I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   1 7 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20 ,   pp .   1 8~ 2 6   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 7 .i 1 . pp18 - 2 6             18       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   D e si g n   o f   PI - n e u r a l   c o n t r o l l e r   f o r   h y b r i d   a c t i v e   p o w e r   f i l t e r       C h au   M i n h   Th u ye n   F a c ul t y   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   T e c hno l o gy ,   I ndus t r i a l   U n i v e r s i t y   o f   H o   C hi   M i nh   C i t y ,   V i e t   N a m         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 A pr   20 ,   201 9   R e v i s e J un   30 ,   2019   A c c e pt e J ul   11 ,   201 9       T hi s   pa pe r   a i m s   t o   de s i g a   c o nt r o l   m e t ho us i ng   a a da p t i v e   c o n t r o l l e r   f o r   H y br i A c t i v e   P o w e r   F i l t e r .   T he   c o nt r o l l e r   o f   de s i g ne m e t ho i nc l ude s   a   t r a di t i o na l   d i s c r e t e   P r o po r t i o na l   I nt e g r a l   c o nt r o l l e r   a nd  a   ne ur a l   r e g ul a t o r .   T he   ne u r a l   r e g ul a t o r   i s   us e t o   e s t i m a t e   t he   no nl i ne a r   m o de l   o f   H y br i A c t i v e   P o w e r   F i l t e r   a nd   pr e d i c t   a o ut put   v a l u e   i t h e   f ut ur e   t o   a dj u s t   t he   pa r a m e t e r s   o f   t he   t r a di t i o na l   d i s c r e t e   P r o po r t i o na l   I nt e g r a l   c o nt r o l l e r   a c c o r di ng   t o   t he   c ha ng e   o f   l o a d.   C o m pa r e t o   t he   c o nt r o l   m e t ho us i ng   a   c o n v e nt i o na l   P r o po r t i o na l   I nt e g r a l   c o nt r o l l e r ,   t he   p r o po s e c o nt r o l l e r   s ho w s   t he   a dv a n t a g e s   o f   s m a l l e r   c o m pe ns a t i o e r r o r   a n s m a l l e r   t o t a l   ha r m o ni c   di s t o r t i o a nd   a b l e   t o   o nl i ne   c o nt r o l   v e r y   w e l l .   T h e   s i m u l a t i o ns   ha v e   v e r i f i e d   t he   e f f e c t i v e ne s s   o f   pr o po s e c o nt r o l l e r .     Ke y w or ds :   H a r m o ni c   f i l t e r   H y br i a c t i v e   po w e r   f i l t e r   N e ur a l   c o nt r o l l e r   PI - N e ur a l   c o nt r o l l e r   P r o po r t i o na l   I nt e g r a l   c o nt r o l l e r   C opy r i gh t   ©   2020   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 :   Cha u   M i nh  T h uy e n ,   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   E n g i n e e ri n T e c hn o l o gy ,   In d us t r i a l   U n i v e r s i t y   of   H o   Ch i   M i nh  C i t y ,   V i e t   N a m .   E m a i l :   c ha um i nht h uy e n @ i u h. e du. v n       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   H y b r i A c t i v e   P ow e r   F i l t e (H A P F i s   c o n s i de r e a s   a n   e f fe c t i ve   s o l ut i o n   t o   i m p r o v e   pow e r   qua l i t y   o n   e l e c t r i c a l   s y s t e m s .   It   i s   v e r y   e ff e c t i v e   i n   r e duc i n ha rm o n i c s   a n r e a c t i v e   pow e r   c o m pe n s a t i o n   w i t h   a   r e l a t i v e l y   l ow   c a pa c i t y   of  A c t i ve   P ow e r   F i l t e r   [1 - 7] .   H ow e ve r ,   t h e   pe r f o r m a n c e   of   H A P F   de p e n ds   o n   m a n y   f a c t o r s ,   s uc h   a s :   t h e   us e c o n t r o l l e r,   c o nt r o l   s t ra t e gy ,   h a rm o ni c   de t e c t i o n   m e t h o d,   t h e   e x a c t   de t e r m i n a t i o n   o t h e   c i r c ui t   pa ra m e t e r s ,   e t c .   I n   w h i c h ,   t h e   c ont r o l l e r   p l a y s   a   v e r y   i m po r t a nt   r o l e ,   i t   a f f e c t s   t h e   a c c ur a c y   of   t h e   H A P F   s y s t e m .   T h e   c o n t r o l l e r s   t h a t   ha v e   b e e n   us e fo r   c o n t r o l   H A P F   c a n   b e   s um m a r i z e a s   fo l l ow s :   t h e   H y s t e r e s i s   c o n t r o l l e r   i s   c h a ra c t e ri z e by   i t s   s i m pl i c i t y   a n f a s t   r e s po ns e ,   b ut   i t s   di s a dv a n t a ge   i s   t h a t   i t   de pe n d s   o n   a   w i de l y   v a r y i n s w i t c hi n f r e que n c y   [8 ,   9] .   T h e   c o n v e n t i o na l   P r o po r t i o n a l   I nt e g r a l   ( P I)  c o nt r o l l e h a s   m a n y   a dv a n t a ge s   s uc h   a s   a   s i m pl e   s t r uc t u r e   a n e a s e   of   us e   [10 ,   11] .   H ow e v e r ,   t h e   K P   a n K I   p a ra m e t e r s   a r e   f i xe d   duri n t h e   w h o l e   c o n t r o l   p r o c e s s .   T h e r e f o r e ,   w i t h   f a s t   v a ri a b l e   n o n l i n e a r   l o a ds ,   t h e   dy n a m i c   r e s po n s e   o f   t h e   P c o n t r o l l e i s   n o t   go o d.   W i t h   t h e   f uz z y   l o gi c   c o n t r o l l e r s ,   u s i ng  t h e   M a m da ni   F u z z y   In f e r e n c e   S y s t e m   i s   t h e   m o s t   po pul a r.   It   i s   c o n c e pt ua l l y   e a s y   t o   un de r s t a n d ,   f l e xi b l e   a n i t   c a n   b e   c o m b i n e w i t h   c o n v e n t i o n a l   c o n t r o l   t e c hn i q ue s   [12 - 17] .   H ow e v e r ,   t h e   i nput - o ut pu t   m e m b e r s hi ps   a r e   f i xe a nd  c a nn o t   b e   l e a rn e du ri n t h e   w h o l e   c o n t r o l   p r o c e s s   a n i t s   pa ra m e t e r s   de pe n d s   o n   e xpe r i e n c e .   T o   i m pr o v e   t h e   di s a dv a nt a ge s   o t h e   f uz z y   c o n t r o l l e r ,   a n o t h e r   c o n t r o l l e r   us e f o r   H A P F   i s   A da pt i v e   N e ura l   F u z z y   In f e r e n c e   S y s t e m   ( A N F IS )   c o n t r o l l e [18,   19] .   T h e   A N F IS   c o n t r o l l e r   us e s   t e c h ni que s   s uc h   a s   h y b r i o r   b a c pr o pa ga t i o n   l e a rni n r ul e s   t de t e r m i n e   t h e   i n pu t   m e m b e r s hi f un c t i o n s .   F l o w i n t ha t ,   t he   i n pu t   m e m b e r s hi f un c t i o n s   a f t e r   l e a rni n w i l l   gi v e   t h e   de s i r e r e s ul t s   i t h e   o ut pu t .   H ow e v e r ,   t h e   A N F IS   c o n t r o l l e r   a l s o   h a s   s o m e   dra w b a c ks   s uc h   a s   t h e   f a c t   t h a t :   i t   h a s   a   s i n g l e   o ut put ,   a l l   o f   t h e   o ut pu t   m e m b e r s hi f un c t i o n s   m us t   b e   t h e   s a m e   t y pe   (t h e y   m us t   b e   e i t h e b e   l i n e a r   o r   c o n s t a n t ) ,   di f f e r e n t   r ul e s   c a nn o t   s ha r e   t h e   s a m e   o ut put   m e m b e r s hi f u n c t i o n ,   h a v e   u n i t y   w e i ght   f o r   e a c h   rul e ,   b a s e o t h e   g i v e n   l e a rn i ng  da t a   s e t s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   P I - ne ur a l   c on t r ol l e r   f or   h y br i a c t i v e   p ow e r   f i l t e r   ( Chau  Mi nh   T hu y e n )   19   N e ur a l   c o n t r o l l e r s   a r e   a l s o   us e fo r   c o n t r o l   H A P F   [20 - 25],   t h e   a dv a n t a ge   of   t h i s   c o n t r o l l e r   i s   t h e   s e l f - l e a rn i n a b i l i t y   of  n e ura l   n e t w o r ks ,   b ut   i t s   di s a dv a nt a g e   i s   a b l e   t o   r e s p o n s l o w l y   a n n e e t o   h a v e   a   s a m pl e   da t a   s e t .   F r o m   t h e   a b o ve   a n a l y s i s ,   t h i s   pa pe r   p r e s e nt s   a   di s c r e t e   P I - n e ura l   c o n t r o l l e r   f o r   H A P F ,   w h i c c o n s i s t s   of   t w o   c o n t r o l l e r   u ni t s :   a   t r a di t i o na l   d i s c r e t e   P c o n t r o l l e r   a n a   n e ura l   a dj us t o r .   T h e   n e u ra l   n e t w o r m o de l   us e i n   t h i s   pa pe r   i s   a n   i de nt i f i c a t i o n   a nd  p r e di c t i v e   n e ura l   n e t w o r k.   F i r s t ,   n e u r a l   n e t w o r ks   w i l l   i de nt i fy   t h e   n o nl i n e a r   m o de l   o f   H A P F   a n t h e n   p r e d i c t   a o ut put   v a l ue   i n   f ut u r e .   T h i s   p r e di c t i v e   o ut put   v a l ue   w i l l   b e   us e t o   o n l i n e   r e gul a t e   pa ra m e t e r s   o f   t h e   t r a di t i o na l   P c o n t r o l l e r.   T h e r e fo r e ,   t h e   p r o po s e c o n t r o l l e c a n   i m p r o v e   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   t r a d i t i o n a l   P c o n t r o l l e a nd  i t   ha s   t h e   a b i l i t y   t o   c o n t r o l   o n l i n e   v e r y   w e l l   a n i s   v e r y   s ui t a b l e   f o r   n o nl i n e a c o n t r o l s .   T h i s   pa pe r   i s   o r g a n i z e a s   f o l l ow s :   S e c t i o n   gi v e s   a n   i nt ro duc t i o n   of   t h e   fo r m e r   r e s e a r c h   o n   t h e   H A P F .   Co nt r o l   b l o c di a g ra m   f o r   H A P F   i s   hi g hl i g ht e i Se c t i o n   2 .   S e c t i o 3   r e p r e s e n t s   t h e   p r o po s e d   c o n t r o l l e f o r   t h e   H A P F .   S i m ul a t i o n   r e s ul t s   a r e   p r e s e n t e i n   S e c t i o 4,   a nd  S e c t i o d r a w s   s o m e   c o n c l us i o n s .       2.   C O N TR O L   B L O C K   D I A G R A M   F O R   H A P F   T h e   t o po l o g y   o f   t h e   H A P F   i s   p r o po s e a s   s h o w n   i n   F i gu r e   1 .       Z s U s i s i F i L C F C 1 L 1 0 L 0 C P P F s C P L P   i n v e r t e r I n j e c t i o n   c a p a c i t o r F u n d a m e n t a l R e s o n a n c e   c i r c u i t N o n l i n e a r   l o a d C o u p l i n g   t r a n s f o r m e r U d c     F i gu r e   1 .   T o po l o g y   of   t h e   H A P F       w h e r e :   U s   a n Z s   a r e   t h e   s uppl y   vo l t a ge   a n t h e   e qui v a l e n t   i m pe da n c e   of  t h e   gri d ,   r e s pe c t i v e l y .   C F ,   C 1 ,   L 1 ,   C P L P ,   L 0 a n C 0   a r e   t h e   i n j e c t i o n   c a pa c i t o r ,   t h e   f un d a m e nt a l   r e s o n a n c e   c a pa c i t o r,   t h e   f u n da m e n t a l   r e s o n a n c e   i n duc t o r,   t h e   P P F   c a pa c i t o r ,   t h e   P P F   i n duc t o r,   t h e   o ut put   f i l t e r   i n duc t o r   a n t h e   o ut put   f i l t e r   c a pa c i t o r,   r e s pe c t i v e l y .   A   s i n gl e - p ha s e   e qui v a l e n t   c i r c ui t   o f   t h e   H A P F   i s   s h o w n   i F i gur e   2.       i L U s Z s i s i F U L Z P P F s n 2 Z L 0 n 2 Z C 0 n U i n v C F C 1 L 1     F i gu r e   2 .   S i ngl e - p ha s e   e qui v a l e n t   c i r c ui t   o f   H A P F   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 7 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     18   -   2 6   20   A   s i n gl e - p ha s e   e qui v a l e n t   c i r c ui t   w h e n   o n l y   t h e   v o l t a ge   s o urc e   i n v e r t e U inv   i s   c o n s i de r e ( U s   = 0;   i L   = 0)  i s   s h o w n   i F i gu r e   3 .       Z 1 Z 2 Z 3 n 2 Z L 0 n U i n v i F h Z s i L 0     F i gu r e   3 .   S i ngl e - p ha s e   e qui v a l e n t   c i r c ui t   w h e n   o nl y   t h e   U inv   i s   c o n s i de r e d       W h e r e :     P P F s L F C C L s s s Z Z s L R Z s C Z Z n Z Z s L R Z 3 0 0 0 2 0 2 1 1 1 1 //   ( 1 )     F r o m   F i gu r e   3 ,   t h e   ha rm o n i c   c u rr e n t   i n j e c t i o i nt o   t h e   g ri d   b y   t h e   H A P F   c a n   b e   c a l c ul a t e d:     ) ( )] ( ) ( [ . . 3 3 2 2 1 3 2 1 2 1 3 0 2 3 1 s s s L i n v Fh Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z n Z Z nU i   ( 2 )     e qua t i o n   ( 2 i n di c a t e s   t ha t ,   c o m pe n s a t i o h a rm o ni c   c u rr e nt   i s   de t e rm i n e d   by   t h e   v o l t a ge   s o u r c e   i n v e r t e r   U inv   a n t h e   r e s po n s e   o f   t h e   o ut put   c i r c ui t   G o u t ( s ) ,   w i t G o u t ( s )   i s   t h e   t r a n s f e f un c t i o n   o f   t h e   c o m pe n s a t i o n   ha r m o n i c   c u rr e n t   Fh i   t o   t h e   i n v e r t e r   o ut pu t   v o l t a ge i n v U .     ) ( )] ( ) ( [ . ) ( 3 3 2 2 1 3 2 1 2 1 3 0 2 3 1 s s s L i n v Fh out Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z n Z nZ U i s G   ( 3 )     T h e   c o n t r o l   s t r a t e gy   b a s e o n   l o a d   h a rm o ni c   c u rr e nt   de t e c t i o [19]   i s   s h o w n   i F i gu r e   4.       C o n t r o l l e r I n v e r t e r O u t p u t   c i r c u i t X U i n v i F h i L h + -     F i gu r e   4 .   Co n t r o l   s t r a t e gy   b a s e o n   l o a d   h a rm o ni c   c u rr e n t   de t e c t i o n       3.   D ES I G N   O F   D I S C R ETE  P I - N EU R A C O N TR O LLER   F O R   H A P F   F r o m   t h e   c o n t r o l   b l o c di a g ra m   s h o w n   i F i gu r e   4 ,   w e   c a b ui l c o nt r o l   b l o c di a g r a m   f o r   H A P F   us i n P I - n e u ra l   c o n t r o l l e a s   s h o w n   i n   F i gu r e   5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   P I - ne ur a l   c on t r ol l e r   f or   h y br i a c t i v e   p ow e r   f i l t e r   ( Chau  Mi nh   T hu y e n )   21   1 z 1 z p K 2 T 1 z I n v e r t e r O u t p u t   c i r c u i t N e u r a l   n e t w o r k   m o d e l () us () us () Lh is () Fh is I K ( 1 ) Fh is     F i gu r e   5 .   Co n t r o l   b l o c di a g r a m   f o r   H A P F   us i n g   d i s c r t e   P I - ne ur a l   c o nt r o l l e       A   t y pi c a l   di s c r e t e - t i m e   PI   c o nt r o l l e c a b e   e xpr e s s e a s :       ( ) ( 1 ) ( ) ( 1 ) [ ( ( ) ( 1 ) ] [ ( ( ) ( 1 ) ] 2 I P u s u s u s KT u s K e s e s e s e s   (4)     w h e r e   u( s )   i s   t h e   c o n t r o l   e f fo r t   a t   t i m e   s K P   a nd  K I    a r e   p r o p o r t i o na l   a nd  i nt e g r a l   ga i n s ,   r e s pe c t i v e l y .   i s   t h e   s a m pl i n pe r i o d,   e ( s )   i s   t h e   t ra c ki n e rr o r   de f i n e a s   e ( s )= i Lh ( s ) - i Fh (s ) ,     i Lh ( s )   i s   t h e   de s i r e pl a nt   o ut put ,   i Fh ( s i s   t h e   a c t u a l   pl a n t   o ut put .   T h e   P I   c o n t r o l l e r   c a a l s o   b e   e xpr e s s e i t h e   f o l l ow i n f o r m :       ( ) ( ) ( ) P P I I u s K e s K e s   (5)     w h e r e :   ( ) ( ) ( 1 ) P e s e s e s   ( ) [ ( ) ( 1 ) ] 2 I T e s e s e s     T h e   n e ura l   n e t w o r m o de l   a s s um e s   t w o   f un c t i o n s :   t h e   f i rs t   f un c t i o n   i s   t o   i de n t i f y   t h e   n o n l i n e a m o de l   o f   H A P F   a nd  t h e   s e c o n f u n c t i o i s   t o   p r e di c t   a n   o ut put   v a l ue   a t   t h e   t i m e   ( s   +   1 ) .   T h e   n e u r a l   n e t w o r m o de l   us e h e r e   i s   a   fe e d - fo r w a r n e u r a l   n e t w o r a n t h e   b a c k - pr o pa ga t i o n   a l go r i t hm   i s   us e t o   t r a i n   t h e   w e i ght s .   T h e   i n pu t s   o f   n e u r a l   n e t w o r ks   a r e   u( s )   a n i Fh ( s ) .   T h e   o ut put   o f   t h e   H A P F   n o nl i n e a m o de l   i s   a   f u n c t i o o f   t h e   fo r m :     ( ) [ ( 1 ) , ( 2 ) , . . . . ( 1 ) , ( 1 ) , ( 1 ) ] F h F h F h F h i s f i s i s i s n u s u s m   (6)     w h e r e   i Fh ( s )   i s   t h e   s c a l a r   o ut put   o f   t h e   s y s t e m ,   u( s )   i s   t h e   s c a l a r   i n pu t   t o   t h e   s y s t e m ,   a n a r e   t h e   o ut put   a n t h e   i n put   o r de r s   r e s pe c t i v e l y ,   [.   .   . i s   t h e   u n k n o w n   n o n l i n e a r   f un c t i o n   t o   b e   e s t i m a t e by   a   N e ur a l   N e t w o r k.     T h e   o ut put   o f   n e u r a l   n e t w o r m o de l   i s   a   f un c t i o n   o f   t h e   f o r m :     ( ) [ ( 1 ) , ( 2 ) , . . . . ( 1 ) , ( 1 ) , ( 1 ) ] F h F h F h F h i s f i s i s i s n u s u s m   (7)     w h e r e   () Fh is i s   t h e   o ut pu t   o f   t h e   n e u r a l   m o de l   a nd  f   i s   t h e   e s t i m a t e   o f   f.   S i n c e   t h e w e   ha v e   t h e   p r e di c t i v e   o ut put   o f   t h e   n e u ra l   n e t w or k   a t   t h e   t i m e   ( s   +   1 w i l l   b e :     ( 1 ) [ ( ) , ( 1 ) , . . . . ( 1 ) , ( ) , ( 1 ) , ( 1 ) ] F h F h F h F h i s f i s i s i s n u s u s u s m   (8)     T h e   w e i gh t s   o f   t h e   n e u ra l   m o de l   a r e   a dj us t e t o   m i ni m i z e   t h e   c o s t   f un c t i o gi v e by :       1 ( 1 ) ( 1 ) 2 Lh F h E i s i s     (9)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 7 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     18   -   2 6   22   T h e   w e i gh t   t u n i ng  up da t e   f o r   t h e   ga i n s   us i ng  de s c e n t   m e t h o i s   gi v e n   b y :       ,, , ( ) ( 1 ) P I P I PI E K s K s K    (10)     w h e r e   α  i s   t h e   l e a rni ng  ra t e   a n d   β  i s   t h e   m o m e n t um   r a t e .   T h e   de r i v a t i v e s   i e qua t i o (10 a r e   c o m put e a s :     ( ) ( ) () ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) F h F h L h F h P P F h P i s i s E E u s i s i s e s K i s u s K u s    (11)     ( ) ( ) () ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) F h F h Lh F h I I F h I i s i s E E u s i s i s e s K i s u s K u s    (12)     A s   t h e   h i d de n   a n o ut pu t   n e u r o n   f un c t i o n s   w e r e   de f i n e by   t h e   l o gi s t i c   s i g m o i f un c t i o n   t h e n   () () Fh is us   i s   e xp r e s s e a s :     1 () ( ) 1 ( ) 1 () m m m m Fh F h F h j j j j j is i s i s W O O W us   (13)     m j O   i s   t h e   o ut put   of   j th   n e u r o n   i n   t h e   h i d de n   l a y e r   of   t h e   n e u r a l   n e t w o r k,   1 m j W a n m j W a r e   t h e   w e i ght s   of   t h e   n e u r a l   n e t w o r f r o m   t h e   i nput   n e u r o n s   t o   i nt e rm e di a t e   l a y e r ,   a n f r o m   t h e   i nt e rm e di a t e   l a y e r   t o   t h e   o ut pu t .       4.   S I M U LA TI O N   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   S i m ul a t i o n   r e s ul t s   o f   a   10kV - 50H z   H A P F   s y s t e m   ha v e   b e e n   m a de   w i t h   t h e   M A T L A B   s of t w a r e .   T h e   s y s t e m   pa r a m e t e r s   a r e   l i s t e i n   T a b l e   1.   T h e   n o nl i n e a r   l o a i s   e s t a b l i s h e by   fo ur   ha r m o n i c   c urr e n t   s o ur c e s   5 th ,   7 th ,   11 th   a n 13 th .   P P F s   a r e   pa s s i v e   pow e r   f i l t e r s ,   t h e y   a r e   11 th   a n 13 th   t u rn e f i l t e r s .   T h e   D C - b us     vo l t a ge   i s   600V .         T a b l e   1 .   S i m u l a t i o p a r a m e t e r s   o f   H A P F     L (m H )   C(μ F )   Q   O u t p u t   f i l t e r   11 th   t u rn e d   fi l t e r   13 th   t u rn e d   fi l t e r   F u n d a m e n t a l   r e s o n a n c e   c i r c u i t   In j e c t i o n   c i r c u i t   0 . 2   1 . 7 7   1 . 3 7   1 4 . 7 5     60   4 9 . 7 5   4 4 . 7 6   690   1 9 . 6 5     50   50           T h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   w i t h   t h e   t ra di t i o n a l   di s c r e t e   P c o n t ro l l e r   ( K P   =   10 ,   K I   =   0 . 1)  a r e   s h o w n   i n   F i gu r e   6.   T h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   w i t h   t h e   t r a di t i o na l   d i s c r e t e   P c o n t r o l l e r   i n   s t e a dy - s t a t e   s h o w n   i F i gu r e   7 .   u s ( V ) ,   i L ( A ) ,   i s ( A )   a n e r r or ( A )   r e pr e s e nt s   t h e   s o ur c e   vo l t a ge ,   l o a c u rr e nt ,   s up pl y   c urr e n t   a nd  e rr o r   of  c o m pe n s a t i o n   o f   p ha s e   A ,   r e s pe c t i v e l y .     D uri n g   t h e   pe ri o f r o m   0s   t o   0. 1s ,   o n l y   pa s s i ve   p ow e r   f i l t e rs   c l os e   t o   t h e   s y s t e m .   A t   t i m e   t   =   0 . 1s ,   A P F   i s   c l o s e t o   t h e   s y s t e m   a n a t   t h e   t i m e   t   =   0 . 6s   t h e   l o a i s   c ha n ge d.   D uri n t h e   pe ri o f r o m   0. 5s   t o   0. 6s ,   t h e   t o t a l   ha rm o n i c   d i s t o r t i o n   ( T H D of   t h e   l o a c u rr e n t   i s   15. 75 %,   t h e   T H D   of   t h e   s uppl y   c urr e nt   de c r e a s e s   t o   2. 66%  f r o m   15. 75% ,   t h e   c o m pe n s a t i o n   e rr o r   de c r e a s e s   t o   ±  10A   f r o m   ±  100A .   F i g u r e   s h o w s   t h e   T H D   of   t h e   l o a c urr e nt   b e f o r e   t h e   l o a i s   c ha n ge d .   F i gu r e   s h o w s   t h e   T H D   of   t h e   s uppl y   c urr e n t   b e fo r e   t h e   l o a i s   c h a n ge d.   D uri n g   t h e   pe r i o f r o m   0 . 9s   t o   1. 0s ,   T H D   of   t h e   l o a c u rre n t   i s   21% ,   T H D   of   t h e   s uppl y   c urr e nt   de c r e a s e s   t o   3. 75%  f r o m   21% ,   t h e   c o m pe n s a t i o n   e rr o i n c r e a s e s   t o   ±  18A   f r o m   ±  10A .   F i gu r e   10   s h o w s   t h e   T H D   of   t h e   l o a c urr e n t   a f t e r   t h e   l o a i s   c h a nge d.   F i gu r e   1 s h o w s   t h e   T H D   of   t h e   s uppl y   c ur r e nt   a f t e r   t h e   l o a i s   c ha n ge d.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   P I - ne ur a l   c on t r ol l e r   f or   h y br i a c t i v e   p ow e r   f i l t e r   ( Chau  Mi nh   T hu y e n )   23   T h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   w i t h   t h e   p r o po s e c o n t r o l l e r   ( i n i t i a l   pa r a m e t e r s   o f   t h e   di s c r e t e   P c o n t r o l l e r   a r e   K P   =   10,   K I   =   0 . 1)  a r e   s h o w n   i F i gu r e   12 .   T h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   w i t h   t h e   p r o po s e c o n t r o l l e r   i n   s t e a dy - s t a t e   a r e   s h o w n   i F i g u r e   13 .           F i gu r e   6 .   D y n a m i c   r e s po n s e   o f   H A P F   w i t h   t r a di t i o na l   di s c r e t e   P c o n t r o l l e r           F i gu r e   7 .   S i m u l a t i o r e s ul t s   w i t h   t r a d i t i o na l   di s c r e t e   P c o n t r o l l e r   i n   s t e a dy - s t a t e             F i gu r e   8 .   T H D   of   i L   b e fo r e   t h e   l o a d   i s   c ha n ge d       F i gu r e   9 .   T H D   of   i s   b e fo r e   t h e   l o a i s   c h a nge d       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 7 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     18   -   2 6   24       F i gu r e   10 .   T H D   o f   t h e   i L   a f t e r   t h e   l o a d   i s   c ha n ge d       F i gu r e   11 .   T H D   o f   t h e   i s   a f t e t h e   l o a i s   c h a n ge d           F i gu r e   12 .   D y n a m i c   r e s po n s e   o f   H A P F   w i t h   t h e   p r o po s e c ont r o l l e r       D uri n g   t h e   pe r i o f r o m   0. 5s   t o   0. 6s ,   T H D   o t h e   l o a c u rr e nt   i s   15. 75% ,   T H D   of   t h e   s uppl y   c ur r e n t   de c r e a s e s   t o   1. 2%  f r o m   15 . 75% ,   t h e   c o m pe n s a t i o n   e rr o r   de c re a s e s   t o   ±  5A   f r o m   ±   100A .   F i g u r e   14  s h o w s   t h e   T H D   of   t h e   s uppl y   c urr e n t   b e f o r e   t h e   l o a i s   c h a nge d.   D uri n g   t h e   pe r i o f r o m   0 . 9s   t o   1. 0s ,   T H D   of   t h e   l o a c u rre n t   i s   21% ,   T H D   of   t h e   s uppl y   c urr e nt   de c r e a s e s   t o   1. 09%  f r o m   21% ,   t h e   c o m pe n s a t i o e rr o r   i s   ±  5A .   F i gu r e   15   s h o w s   t h e   T H D   of   t h e   s upp l y   c urr e n t   a f t e t h e   l o a i s   c h a nge d.   A   c o m pa ri s o n   t a b l e   o f   t h e   T H D   i s c os φ   a n d   e r r or   i t h e   s t e a dy - s t a t e   of   t w o   c o n t r o l l e r s   i s   s um m a r i z e i T a b l e   2 .       T a b l e   2 .   Co m p a r i s o o f   t h e   T H D   i s c os φ   a nd  e r r or   i t h e   s t e a dy - s t a t e   o f   t w o   c o n t r o l l e r s     0 . 5 s ÷ 0 . 6 s   0 . 9 s ÷ 1 . 0 s   T H D   i s   (% )   c o s φ   e rr o ( A )   T H D   i s   (% )   c o s φ   e rr o ( A )   Be fo r e   c o m p e n s a t i o n   1 5 . 7 5   0 . 6 4   ± 1 0 0   21   0 . 6 4   ± 1 0 0   A f t e r   c o m p e n s a t i o n   w i t h   t h e   t ra d i t i o n a l   P c o n t r o l l e r   2 . 6 6   0 . 9 8 4   ± 1 0   3 . 7 5   0 . 9 8 2   ± 1 8   A f t e r   c o m p e n s a t i o n   w i t h   t h e   p r o p o s e d   c o n t ro l l e r   1 . 2   0 . 9 8 6   ±5   1 . 0 9   0 . 9 8 5   ±5       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   of   P I - ne ur a l   c on t r ol l e r   f or   h y br i a c t i v e   p ow e r   f i l t e r   ( Chau  Mi nh   T hu y e n )   25       F i gu r e   13 .   S i m u l a t i o r e s ul t s   w i t h   t h e   p r o po s e c o n t r o l l e i s t e a dy - s t a t e           F i gu r e   14 .   T H D   o f   i s   b e fo r e   l o a i s   c h a nge d       F i gu r e   15 .   T H D   o f   i s   a f t e t h e   l o a i s   c h a nge d       F r o m   t h e   a b o ve   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   w e   c a n   s e e   t ha t :   t h e   c o n t r o l   m e t h o us i n d i s c r e t e   P I - n e u r a l   c o n t r o l l e r   i s   m o r e   e ff i c i e n t   t ha n   t h e   c o n t r o l   m e t h o us i n a   t r a d i t i o n a l   di s c r e t e   P c o n t r o l l e r   i n   r e duc i n t h e   T H D   o f   t h e   s uppl y   c ur r e n t   a n r e duc i n t h e   c o m pe n s a t i o n   e rr o r   i s t e a dy - s t a t e .   I n   pa rt i c ul a r,   t h e   P I - n e u r a l   c o n t r o l l e h a s   t h e   a b i l i t y   t o   o n l i n e   c o n t r o l   v e r y   w e l l .       5.   C O N C LU S I O N   T h i s   p a pe r   ha s   b ui l t   a   di s c r e t e   P I - n e ura l   c o n t r o l l e r   f o r   H y b r i A c t i v e   P ow e r   F i l t e r.   Co m p a r e t o   t h e   c o n t r o l   m e t h o us i n t h e   t r a d i t i o na l   P c o n t r o l l e r ,   t h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   h a v e   de m o n s t r a t e t h a t :   t h e   c o n t r o l   m e t h o us i n a   d i s c r e t e   P I - n e u ra l   c o n t r o l l e r   h a s   a   c o m pe n s a t i o n   e rr o r   i n   s t e a dy - s t a t e   a n t o t a l   ha rm o n i c   di s t o rt i o o f   t h e   s uppl y   c ur r e nt   i s   s m a l l e r .   I n   a ddi t i o n,   t h e   c ont r o l l e i s   a l s o   c a pa b l e   o f   c o n t r o l l i n o nl i n e   v e r y   w e l l ,   e s pe c i a l l y   t h e   a b i l i t y   t o   a da pt   e a c h   t i m e   t h e r e   i s   a   c ha n ge   o f   l o a d.   It   i s   a l s o   us e f ul   a n a p pl i c a b l e   t o   o t h e H y b r i d   A c t i v e   P ow e r   F i l t e r s ,   e s pe c i a l l y   fo r   n o nl i n e a r   c o n t r o l   s y s t e m s .       R EF ER EN C ES   [ 1]   Z   S hua i ,   e t   al .   N e w   c o nt r o l   m e t ho o f   i nj e c t i o n - t y pe   h y br i a c t i v e   po w e r   f i l t e r ,   I E T   P ow e r   E l e c t r on i c s ,   v o l .   4,   pp.   10 51 - 1057 ,   201 1.   [ 2]   M i n T huy e C ha u,   G e n e r a l i z e c ur r e nt   de l a y   c o m pe ns a t i o o hy br i d   A c t i v e   po w e r   f i l t e r ,   I C I C   e x pr e s s   l e t t e r s ,   v o l .   11,   p p.   14 09 - 1415 ,   201 7.   [ 3]   C ha M i n T huy e n,   I m pr o v e p - H a r m o ni c   D e t e c t i o M e t ho f o r   H y br i A c t i v e   P o w e r   F i l t e r ,   I nt e r n at i on al   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   a nd   C om pu t e r   E ngi ne e r i ng   ( I J E C E ) ,   v o l .   8 ,   p p.   291 0   2919 ,   201 8.   [ 4]     I br a hi m   A l h a m r o uni ,   e t   a l . ,   M o de l i ng   o f   M i c r o - g r i w i t t he   c o ns i d e r a t i o o f   t o t a l   ha r m o ni c   di s t o r t i o a na l y s i s ,   I ndo ne s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   C om p u t e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   15 ,   pp .   581 - 592 ,   201 9.     [ 5]   A   L u o ,   e t   al . ,   D e s i g C o ns i de r a t i o ns   f o r   M a i n t a i ni ng   D C - S i de   V o l t a g e   o f   H y br i A c t i v e   P o w e r   F i l t e r   W i t I nj e c t i o C i r c u i t ,   I E E E   T r an s ac t i ons   o P ow e r   E l e c t r oni c s ,   v o l .   2 4,   pp .   75 - 84,   2 009 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 7 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     18   -   2 6   26   [ 6]   Y   K   L a t ha ,   e t   a l . ,   C o nt r o l   S t r a t e g y   f o r   T hr e e   P ha s e   S hun t   A c t i v e   P o w e r   F i l t e r   w i t h   M i n i m um   C u r r e n t   M e a s u r e m e n t s ,   I nt e r n at i on al   J o ur na l   o f   E l e c t r i c al   an C om pu t e r   E ngi ne e r i n ( I J E C E ) ,   v o l .   1 ,   pp .   31 - 42,   2 011 .   [ 7]   F   R ui xi a ng ,   e t   al . ,   P a r a m e t e r   d e s i g a nd  a pp l i c a t i o n   r e s e a r c o f   s hun t   hy br i a c t i v e   po w e r   f i l t e r ,   P r oc .   C SE E 2006 ,   v o l .   26 ,   pp.   1 06 1 11 ,   2 006 .   [ 8]   Y   P a nda   a nd  A   K   S ur e s h ,   R e a l - T i m e   I m pl e m e n t a t i o o f   A da pt i v e   F uz z y   H y s t e r e s i s - B a nd  C ur r e n t   C o nt r o l   T e c hni qu e   f o r   S hun t   A c t i v e   P o w e r   F i l t e r ,   I E T   P ow e r   E l e c t r on i c s ,   v o l .   5,   pp .   118 8 11 95 ,   2 012 .   [ 9]   H a m a di ,   e t   al . , “ C o m pa r i s o o f   F uz z y   l og i c   a nd  P r o po r t i o na l   I nt e g r a l   C o nt r o l I e r   o f   V o l t a g e   S o ur c e   A c t i v e   F i l t e r   C o m pe ns a t i ng   C ur r e nt   H a r m o ni c s   a nd  P o w e r   F a c t o r ,   I E E E   I n t e r nat i o nal   C on f e r e nc e   on  I ndu s t r i a l   T e c h nol ogy   ( I C I T ) ,   2001 ,   pp .   645 - 65 0.   [ 10]   Y   C he n ,   e t   a l . ,   F uz z y   l o gi c   b a s e a ut o - m o dul a t i o n   o f   pa r a m e t e r s   P c o nt r o l   f o r   a c t i v e   pow e r   f i l t e r ,   In t e l l i ge n t   Cont r o l   a nd  A u t om at i on ,   W CIC A .   2008 ,   pp .   52 28 - 5232.     [ 11]   P a nka j   G a kh a r   a n M a no j   G upt a ,   A   nov e l   c o nt r o l   s t r a t e gy   f o r   p ow e r   qua l i t y   i m pr o v e m e nt   i g r i d - c o nne c t e s o l a r   pho t o vo l t a i c   s y s t e m ,   I n done s i an  J ou r na l   o f   E l e c t r i c a l   E n gi ne e r i n and  C om pu t e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   1 5,   pp .   1264 - 127 2,   20 19.   [ 12]   C   W e i ,   e t   a l . ,   M e t ho o f   E v e nt   D e t e c t i o B a s e o D y na m i c   H y br i F uz z y   L og i c   S y s t e m ,   I n t e r nat i o nal   C onf e r e nc e   on   I nt e l l i ge nt   C om pu t a t i o T e c h nol ogy   an A ut om at i on .   2010 ,   pp .   661 - 663 .   [ 13]   A L uo ,   e t   al . ,   D e v e l o pm e nt   o f   H y br i A c t i v e   P o w e r   F i l t e r   B a s e o t he   A da pt i v e   F uz z y   D i v i di ng   F r e q ue nc y - C o nt r o l   M e t ho d,   I E E E   T r a ns a c t i on s   on  P ow e r   D e l i v e r y ,   v o l .   24 ,   p p.   424 - 43 2,   20 09.   [ 14]   A hm e A   H e l a l ,   e t   a l . , “ F uz z y   L og i c   C o nt r o l l e r   S h un t   A c t i v e   P o w e r   F i l t e r   f o r   T hr e e - ph a s e   F o ur - w i r e   s y s t e m s   w i t h   B a l a nc e a nd  U nba l a nc e L o a ds ,   Wo r l A c ade m y   of   S c i e nc e ,   E n gi ne e r i ng  an T e c hnol ogy ,   v o l .   5,   pp.   621 - 62 6,   2009 .   [ 15]   C   N   B he nde ,   e t   al . ,   TS - F uz z y - C o nt r o l l e A c t i v e   P o w e r   F i l t e r   f o r   L o a C om pe ns a t i o n,   I E E E   T r an s ac t i ons   o P o w e r   D e l i v e r y ,   v o l .   21,   p p.   14 59 1 465 ,   2006 .   [ 16]   S   K e r r o uc he   a nd  F   K r i m ,   T h r e e - ph a s e   A c t i v e   P o w e r   F i l t e r   B a s e o F uz z y   l o g i c   c o nt r o l l e r ,   I n t e r na t i o na l   J our nal   o f   S c i e nc e s   and   T e c hn i que s   of   A u t om a t i c   c ont r o l   &   c om put e r   e ng i ne e r i ng   I J - ST A ,   v o l .   3 ,   p p.   942 - 95 5,   2009 .   [ 17]   O   K a r a s a k a l ,   e t   al . ,   O n l i ne   R ul e   W e i g ht i ng   o f   F uz z y   P I D   C o nt r o l l e r s ,   I E E E   I n t e r nat i on al   C on f e r e nc e   on  Sy s t e m   M an   an C y be r ne t i c s   ( SM C ) ,   2 010 ,   pp .   1 741 - 174 7.   [ 18]   K   Ç a ğ a t a y   B a y ı ndı r ,   e t   a l . ,   H i e r a r c hi c a l   ne u r o - f uz z y   c ur r e nt   c o nt r o l   f o r   a   s hu nt   a c t i v e   po w e r   f i l t e r ,   N e ur al   C om put i ng   an A pp l i c at i on s ,   v o l .   15 ,   p p.   22 3 - 238 ,   2 006 .   [ 19]   M i n T huy e C ha u ,   A da pt i v e   C ur r e n t   C o nt r o l   M e t ho f o r   H y b r i A c t i v e   P o w e r   F i l t e r ,   J our nal   of   E l e c t r i c al   E ngi ne e r i n g ,   v o l .   67,   p p.   34 3 35 0,   20 16.   [ 20]   A r a v i nd  R a v i kum a r   e t   a l . ,   P e r f o r m a nc e   E nh a nc e m e n t   o f   a   S e r i e s   A c t i v e   P o w e r   F i l t e r   us i ng   K a l m a F i l t e r   ba s e d   N e ur a l   N e t w o r C o nt r o l   S t r a t e g y ,   I nt e r na t i ona l   C o nf e r e nc e   on  A dv an c e s   i C om pu t i ng,   C om m un i c a t i ons   and   I nf or m a t i c s   ( I C A C C I ) ,   2018 ,   p p.   17 02 - 170 6.   [ 21]   J unt a o   F e i   a nd  D i   C a o ,   A da p t i v e   F r a c t i o na l   T e r m i na l   S l i di ng   M o de   C o nt r o l l e r   f o r   A c t i v e   P o w e r   F i l t e r   U s i ng   F uz z y - N e ur a l - N e t w o r k ,”   10 th   I nt e r n at i on al   C on f e r e n c e   on  K n ow l e dge   and  Sy s t e m s   E ngi ne e r i ng  ( K SE ) ,   201 8,   pp .   118 - 122 .   [ 22]   J unt a o   F e i , e t   al . A da p t i v e   F uz z y - N e ur a l - N e t w o r k   C o nt r o l   o f   A c t i v e   P o w e r   F i l t e r   U s i ng   F uz z y   B a c ks t e p pi ng   A ppr o a c h ,   F i r s t   I n t e r na t i ona l   Sy m po s i um   on  I ns t r um e nt a t i o n,   C o nt r o l ,   A r t i f i c i a l   I n t e l l i ge nc e ,   an R obo t i c s   ( I C A - S Y M P ) ,   201 9,   pp .   1 - 4.   [ 23]   K i s ho r e   K um a r   P e da pe nk i ,   e t   al . ,   A ppl i c a t i o o f   ne u r a l   n e t w o r ks   i po w e r   q ua l i t y ,”   I n t e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   on   Sof t   C om pu t i n T e c h ni q ue s   a nd   I m p l e m e nt at i on s   ( I C S C T I ) ,   20 15,   pp.   11 6 - 119.   [ 24]   M o hd  H a f i z ul   A f i f i   A bdul l a h 1,   e t   a l . ,   E v o l v i ng   s pi k i ng   ne u r a l   n e t w o r ks   m e t ho ds   f o r   c l a s s i f i c a t i o p r o bl e m :   a   c a s e   s t udy   i f l oo e v e nt s   r i s a s s e s s m e nt ,   I ndo ne s i an  J our n al   o f   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng  an C om put e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   16 ,   pp .   222 - 229 ,   201 9.   [ 25]   C   M a d t ha r a a nd  S   P r e m r ud e e p r e e c ha c h r n ,   A c t i v e   po w e r   f i l t e r   f o r   t hr e e - pha s e   f o ur - w i r e   e l e c t r i c   s y s t e m s   us i ng   ne ur a l   n e t w o r ks ,   E l e c t .   P ow e r   Sy s t .   R e s ,   v o l .   60 ,   p p.   17 9 - 192 ,   2 00 2.       B I O G R A P H Y   O F   A U T H O R       C ha M i nh  T huy e w a s   bo r n   i B i nh  D i nh ,   V i e t na m ,   o J une   6,   1 977.   H e   r e c e i v e d   h i s   B . S .   a n M . S .   f r o m   t he   D a   N a ng   U ni v e r s i t y   o f   T e c hn o l o gy ,   D a   N a ng ,   V i e t   N a m ,   a n t h e   U n i v e r s i t y   of   T e c hni c a l   E duc a t i o H o   C hi   M i nh  C i t y ,   H o   C hi   M i nh  C i t y ,   V i e t   N a m ,   i 2001  a nd  200 5,   r e s pe c t i v e l y ,   a nd  P h . D .   f r o m   H una n   U ni v e r s i t y ,   C hi na ,   i 2 012 .   S i nc e   20 04 ,   he   ha s   be e a   L e c t ur e r   a t   I ndus t r i a l   U ni v e r s i t y   of   H o   C   M i nh  C i t y ,   V i e t   N a m .   H i s   c ur r e nt   r e s e a r c i nc l ud e s   po w e r   e l e c t r o ni c s ,   e l e c t r i c   po w e r   s a v i ng s ,   r e a c t i v e   po w e r   c o m pe ns a t i o n,   a nd  a c t i v e   po w e r   f i l t e r s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.