I nte rna t io na l J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l.   5 ,   No . 3 Sep tem b er   2016 ,   p p .   1 3 7 ~ 1 4 0   I SS N:  2252 - 8814           137       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J AAS   Io Ba sed Wind   /   So la r H y bird  Inv erte r       Aj ee t h K u m a S . ,   S ha ba rish   G . ,   K is ho re   K a nn a n A .   De p a rtme n o f   EE E,   De p a rtm e n o f   M e c h a tro n ics   En g i n e e rin g ,   A a ru p a d a V e e d u   In sti tu te  o f   T e c h n o lo g y ,   In d i a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   2 1 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   A u g   1 4 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   A u g   2 2 ,   2 0 1 6       P a p e d e a ls  w it h   p o w e c o n tro o f   a   w in d   a n d   so lar  h y b rid   g e n e ra ti o n   sy ste m   f o c o n n e c ti o n   o p e ra ti o n   w it h   e lec tri c   d istri b u ti o n   sy st e m .   P o we c o n tro l   stra teg y   is  to   e x trac th e   m a x i m u m   e n e rg y   a v a il a b le  f ro m   v a r y in g   c o n d i ti o n   o f   w in d   sp e e d   a n d   s o lar  irrad ian c e   w h il e   m a in tain in g   p o w e q u a li ty   a a   sa f e t y   lev e l.   In   o rd e to   v e rify   th e   m a x i m u m   p o we v a riab le  sp e e d   c o n tr o is  c o m e   f o w in d   tu r b i n e   a n d   m a x i m u m   p o w e is  a p p li e d   f o P sy ste m .   in v e rter   tran sf e rs  th e   e n e rg y   f ro m   th e   win d   t u rb in e   a n d   P a rra y   in to   th e   g rid   b y   k e e p in g   c o m m o n   d c   v o lt a g e   c o n sta n t .   T o   e n su re   sa fe t y   th e s e   in v e rters   a u to m a ti c a ll y   sh u d o w n   in   t h e   e v e n o f   Hig h /L o w   A C - v o lt a g e ;   Hig h /L o f re q u e n c y Io T   is  a   k e y   fe a tu re   in   w h ich   sa fe t y   m e a su re m e n is  c u rre n a n d   v o lt a g e .   T h e   re su lt sh o w   th e   c o n tro p e rf o rm a n c e   a n d   b e h a v io o f   th e   w in d /P sy ste m   s o lar  a n d   w in d   a r e   m a jo p o ss ib le  w a y w e re   e n e rg y   le v e a r e   sto re d   in   b a tt e ry ,   w e   i m p le m e n to   e n su re   th a p o w e tran s m issio n   w a y in   h y b rid   p v /w in d   p o w e a re   sto re d   p ro p e rly   in   b a tt e ries .   Ou r   a im   is  t o   m o n it o th e   c u rre n t   a n d   v o lt a g e   b y   m e a n o f   Io T .   th e   w a v e   d istri b u ti o n   o f   v o lt a g e   a n d   c u rre n is  c h e c k e d   ra p id ly   b y   u sin g   Io T .   n o n   re g u lar  c h e c k in g   o f   v o lt a g e   a n d   c u rre n lea d t o   t o tal  d a m a g e .   An d   s o   w e   e n su re   th a d a m a g e   a r e   m o n it o re d   o v e Io T ,   v a riab le  p o w e ra ise   a n d   d ro p   a re   c h e c k e d   o v e b y   Io T .   P V   a n d     w in d   p o w e r   K ey w o r d :   I o T   P h o to v o ltaic    W in d   tu r b in   W in d /s o lar   h y b ir d   in v er ter     Co p y rig h ©   201 6   In s t it 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 :   A j ee th   K u m ar   S   UG  s ch o lar ,   Dep ar t m e n t o f   E E E ,   Dep ar tm e n t o f   Me c h atr o n ics  E n g in ee r i n g ,   A a ru p a d a V e e d u   I n stit u te o f   T e c h n o lo g y ,   C h e n n ai,   T am il n ad u ,   I n d ia .       1.   I NT RO D UCT I O N     W in d   tu r b in an d   p h o to v o ltai g en er atio n   T E C HNI C h a v e   b r o u g h o p p o r tu n ities   o f   w in d   an d   s o lar   r eso u r ce s   f o r   elec tr ic  p o w er   g en er atio n .   T h ey   h av r an d o m   b eh av io r s .   s o lar   r ad iatio n   an d   w in d   s p ee d ,   h av e   s tr o n g   p r o f iles   W in d / s o lar   co m p le m e n tar y   p o w er   s u p p l y   s y s te m   p o w er   s u p p l y   w h ich   m ak es g o o d   u s o f   w i n d   an d   s o lar   en er g y .   I n   t h i s   s y s te m   ca n   n o o n l y   p r o v id b ar g ain   o f   lo w   co s a n d   h i g h   d ep en d ab ilit y   f o r   s o m e   r eg io n   w h er p o w er   tr an s m i s s io n   is   n o co n v en ien s u c h   a s   f r o n tier   d e f en s es  a n d   s en tr y ,   r ela y   s ta tio n s   o f   co m m u n icatio n ,   f ar m i n g   o r   p astu r in g   ar ea   an d   s o   o n ,   b u a ls o   in au g u r ate  n e w   ar ea   o f   I o T   m o n ito r in g   w h ic h   r eso lv th cr is is   o f   e n er g y   s o u r ce s   an d   en v ir o n m e n . v ar ia b le  en er g y   le v el  is   al th s y s t e m   o r   w i n d   s y s te m   in d iv id u all y ,   f o r   th r estrictio n   o f   tim an d   r eg io n .   So ,   s y s te m   t h at  is   b ased   o n   r en e w ab le  r eso u r ce s   o n   v o ltag e   an d   cu r r en t b u t a t t h s a m ti m r eliab le  is   n ec e s s ar y   an d   win d /s o lar   h y b r id   s y s te m   [1 - 5 ] .       2.   B L O CK   DIAG RAM     T h Stu d ied   H y b r id   S y s te m   C o n f i g u r atio n   is   s h o w n   i n   Fi g u r e   1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.  5 ,   No .   3 ,     Sep tem b er   20 1 6   :   137     1 4 0   138       Fig u r 1 .   T h Stu d ied   H y b r id   S y s te m   C o n f i g u r atio n       3.   M O DE L I N G   O F   P O WE O P V/WI ND   3 . 1 .   DC/DC  B o o s t   Co nv er t er   I n   th is   m o d el,   b o o s co n v er ter   h ad   b ee n   co n tr o lled   to   y ield   th co n s ta n o u tp u DC   v o lta g e   lev el,   V0   b y   v ar y i n g   th d u t y   r atio ,   in   r e s p o n s to   v ar iatio n s   VI .         ( 1 )     ( 2 )     3 . 2 .   DC/DC  B uc k   Co nv er t er   T h av er ag o u tp u v o ltag o f   th b u c k   co n v er ter   i s   g i v e n   b y :       ( 3 )     Ass u m in g   co n v er ter   lo s s es,  t h av er ag o u tp u t c u r r en t is o f   t h b u ck   co n v er ter   is   g i v en   b y       ( 4 )       3 . 3 .   I nv er t er   M o delin g   T h o u t p u v o lta g o f   t h in v e r ter ,   VOP ,   is   th v o ltag b et wee n   V A   a n d   VB ,   w h er V a n d   VB   ar th p o ten tial s   at  t h p o in t s   A   a n d   B   w i th   r esp ec to   th n eu tr al  p o ten tial ( VN= 0 ) .   T h v o lta g v ec to r   [ VA   VB ]   T   ca n   b ex p r ess ed   as:           ( 5 )         3 . 4 .   L F ilte r   A   s y s te m   w i th   f o r ce d   co m m u tatio n   li k MLI   o r   o th er   co n tr o tech n iq u e s   o f   v o lta g s o u r c in v er ter   g en er ate s   ch o p p in g   h ar m o n ic s .   I n   o r d er   to   eli m i n ate  t h ese   h ar m o n ics  t h i n s er tio n   o f   a   f ilter   b et w ee n   t h co n v er ter   an d   t h lo ad ,   in   th m aj o r ity   o f   t h ca s e s   i s   lo w   p ass es  b an d   f ilter .   T h is   m a k es   it  p o s s ib le  to   ca r r y   o u t th o b j ec tiv e.   Gen er all y ,   L C   Fil ter   ca n   b m o d eled   u s i n g   th eq u i v ale n t c ir cu it  s h o w n   i n   Fi g u r e   2.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ AA S   I SS N:  2252 - 8814       I o T B a s ed   W in d   /   S o la r   Hyb ir d   I n ve r ter   ( A jeeth   K u ma r   S . )   139       Fig u r 2 .   E q u iv ale n C ir c u it  o f   L C   Fi lter       3 . 5 .   P ha s L o o k e d L o o ( P L L )   T h P L L   ca n   tr ac k   t h e   i n s ta n ta n eo u s   n et w o r k   f u n d a m en tal  v o ltag p h a s an d   f i n d   its   f r eq u e n c y .   Ot h er   m et h o d s   w er d ev elo p ed   b u t t h m aj o r ity   o f   t h e m   ar u s ed   o n l y   i f   t h v o lt ag s i g n a l is   p u r el y   s in u s o id al.   T h e   P h ase  L o ck ed   L o o p   ( P L L )   tech n iq u u s ed   to   ex tr ac t   th d ir ec f u n d a m e n tal  co m p o n e n v o ltag p h ase  in   th e   lo w   v o ltag elec tr ical  s u p p l y   n et w o r k s .   Gen er al  s tr u ct u r o f   s in g le  p h ase  P L L   s h o w n   i n   Fig u r 3 .           Fig u r 3 .   Gen er al  Stru ct u r o f   Sin g le  P h ase  P L L       4.   P RO P O SE CO NT RO L   S T RAT E G Y     Fig u r e   4   s h o w s   t h W in d   co n t r o l a n d   th GP co n tr o l i s   s h o w n   i n   Fi g u r 5 .           Fig u r 4 .   W in d   co n tr o l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8814   IJ AA S    Vo l.  5 ,   No .   3 ,     Sep tem b er   20 1 6   :   137     1 4 0   140       Fig u r 5 .   GP C o n tr o l       4 . 1 .   B o o s t   Co nv er t er   A   b o o s co n v er ter   ( s tep - u p   co n v er ter )   is   D C   to   DC   p o w e r   co n v er ter   th at  s tep s   u p   v o lta g ( w h il e   s tep p in g   d o w n   cu r r en t)   f r o m   it s   in p u ( s u p p l y )   to   its   o u tp u ( l o ad ) .   I is   a   class   o f   s w itc h ed - m o d p o w er   s u p p l y   ( SMP S)  co n tain i n g   at  lea s t w o   s e m ico n d u cto r s   ( d io d an d   tr an s is to r )   an d   at  least  o n en er g y   s to r ag e   ele m e n t:  ca p ac ito r ,   in d u cto r ,   o r   th t w o   in   co m b i n atio n .   T o   r e d u ce   v o ltag r ip p le,   f ilter s   m ad o f   ca p ac ito r s   ( s o m eti m es  in   co m b i n atio n   w ith   in d u cto r s )   ar n o r m all y   ad d ed   to   s u ch   co n v er ter 's  o u tp u ( lo ad - s id f ilter )   an d   in p u t ( s u p p l y - s id f ilter ) .     4 . 2 .   B uck   Co nv er t er   A   b u c k   co n v er ter   s tep - d o w n   co n v er ter   is   DC - to - DC   p o w er   co n v er ter   w h ic h   s tep s   d o w n   v o lta g ( w h ile  s tep p in g   u p   cu r r en t)   f r o m   i ts   in p u s u p p l y   to   its   o u tp u lo ad .   I is   a   class   o f   s w i tch ed - m o d p o w er   s u p p l y   ( SMP S)  ty p icall y   co n tai n i n g   at  least  t w o   s e m ico n d u cto r s   ( d io d e   an d   tr an s is to r ,   alth o u g h   m o d er n   b u c k   co n v er ter s   f r eq u en tl y   r ep lace   t h d io d w it h   s ec o n d   tr an s is t o r   u s ed   f o r   s y n ch r o n o u s   r ec ti f i ca tio n )   an d   at  least   o n en er g y   s to r ag ele m e n t,  ca p ac ito r ,   in d u cto r ,   o r   th tw o   in   co m b i n atio n .   T o   r e d u ce   v o ltag r ip p le,   f ilter s   m ad o f   ca p ac it o r s   ( s o m eti m e s   in   co m b in atio n   w i th   i n d u cto r s )   ar n o r m all y   ad d ed   to   s u ch   co n v er ter ' s   o u tp u t   ( lo ad - s id f ilter )   an d   i n p u t ( s u p p ly - s id f ilter ) .       5.   CO NCLU SI O N   So lar   p o w er   is   w el k n o w n   to   b an   ex p en s iv s o lu t io n   to   r e m o te  elec tr if icatio n .   T h is   c o s ca n   b r ed u ce d   b y   ad d in g   w i n d   t u r b in g en er ato r s   to   r ed u ce   t h r elia n ce   o n   P V.   I n   t h is   p ap er ,   w h av f o c u s ed   o n   t h e   s tu d y   o f   p h o to v o ltaic  w i n d   p r o d u ctio n   o f   elec tr ical  en er g y   o p tim izatio n   as  w e ll  as  it s   tr an s f er   to   th m o n o - p h ase  elec tr ical  n et w o r k   s u p p ly   t h r o u g h   a n   in v er ter   w it h   m in i m u m   p o s s ib le  lo s s e s   b y   u s in g   I o T   an d   o u tp u t b y   w eb   p ag e.   T h ad o p ted   a p p r o ac h   w as  to   i m p r o v t h ch ai n   v ar io u s   p ar ts   p o in b y   p o in t.  P V/ w in d   s y s te m   p r o tectio n   d ev ice  is   i m p le m e n ted   i.e .   T h is   s y s te m   is   ab le  to   r ea ct  to   o v er v o ltag e,   u n d er   v o lt ag es  an d   f r eq u e n c y   v ar iatio n s .   I w as  s u b j ec ted   to   an   o v er v o lta g e,   an   u n d er   v o lt ag an d   f r eq u en c y   v ar iatio n .   T h s y s te m   s h o w ed   g o o d   r esu lts   in   ea c h   cited   ca s e.   T h s m all  p r ice  d if f er en ce   b et w ee n   t h clas s ic  s o l u tio n   a n d   th i s la n d   g r id   s o lu tio n   i s   j u s tifie d   b y   th f le x ib ilit y   a n d   ex te n d ib ilit y   o f f er ed   b y   th SM A   s y s te m ,   in   p ar ticu lar   th ad d itio n   o f   ad d itio n al  g en er atio n   eq u ip m en at  later   d ate.   T h ty p o f   co n n ec tio n   o f   t h d if f er e n co m p o n e n t s   to   th s y s te m   is   j u s t a s   i m p o r tan t.  T h AC   co u p lin g   w i th   in v er ter   al lo w s   w to   co n n ec t   n ea r l y   a n y   t y p o f   elec tr icit y   g en er ato r   an d   a n y   t y p o f   co n s u m er   to   o u r   s y s te m .   T h is   m a k es  o u r   s y s te m   ea s il y   e x ten d a b le  o n   th co n s u m er   s id as  w ell  as o n   t h g e n er ato r   s id e.       RE F E R E NC E S   [1 ]   A . M irec k i ,   " Et u d e   c o m p a ra ti v e   d e   c h a în e d e   c o n v e rsio n   d ’é n e rg ie  d é d iée à   u n e   é o li e n n e   d e   p e ti te  p u issa n c e   T h è se   p p a e   a u   L a b o ra t o ire  d "   El e c tro tec h n i q u e   e t   d El e c tro n iq u e   In d u strielle   d e   l’E NSE EIHT   Un it é   M ix te  d e   Re c h e rc h e   CNRS    5 8 2 8 ,     d o rd re   2 2 1 3   A n n é e   2 0 0 5 .   [2 ]   R.   M e c io ,   V .   M.   F .   M e n d e s ,   J .   P.   S .   Ca talã o ,   " Co m p a ra ti v e   st u d y   o f   p o w e c o n v e rter  to p o lo g i e a n d   c o n tr o l   stra teg ies   f o th e   h a rm o n ic p e rf o rm a n c e   o f   v a ri a b le - sp e e d   w in d   tu r b in e   g e n e ra to sy ste m s , En e rg y ,   v o l.   36 ,   2 0 1 1 .   [3 ]   F .   V a len c iag a   a n d   P .   F .   P u l e sto n ,   " S u p e rv iso Co n tr o f o a   S tan d - A lo n e   H y b rid   Ge n e ra ti o n   S y ste m   Us in g   W in d   a n d   P h o t o v o lt a ic E n e rg y "   IEE T ra n s a c ti o n s On   E n e rg y   Co n v e rs io n ,   v o l.   2 0 ,   n o .   2 ,   Ju n   2 0 0 5 .   [4 ]   Z.   L u b so n y ,   W in d   T u rb in e   Op e ra ti o n   in   El e c tri c   P o w e S y ste m s,  S p rin g e r - V e rlag ,   G e r m a n y ,   2 0 0 3 .   [5 ]   A .   Ho q u e ,   e K.   A .   W a h id ,   " Ne w   m a th e m a ti c a m o d e o f   a   p h o t o v o lt a ic  g e n e ra to ( P V G )"   J o u rn a o f   El e c trica l   En g i n e e rin g   T h e   I n stit u te .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.