID   c o n t r o l l e r   us e t o   pr e v e n t   t h e   s pe e d   e rr o a t   s t e a dy - s t a t e .     A c t ua t o a n d   go v e r n o b l o c ks   t o   c o n t ro l   t h e   t o rque   a nd  t h e r e f o r e   t h e   m e c ha ni c a l   po w e r   i n put   t o   t h e   ge n e ra t o r ,   s i n c e   t h e   a ngul a r   s pe e i s   f i xa t e by   t h e   s y s t e m   f r e que n c y   a nd  c a nn o t   b e   c h a nge by   v a r y i n t h e   po w e r   i n p ut ,   t h e   go v e rn o r   s e t t i n gs   de t e rm i n e   t h e   l o a l e v e l   a t   w h i c h   t h e   m a c hi n e   o pe r a t e s .   T h e   e n g i n e   b l o c ge n e ra t e s   a   m e c h a ni c a l   t o r q ue   a f t e r   a   t i m e   de l a y   e sTD ,   t h e n   i t   m ul t i p l i e b y   t h e   a n g ul a r   s pe e d,   o n e   o b t a i n s   t h e   m e c ha n i c a l   po w e r   o f   t h e   di e s e l   ge n e r a t o r ,   w h i c c a n   b e   r e p r e s e n t e b y   t h e   m o de l   [ 2 5 ]:             F i gu r e   2 M a t h e m a t i c a l   m o de l   o f   di e s e l   e n g i n e       3. 2 .     M ath e m ati c al   m o d e l   o th e   th r e e - p h as e   V S I       T h e   F i gu r e   p r e s e n t s   t hr e e - p ha s e   V S w i t h   L R f i l t e r s   a n D C - l i n c a p a c i t o r s   m o de l   i n   de t a i l .   A ppl i e K i r c hh o f f   l a w s   t o   F i gur e   1,   o n e   o b t a i n e t h e   l i n e a m a t h e m a t i c a l   m o de l   o f   e a c h   p ha s e   o f   t h e   V S w i t L R f i l t e r s   a r e   e xp r e s s e by   t h e   f o l l ow i n g   e qua t i o n s   a s :                                                                                                                                                                                                                                             (1)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     T h e   c u rr e nt   t hr o ug h   t h e   f i l t e c a pa c i t o i s   gi v e a s :                                                                                                                                                                                                                                                                                    (2)                                                                                           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020 :     190 5   -   1 91 4   1908   E qua t i o n   (1 c a b e   w r i t t e a s :                                                                                                                                                                                                         ( 3)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       F r o m   p r e v i o us   (1 - 3) ,   o n e   o b t a i n s   t h e   f o l l ow i n e xp r e s s i o a s :                                                                                                                                                                                                                                                                                                             (4)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       (5 )     w h e r e             a nd            de n o t e   t h e   o ut put   t hr e e - p h a s e   V S c u rr e n t   a nd  v o l t a ge   r e s pe c t i v e l y .         r e p r e s e nt s   t h e   c u rr e n t   a t   t h e   o ut put   f i l t e r.         i s   t h e   c u rr e n t   w hi c p a s s e s   t hr o ug t h e   f i l t e c a pa c i t o a nd         is   t h e   m e a s ur e v o l t a ge   a c r o s s   c a pa c i t o r s   o t h e   o ut put   ri pp l e   f i l t e r.   B a s e o n   (3 - 5),   o n e   o b t a i n s   t h e   fo l l ow i n e xpr e s s i o n   t ha t   r e pr e s e nt s   t h e   v a r i a t i o n   o f   t h e   c a p a c i t o v o l t a ge   a n d   t h e   o ut pu t   L R f i l t e c urr e nt   a s :                          (               )                                                                                                                                                                                                                                     (6)                                                                                                                                                                                                             (7)     T h e   v o l t a ge s                                                   m e a s u r e b e t w e e n   t h e   t e rm i na l s   a, b, c   a n d   t he   D C - li n k   o f   t h e   t hr e e - p h a s e   V S I,   c a b e   e xpr e s s e a s :                                                                          k = a , b, c                 S k :   l e s w i t c h i ng  v a ri a b l e s     T h e   p ha s e   v o l t a ge   o f   t h e   t hr e e - pha s e   i n v e rt e is   e xp r e s s e a s   [ 26 ]     [                               ]          *                               +     [             ]                             (8)       4.   I M P R O V ED   P C M C   S TR A TE G Y   F O R   T H R EE - P H A S E   V S I   T h e   i m p r o v e P CM i s   b a s e o n   t h e   c o n c e pt   of   pr e di c t i n t h e   a t t i t ude   o f   t h e   s y s t e m   a t   e a c h   s w i t c h i n s t a t e   of   t h e   i n v e r t e r .   T h e   a i m   o t h e   s ugge s t e i m p r o v e d   c o n t r o l l e r   i s   t o   t ra c t h e   ge n e ra t e r e f e r e n c e   o ut put   f i l t e r   c u rr e n t   b y   c h o o s i n t h e   s ui t a b l e   c o s t   f un c t i o de f i n e a s   t h e   e rr o r   b e t w e e n   t h e   b a l a n c e o ut p ut   f i l t e r   c u rr e nt   a n i t s   r e f e r e n c e ,   t h us   t o   a c h i e v e   l e s s   T H D   w i t h o ut   s a t u ra t i o n   i s s ue s   a t   t h e   P CC F i gu r e   de s c r i b e s   t h e   i m p r o v e P CM fo r   t h e   o ut put   f i l t e r   c u rr e n t   c o nt r o l .   I t   c o n s i s t s   o f   fo ur   b l oc ks ;   1)  R e f e r e n c e   c urr e nt   ge n e r a t i o n,   2)   E x t r a po l a t i o n   o f   t h e   r e f e r e n c e   o ut put   f i l t e r   c u rr e n t ,   3)  P r e di c t i o Cu rr e nt   M o de l   Co n t r o l ;   a n 4)  Co s t   f un c t i o n   o pt i m i z a t i o n.   T h e   de t a i l s   o f   e a c h   b l o c w i l l   b e   gi v e n   i n   t h e   fo l l ow i n s e c t i o n   i n   de t a i l .   A s   s h o w n   i n   F i gu r e   3,   t h e   s e n s e f i l t e r   c u rr e n t   a n t h e   A v o l t a ge   i s   us e t pr e di c t   t h e   o ut put   L R f i l t e c u rr e n t   a t   t h e   n e xt   s a m pl i n t i m e         (       ) .           F i gu r e   3 I m p r o v e P CM s t r a t e gy   b a s e a da p t i v e   P R   c o n t ro l l e r   f o r   t hr e e - pha s e   V S I   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       Im pr ov e d   pr e di c t i v e   c ur r e nt   m od e l   c o nt r ol   ba s e o a dapt i v e   P R   c o nt r ol l e r     ( H al i m a   I k aouas s e n )   1909   4 . 1   R e f e r e n c e   c u r r e n t   ge n e r at i o n     T h e   ge n e r a t i o n   of   t h e   r e f e r e n c e   f i l t e r   c urr e n t   s t ra t e gy   i s   gi v e n   i n   F i gu r e   4.   T h e   p r o po s e d   s t r a t e g y   us e vo l t a ge   a n c u rr e n t   c o n t r o l   l o o ps .   In   f a c t ,   t h e   m a x i m u m   c urr e n t   v a l ue   a t   P CC  i s   a c h i e v e by   c o n t r o l l i n t h e   D C - l i n v o l t a ge   us i n a n   a da p t i v e   P c o n t r o l l e r   w i t h   a nt i - w i n dup  s c h e m e .   A   pha s e   l o c ke d   l o o (P L L )   b l oc i s   us e t o   ge n e r a t e   s i n us o i d a l   s i g na l s ,   w h i c h   a r e   m ul t i pl i e by   t h e   o b t a i n e m a xi m u m   c u rr e nt   t e rm i na l   v a l ue ;   t h e   t e rm i na l   r e f e r e n c e   c urr e n t   i s   ge n e r a t e d.   T h e n   b y   s ub t r a c t i ng  t h e   t e r m i na l   c u rr e nt s   f r o m   t h e   l o a c urr e n t ,   t h e   r e f e r e n c e   o ut put   f i l t e r   c u rr e n t   i s   ge n e ra t e d .     4. 1 . 1 .   D e s i gn   o th e   ad ap t i v e   P R   c o n tr o l l e r   w i th   an ti - w i n d u p   s c h e m e   T h e   t ra n s f e r   f un c t i o n o t h e   a da p t i v e   P c o n t r o l l e r   i s   c o n s i de r e a s   s um m a t i o n   o t h e   pr o po r t i o n a l   pa r t   a nd  t h e   r e s o n a nt   pa rt ,   a nd  i s   e xp r e s s e i t h e   L a p l a c e   do m a i n   a s   [ 2 7 ]:          (   )           (   )                                                                               (9)     w h e r e         i s   t h e   p r o po r t i o n a l   p a r t ,   a n d     (   )                            i s   t h e   r e s o n a nt   p a r t ,   a n t h e         i s   t h e   r e s o na n t   f r e que n c y ,   a n d         i s   t h e   r e s o n a nt   ga i n ,   r e s pe c t i v e l y .     T h e   di s c r e t e   t i m e   o f   t h e   a d a pt i v e   P R   c o n t r o l l e r   i s   o b t a i ne us i ng  t h e   m a t h e m a t i c a l   f o r m   us i n g   F o r w a r d   E u l e r ‟s   m e t h o a s   de t a i l e i [ 2 7 ]:                     w h e r e         i s   t he   s a m p l i ng  p r e di c t i o n   t i m e T o   m a ke   t h e   c o n t r o l l e r   a d a pt e t o   t h e   f r e que n c y   v a r i a t i o n,   t h e   r e s o na n t   f r e que n c y   i s   s e t   e qua l   t o   t h e   D G   s e t   vo l t a ge   us i n a   P L L   t o   e n s u r e   t h e   o pe ra t i o s t a b i l i t y   du r i n g   s i m u l a t i o n   s c e na r i o s :                     w h e r e         i s   t h e   D G   s e t   vo l t a ge   f r e que n c y   gi ve n   i n   t h e   T a b l e   1 T h e   s y s t e m   i s   p r e v e n t e f r o m   go i n i nt o   de e p e r   s a t u ra t i o n   by   t h e   us e   of   a nt i - w i n dup  s c h e m e   de s c r i b e i n   t h e   F i gu r e   4.   T h e   di f f e r e n c e   de f i n e b e t w e e n   a c t ua l   a nd  s a t u ra t e o ut put                a nd                    i s   us e a s   f e e d b a c r e s po n s e   t hr o ug a   l i m i t e ga i n           .   T h e   a i m   i s   t o   r e duc e   t h e   e rr o r   go i n g   i nt o   t h e   r e s o na n t   p a r t   o f   t h e   a d a pt i v e   P R   c o n t r o l l e r   a s   s h o w n   i F i gu r e   4 .     T o   pr o t e c t   bo t h   i nt e gra t o r s   us e i n   t h e   r e s o n a nt   pa rt   of   s a t ura t i o n   i s s ue s ,   t h e   v a l ue   of   t h e   l i m i t e ga i           s h o ul b e   s e t   hi g h e a r o u n d   t h e   s a t u ra t e o ut put                     ,   s o   t h e   a c t u a l   o ut put                i s   ke pt   un c ha n ge w h i c h   i n   t u rn   e n a b l e s   t h e   c o n t r o l l e r   t o   c o m e   o ut   o f   s a t u r a t i o n.   I n   a ddi t i o n ,   t h e   v a l ue   of   t h e   r e s o n a nt   ga i n         i s   s e t   hi g h e a nd  a r o und  t h e   r e s o n a nt   f r e que n c y   v a l ue ,   s o   t ha t   t h e   c o n t r o l l e f o r c e s   t h e   e r r o r   t o   be   z e r o   a t   t h e   s t e a d y   s t a t e   m o de .   T h e   pa r a m e t e r s   de s i gn   o t h e   a da p t i v e   P R   c o n t r o l l e r   i s   a c h i e v e d   by   a dj us t i ng  ga i n s ,   a n f o r   t h e   a nt i - w i n dup  s c h e m e ,   t h e   pa r a m e t e r s   a r e   s e t   by   a dj us t i n t h e   l i m i t   o f   t h e   pr o po r t i o na l   a nd  t h e   r e s o na n t   g a i n s ,   us i n s c ri pt   i n   M a t l a b .   T h e   o pt i m a l   p a r a m e t e r s   o f   t h e   a da pt i v e   P c o n t r o l l e w i t h   a n t i - w i ndup  s c h e m e   a r e   gi v e i t h e   T a b l e   1 .                       F i gu r e   4 R e f e r e n c e   o ut put   f i l t e c urr e nt   ge n e r a t i o b l o c k     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020 :     190 5   -   1 91 4   1910   T a b l e   1 .   T h e   P a ra m e t e r s   de t a i l s   o f   t h e   P r o po s e S y s t e m   D i e s e l   G e n e ra t o r   P n =   2 k W ,   V n = 4 0 0 V ,   F r= 5 0   H z ,   2 p = 4   A V R   P ID   Re g u l a t o r   E x c i t e r   D u m p i n g     K p = 1 0 ,   K i = 0 . 1 ,   K D =1   K a = 3 0 0 ,   T a = 0 . 0 0 1   K e = 1 ,   T e = 0   K f = 0 . 0 0 1 ,   T f = 0 . 1   BE S S   V b a t = 3 7 5   V ,   V b a t m a x = 4 4 1 .   V ,   R b = 1 0 k ,   C b = 1 2   µF ,   L b = 2 0 0 . 1 0 - 6   H ,   R sb = 0 . 3 2 0 8 3     A d a p t i v e   P R   c o n t r o l l e r   A n t i - W i n d u p   s c h e m e   K p = 0 . 8 ,   K r = 1 2 8 ,   r = 3 1 4   ra d / s ,   K lim =   1 0 ,   e m a x =   1 0 ,   e m i n - 30   T h re e   p h a s e   V S I   L RC  fi l t e   S w i t c h i n g   fre q u e n c y   C dc =   2 5 0 0 µF   L f =   1 0   m H ,   R f = 6   ,   R c = 6   ,   C f =   1 0 µF   F sw =   1 0 k H z   S a m p l i n g   p r e d i c t i o n   t i m e     T s =   1 0 0 µs   A C   L o a d s   L i n e a l o a d   RL   N o n l i n e a r   l o a d   RC  N o n l i n e a L o a d     R L = 1 6     R=   1 2 . 5   ,   L = 2 0   m H   R=   9   ,   C= 1   µF       4 . 2 .       Ex tr ap o l at i o n   b l o c k     T h e   i m p r o v e P CM s t ra t e gy   r e qui r e s   e xt ra po l a t i o o f   t h e   r e f e r e n c e   c urr e nt                  t o   k + 1   s a m pl i ng  t i m e   i c o s t   f un c t i o c o m put a t i o n.   H ow e v e r ,   t h e   s a m p l i ng  p r e di c t i o       s h o ul d   b e   h i g h e t ha 20   µ s .   T h e   r e f e r e n c e   o f   c ur r e n t   i s   e xp r e s s e a s :                   (       )               (   )                                                                         (10)                                                               4 . 3   P r e d i c t i o n   m od e l   b l o c k   T h e   E ul e r   a pp r o xi m a t i o o f   t h e   de ri v a t i v e   c urr e n t   c o n s i de r e d   a t   t h e   s a m pl i n g   t i m e   T s   i s   a s :                                                      (       )       (   )                                                            (       )       (   )                                                   (11)       Bo t h   e qua t i o n s   e xpr e s s e i n   (1 1)  a r e   s ub s t i t u t e i n   ( 12)  t o   ge t   t h e   p r e di c t i o n   e xp r e s s i o n   o f   t h e   o ut put   f i l t e r   c urr e n t   a t   (k + 1)   f o r   t h e   e i g h t po s s i b l e   s w i t c h i n g   s t a t e s   o f   t he   t hr e e - pha s e   V S I,   w h e r e :           (       )       (   ) (                 )           (         (   )       (   ) )     [     (   ) (                 )             (       ) ]                       (12)     4. 4 .   C o s fu n c ti o n   o p ti m i z ati o n   b l o c k :   T h e   c o n t r o l   o f   o ut put   f i l t e r   c u rr e n t   i s   pe r f o r m e by   c h o o s i n g   t h e   a p p r o pri a t e   c o s t   f un c t i o       a t   e ve r y   s a m pl i n p r e di c t i o n   t i m e ,   t o   m i ni m i z e   t h e   e rr o r   de f i n e b e t w e e n   t h e   o ut put   f i l t e r   c urr e n t   a nd  i t s   r e f e r e n c e   a t   t h e   P CC ,   a n d   i t   i s   e xp r e s s e a s :             (               (       )         (       ) )   (               (       )         (       ) )     (               (       )         (       )                 (13)       5.   S I M U LA TI O N   D I S C U S S I O N S   T h e   pe r f o r m a n c e s   o f   t h e   de v e l o p e i m p r o ve c o n t r o l   s t r a t e g y   fo r   t h e   t hr e e - pha s e   V S w i t h   L R C   f i l t e r s   w e r e   t e s t e a n s i m u l a t e i n   M a t l a b / S i m u l i nk  i nt e r f a c e .   T h e   pa ra m e t e r s   us e fo r   s i m ul a t i o n s   a r e   gi v e i n   T a b l e   1 .   T h e   s a m pl i n g   p r e di c t i o n   t i m e         i s   s e t   a t   100µ s ,   t he   rm s   A v o l t a ge   i s   s e t   a t   147   V   a n d   t h e   l o a d   f r e que n c y   i s   s e t   e qua l   t o   50   H z .   T h e   p r o po s e s c e n a ri o s   e xe c ut e d   t o   v a l i da t e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   i m p r o v e a ppr o a c h   a r e   a s   fo l l ow s :   a s udde n   i n c r e a s e   of   l i n e a r   l o a a t   t =   0. 0 5s   a n r e m o v e d   a t   t = 0. 2 s ;   b )   R L   n o n l i n e a r   l o a i s   c o n n e c t e f r o m   t =   0. 3s   t o   t =   1s ,   c l i ne a r   l o a i s   c o nn e c t e f r o m   t =   0. 4s   t o   t =   0 . 6s ;   d)   R n o n l i n e a r   l o a i s   c o nn e c t e f r o m   t =   0 . 7s   t o   t =   0 . 9s ;   a n d   i e l o a d   c o m pl e t e l y   r e m o ve a t   t = 1s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       Im pr ov e d   pr e di c t i v e   c ur r e nt   m od e l   c o nt r ol   ba s e o a dapt i v e   P R   c o nt r ol l e r     ( H al i m a   I k aouas s e n )   1911   F i gu r e   de m o n s t ra t e s   t h e   A o ut p ut   f i l t e c u rr e nt   a n i t s   ge n e ra t e r e f e r e n c e   of   o n e   pha s e   „a ‟  a t   n e xt   s a m p l i ng   t i m e   k+ 1 .   O n e   c a c l e a r l y   s e e   t ha t   t h e   A C   o ut put   f i l t e c u rr e n t       (       )   i s   w e l l   c o n t r o l l e d   a nd  b a l a n c e w i t s i nus o i da l   w a v e f o r m ;   i t   t ra c ks   t h e   ge n e ra t e d   re fe r e n c e              (       )    w i t n o   s a t u r a t i o i s s ue   a s   i t   i s   ob v i o us l y   r e m a r ke i n   F i gu r e   5(b c o m pa r e t o   t h e   F i gur e   5(a w h e n   us i ng  s i m p l e   P c o n t r o l l e r,   a n d   w i t   l e s s   T H D   a t   P CC,   w h i c h   c o n f i rm s   t h e   r o b us t n e s s   of   t h e   i m p r o v e P CM a ppr o a c h .   T h e   P CM a l go ri t hm   i s   i m p l e m e n t e fo r   c urr e n t   ha r m o n i c s   s upp r e s s i o n   a n po w e qua l i t y   i m pr o v e m e n t   a t   t h e   P CC .   T o   de a l   w i t h   s udde n   n o n l i n e a r   a n d   dy n a m i c s   l o a c h a nge s   a n d   s a t u r a t i o n   i s s ue ,   a i m p r o v e P CM a l go r i t hm   i s   de ve l o pe d;   i t   c a l c ul a t e s   t h e   s y s t e m   pa ra m e t e r s   a t   e a c h   t i m e   w h e n   t h e y   c h a n ge a c c o r di n t o   t h e   e i g h t   po s s i b l e   s w i t c h i n s t a t e   of   t h e   t hr e e - p h a s e   V S I,   t o   ob t a i n   a   h i g h   q ua l i t y   of   s i gn a l   c ur v e s   a t   t h e   P CC  u n de r   s udde n   c ha n ge s   of   di ff e r e n t   ki n ds   o f   n o n l i n e a r   a n dy n a m i c s   l o a ds .   T h e   F i gu r e   pr e s e nt s   t h e   d y n a m i c   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   D G   v o l t a ge   (        a n d   c u rr e n t   (        o f   s y n c hr o n o us   ge n e r a t o r ,   l o a c u rr e n t   (       ),   o ut put   f i l t e r   c u rr e n t   (       ),   i n v e r t e r   c u rr e n t   (           ),   D C - l i n v o l t a ge   (        a n v o l t a ge   f i e l (       r e s pe c t i v e l y .   It   i s   o bv i o us l y   r e m a r ke t h a t   t h e   v o l t a ge   of   s y n c hr o n o us   ge n e r a t o r   ke pt   c o n s t a nt   a nd  r e gul a t e a t   t h e   ra t e v a l ue ,   w h i c i s   e qua l   t o   e qua l   t o   208V .         (a )       (b )         F i gu r e   5 .   W a v e fo r m s   o f   o ut put   f i l t e c u rr e n t   a nd  i t s   r e f e r e n c e   o f   o n e   pha s e   „a ,   a t   P CC :   a us i n g   s i m pl e   P I   c o n t r o l l e r   b us i ng  a d a pt i v e   P R   c o n t r o l l e r   w i t A n t i   w i n dup           F i gu r e   6 .   S i m u l a t i o pe r f o r m a n c e s   o f   D G   vo l t a ge   (V DG a nd  c urr e n t   (I DG ),   l o a d   c u rr e n t   (I L ),   o ut put   f i l t e c u rr e nt   ( I 1 ) ,   i n v e r t e r   c u rr e n t   (I i n v ),   D C - l i n k   v o l t a ge   (V DC a n d   v o l t a ge   f i e l (V f r e s pe c t i v e l y   duri n g   s i m ul a t i o s c e n a ri o s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020 :     190 5   -   1 91 4   1912   5. 1 .     D yn am i c   c u r r e n ts   p e r fo r m an c e s   at  th e   P C C   w h e n   t h e   s ys te m   i s   s u b je c te d   to   s u d d e n   l i n e ar   l o ad   c h an ge   T h e   b e h a v i o ur   o f   t h e   s y s t e m   i s   f i r s t l y   t e s t e w i t h   n o   l o a d,   t h e n   t h e   s y s t e m   i s   s udde n l y   e xp e r i e n c e d   t o   a   l i n e a r   l o a o 16Ω ,   w h i c h   i s   c o nn e c t e a t   t = 0 . 05s ,   a n d   re m ov e a t   t = 0. 2s .   T h e   pe r f o r m a n c e s   i n   de t a i l   a r e   de pi c t e i n   F i g u r e   7 .   I t   i s   o bv i o us l y   r e m a r ke t ha t   t h e   D G   c urr e n t   i s   ke pt   c o n s t a nt   w i t h   s i n us o i da l   w a v e fo r m ;   duri n g   l o a c ha n ge ,   h a rm o ni c s   a r e   s upp r e s s e w i t h   d i m i n i s h e T H D :   0. 14 %.   T h e   l o a d,   o ut put   f i l t e r   a n d   i n v e r t e r   c u rr e n t s ,   a r e   v a r i e w i t h   s udde n   l i n e a r   l o a c ha n ge s .   T h e   s a t u r a t i o n   i s s ue   i s   o bv i o us l y   s h o w n   a v o i de w i t f e w e r   ri pp l e s   a t   a   s t e a dy   s t a t e   m o de   a n l e s s   T H D   fo r   l o a c u rr e n t   a t   t h e   P CC :   0 . 098 %.   T h i s   c o n f i rm s   t h e   r o b us t n e s s   of   t h e   i m p r o v e P CM b a s e a da p t i v e   P c o n t r o l l e r   s t r a t e g y   dur i n s ud de l i n e a l o a d   c ha n ge .           F i gu r e   7 .   S i m u l a t i o pe r f o r m a n c e s   o f   d y n a m i c   A C   c urr e nt s   a n d   D C - l i n k   vo l t a ge   u n de s udde n   l i n e a l o a d   c h a n ge s       5. 2 .     D yn am i c   c u r r e n ts   p e r fo r m an c e s   at  th e   P C C   w h e n   th e   s ys te m   i s   s u b je c te d   to   u n b al an c e   n o n l i n e ar   an d   d yn am i c   l o ad s   T o   pr o v e   t h e   f o r c e f ul n e s s   of   t h e   i m p r o v e P CM b a s e a da p t i v e   P R   c o n t r o l l e r   s t r a t e g y   a n t o   a pp r i s e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   c ur r e nt   ha r m o n i c s   s upp r e s s i o a n d   po w e r   qua l i t y   i m p r o v e m e n t   a t   t h e   P C C,   R L   d y n a m i c   n o n l i n e a r   l o a i s   t a ke n   a s   t hr e e   pha s e   di o de   r e c t i f i e r s   w i t h   R L s h unt   a c t i v e   f i l t e r .   T hi s   l o a d   i s   a ppl i e du r i ng  t i m e   b e t w e e n   t = 0 . 3s   a nd   t = 1s .   F i r s t l y ,   a n   u nb a l a n c e l i n e a r   l o a o f   16Ω ,   ha s   b e e n   us e a n d   c o n n e c t e b e t w e e n   t = 0 . 4   s   a nd  t = 0. 6   s .   T h e n,   b e t w e e n   t = 0 . 7s   a n t = 0. 9s ,   a R d y n a m i c   n o nl i n e a r   l o a i s   tak en   a s   t hr e e   p ha s e   di o de   r e c t i f i e r s   w i t h   s h u nt   a c t i v e   f i l t e r;   i s   a ppl i e t o   t h e   s y s t e m .   T h e   s i m ul a t i o r e s po n s e s   a r e   pr e s e nt e d   i n   de t a i l   i n   F i gu r e   8 ( a a n 8(b re s pe c t i v e l y .   It   i s   n o t i c e t h a t   l o a d ,   i n v e r t e r   a n d   o ut put   f i l t e r   c u rr e n t   us i n g   i m p r o v e P CM C   pr e s e n t   t ra n s i e n t   i n   t h e ir   a m pl i t ude s   due   t o   u n b a l a n c e D G   vo l t a ge   a t   t=   0 . 4s   a n d   t = 0. 7s   w i t h   a n d   l e s s   T H D   fo r   l o a d   c u rre n t   a t   t h e   P CC   a s ,   1 . 2%   a n 0. 2 4%   r e s pe c t i v e l y .           (a )     (b )     F i gu r e   8 .   S i m u l a t i o n   pe r f o r m a n c e s   o f   d y n a m i c   A C   c urr e nt s   a n d   D C - l i n k   v o l t a ge   unde u n b a l a n c e n o nl i n e a a nd  dy n a m i c   l o a ds   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       Im pr ov e d   pr e di c t i v e   c ur r e nt   m od e l   c o nt r ol   ba s e o a dapt i v e   P R   c o nt r ol l e r     ( H al i m a   I k aouas s e n )   1913   It   c a n   b e   e a s i l y   s e e n   i n   t h e   F i gu r e   8,   t h a t   t h e   r e s po n s e   of   t h e   D G   c ur r e n t   i s   b a l a n c e a n s i n us o i da l   a n a c h i e v e w i t h   l e s s   T H D   a s ,   0. 25%  a nd  0. 22 r e s pe c t i v e l y ,   w h e n   un b a l a n c e n o nl i n e a r   a n dy n a m i c   R C   n o n l i n e a r   l o a ds ,   a r e   c o nn e c t e d.     F u rt h e rm o r e ,   o n e   o b s e r v e s   t h a t   t h e   D C - l i nk  v o l t a ge   v a ri e s   a n t h e   B E S S   c h a r ge s   a n d i s c ha r ge s   duri n l o a c h a n ge .   F o r   a l l   s c e na r i o s ,   t h e   s a t u ra t i o n   i s s ue s   a r e   a v o i de d,   w h i c c o n f i r m s   t h e   r o b us t n e s s   of   t h e   de v e l o p e c o n t r o l   s t ra t e gy   b a s e i m p r o v e P CM a nd  a da p t i v e   P R   c o n t r o l l e w i t h   a nt i - w i n dup  s c h e m e .   T a b l e   2   r e s um e s   t h e   ob t a i n e T H D   v a l ue s   (%)  u s i n M a t l a b / s i m u l i nk  i nt e r f a c e ,   of   t h e   D G   v o l t a ge ,   D G   a n l o a c urr e nt   a t   t h e   P CC ,   i t ra n s i e nt - s t a t e ,   w i t h   hi g h - s a m p l i n t i m e   o f   pr e di c t i o n   of   T S =   100  µ s   u n de l i n e a r ,   R L   a n d   R C+ R L   n o nl i n e a r   l o a p r o f i l e s.       T a b l e   2 .   S i m u l a t i o r e s ul t s   o f   T H D   v a l ue s   of :   D G   v o l t a ge ,   D G   a n d   L o a c u rr e n t s   L o a d   p ro fi l e s   S a m p l i n g   P r e d i c t i o n   T i m e   T S =   1 0 0 µs   V DG   I DG   I L   L i n e a L o a d   T H D   (% )   0 . 0 5 5   0 . 1 4   0 . 0 9 8   RL     N o n l i n e a L o a d   T H D   (% )   0 . 1 2   0 . 2 5   1 . 2   RC+ RL     N o n l i n e a L o a d   T H D   (% )   0 . 0 9 5   0 . 2 2   0 . 2 4       6.   C O N C LU S I O N   A n   i m p r o v e P CM a l go r i t hm   ha s   b e e n   i n v e s t i ga t e i n   de t a i l   f o r   t hr e e   ph a s e   V S w i t h   L R f i l t e r s   i n   s t a nda l o n e   s y s t e m   b a s e f i xe s p e e D G   s e t s .   T h e   pr o po s e e nh a n c e d   P CM a l go r i t h m   b a s e o n   a da p t i v e   P R   c o n t r o l l e w i t h   a nt i - w i n du s c h e m e   i s   s i m ul a t e i n   M a t l a b / S i m u l i nk  i nt e r f a c e .   T h e   S i m ul a t i o n   r e s ul t s   sh o w   s a t i s f a c t o r y   pe r fo r m a n c e   r e s ul t s   u n de r   d i f fe r e nt   c o n di t i o n s   w i t h   l e s s   T H D   a t   t h e   P CC,   a n w i t h o ut   a n y   s a t u ra t i o n   i s s ue ,   w hi c v a l i d a t e s   t h e   p r o po s e e nh a n c e d   P CM c o n t r o l   s t r a t e gy   un de r   hi g h   s a m p l i n g   pr e di c t i o t i m e   a ga i n s t   s udde n   n o n l i n e a l o a p r o f i l e s   c h a n g e s .       R EF ER EN C ES   [ 1]   N i w a s ,   R . ,   e t   al ,   U n i t y   pow e r   f a c t o r   o pe r a t i o a nd  ne u t r a l   c ur r e nt   c o m pe ns a t i o of   di e s e l   g e ne r a t o r   s e t   f e e d i ng   t hr e e - pha s e   f o ur - w i r e   l o a d s ,”   I E T   G e ne r at i on ,   T r an s m i s s i on   &   D i s t r i bu t i on ,   9( 1 3) :   p.   17 38 - 1746 ,   201 5 .   [ 2]   S i ng h,   B . ,   e t   al ,   L o a l e v e l i ng   a nd  v o l t a g e   c o nt r o l   o f   pe r m a ne nt   m a g ne t   s y nc hr o n o us   g e ne r a t o r - ba s e D G   s e t   f o r   s t a nda l o ne   s upp l y   s y s t e m ,   I E E E   T r ans ac t i o ns   on   I n dus t r i a l   I n f or m at i c s ,   10( 4) :   p.   20 34 - 2043 ,   201 4 .   [ 3]   Z uba i r ,   A hm e d,   e t   a l ,   O p t i m a l   p l a nni ng   o f   s t a nda l o ne   s o l a r - w i nd - di e s e l   hy br i e ne r gy   s y s t e m s   f o r   a   c o a s t a l   a r e a   o f   B a ng l a de s h ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E ngi ne e r i n g ,   v o l .   2,   no   6 ,   p.   73 1 ,   20 12 .   [ 4]   N Y O ,   Z i M a r ,   E v a l u a t i o o f   P V ,   W i nd,   D i e s e l   H y br i E ne r gy   P o t e nt i a l   f o r   G S M   T o w e r   i M y a n m a r ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   &   C om pu t e r   E n gi ne e r i ng ( 208 8 - 8708) ,   v o l .   5 ,   no   6 ,   20 15.   [ 5]   R e z ka l l a h ,   M i l o ud,   e t   a l ,   M o di f i e P Q   c o nt r o l   f o r   po w e r   qua l i t y   i m pr o v e m e nt   o f   s t a nda l o ne   hy br i w i nd  di e s e l   ba t t e r y   s y s t e m ,   20 12   I E E E   F i f t h   P ow e r   I n di a   C o n f e r e nc e .   I E E E ,   p p .   1 - 6 ,   20 12 .   [ 6]   R e z ka l l a h ,   M i l o ud ,   e t   al ,   R e a l - t i m e   ha r dw a r e   t e s t i ng ,   c o nt r o l   a nd  pe r f o r m a nc e   a na l y s i s   o f   h y br i c o s t - e f f e c t i v e   w i nd - PV - di e s e l   s t a n da l o ne   po w e r   g e ne r a t i o s y s t e m ,   i 2017   I E E E   I n dus t r y   A p pl i c a t i ons   So c i e t y   A nn ua l   M e e t i ng ,   I E E E ,   p.   1 - 8 ,   20 17 .   [ 7]   R e z ka l l a h ,   M .   a nd  A .   C h a nd r a ,   C o n t r o l   o f   w i nd - di e s e l   i s o l a t e d   s y s t e m   w i t po w e r   qua l i t y   i m pr o v e m e nt ,   i E l e c t r i c al   P ow e r   &   E ne r gy   C onf e r e nc e   ( E P E C ) ,   I E E E ,   20 09.   [ 8]   B o ude r ba l a ,   M a na l e ,   e t   al ,   D i r e c t   a nd  i nd i r e c t   v e c t o r   c o nt r o l   of   a   do ubl y   f e i nduc t i o g e ne r a t o r   ba s e i a   w i nd   e ne r g y   c o n v e r s i o s y s t e m ,   I n t e r nat i o nal   J ou r na l   o f   E l e c t r i c al   an C om pu t e r   E ng i ne e r i ng ,   v o l .   9 ,   no   3,   p .   153 1 2019 .   [ 9]   H oo s hm a nd,   R .   a nd  M .   M o a z z a m i ,   O p t i m a l   de s i g o f   a da pt i v e   unde r   f r e qu e nc y   l o a s he dd i ng   us i ng   a r t i f i c i a l   ne ur a l   ne t w o r ks   i i s o l a t e po w e r   s y s t e m ,   I n t e r na t i o na l   J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   P ow e r   &   E ne r gy   Sy s t e m s 42 ( 1 ) ,   p.   220 - 22 8 ,   20 12 .   [ 10]   M A D H A V ,   G .   e t   al ,   A   N e w   H y br i A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r B a s e C o nt r o l   o f   D o ubl y   F e I nduc t i o G e ne r a t o r ,   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   E l e c t r i c al   &   C om put e r   E ng i ne e r i ng   ( 2 088 - 870 8) ,   v o l .   5 ,   no   3 ,   20 15 .   [ 11]   D A B B A G H J A M A N E S H ,   M . ,   e t   a l ,   H i g P e r f o r m a nc e   C o nt r o l   o f   G r i C o nne c t e C a s c a d e H - B r i dg e   A c t i v e   R e c t i f i e r   B a s e d   o T y pe   I I - F uz z y   L og i c   C o nt r o l l e r   w i t L o w   F r e que nc y   M o dul a t i o T e c hni que ,   I nt e r n at i ona l   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   &   C om pu t e r   E ng i ne e r i ng   ( 2 088 - 870 8) ,   v o l .   6 ,   no   2 ,   2016 .   [ 12]   S A N K A R ,   R .   e t   a l ,   A da pt i v e   F uz z y   P I   C ur r e n t   C o nt r o l   o f   G r i d   I nt e r a c t   P V   I nv e r t e r ,   I nt e r na t i ona l   J our na l   o f   E l e c t r i c al   &   C om pu t e r   E n gi ne e r i n g   ( 208 8 - 8708 ) ,   v o l .   8,   no   1 ,   2018 .   [ 13]   A M I N E ,   B o u z i M o ha m e d,   e t   a l ,   A da p t i v e   f uz z y   l og i c   c o nt r o l   of   w i nd  t ur b i n e   e m ul a t o r ,   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   P ow e r   E l e c t r on i c s   a nd  D r i v e   Sy s t e m s ,   v o l .   4,   no   2 ,   p .   241 ,   2014   [ 14]   S A L I M ,   S y ,   e t   al ,   R o bu s t   C o nt r o l   S t r a t e g y   f o r   P ne um a t i c   D r i v e   S y s t e m   v i a   E nha nc e N o nl i ne a r   P I D   C o nt r o l l e r ,”   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   o f   E l e c t r i c a l   &   C om p ut e r   E ng i ne e r i ng   ( 2 088 - 870 8) ,   v o l .   4 ,   no   5 ,   20 14 .   [ 15]   M o ut a k i ,   K . ,   e t   al I m p r ov e L y a puno v   F unc t i on  b as e C on t r o l   A pp r oa c f o r   Si ng l e - s t age   i nv e r t e r   G r i d   I nt e r f ac i ng   So l ar   P hot ov ol t a i c   Sy s t e m ,”   I 2018   I E E E   I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o I ndus t r i a l   T e c hno l o gy   ( I C I T ) ,   L y o n,   pp.   10 00 - 1005 ,   201 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020 :     190 5   -   1 91 4   1914   [ 16]   M o ut a k i ,   K a w t a r ,   e t   a l ,   L y ap unov   F unc t i on   B a s e C on t r o l   f o r   G r i d - I nt e r f ac i ng   So l ar   P hot o v ol t a i c   Sy s t e m   w i t h   C ons t an t   V o l t age   M P P T   T e c hn i que   I I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o A dv a nc e I nt e l l i g e nt   S y s t e m s   f o r   S u s t a i n a b l e   D e v e l o pm e nt .   S pr i ng e r ,   C ha m ,   p .   210 - 21 9 ,   20 18 .   [ 17]   I K A O U A S S E N ,   H a l i m a ,   e t   a l ,   R e a l - t i m e   i m p l e m e nt a t i o o f   i m pr o v e pr e d i c t i v e   m o de l   c o nt r o l   f o r   s t a n da l o ne   po w e r   g e ne r a t i o s y s t e m   ba s e P V   r e ne w a bl e   e ne r gy ,   I E T   G e ne r at i o n,   T r ans m i s s i on  &   D i s t r i bu t i o n v o l .   13,   no   7,   p .   1 068 - 107 7 ,   20 19 .   [ 18]   S U N O R I ,   S a nde e K um a r ,   e t   a l ,   M o de l   P r e d i c t i v e   C o nt r o l   S y s t e m   D e s i g f o r   B o i l e r   T u r bi ne   P r o c e s s ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E n gi ne e r i ng ,   v o l .   5,   no   5 ,   201 5.   [ 19]   C .   S c hul t e ,   e t   al ,   C o m pa r i s o o f   o pt i m i z e p ul s e   pa t t e r ns   w i t D i r e c t   M o de l   P r e di c t i v e   C o nt r o l   us i ng   c o - s i m u l a t i o n,   i n   8 t I E T   I nt e r na t i ona l   C on f e r e nc e   on   P ow e r   E l e c t r o ni c s ,   M ac h i ne s   and   D r i v e s ,   pp .   1 - 6 ,   2016 .   [ 20]   S .   S .   L e e ,   e t   al ,   F i n i t e   c o nt r o l   s e t   m o de l   pr e di c t i v e   c o nt r o l   of   ni ne - s w i t c A C / D C / A C   c o n v e r t e r ,   i 2016  I E E E   I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on   P ow e r   and   E ne r g y ,   pp .   746 - 75 1 ,   20 16 .   [ 21]   S .   B a y ha n,   e t   a l ,   F i n i t e - C o nt r o l - S e t   M o de l - P r e d i c t i v e   C o nt r o l   f o r   a   Q ua s i - Z - S o ur c e   F o ur - L e g   I n v e r t e r   U n de r   U nba l a nc e d   L o a C o ndi t i o n,   I E E E   T r an s ac t i ons   o I ndu s t r i al   E l e c t r oni c s ,   v o l .   64 ,   pp .   2560 - 25 69,   2 017 .   [ 22]   S c o l t o c k,   J . ,   e t   a l ,   A   m o de l   p r e d i c t i v e   di r e c t   c ur r e nt   c o nt r o l   s t r a t e g y   w i t p r e d i c t i v e   r e f e r e nc e s   f o r   M V   g r i d - c o nne c t e c o nv e r t e r s   w i t h   L C L - f i l t e r s ,   I E E E   T r an s ac t i on s   o P ow e r   E l e c t r on i c s ,   30 ( 10 ) :   p.   592 6 - 5937 ,   2015 .   [ 23]   G ul bu da k ,   O .   a nd  M .   G o kda g ,   I m p r ov i ng  s up pl y   c u r r e nt   q ual i t y   o f   d ual - ou t pu t   f our - l e I nd i r e c t   M a t r i x   C onv e r t e r   us i n m ode l   pr e di c t i v e   c ont r o l ,   i 201 I E E E   12t I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o C o m pa t i b i l i t y ,   P o w e r   E l e c t r o ni c s   a nd  P o w e r   E ng i ne e r i ng   ( C P E - P O W E R E N G   2018 ) ,   D o ha ,   p p.   1 - 6.   2 018 .   [ 24]   B o uke z a t a ,   B o ua l e m ,   e t   al I m p l e m e nt at i on  o f   pr e d i c t i v e   c ur r e nt   c ont r o l   f or   Sh un t   A c t i v e   P o w e r   F i l t e r ,   i n:   201 6t h   I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o S y s t e m s   a nd   C o nt r o l ,   I E E E ,   p.   1 33 - 138 ,   201 7 .   [ 25]   R e ddy ,   Y . J . ,   e t   al , “ P L C   ba s e e n e r g y   m a na g e m e nt   a n c o nt r o l   de s i g f o r   a a l t e r n a t i v e   e ne r gy   p o w e r   s y s t e m   w i t h   i m pr o v e po w e r   qu a l i t y ,   I n t e r na t i o nal   J our nal   o f   E ng i ne e r i ng   R e s e ar c and   A pp l i c a t i o ns 3 ( 3 ) ,   2 013 .   [ 26]   C he n,   K . ,   e t   al ,   T w o - l e v e l   t h r e e - pha s e   v o l t a g e   s o ur c e   i nv e r t e r   f e l o w - po w e r   A C   i nduc t i o m o t o r   ba s e o n   uni po l a r   pu l s e - w i dt m o dul a t i o m e t ho d,   I E T   P ow e r   E l e c t r on . ,   9 ,   pp.   43 5 44 0 ,   20 16.   [ 27]   El - D e e b ,   H . ,   e t   a l ,   A a da p t i v e   P R   c o nt r o l l e r   f o r   i nv e r t e r - ba s e di s t r i bu t i o g e ne r a t i o w i t a c t i v e   da m p e L C L   f i l t e r ,   i 2 013   7 t h   I E E E   G C C   C on f e r e nc e   and   E x h i b i t i o ( G C C ) ,   D o ha ,   p p.   46 2 - 467.   2 013 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       H a l i m a   I k ao u as s e n   r e c e i v e t he   E l e c t r o m e c ha ni c a l   E ng i ne e r i ng   de g r e e   f r o m   E c o l e   N a t i o na l e   S upé r i e ur e   d‟ A r t s   e t   M é t i e r s   E N S AM - M e knè s   i 2013 .   S h e   i s   a   P h. D   s t ud e nt   i E c o l e   M o h a m m a di a   d‟ I ng é ni e ur s ,   M o ha m m a V   U ni v e r s i t y .   S he   i s   a   m e m be r   o f   m a t e r i a l ,   e n e r g y   a nd  a c o us t i c   t e a m   ( M E A T ) .   H e r   r e s e a r c i n t e r e s t s   i nc l ude   c o nt r o l   a nd  d e s i g of   h y b r i s t a nda l o ne ,   po w e r   qu a l i t y ,   a nd  r e ne w a b l e   e n e r g y   ba s e pho t o v o l t a i c   g e ne r a t i o s y s t e m s / di e s e l   g e ne r a t o r s   r e i nf o r c e by   h y br i s t o r a g e   s y s t e m .         A b d e r r ao u f   R ad d ao u i   r e c e i v e d   t h e   P hD   d e g r e e   i n   e ng i ne e r i ng   f r o m   P e r pi g na U n i v e r s i t y   a t   P e r p i g na n ,   F r a nc e .   A nd  t he   M .   I ng . de g r e e   i R e n e w a b l e   E n e r g y   a nd  E ne r gy   E f f i c i e nc y   f r om   É c o l e   de   T e c hno l o g i e   S upé r i e u r e ,   U ni v e r s i t é ,   M o nt r é a l ,   C a na da H e   i s   w o r ki ng   a s   a   P r o f e s s o r   a t   É c o l e   S upé r i e ur e   de   T e c hno l o g i e   de   S a l é   ( E S T S ) ,   U n i v e r s i t y   M o ha m m e V   i R a ba t ,   M o r o c c o .   H i s   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   i nc l ude   F u e l   c e l l ,   c o nt r o l   a nd  de s i g o f   m i c r og r i d,   po w e r   qua l i t y ,   r e ne w a bl e   e ne r gy   s o ur c e s   i nt e g r a t i o n,   hy br i e n e r g y   po w e r   s y s t e m ,   s t o r a g e   e ne r gy ,   he a t   a nd  m a s s   t r a n s f e r ,   a nd  e ne r gy   e f f i c i e nc y .         M i l o u d   R e z k al l ah   r e c e i v e t h e   B .   T e c h .   de g r e e   i e l e c t r i c a l   m a c h i ne s   a n d r i v e   f r o m   t h e   U n i v e r s i t y   o f   S c i e nc e   a nd  T e c hno l o gy   U S T O ,   O r a n ,   A l g e r i a ,   a nd  t h e   M .   T e c h.   a nd  P h . D .   d e g r e e s   i n   po w e r   e l e c t r o ni c s   a nd  s y s t e m   c o nt r o l   f r o m   É c o l e   de   T e c hno l o g i e   S upé r i e ur e ,   U ni v e r s i t é ,   M o nt r é a l ,   C a na da .   i 201 a nd  20 16 ,   r e s pe c t i v e l y .   H e   i s   w o r ki ng   a s   r e s e a r c he r   a t   r e s e a r c c e nt e r   o s m a r t   g r i ds   a nd  e ne r g y   s y s t e m s   ( I ne r g i a )   a t   s pe t - i l e s   i n   Q ue b e c   a nd   a s   a   r e s e a r c a s s i s t a nt   i n   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   D e pa r t m e n t   a t   É c o l e   de   T e c hno l o g i e   S up é r i e ur e .   H i s   r e s e a r c i n t e r e s t s   i nc l ude   c o nt r o l   a nd  d e s i g o f   m i c r o g r i d,   po w e r   qua l i t y ,   r e ne w a bl e   e ne r gy   g e ne r a t i o ns   a nd  a pp l i c a t i o ns ,   po w e r   m a na g e m e nt   i s m a r t   g r i d,   a n e ne r gy   s t o r a g e   s y s t e m s .         H u s s e i n   I b r ah i m   r e c e i v e t h e   P hD   de g r e e   i e ng i n e e r i ng   f r o m   Q be c   U ni v e r s i t y   a t   C hi c o ut i m i ,   C a na d a .   S i nc e   J u l y   2009,   he   ha s   r e s e a r c di r e c t o r   a t   C é g e o f   S p et - i l e s   i t he   no r t o f   Q ue be c .   H i s   r e s e a r c i n t e r e s t s   i nc l u de   r e ne w a bl e   e ne r gy   s o ur c e s   i nt e g r a t i o n,   hy br i e ne r gy   pow e r   s y s t e m ,   s t o r a g e   e ne r gy ,   he a t   a n m a s s   t r a ns f e r ,   f l u i dy na m i c s ,   a nd   e ne r g y   e f f i c i e nc y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.