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 .   7 ,   N o .   1 F e b r ua r y   201 7 ,   pp .   1 2 5 ~ 1 3 3   IS S N :   2088 - 8708 D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v7 i 1 . pp 125 - 13 3             125       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s j o ur nal . c om / on l i n e / i nde x . php/ IJ E C E   A   R e v i e w   o n   Fu z z y - GA   B a s e d   C o n t r o l l e r   f o r   Po w e r   Fl o w   C o n t r o l   i n   Gr i d   C o n n e c t e d   PV   S y st e m       R agh u   Th u mu 1 ,   K .   H a r i n ad h a   R e d d y 2   1 K   L   U ni v e r s i t y   &   A s s o c i a t e   P r o f e s s o r ,   E E E   D e pa r t m e n t ,   A n ur a g   E ng i ne e r i ng   C o l l e g e ,   K o da d ,   I ndi a   2 D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c s   E ng i n e e r i ng ,   K   L   U ni v e r s i t y ,   A ndhr a   P r a de s h ,   I ndi 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 d   M a y   5 ,   2 01 6   R e v i s e S e 18 ,   201 6   A c c e pt e O c t   1 ,   20 1 6       N o w - a - da y s   R e ne w a b l e   E ne r gy   S o ur c e s   be c a m e   a n   a l t e r n a t i v e   t o   m e e t   t h e   i nc r e a s i ng   l o a d e m a nd   be c a u s e   t h e y   a r e   e nv i r o nm e nt a l   f r i e nd l y   a nd   a l s o   a v a i l a bl e   a bu nda nt   i na t u r e .   A m o n g   t he   R e ne w a bl e   E ne r gy   S our c e s ,   t h e   P ho t o   V o l t a i c   ( P V )   S y s t e m   i s   g a i n i ng   m o r e   a t t e n t i o due   a bunda nt   a v a i l a bi l i t y   of   s o l a r   e ne r gy .   T he   M a x i m um   P o w e r   P o i n t   T r a c ki ng   T e c hni qu e   i s   u s e t o   e xt r a c t   m a xi m um   po w e r   f r o m   t he   P ho t o   V o l t a i c   ( P V )   A r r a y .   W he n   t he r e   i s   a   n e e t o   t r a ns f e r   bul a m o unt   o f   po w e r   f r o m   P V   A r r a y   t o   P o w e r   G r i d ,   t h e   po w e r   qua l i t y   i s s u e s ,   e s pe c i a l l y   t he   r e a l   a nd  r e a c t i v e   po w e r   f l o w   pr o bl e m s ,   a r e   a   m a j o r   c o nc e r n.   I t hi s   pa p e r   a   no v e l   c o nt r o l   t e c hni qu e   w a s   pr o po s e t o   c o nt r o l   t h e   po w e r   f l o w   a nd   t o   de a l   w i t po w e r   q ua l i t y   i s s ue s   t ha t   a r i s e   w he n   P V   A r r a y   i s   i n t e g r a t e d   w i t h   po w e r   g r i d.   I t   c o ns i s t s   o f   a   F uz z y - G A   ba s e C a s c a de d   C o nt r o l l e r   f e d   F l e x i b l e   A C   T r a n s m i s s i o S y s t e m   de v i c e ,   na m e l y   U ni f i e P o w e r   F l o w   C o nt r o l l e r ,   f o r   e f f e c t i v e   c o nt r o l   o f   r e a l   a nd   r e a c t i v e   po w e r   f l o w   i g r i c o nne c t e pho t o v o l t a i c   s y s t e m .   T he   o ut put   o f   t he   F uz z y   L og i c   C o n t r o l l e r   i s   a   c o nt r o l   v e c t o r   w hi c i s   f i ne   t une d   by   us i ng  G e ne t i c   A l g o r i t hm   a pp r o a c h.   Ke y w or d:   F uz z y   l o gi c   c o n t r o l l e (F L C)   F l e xi b l e   A t ra n s m i s s i o s y s t e m   (F A CT S )   G e n e t i c   a l go ri t hm   (G A )   P h o t o   v o l t a i c   (P V s y s t e m     U n i f i e pow e r   f l ow   c o n t r o l l e (U P F C)   C opy r i gh t   ©   201 7   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 :   R a gh u   T hum u ,   R e s e a r c S c h o l a r ,   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t ri c a l   a nd  E l e c t r o n i c s   E n gi n e e r i n g ,   K   L   U n i v e r s i t y ,   G r e e n f i e l ds ,   V a d de s w a r a m ,   G u n t u r   (D t ),   A n d hra   P r a de s h ,   I ndi a .   E m a i l :   t h u m u ra g h u @ g m a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N   P h o t o vo l t a i c   (P V e n e r gy   h a s   gr o w n   a t   a n   a v e r a ge   a nnu a l   r a t e   of  60%  i n   t h e   l a s t   f i ve   y e a r s ,   s ur p a s s i n o n e   t hi r o f   t h e   c um u l a t i v e   w i n e n e r gy   i n s t a l l e d   c a pa c i t y ,   a n i s   qu i c kl y   b e c o m i n a n   i m po r t a n t   pa r t   o f   t h e   e n e r gy   m i x   i s o m e   r e gi o n s   a nd  po w e r   s y s t e m s .   T hi s   g r o w t h   ha s   a l s o   t r i gge r e t h e   e v o l ut i o n   o c l a s s i c   P V   p ow e r   c o n v e r t e r s   f r o m   c o n v e n t i o na l   s i n g l e   pha s e   gr i d - t i e i n v e r t e r s   t o   m o r e   c o m pl e t o po l o gi e s   t o   i n c r e a s e   e f f i c i e n c y ,   pow e r   e xt r a c t i o n   f r o m   t h e   m o dul e s ,   a n r e l i a b i l i t y   w i t h o ut   i m p a c t i ng  t h e   c o s t .   S o l a r   P V   e n e r gy   c o n v e r s i o n   s y s t e m s   h a v e   h a a   h u ge   gr o w t h   f r o m   a n   a c c um u l a t i v e   t o t a l   pow e r   e qua l   t a pp r o xi m a t e l y   1. G W   i n   1 992  t o   136  G W   i n   201 [1] .   T h e   f a c t o r s   w h i c a r e   r e s po n s i b l e   f o r   t hi s   t r e m e ndo us   gr o w t h   a r e   c o s t   r e duc t i o n ,   i n c r e a s e   i e ff i c i e n c y   of   t h e   P V   m o dul e s ,   t h e   s e a r c h   f o r   a l t e rna t i v e   c l e a n   e n e rg y   s o ur c e s ,   i n c r e a s e d   e n v i r o nm e n t a l   a w a r e n e s s   a nd  f a v o r a b l e   p o l i t i c a l   r e gul a t i o n s   f r o m   l o c a l   go v e r nm e nt s .     G r i d - c o nn e c t e P V   s y s t e m s   a c c o un t   f o r   m o r e   t ha n   99 o t h e   P V   i n s t a l l e c a pa c i t y   c o m pa r e t o   s t a n d - a l o n e   s y s t e m s .   S t o r a ge   b a t t e r i e s   a r e   n o t   r e qu i r e i n   g ri c o n n e c t e p h o t o vo l t a i c   s y s t e m   s i n c e   a l l   o f   t h e   pow e r   ge n e ra t e by   t h e   P V   pl a n t   i s   up l o a de t o   t h e   gri f o r   di r e c t   t r a n s m i s s i o n,   di s t r i b ut i o n ,   a n d   c o n s um pt i o n .   T h e   ge n e ra t e P V   po w e r   r e duc e s   t h e   us e   o o t h e r   e n e r gy   s o ur c e s   f e e di n g   t h e   g ri d ,   s uc h   a s   h y dr o   o r   f os s i l   f ue l s ,   w h o s e   s a v i n gs   a c t   a s   e n e r gy   s t o r a ge   i n   t h e   s y s t e m ,   pr o v i di n t h e   s a m e   f un c t i o n   o pow e r   r e gul a t i o n   a n d   b a c kup  a s   a   b a t t e r y   w o ul de l i v e r   i n   a   s t a n d - a l o n e   s y s t e m .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   IJ E CE     V o l .   7 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2017   :     1 2 5     1 3 3   126   T h e   po w e r - e l e c t r o n i c   t e c hn o l o g y   pl a y s   a i m po rt a nt   r o l e   i i nt e gra t i o o f   r e n e w a b l e   e n e r gy   s o ur c e s   i n t o   t h e   e l e c t r i c a l   g r i d .   D u r i ng  t h e   l a s t   f e w   y e a r s ,   po w e r   e l e c t r o ni c s   ha s   u n de r go n e   a   f a s t   e v o l ut i o n ,   w h i c h   i s   m a i n l y   due   t o   t w o   f a c t o r s .   T h e   f i r s t   o n e   i s   t h e   de v e l o pm e n t   o f   f a s t   s e m i c o n duc t o r   s w i t c h e s   t ha t   a r e   c a p a b l e   of  s w i t c h i n qui c kl y   a n h a n d l i ng  hi g h   p o w e r s .   T h e   s e c o n f a c t o r   i s   t h e   i nt r o duc t i o n   o f   r e a l - t i m e   c o m put e c o n t r o l l e r s   t ha t   c a n   i m p l e m e n t   a dv a n c e a n c o m pl e c o n t r o l   a l go ri t hm s .   A   c o m m o n   f e a t u r e   o f   t h e   r e n e w a b l e   e n e r gy   b a s e o r   m i c r o   s o ur c e s   b a s e D i s t r i b ut e G e n e r a t i o n   s y s t e m s   i s   t h e   po w e r   e l e c t r o ni c s   i n t e r f a c e s   t h a t   r e qui r e t o   c o n v e r t   t h e   e n e r gy   s o ur c e s   o ut put   t o   t h e   g ri r e a dy   vo l t a ge s   [2].   D ue   t o   i n c r e a s i ng  pow e r   de m a nd  t hr o ugh o ut   t h e   w o r l d ,   P h o t o vo l t a i c   (P V pow e r   s uppl i e t o   t h e   ut i l i t y   gr i i s   ga i ni n m o r e   a nd  m o r e   v i s i b i l i t y   [3].   N o t   m a n y   P V   s y s t e m s   h a v e   s o   f a r   b e e n   pl a c e i n t o   t h e   g ri d ue   t o   t h e   r e l a t i v e l y   h i g h   c o s t ,   c o m pa r e w i t h   m o r e   t ra di t i o na l   e n e r gy   s o ur c e s   s uc h   a s   o i l ,   ga s ,   c o a l ,   n uc l e a r,   h y dr o ,   a n w i n d.   S o l i d - s t a t e   i n v e r t e r s   ha v e   be e n   s h o w n   t o   b e   t h e   e na b l i n g   t e c hn o l o gy   f o r   put t i n g   P V   s y s t e m s   i nt o   t h e   g ri [4].   G r i d - c o nn e c t e P V   s y s t e m s   a r e   c l a s s i f i e i nt o   t w o   c a t e g o ri e s ,   o n e   i s   di s t ri b ut e a nd  t h e   o t h e r   i s   c e n t r a l i z e d.   G ri d - c o nn e c t e di s t r i b ut e P V   s y s t e m s   a r e   i n s t a l l e t o   p r o v i de   pow e r   t o   a   g r i d - c o nn e c t e d   c us t o m e r   o r   di r e c t l y   t o   t h e   e l e c t r i c   n e t w o r k.   T h e   a dv a nt a ge s   of   t h e s e   s y s t e m s   a r e   l o w   di s t ri b ut i o n   l o s s e s   i n   t h e   e l e c t r i c   n e t w o r a s   t h e   s y s t e m   i s   i n s t a l l e a t   t h e   po i n t   of   us e ,   e xt r a   l a n i s   n o t   r e qui r e a nd  c o s t s   fo r   m o unt i n g   t h e   s y s t e m s   c a n   b e   r e duc e i f   t h e   s y s t e m   i s   m o u n t e o n   a n   e xi s t i n g   s t r uc t u r e   a n d   t h e   P V   a rra y   i t s e l c a n   b e   us e a s   a   c l a d di n o r   r o of i n m a t e ri a l ,   a s   i b ui l di n g - i n t e g ra t e P V .   T y pi c a l   s i z e s   a r e   t o   4kW   f o r   r e s i de n t i a l   s y s t e m s ,   a n d   10kW   t o   s e v e r a l   M W   f o r   r o of   t o ps   on  pub l i c   a n d   i n d us t r i a l   b ui l d i n gs .   Gr id - c o nn e c t e c e n t ra l i z e P V   s y s t e m s   p e r f o r m   t h e   f un c t i o n s   of   c e n t ra l i z e po w e r   s t a t i o n s .   T h e   pow e r   s uppl i e b y   s uc h   a   s y s t e m   i s   n o t   a s s o c i a t e w i t h   a   p a rt i c ul a e l e c t ri c i t y   c us t o m e r ,   a n t h e   s y s t e m   i s   n o t   l o c a t e t o   s p e c i f i c a l l y   p e r f o r m   f un c t i o n s   o n   t h e   e l e c t ri c i t y   n e t w o r o t h e r   t ha n   t o   s uppl y   b ul pow e r .   T y pi c a l l y ,   c e n t r a l i z e s y s t e m s   a r e   m o un t e o n   t h e   g r o u n d ,   a n t h e y   a r e   l a r ge r   t h a n   1M W .   T h e   e c o n o m i c   a dv a n t a ge s   o f   t h e s e   s y s t e m s   a r e   t h e   o pt i m i z a t i o n   o f   i n s t a l l a t i o a n d   o pe r a t i n g   c o s t s   by   b ul b u y i n a nd  t h e   c os t   e ffe c t i ve n e s s   of   t h e   P V   c o m p o n e nt s   a n b a l a n c e   o f   s y s t e m s   o n   a   l a rge   s c a l e .   I n   a d di t i o n,   t h e r e   l i a b i l i t y   of   c e n t r a l i z e P V   s y s t e m s   c a n   b e   gr e a t e r   t ha n   di s t ri b ut e P V   s y s t e m s   b e c a us e   t h e y   c a n   ha v e   m a i n t e n a n c e   s y s t e m s   w i t h   m o ni t o ri n g   e qui p m e nt ,   w h i c c a n   b e   a   s m a l l e pa r t   o f   t h e   t o t a l   s y s t e m   c o s t   [5].       2.   P V   C ELL  M O D EL   S o l a r   p h o t o vo l t a i c   (P V s y s t e m s   di r e c t l y   c o n v e r t   s o l a r   e n e rg y   i n t o   e l e c t r i c i t y .   P V   Ce l l   i s   t h e   b a s i c   b ui l di n b l o c of   P V   s y s t e m ,   w h i c h   i s   a   s e m i c o n duc t o r   de vi c e   t ha t   c o n v e r t s   s o l a r   e n e r gy   i nt o   di r e c t   c urr e n t   e l e c t r i c i t y .   P V   c e l l s   a r e   i n t e r c o nn e c t e t o   f o r m   a   P V   m o dul e ,   t y pi c a l l y   50  t o   200W .   T h e   P V   m o dul e s ,   c o m b i n e w i t h   a   s e t   o f   a ddi t i o na l   a pp l i c a t i o n   de pe n de n t   s y s t e m   c o m p o n e nt s   (e . g . ,   i n v e r t e r s ,   b a t t e r i e s ,   e l e c t r i c a l   c o m po n e n t s   a nd  m o unt i ng  s y s t e m s ),   fo r m   a   P V   s y s t e m .   P V   s y s t e m s   a r e   h i g h l y   m o dul a r,   i . e . ,   m o dul e s   c a n   b e   l i nke t o ge t h e r   t o   pr o v i de   pow e r   r a ngi n f ro m   a   f e w   w a t t s   t o   t e n s   of   m e ga w a t t s .   T h e   m o s t   e s t a b l i s h e s o l a r   P V   t e c hn o l o gi e s   a r e   s i l i c o n   b a s e s y s t e m s .   M o r e   r e c e n t l y ,   s c a l l e t h i n   f i l m   m o dul e s ,   w h i c h   c a n   a l s o   c o n s i s t   o f   n o n - s i l i c o n   s e m i c o n du c t o r   m a t e ri a l ,   h a v e   b e c o m e   i n c r e a s i n g l y   i m po r t a nt .   A l t h o ug h   t h i f i l m s   ge n e ra l l y   h a v e   a   l o w e r   e f f i c i e n c y   t h a s i l i c o m o dul e s ,   t h e i r   p ri c e   pe u ni t   o f   c a pa c i t y   i s   l o w e r .     S o l a r   P V   c o m b i n e s   t w o   a dv a n t a ge s .   O t h e   o n e   ha n d ,   m o d ul e   m a nuf a c t u r i n g   c a n   b e   do n e   i n   l a r ge   pl a nt s ,   w h i c h   a l l o w s   fo r   e c o n o m i e s   of  s c a l e .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   P V   i s   a   ve r y   m o dul a r   t e c hn o l o gy .   C o m pa r e t o   c o n c e n t r a t i n s o l a r   po w e r   (CS P ),   w h e r e   s unl i g ht   i s   fo c us e o n t o   a   s m a l l e r   a r e a ,   P V   ha s   t h e   a dv a nt a ge   t ha t   i t   us e s   n o t   o n l y   di r e c t   s u n l i g h t   b ut   a l s o   t h e   di f f us e   c o m po n e nt   o f   s un l i g h t ,   i . e . ,   s o l a r   P V   p r o duc e s   pow e r   e v e n   i f   t h e   s ky   i s   n o t   c o m pl e t e l y   c l e a r .   T hi s   c a pa b i l i t y   a l l o w s   t he   e f fe c t i ve   de pl oy m e n t   i m a n y   m o r e   r e g i o n s   i t h e   w o r l t h a f o r   CS P   [6].   T h e   b a s i c   P V   Ce l l   m o de l   i s   s h o w n   i F i gu r e   1.                             F i gu r e   1 .   B a s i c   P V   Ce l l   M o de l   D   I     R s   V   R sh   I d   I Ph   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E CE     IS S N :   2088 - 8708       A   R e v i e w   on  F uz z y - G A   B as e C ont r ol l e r   f or   P ow e r   F l o w   Cont r ol   i n   G r i d   Conn e c t e d   . . . .   ( R aghu   T hum u)   127   T h e   c urr e n t   s o ur c e   i s   di r e c t l y   pr o p o r t i o n a l   t o   t h e   l i g ht   t h a t   fo c us e s   o n   t h e   c e l l   (ph o t o c urr e n t ) .   T h e   o ut put   c u rr e n t   o f   t h e   c u rr e n t   s o ur c e   i s   i f a c t   r e l a t e t o   s o l a i rra di a t i o a n d   t e m pe ra t u r e ,   a c c o r di n g   t o :            [            (         ) ]           (1)     W h e r e   K 1   i s   t h e   c e l l s   s h o r t - c i r c ui t   c u rr e nt   t e m pe r a t u r e   c o e ffi c i e n t ,   I sc   t h e   c e l l s   s h o r t - c i r c ui t   c u rr e n t   a t   2 ° C,   i s   t h e   c e l l ‟s   t e m pe r a t u r e   a nd  i s   t h e   s o l a r   i rra di a n c e   i n   W / m 2 .   Co n s i de r i ng  I d   t h e   c urr e n t   f l ow i n t hr o ug h   t h e   di o de   a nd  I   t h e   o ut put   c urr e nt ,   t h e   I - V   c ha r a c t e r i s t i c   o f   t he   P V   c e l l   i s   de f i n e b y :                                         (2)     W h e r e   i s   t h e   o ut pu t   v o l t a ge   o f   t h e   s o l a r   c e l l ,   R s   t h e   s e ri e s   re s i s t a n c e   a n d   R sh   t h e   s hu n t   r e s i s t a n c e .       3.   G R I D   C O N N EC T ED   P V   S Y S TE M   T h e   gri c o nn e c t e ph o t o vo l t a i c   (P V s y s t e m   n o t   o n l y   g e ne r a t e s   a c t i v e   p ow e r   b ut   a l s o   i t   a c t s   a s   a   r e a c t i v e   pow e r   c o m pe n s a t o r ,   e s pe c i a l l y   a t   pe a h o ur s ,   w h e t h e   m a i n   g ri n e e ds   r e a c t i v e   pow e r   hi g h e r   t ha a v e r a ge   c o n s um p t i o n .   D ue   t o   t h e   i n t e r m i t t e nt   na t u r e   o f   s o l a po w e r ,   v o l t a ge   f l uc t ua t i o n   i s   o n e   po t e nt i a l   i s s ue   a s s o c i a t e w i t h   g ri i nt e g r a t i o n.   T h e   i nt e rm i t t e n c y   i n   po w e r   oc c ur s   m a i nl y   due   t o   t w o   ph e n o m e na   k n o w n   a s   „ra m pi n g‟   (t h e   ra p i o ut pu t   v a r i a t i o n s   t h a t   o c c ur   a s   c l o uds   p a s s   o ve rh e a d)  a n d   „c l o ud  e dge   e ff e c t ‟  (w h e r e   t h e   e dge   of   a   c l o ud  a c t s   l i ke   a   l e n s ,   w h e n   t h e   s u i s   b e h i n d   i t ).                       F i gu r e   2 .   G ri Co nn e c t e P V   S y s t e m       In   a   c o n v e n t i o n a l   P V   s y s t e m ,   t h e   P V   c e l l s   (a rra n ge i n   a   s i ngl e   m o dul e ,   a   s t ri n o f   s e r i e s - c o n n e c t e m o dul e s ,   o r   a n   a rr a y   of   pa r a l l e l - c o nn e c t e s t ri n gs ge n e r a t e   a   dc   c ur r e n t   t ha t   gr e a t l y   de p e n ds   o n   t h e   s o l a r   i rr a d i a n c e ,   t e m pe r a t u r e ,   a n v o l t a ge   a t   t h e   t e r m i na l s   o f   t h e   P V   s y s t e m .   T h i s   dc   po w e r   i s   t r a n s f o r m e a n d   i n t e r f a c e t o   t h e   g r i d   v i a   a   P V   i n v e r t e r.   A dd i t i o n a l   e l e m e n t s   i n c l ude   a   g r i d   c o nn e c t i o n   f i l t e r,   a   g ri d   m o n i t o r   o i n t e r a c t i o n   u ni t   (f o r   s y n c hr o ni z a t i o n ,   m e a s u r e m e nt s ,   a nt i   i s l a n de t e c t i o n ,   e t c . ),   a nd  a   l o w - f r e que n c y   t r a n s f o r m e r   (w h i c h   i s   o pt i o na l   de pe n di ng  o n   l o c a l   r e gul a t i o n s ,   t h e   c o n v e r t e r   t o po l o g y ,   a n t h e   m o dul a t i o us e t o   c o n t r o l   i t ) .   A n o t h e r   o pt i o n   i s   a n   i n t e rm e di a t e   dc dc   pow e r   s t a ge   b e t w e e n   t h e   P V   m o dul e s   a n t h e   gri d - t i e i n v e r t e r.   T hi s   o p t i o na l   s t a ge   de c o upl e s   t h e   P V   s y s t e m   o pe r a t i n po i n t   f r o m   t h e   P V   i n v e r t e r   g ri c o n t r o l .   A ddi t i o na l l y ,   i t   c a n   b oo s t   t h e   P V   s y s t e m   dc   o ut put   vo l t a ge   i f   r e qui r e o r   p r o v i de   ga l v a ni c   i s o l a t i o n   a n pe r f o r m   m a x i m u m   po w e r   po i n t   t ra c ki n g   (M P P T )   c o n t r o l   [7] .   T h e   i n c r e a s e   i n   t h e   P V   i n s t a l l e c a pa c i t y   h a s   a l s o   s pa r ke a   c o n t i n uo us   e vo l ut i o n   o f   t h e   P V   p ow e r   c o n v e r s i o n   s t a ge .   G ra du a l l y ,   P V   pow e r   c o n v e r t e r s   ha v e   be c o m e   e xt r e m e l y   e ff i c i e n t ,   c o m pa c t ,   a nd  r e l i a b l e ,   a l l o w i n t h e   m a x i m u m   po w e r   t o   b e   ob t a i n e f r o m   t h e   s un   i n   do m e s t i c ,   c o m m e r c i a l ,   a n i ndus t ri a l   a ppl i c a t i o n s   [8], [9].   T h e   m a j o r   e l e m e n t s   o f   a   gr i d - c o nn e c t e P V   s y s t e m   t h a t   do e s   n o t   i n c l ude   s t o r a ge   a r e   s h o w n   i n   F i gu r e   2 .   T h e   i n v e r t e r   m a y   s i m pl y   f i t h e   v o l t a ge   a t   w hi c h   t h e   a rra y   o pe r a t e s   o r   us e   a   m a xi m u m   pow e r   po i n t   t ra c ki n f un c t i o n   t o   i de nt i f y   t h e   b e s t   o p e r a t i ng  vo l t a ge   fo r   t h e   a rr a y .   T h e   i n v e r t e r   o pe r a t e s   i pha s e   w i t h   t h e   gri (u ni t y   p ow e r   f a c t o r ),   a n i s   ge n e ra l l y   de l i v e r i n a s   m uc h   po w e r   a s   i t   c a n   t o   t h e   e l e c t r i c   pow e r   gr i g i v e n   t h e   a v a i l a b l e   s un l i g ht   a n t e m pe ra t u r e   c on d i t i o n s .   T h e   i n v e rt e r   a c t s   a s   a   c urr e nt   s o ur c e ;   i t   pr o duc e s   a   s i n us o i da l   o ut put   c u rr e n t   b ut   do e s   n o t   a c t   t o   r e gul a t e   i t s   t e rm i na l   v o l t a ge   i a n y   w a y .       4.   C O N TR O L   S TR A TE G I ES   F O R   G R I D   C O N N EC T ED   P O WER   C O N V ER T ER S   S y n c hr o n o us   r o t a t i n r e f e r e n c e   f r a m e ,   a l s o   de n o t e a s   dq   f r a m e ,   t h e   c o n t r o l   i s   i m p l e m e nt e i n   a   r e f e r e n c e   f r a m e   w h i c h   r o t a t e s   w i t h   t h e   s a m e   f r e que n c y   a s   t h e   g ri a n gu l a f r e que n c y .   I n   o rde t o   t ra n s f o r m   AC   P   Q       G ri d       D -   A C   Co n v e r s i o n   S y s t e m   DC     S o l a r   P V   A rra y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   IJ E CE     V o l .   7 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2017   :     1 2 5     1 3 3   128   t h e   f e e db a c v a r i a b l e s   i n   t hi s   r e f e r e n c e   f r a m e ,   t h e   p ha s e   a n g l e   o f   gr i v o l t a ge   i s   n e c e s s a r y   (E qua t i o n   ( 4)),   c o n s t i t u t i n a   d i s a dv a n t a ge   o f   t h i s   s t r uc t u r e .   H ow e v e r ,   t h e   c o n t r o l   v a ri a b l e s   t r a n s f o r m e i dq   f ra m e   a ppe a a s   dc   qua nt i t i e s ,   h e n c e   f a c i l i t a t i n g   e a s i e c o n t r o l   a n s i g na l   p r o c e s s i n g ,   e . g .   f i l t e ri n g .   I t hi s   s i t ua t i o n,   e m pl oy m e n t   o f   P c o n t r o l l e r s   f o r   c u rr e n t   r e gu l a t i o n   i s   a pp ro pr i a t e ,   h o w e v e r ,   a s   F i gu r e   3   i l l us t ra t e s ,   c r o s s - c o upl i n g   t e r m s   a nd  g ri d   v o l t a ge   f e e d - fo r w a r d   m a y   be   n e c e s s a r y   i o r de r   t o   o b t a i b e s t   r e s ul t s            [             ]     [      ]                                            (3)            [                                 ]                    (4)     P W M   dri v e n   v o l t a ge   s o ur c e   i n v e rt e r s   a r e   l a r ge l y   ut i l i z e i n   d ri v e s   a ppl i c a t i o n s   e s pe c i a l l y   w h e r e   a dj us t a b l e   s pe e i s   n e c e s s a r y   [10 ] - [ 11] .                                 F i gu r e   3 .   S t ruc t u r e   o f   c o n t r o l   i m pl e m e n t e d   i s y n c hr o n o us   ro t a t i n g   r e f e r e n c e   f r a m e   us i ng  P I   c o n t r o l l e r s   f o r   c urr e n t   r e gul a t i o n       N o r m a l l y ,   m ul t i p l e   c a s c a de l o o ps   a r e   us e t o   c o n t r o l   P W M   d r i v e n   V S c o n v e r t e r s .   A s   i l l us t ra t e i F i gu r e   3,   t h e   m o s t   c o m m o n   s t ra t e gy   i s   t h e   dc - l i nk  v o l t a g e   c o n t r o l   c a s c a de w i t a n   i nn e r   c u rr e nt   l o o p     c o n t r o l   [12 - 1 8].   W h e n   i m p l e m e nt e i n   a   r e f e r e n c e   f r a m e   o t h e r   t ha n   abc ,   c o n t r o l   c a n   b e   o r i e n t e t o   t h e   g r i d   vo l t a ge   v e c t o r   o r   t h e   v i rt ua l   f l ux  v e c t o r   [19 - 20] .   I n   t h e   s i t ua t i o n   w h e n   r e a c t i v e   po w e r   c o n t r o l   i s   de m a n de a t   t h e   po i n t   o f   c o m m o n   c o upl i n g ,   a   r e a c t i v e   p ow e r   c o n t r o l l e r   c a n   b e   us e w h e r e a s ,   i n   c a s e   uni t y   p ow e r   f a c t o r   i a   m us t ,   t h e   r e a c t i v e   c urr e n t   r e f e r e n c e   i q c a n   b e   s e t   t o   z e r o ,   he n c e   n o   r e a c t i v e   pow e r   c o n t r o l l e r   i s   n e c e s s a r y .   A   t h i r d   l e v e l   l oo c o n t r o l l i ng  t h e   g ri f r e que n c y   a n t h e   g r i v o l t a ge   a m pl i t ude   c a n   a l s o   b e   i m pl e m e n t e i n   c a s e   of   D i s t ri b ut e P ow e r   G e n e ra t i o n   S y s t e m ,   pr o v i di n f r e que n c y   a n v o l t a ge   c o n t r o l   a t   t h e   po i nt   o f   c o m m o n   c o upl i n g .   M o r e ov e r ,   i n   t h e   a b ov e   s t r a t e gi e s ,   t h e   dc - l i nk  v o l t a ge   c o n t ro l   c a n   b e   r e pl a c e by   a n   a c t i v e   pow e r   c o n t r o l   [21 - 23 s uppo s i n t ha t   a n   a c t i v e   a n r e a c t i v e   pow e r   re fe r e n c e   i s   s uppl i e t o   t h e   gr i s i de   c o n v e r t e r.   I n   a ddi t i o n,   di r e c t   po w e r   c o n t r o l   [24 - 2 5]  i s   a n o t h e r   po s s i b l e   c o n t r o l   t e c hn i que   w hi c h   c a b e   a ppl i e t o   P W M   dri v e n   po w e r   c o n v e r t e r s .       5.   G EN ETI C   A LG O R I TH M   N ow   a   da y ‟s ,   r e s e a r c h e r s   ha v e   b e c o m e   i n c r e a s i n g l y   s h o w i n i nt e r e s t e i n   t h e   us e   of   G e n e t i c   A l go r i t h m s   t o   c o n t r o l   v a ri o us   t y pe s   of   s y s t e m s .   T h e s e   A l gori t hm s   a r e   r o b us t   s e a r c h   t e c hni que s   b a s e o n   t h e   e vo l ut i o n   p r i n c i p a l s .   E xt e n s i v e   w i de   a r e a   r e s e a r c h   h a s   b e e n   pe r f o r m e e xpl o i t i n t h e   r o b us t   pr o pe r t i e s   of  G e n e t i c   A l go r i t h m s   a nd  s h o w i n t h e i r   Ca p a b i l i t i e s   a c r o s s   a   b r o a r a nge   of  pr o b l e m s .   T h e s e   e vo l ut i o na r y   m e t h o ds   h a v e   ga i n e i de n t i f i c a t i o n   a s   ge n e r a l   p r o b l e m   s o l v i n t e c hn i que s   i n   m a n y   a ppl i c a t i o n s ,   l i ke   f un c t i o na l   o pt i m i z a t i o n,   c l a s s i f i c a t i o a n d   m a c hi n e   l e a rni n g ,   i m a ge   p r o c e s s i n g,   t ra i ni n g   o f   n e u r a l   n e t w o r ks .   G e n e t i c   a l go ri t hm   i s   po pul a r   o pt i m i z a t i o n   t e c hn i q ue   t ha t   m a ps   i nput   c ha ra c t e ri s t i c s   t o   o ut put   c h a ra c t e ri s t i c s   w i t h   f ul f i l l i ng  o f   us e r   r e qui r e   c o n s t r a i n t s .   P r o po s e ge n e t i c   a l go ri t hm   i n   s t e by   s t e p   pr o c e dur e   i s   r e p r e s e n t e a s   f o l l o w s :   S t e p1   :   In d i v i dua l   s o l ut i o n s   a r e   ra n do m l y   ge n e r a t e t o   f o r m   a I ni t i a l   po pul a t i o n .   i d   +   v q   v q *   +   ωL   P Co n t r o l l e r     i q       i q *     Co n t r o l l er   Q *       Q     i q   +   v d *   +   v d   - ωL   P Co n t r o l l e r         i d *   i d     DC - L i n k   Co n t r o l l er   v d c   v d c *     v d c   v q   v d   i d   i q   v c   v b   v a   i c   i b   i a       M o d u l a t i o n   a n d     P W M   In v e r t e r   a b c                         d q                   a b c                         d q                   PL L   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E CE     IS S N :   2088 - 8708       A   R e v i e w   on  F uz z y - G A   B as e C ont r ol l e r   f or   P ow e r   F l o w   Cont r ol   i n   G r i d   Conn e c t e d   . . . .   ( R aghu   T hum u)   129   S t e p2   :   T h e   de g r e e   o f   c o n fo r m i t y   of   e a c h   o b j e c t   i s   c a l c ul a t e a n d   a i n di v i du a l   i s   r e p r o duc e u n de r   a   f i xe R ul e   de pe n di n g   o t h e   de g r e e   of   c o n fo r m i t y .   S t e p3   :   T w o   pa r e n t s   f r o m   t h e   e xi s t i n po pul a t i o t o   pe r f o r m   C r o s s ov e r .   S t e p4   :   Ch o o s e   r a ndo m   m ut a t i o n   „o r   a l t e rn a t e   b i t   m u t a t i o Co nt r o l   t h e   m ut a t i o n.   S t e p5   :   T e rm i na t i o w i t h   c o n d i t i o n     T h e   f o l l ow i n c o de   gi v e s   t h e   b a s i c   a l go r i t hm i c   s t e ps   f o r   G A   [26].   t = 0 ;   i n i t i a l i z e   P (t )   e v a l ua t e   s t r uc t u r e s   i P (t )   r e pe a t   t =   t + 1   s e l e c t -   r e p r o duc t i o C(t )   f r o m :   P (t - 1)   c o m b i n e   a n d   m u t a t e   s t r uc t u r e s   i C(t )   f o r m i n C' ( t );   e v a l ua t e   s t r uc t u r e s   i C' ( t )   s e l e c t - r e pl a c e   P (t )   f r o m   ' (t )   a nd  P ( t +   1) ;   U n t i l   (t e rm i na t i o c o n di t i o s a t i s f i e d)   A f t e r   t h e   i ni t i a l   po pul a t i o n   o f   i ndi v i dua l s   i s   ge n e ra t e (us u a l l y   r a n do m l y a n i n d i v i dua l ‟s   s t r uc t u r e s   a r e   e v a l ua t e d,   t h e   l o o i s   e nt e r e d .   T h e a   s e l e c t i o b uff e r   C(t i s   c r e a t e t o   a c c o m m o da t e   t h e   s e l e c t e c o pi e s   f r o m   P (t - l ),   " s e l e c t - r e pr o duc t i o n " .   I n   t h e   H o l l a n o r i g i na l   G A ,   i n di v i du a l s   a r e   s e l e c t e pr o b a b i l i s t i c a l l y   b a s s i g n i ng  e a c h   i n di v i du a l   a   p r o b a b i l i t y   pr o p o r t i o n a l   t o   i t s   s t ruc t ura l   f i t n e s s .   T h us ,   b e t t e r   i n di v i du a l s   a r e   g i v e n   m o r e   o ppo r t u n i t y   t o   pr o duc e   off s pr i n g .   N e xt   t h e   v a r i a t i o n   o pe r a t o r s   (m ut a t i o n   a n c r o s s ove r a r e   a pp l i e t o   t h e   i n di v i du a l s   i n   C( t b uf fe r   p r o duc i ng  o ff s pr i n C (t ) .   A f t e r   e v a l u a t i ng  t h e   s t ruc t u r a l   f i t n e s s   o f   C(t ),   t h e   s e l e c t i o n   m e t h o i s   a ppl i e t o   s e l e c t   r e pl a c e m e n t   f o r   P (t )   f r o m   C ' (t a n d   P (t - 1) .       6.   F U ZZY   LO G I C   C O N TR O L LER   T h e   m a i e l e m e n t s   o f   t h e   F uz z y   L o gi c   Co n t r o l l e a r e   t h e   f uz z i f i e r   a t   t h e   i n pu t   t e rm i na l ,   r ul e   b a s e   o r   kn o w l e dge   b a s e ,   i n f e r e n c e   e n g i n e   a nd  de f uz z i f i e r   a t   t h e   o ut put   t e rm i na l   a s   s h o w n   i F i gu r e   4 .   T h e   i nput   v a r i a b l e s   a n o ut pu t   v a ri a b l e s   a r e   t h e   r e qu i r e v a r i a b l e s   i n   t he   F uz z y   L o gi c   Co n t r o l   S y s t e m .   T h e   i nput s   t o   t h e   F uz z y   L o gi c   Co n t r o l l e a r e   t h e   p a r a m e t e r s   o v a ri a b l e s   o f   t h e   p r o c e s s   t o   be   c o n t r o l l e d.                                       F i gu r e   4 .   B a s i c   F u z z y   L o gi c   Co n t r o l l e r       E rr o r   a nd  t h e   r a t e   o f   c h a n ge   o f   e rr o r   a r e   c h o s e n   a s   i nput   v a ri a b l e s ,   c h a nge   of   c ur r e n t   a nd  c ha n ge   of  vo l t a ge   a r e   c h o s e n   a s   o ut put   v a ri a b l e s .   E rr o r,   E ( t i s   de f i n e d   a s   t h e   d i f fe r e n c e   b e t w e e n   t h e   de s i r e o ut put   o r   r e f e r e n c e ,   R (t )   a nd  t h e   p r o c e s s   o ut put   v a ri a b l e ,   Y (t ) .       (   )       (   )       (   )                                             ( 5)         (   )       (   )       (       )                                               (6)     F u z z y   C o n t ro l l e r   Re fe r e n c e ,   R(t )   E rro r ,   E (t )   O u t p u t   P ro c e s s   o u t p u t ,   Y (t )   P ro c e s s   t o   b e   c o n t r o l l e d   F u z z i f i e r   In fe r e n c e   E n g i n e   D e f u z z i fi e r   Ru l e   Ba s e       I f - T h e n       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   IJ E CE     V o l .   7 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2017   :     1 2 5     1 3 3   130   T h e   c urr e n t   e rr o r,   E ( t a nd  t h e   c ha n ge   o e r r o r   ΔE ( t a r e   de f i n e i n   e qua t i o n s   (5)  a nd  (6) ,   r e s pe c t i v e l y .   T h e   i n pu t   v a ri a b l e s   a r e   f uz z i f i e d   t hr o ug h   t h e   m e m b e r s hi f un c t i o n s .   T h e   c o n t r o l l e r   r e duc e s   t h e   e rr o r   s i g n a l   i a   f a s t e r   m a nn e r   a nd  i n c r e a s e s   t h e   s y s t e m   t r a n s i e nt   r e s po n s e   by   us i n t r i a n gu l a r   a n t ra pe z o i da l   m e m b e r s hi f un c t i o n s .   R ul e - b a s e o r   kn o w l e dge - b a s e e l e m e n t ,   w h i c h   c o n s i s t s   o a   l i s t   o f   f uz z y   r ul e s ,   i s   t h e   i m po rt a nt   pa rt   o f   t h e   F uz z y   L o gi c   C o n t r o l l e r .   A c c o r di n t o   If - T h e n   r ul e s   t h e   i n f e r e n c e   pr o c e s s   w i l l   ge n e r a t e   a   f uz z y   o ut put   s e t .   W i t h   t h e s e   r u l e s ,   t h e   f uz z y   c o n t r o l l e b e h a v e s   i n t e l l i ge n t l y   a n c a p a b l e   of   i m i t a t i n h u m a nl i ke - de c i s i o n .   L i n gu i s t i c   t e r m s   us e fo r   t h e   m e m b e r s hi f un c t i o n s   a r e   s uc h   t h a t ,   t h e   t e rm s   w i l l   b e   N L (N e ga t i v e   L a r ge ) ,   N M (N e ga t i v e   M e di um ),   N S (N e ga t i v e   S m a l l ) ,   Z E (Z e r o ),   P S (P o s i t i v e   S m a l l ),   P M (P o s i t i v e   M e di um )   a n P L (P o s i t i v e   L a r ge ).   M e m b e r s h i G r a de   N L   N M   N S   Z E .   R ul e s   a r e   f o r m e w i t h   49  rul e   b a s e   [27]  a n d   e xpr e s s e i l i ngui s t i c   v a r i a b l e s   r e l a t i n g   i n p ut   s i g na l s   t o   t h e   c o n t r o l   s i g na l   a nd  s h o w n   i T a b l e   1 .       T a b l e   1 .   K n o w l e dge   b a s e   T a b l e   w i t h   49  R ul e s   E         NL   NM   NS   ZE   PS   PM   PL   NL   ZE   PS   PM   PL   PL   PL   PL   NM   NS   ZE   PS   PM   PM   PL   PL   NS   NM   NS   ZE   PS   PS   PM   PL   ZE   NM   NM   NS   ZE   PS   PM   PM   PS   NL   NM   NS   NS   ZE   PS   PM   PM   NL   NL   NM   NM   NS   ZE   PS   PL   NL   NL   NL   NL   NM   NS   ZE       7.   C A S C A D ED   F U ZZY   LO G I C   C O N TR O LLER   P ow e r   c o n v e r s i o n   s y s t e m   i s   c o m m o n   i s   c o m m o n   e n gi n e e r i n p ra c t i c e   i n   o ur   e l e c t r i c a l   po w e r   s y s t e m .   E xa m pl e :   R e c t i f i e r s ,   I n v e rt e r s ,   F A CT S   D e v i c e s   e t c .   S ui t a b l e   c o n t r o l l e r   i s   r e qui r e f o r   e ff i c i e n t   o pe r a t i o n   o f   t h e s e   P ow e r   c o n v e r s i o n   de v i c e s   i n   t h e i r   a pp l i c a t i o n s .   O ut   o f   t h e   w i de   v a r i e t y   of   c o n t r o l l e r s   a s   m e nt i o n e d   i t h e   l i t e r a t u r e   by   s o   m a n y   a ut h o r s ,   c a s c a de P I   Co n t r o l l e i s   o n e   a m o n t h e m   w h i c h   i s   s ui t a b l e   fo r   a l l   po w e r   c o n v e r s i o n   de v i c e s .   D e s i gni n pa ra m e t e r s   fo c a s c a de P I   Co n t r o l l e r   i s   c um b e r s o m e   due   i t s   n o n - l i n e a r   p r o pe r t i e s ,   e s pe c i a l l y   w h e n   a ppl i c a t i o n   i s   i n   t h e   a r e a   o f   e l e c t r i c   pow e r   s y s t e m .   H e r e   a   n e w   t o po l o g y   a s   s h ow n   i n   F i gu r e   i s   pr o po s e fo r   o pt i m u m   de s i g n   pr o c e dur e   of   t h e   c a s c a de f uz z y   c o n t r o l l e r   us e i n   po w e r   c o n v e r s i o s y s t e m .                                       F i gu r e   5 .   C a s c a de F u z z y - L o gi c   Co n t r o l l e r       In  F i gu r e   t h e   qua nt i t i e s   P ,   Q ,   V g ri d ,   I ab c   r e p r e s e n t s   t h e   m e a s u r e o r   a c t ua l   v a l ue s .   T h e   t r a n s f o r m a t i o n   a n g l e   „θ‟,   w h i c h   i s   t h e   o ut put   o ph a s e   l o c ke l o o p   (P L L ),   I dq ,   V dq ,   V ab c   r e p r e s e n t s   c a l c ul a t e v a l ue s .   T h e   P ref ,   Q ref   r e pr e s e n t s   r e f e r e n c e   v a l ue s   o r   s e t   po i nt s .   T h e   c a s c a de f uz z y - l o gi c   c o n t r o l l e r   c o n s i s t s   o t w o   l oo ps ,   na m e l y   i nn e r   l o o a n o ut e r   l o o p,   e a c h   l o o c ont a i n s   t w o   f uz z y   c o n t r o l l e r s   w h i c h   p r o g r e s s   t h e   e rr o r   s i g na l s .   T h e   f i na l   o ut pu t s   f r o m   t h e   c a s c a de c o n t r o l l e r   a r e   t h e   t hr e e - p h a s e   v o l t a ge   r e f e r e n c e s   w h i c F i ri n g   P u l s e s   O u t e L o o p   In n e r   L o o p   Ca rri e r   S i g n a l   G e n e ra t o r - s i d e   Co n t r o l l e r       V a , b , c   d , q                 a , b , c   F u z z y - 3   F u z z y - 4   V d , q   I d , q   I a , b , c   a , b , c                   d , q   P re f   /   V d c _ re f   Q re   /   V t _ re f     P / V dc   F u z z y - 1   Q / V t   F u z z y - 2   V g ri d   P L L   G ri d - s i d e   Co n t r o l l e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E CE     IS S N :   2088 - 8708       A   R e v i e w   on  F uz z y - G A   B as e C ont r ol l e r   f or   P ow e r   F l o w   Cont r ol   i n   G r i d   Conn e c t e d   . . . .   ( R aghu   T hum u)   131   ge n e ra t e   t h e   p ul s e   w i dt m o dul a t i o n   (P W M s i g na l   t o   dri v e   t h e   pow e r   e l e c t r o n i c   s w i t c h e s   o f   t h e   pow e r   c o n v e r t e r .   T h e   o ut pu t   o f   t h e   f uz z y   c o n t r o l l e i s   a   c o n t r o l l e v e c t o r   a ppl i e t o   t h e   po w e r   e l e c t r o n i c   s w i t c h e s .   T u n i ng  o f   fo ur   f uz z y   c o n t r o l l e r s   i s   a   c um b e r s o m e   p r o c e s s   a nd  t i m e   c o n s u m i n g .   T h e r e f o r e ,   t h i s   s t udy   a t t e m p t s   t o   f i n d   a   w a y   t o   o pt i m a l l y   de s i gn  t h e   c a s c a de c o n t r o l l e r   pa ra m e t e r s   us e i n   t h e   po w e r   c o n v e r s i o n   s y s t e m .       8.   P R O P O S ED   S Y S TEM   T h e   c a s c a de f uz z y - l o gi c   c o n t r o l l e c o n s i s t s   o f   t w o   l oo ps ,   na m e l y   i nn e r   l o o a n o ut e r   l o o p,   e a c h   l o o c o n t a i n s   t w o   f uz z y   c o n t r o l l e r s   w h i c h   p r o g r e s s   t h e   e rro r   s i g na l s .     T h e   f i n a l   o ut put s   f r o m   t h e   c a s c a de c o n t r o l l e r   a r e   t h e   t hr e e - p h a s e   v o l t a ge   r e f e r e n c e s   w h i c h   ge n e ra t e   t h e   pul s e   w i dt h   m o dul a t i o n   (P W M s i g na l s   t o   dr i v e   t h e   pow e r   e l e c t r o n i c   s w i t c h e s   o f   t h e   pow e r   c o n v e r t e r .   T h e   o ut put   o f   t h e   f uz z y   l o gi c   c o n t r o l l e r   i s   a   c o n t r o l l e v e c t o r   w h i c h   i s   f i n e   t u n e d   by   G e n e t i c   A l go r i t hm   a n i s   a p pl i e t o   t h e   po w e r   e l e c t r o n i c   s w i t c h e s   fo r   b e t t e c o n t r o l l a b i l i t y .                               F i gu r e   6 .   G ri Co nn e c t e P V   s y s t e m   w i t P r o po s e Co n t r o l l e r   a n d   F A CT S   de v i c e       F i gu r e   s h o w s   a   ph o t o vo l t a i c   s y s t e m   c o n n e c t e t o   t h e   ut i l i t y   gr i t hr o ug h   a   s i n g l e   s t a ge   c o n v e r s i o n   by   us i n i n v e r t e r   i . e . ,   D C / A Co n v e r s i o n.   A   F A CT S   D e v i c e ,   n a m e l y   U n i f i e P ow e r   F l o w   Co n t r o l l e (U P F C),   i s   c o n n e c t e i n   b e t w e e n   i n v e r t e r   a n ut i l i t y   gr i t o   r e gul a t e   a n c o n t r o l   t h e   po w e r   f l ow   f r o m   P h o t V o l t a i c   (P V s y s t e m   t o   t h e   ut i l i t y   gr i d.   T h e   U n i f i e P ow e r   F l o w   C o n t r o l l e r   (U P F C)  c o n s i s t s   of   t w o   vo l t a ge - s o ur c e   c o n v e r t e r s   w i t h   t u rn - o f f   c a pa b i l i t y ,   s h a ri n a   c o m m o n   dc   l i n c a pa c i t o r   a nd  c o nn e c t e t o   a   pow e r   t r a n s m i s s i o s y s t e m   t hr o ug c o upl i n g   t ra n s f o r m e r s .   T h e   r e a c t i v e   pow e r   i s   ge n e ra t e d/ a b s o r b e i n de pe n de nt l y   by   e a c h   c o n v e r t e r   a n do e s   n o t   f l ow   t hr o ugh  t h e   dc   l i n k .   T h e   dc   l i nk  p r o v i de s   a   pa t h   t o   e xc h a n ge   a c t i v e   pow e r   b e t w e e n   t h e   c o n v e r t e r s .   T h e   i n j e c t e vo l t a ge   a n l i n e   c u rr e n t   de t e rm i n e   t h e   a c t i v e   a n d   r e a c t i v e   pow e r   i n j e c t e by   t h e   s e r i e s   c o n v e r t e r.   T h e   s e r i e s   c o n v e r t e r   a n s h u nt   c o n v e r t e r   e xc h a n ge   r e a c t i v e   pow e r   w i t h   t h e   a c   s y s t e m   i n de pe n de nt l y .   T h e   U P F C   c a n   p r o v i de   s i m ul t a n e o us   c o n t r o l   o a l l   b a s i c   pow e r   s y s t e m   pa ra m e t e r s   s uc h   a s   t ra n s m i s s i o n   v o l t a ge ,   i m pe da n c e   a nd  p ha s e   a n gl e .   T h e   c o nt r o l l e c a n   pe r f o r m   f un c t i o n s   s uc h   a s   r e a c t i v e   s h u nt   c o m pe n s a t i o n ,   s e r i e s   c o m pe n s a t i o n ,   a nd  pha s e   s h i f t i n g ,   m e e t i n m ul t i pl e   c o n t r o l   obj e c t i v e s .   T h e   P r o po s e Ca s c a de F uz z y - GA  b a s e Co n t r o l l e i s   c o nn e c t e t o   t h e   U P F fo r   b e t t e r   c o nt r o l l a b i l i t y   a nd  t o   m i ni m i z e   t h e   e f fe c t   due   t pr o b l e m s   o c c ur ri n g   o n   t h e   g ri d   s i de   a n d   ge n e r a t i o n   s i de .         9.   C O N C LU S I O N   T h e   p r o po s e s t r uc t u r e   i n t r o duc e i n   t hi s   pa pe r   i m p r ov e s   f un c t i o n a l i t y   i n   g r i c o nn e c t e d   ph o t o vo l t a i c   ge n e r a t i o s y s t e m s .   V a ri o us   t y p e s   of   c o n t r o l l e rs   ha v e   be e n   p r o po s e i n   t h e   l i t e ra t u r e   i n   o r de t o   e xt ra c t   m a xi m u m   po w e r   f r o m   t h e   p h o t o vo l t a i c   A rra y   a n t o   i n c r e a s e   t h e   po w e r   t r a n s f e r   e f f i c i e n c y   of   t h e   ph o t o vo l t a i c   s y s t e m .   O ut   o f   t h e s e ,   c a s c a de c o n t r o l   s t r uc t u r e   h a s   p r o v e n   t o   gi v e   b e t t e r   pe r f o r m a n c e   a s   c o m pa r e t o   c o n v e n t i o na l   c o n t r o l   s t r uc t u r e s .   B ut   de s i gni ng  pa r a m e t e r s   f o r   c a s c a de c o n t r o l   s t r uc t u r e   i s   c um b e r s o m e   due   i t s   n o n - l i n e a p r o pe r t i e s ,   e s pe c i a l l y   w h e n   a ppl i c a t i o i s   i n   t h e   a r e a   o f   e l e c t r i c   po w e r   s y s t e m .   H e n c e   a   n e w   t o po l o g y   i s   pr o po s e f o r   o pt i m u m   de s i g p r o c e dur e   o f   t h e   c a s c a de f uz z y   c o n t r o l l e us e i pow e r   c o n v e r s i o n   s y s t e m .   T h e   o ut put   o t h e   pr o po s e d   c o n t r o l l e r   i s   a   c o n t r o l l e V e c t o r ,   w h i c h   i s   f i n e   t u n e b y   ge n e t i c   a l go ri t hm   t e c hn i que .     T h e   p r o po s e c a s c a de c o n t r o l   s c h e m e   i s   a pp l i c a b l e   i n   t h e   a r e a s   o f   r e n e w a b l e   e n e r gy ,   e n e r gy   s t o r a ge   s y s t e m s ,   v a r i a b l e - s pe e dri v e s ,   a nd  F A CT S   de v i c e s   us e i n   t h e   po w e r   s y s t e m s ,   a n m a n y   m o r e .   P V     G e n e ra t i o n   P o w e         G ri d   DC - A Co n v e rt e r   Ca s c a d e d   F u z z y - GA     b a s e d   C o n t r o l l e r   F A CT S   D e v i c e                     (U P F C )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   IJ E CE     V o l .   7 ,   N o .   1 F e b r ua r y   2017   :     1 2 5     1 3 3   132   R EF ER EN C ES   [ 1]   I nt e r na t i o na l   E n e r g y   A g e nc y ,   P V P S   r e po r t   s n a ps ho t   o f   g l o ba l   P V   1992 - 201 3 ,”   R e p.   I E A P V P S   T 1 - 24 :   2014 .   [ 2]   C a r r a s c o   J M . e t   al . ,   P o w e r - e l e c t r o ni c   s y s t e m s   f o r   t he   g r i d   i n t e g r a t i o o f   r e n e w a b l e   e n e r g y   s o ur c e s :   a   s u r v e y ,”   I E E E   T r an s   I n dus t r i a l   E l e c t r on i c s ,   v o l / i s s ue :   53 ( 4) ,   pp .   1002 - 10 16 200 6 .   [ 3]   B e nne r   J P .   a nd   K a z m e r s k i   L . ,   P ho t o vo l t a i c s   g a i ni ng   g r e a t e r   v i s i bi l i t y ,”   I E E E   S pe c t r um ,   v o l / i s s ue :   36( 9 ) pp .   34 - 42 19 99 .   [ 4]   S .   B .   K j a e r ,   e t   a l . ,   A   R e v i e w   o f   S i ng l e - P ha s e   G r i d - C o nne c t e I nv e r t e r s   f o r   P ho t o v o l t a i c   M o du l e s ,”   I E E E   T r ans   I ndu s t r y   A pp l i c a t i o ns ,   v o l / i s s ue :   41( 5) ,   pp.   1 292 - 130 6 20 05 .   [ 5]   S he i kh  N .   a n d   K .   D und a r   F . ,   A   c o m pr e he ns i v e   a s s e s s m e nt   o f   s o l a r   pho t o -   v o l t a i c   t e c hno l o g i e s :   l i t e r a t u r e   r e v i e w ,”   i P r o c e e di ngs   o f   t he   t e c hno l ogy   m a nage m e nt   i n   t he   e ne r gy   s m ar t   w or l d,   P I C M E T ,   201 1.   [ 6]   M a r ks   N D . e t   al . ,   P ho t o v o l t a i c   po w e r   s y s t e m s :   a r e   v i e w   of   t o po l og i e s ,   c o nv e r t e r s   a n c o nt r o l s ,”   i 22 nd   A us t r a l i a uni v e r s i t i e s   p ow e r   e ngi ne e r i ng  c on f e r e nc e   ( A U P E C ) ,   26 29,   Se pt   2 012 pp.   1 6 ,   2 012 .   [ 7]   S .   K um a r i   J .   a nd  S a i ba b C h . ,   M a xi m um   P o w e r   P o i n t   T r a c ki n g   A l go r i t hm s   f o r   G r i d - C o nne c t e P ho t o v o l t a i c   E ne r g y   C o nv e r s i o S y s t e m ,”   I n t e r na t i ona l   J o ur na l   o f   P ow e r   E l e c t r on i c s   an D r i v e   Sy s t e m   ( I J P E D S) ,   v o l / i s s ue :   3( 4 ) ,   pp .   424 - 43 7 20 14 .     [ 8]   T e o do r e s c R . e t   al . ,   G r i C o nv e r t e r s   f o r   P ho t ovo l t a i c   a nd  W i nd  P o w e r   S y s t e m s ,”   P i s c a t a w a y ,   N J ,   I E E E   P r e s s / W i l e y ,   2011 .   [ 9]   C a r r a s c o   J M . e t   a l . ,   P o w e r - e l e c t r o ni c   s y s t e m s   f o r   t he   g r i i n t e g r a t i o o f   r e ne w a b l e   e ne r gy   s o ur c e s :   A   s ur v e y ,”   I E E E   T r an s .   I nd .   E l e c t r on i c s ,   v o l / i s s u e :   53( 4 ) ,   pp .   100 2 - 1016 2006 .   [ 10]   A be l l a   M .   a nd   C he n l o   F . ,   C ho o s i ng   t he   r i g ht   i nv e r t e r   f o r   g r i c o n ne c t e P V   s y s t e m s ,”   R e ne w abl e   E ne r gy   W or l d ,   v o l / i s s u e :   7( 2) ,   pp .   132 - 147 200 4 .   [ 11]   K l um pne r   C . e t   al . ,   A l t e r n a t e   A S D s :   e v a l ua t i o o f   t he   c o nv e r t e r   t o po l o g i e s   s ui t e f o r   i nt e g r a t e m o t o r   dr i v e s ,”   I E E E   I nd us t r y   A p pl i c a t i on s   M ag az i ne ,   v o l / i s s ue :   12( 2) ,   pp .   71 - 83 2006 .   [ 12]   K a z m i e r ko w s k i   M . et   al . ,   C o nt r o l   i n   P o w e r   E l e c t r o ni c s - S e l e c t e P r o bl e m s ,”   A c a de m i c   P r e s s ,   200 2.   [ 13]   B l a s ko   V .   a nd   K a u r a   V . ,   A   no v e l   c o nt r o l   t o   a c t i v e l y   da m r e s o n a nc e   i i npu t   L C   f i l t e r   o f   a   t hr e e - pha s e   v o l t a g e   s o ur c e   c o nv e r t e r ,”   I E E E   T r an s .   on   I ndu s t r y   A pp l i c a t i ons ,   v o l / i s s ue :   33 ( 2) ,   pp .   542 - 550 199 7 .   [ 14]   A g i r m a I .   a nd   B l a s ko   V . ,   A   no v e l   c o nt r o l   m e t ho o f   a   V S C   w i t ho ut   A C   l i ne   v o l t a g e   s e ns o r s ,”   I E E E   T r an s .   o n   I ndu s t r y   A pp l i c a t i o ns ,   v o l / i s s ue :   39( 2) ,   pp.   5 19 - 524 2003 .   [ 15]   S o ng   S H . e t   al . ,   I m pl e m e n t a t i o a n c o nt r o l   o f   g r i c o nne c t e A C - DC - A C   p o w e r   c o n v e r t e r   f o r   v a r i a bl e   s p e e d   w i nd   e n e r g y   c o n v e r s i o s y s t e m ,”   i P r oc .   of   A P E C   ' 0 3 ,   v o l .   1 ,   pp .   154 - 158 2003 .   [ 16]   T e o do r e s c R . e t   al . ,   F l e x i b l e   de v e l o pm e n t   a nd  t e s t   s y s t e m   f o r   1 1kW   w i nd   t ur b i n e ,”   i P r oc .   o f   P E SC ' 03 ,   v o l .   1 pp.   67 - 72 200 3 .   [ 17]   Z e ng   Q . e t   al . ,   S V P W M - b a s e c ur r e n t   c o nt r o l l e r   w i t g r i ha r m o ni c   c o m pe ns a t i o f o r   t hr e e - ph a s e   g r i d - c o nne c t e V S I ,”   i P r oc .   o f   P E SC 04 ,   v o l .   4 ,   pp .   3494 - 35 00 2 004 .   [ 18]   T e o do r e s c R .   a nd   B l a a b j e r g   F . ,   F l e x i b l e   c o nt r o l   o f   s m a l l   w i nd  t ur b i ne s   w i t g r i f a i l u r e   d e t e c t i o o pe r a t i ng   i n   s t a nd - a l o ne   a n g r i d - c o nne c t e m o de ,”   I E E E   T r ans .   on   P ow e r   E l e c t r on i c s ,   v o l / i s s u e :   19( 5 ) ,   p p.   13 23 - 1332 200 4 .   [ 19]   M a l i no w s k i   M . e t   al . ,   V i r t u a l - f l ux - ba s e d i r e c t   po w e r   c o nt r o l   of   t hr e e - pha s e   P W M   r e c t i f i e r s ,”   I E E E   T r an s .   o n   I ndu s t r y   A pp l i c a t i o ns ,   v o l / i s s ue :   37( 4) ,   pp.   1 019 - 102 7 20 01 .   [ 20]   M a l i no w s k i   M . e t   al . ,   A   c o m pa r a t i v e   s t udy   of   c o nt r o l   t e c hni q u e s   f o r   P W M   r e c t i f i e r s   i A C   a dj u s t a b l e   s p e e d   dr i v e s ,”   I E E E   T r an s .   o P ow e r   E l e c t r oni c s ,   v o l / i s s ue :   18( 6) ,   pp .   1 3 90 - 1396 2003 .   [ 21]   P r o da no v i c   M .   a nd   G r e e n   T C. ,   C o nt r o l   o f   po w e r   qu a l i t y   i i nv e r t e r   ba s e d   d i s t r i bu t e g e ne r a t i o n ,”   i P r o c .   o f   I E C O N ' 02 ,   v o l .   2 ,   p p.   11 85 - 1189 200 2 .   [ 22]   P r o da no v i c   M .   a nd   G r e e T . ,   C o nt r o l   a nd   f i l t e r   de s i g o f   t hr e e - pha s e   i nv e r t e r s   f o r   h i g po w e r   qua l i t y   g r i c o nne c t i o n ,”   I E E E   T r a ns .   on  P ow e r   E l e c t r on i c s ,   v o l / i s s ue :   18 ( 1) ,   p p.   373 - 38 0 20 03 .   [ 23]   C a ndu s s o   D . e t   al . ,   M o de l l i ng ,   c o nt r o l   a nd  s i m ul a t i o o f   a   f ue l   c e l l   ba s e po w e r   s u ppl y   s y s t e m   w i t e n e r g y   m a na g e m e nt ,”   i P r oc .   o f   I E C O N ' 02 ,   v o l .   2 ,   pp .   1 29 4 - 12 99 2 002 .   [ 24]   M a l i no w s k i   M . e t   al . ,   S i m p l e   d i r e c t   po w e r   c o nt r o l   o f   t hr e e   pha s e   P W M   r e c t i f i e r   u s i ng   s pa c e - v e c t o r   m o dul a t i o n   ( D P C - S V M ) ,”   I E E E   T r an s .   o I nd us t r i al   E l e c t r oni c s ,   v o l / i s s ue :   51( 2) ,   p p.   44 7 - 454 2 004 .   [ 25]   X L .   a nd   C a r t w r i g ht   P . ,   D i r e c t   a c t i v e   a n r e a c t i v e   po w e r   c o nt r o l   o f   df i g   f o r   w i nd  e ne r gy   g e ne r a t i o n ,”   I E E E   T r ans .   on   E ne r g y   C o nv e r s i on ,   v o l / i s s ue :   21( 3) ,   pp .   750 - 758 200 6 .   [ 26]   X .   Y a n,   e t   al . ,   A I m pr ov e G e ne t i c   A l go r i t hm   a nd  I t s   A ppl i c a t i o n ,”   T E L K O M N I K A   I nd one s i a J ou r na l   of   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng ,   v o l / i s s ue :   10 ( 5) ,   pp .   1081 - 10 86 2 012 .   [ 27]   H .   R e ddy ,   P o w e r   C o nt r o l   us i ng   F uz z y   L o g i c   C o nt r o l l e r   i D F I G   W i nd  F a r m ,”   I J ST ,   v o l / i s s ue :   2( 11) ,   pp .   47 - 51 2014 .                         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ E CE     IS S N :   2088 - 8708       A   R e v i e w   on  F uz z y - G A   B as e C ont r ol l e r   f or   P ow e r   F l o w   Cont r ol   i n   G r i d   Conn e c t e d   . . . .   ( R aghu   T hum u)   133   B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       M r . T . R a gh u   w a s   bo r i A ndhr a   P r a de s h ,   I ndi a   i t he   y e a r   197 9.   H e   w a s   A w a r de B . T e c h   d e g r e e   i n   E l e c t r i c a l   a n E l e c t r o ni c s   E ng i n e e r i ng   in   t h e   y e a r   2002   f r o m   J N T U ,   H y de r a ba d .   H e   c om pl e t e M . T e c de g r e e   i P o w e r   E l e c t r o ni c s   in   t he   y e a r   2011  f r o m   J N T U H ,   H y de r a ba d .   A t   Pr e s e n t   h i s   P u r s ui ng   P h .   D   de g r e e   a t   K   L   U ni v e r s i t y ,   A ndhr a   P r a de s h,   I ndi a .   A l s o ,   he   i s   w o r ki ng   a s   A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   i t he   D e pa r t m e nt   o f   E l e c t r i c a l   a n E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng   a t   A nur a g   E ng i ne e r i ng   C o l l e g e ,   K o da d,   I ndi a .   H i s   R e s e a r c i nt e r e s t   i nc l ude s   R e ne w a b l e   E ne r gy   S o ur c e s ,   G r i d   C o nne c t e d   P V   S y s t e m ,   F A C T S   D e v i c e s   a nd   P o w e r   E l e c t r o ni c   A ppl i c a t i o ns   i n   P o w e r   S y s t e m .     D r . K . H a r i n ad h R e d d y   w a s   bo r i I ndi a   o J ul y   02,   1974 .   H e   r e c e i v e B . E .   de g r e e   i n   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c s   E ng i n e e r i ng   f r o m   K . U .   i 1997 ,   I ndi a .   H e   c om pl e t e M . T e c de g r e e   i E l e c t r i c a l   P o w e r   S y s t e m s   E m pha s i s   H i g V o l t a g e   E ng i n e e r i n g   f r o m   J .   N .   T .   U ni v e r s i t y -   K a ki n a da   C a m pu s   i 2 006 ,   I ndi a .   H e   o bt a i ne P h.   D   d e g r e e   i E l e c t r i c a l   P o w e r   S y s t e m s   f r o m   A ndhr a   U ni v e r s i t y   C a m pus   i t he   y e a r   201 2.   A t   pr e s e nt   h e   i s   w o r k i ng   a s   P r o f e s s o r   i E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c s   E ng i n e e r i ng   de pa r t m e nt   a t   K   L   U ni v e r s i t y ,   I ndi a .   pa pe r s   a r e   pu bl i s h e i n   v a r i o us   na t i o na l   a n i n t e r n a t i o na l   j o ur na l s .   H i s   r e s e a r c i nt e r e s t s   i n c l ude   A I   t e c hni que s   a n t he i r   a ppl i c a t i o ns   t o   P o w e r   S y s t e m   O pe r a t i o n,   F A C T   d e v i c e s   a nd   I nt e g r a t e d   E n e r g y   S y s t e m s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.