I AE I nte rna t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   4 ,   No .   2 J u n e   201 5 ,   p p .   7 2 ~8 0   I SS N:  2252 - 8938          72       J o ur na ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J AI   M itiga tion   o Vo lt a g e F luctuatio ns  U sing  F u zz y - B a se d   D - STAT C O M  in   H ig h Lev el  Pene t ra tion o D G  Sys t e m s       M.   P a d m a   L a litha ,   R.   M a dh a n M o ha n,  B .   M ura li   M o ha n B a bu   De p a rtme n o f   El e c tri c a l   a n d   El e c tro n ic E n g in e e rin g   A IT S ,   JN T   Un iv e rsit y   A n a n tap u r ,   Ra jam p e t,   A n d h ra   P ra d e sh ,   I n d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   7 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   A p r il 1 0 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Ma y   1 1 ,   2 0 1 6       V o l tag e   f lu c tu a ti o n m a in l y   re su lt in g   f ro m   v a riab le  o u tp u p o w e o re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e s;  th e se   a re   strictl y   c h a ll e n g in g   p o we q u a li ty   in   d istri b u ti o n - g e n e ra ti o n   sy ste m s.  T h e   p a p e p re se n ts  a   c o n tr o m e th o d   f o f u z z y   b a se d   D - S TAT COM  to   re li e v e   v a riatio n   o f   p o siti v e - se q u e n c e   a n d   n e g a ti v e - s e q u e n c e   v o lt a g e s.  D - S TAT COM  c o n ti n u o u sly   o p e ra tes   a s   f u n d a m e n tal  p o siti v e se q u e n c e   a d m it tan c e   a n d   n e g a ti v e - se q u e n c e   c o n d u c tan c e   to   re sto re   t h e   p o siti v e - se q u e n c e   v o lt a g e   to   th e   n o m in a v a lu e   a n d   n e g a ti v e - se q u e n c e   v o lt a g e   t o   th e   a ll o w a b le  lev e l.   A tran sie n p e rio d   b o t h   a d m it tan c e   a n d   c o n d u c tan c e   a re   d y n a m ica ll y   tu n e d   to   i m p ro v e   th e   v o lt a g e   re g u latio n   p e rf o rm a n c e .   T h e   a b il it y   o f   f u z z y   lo g ic  to   h a n d le  r o u g h   a n d   u n p re d icta b le  re a w o rld   d a ta  m a d e   it   su it a b le  f o a   w id e   v a riet y   o a p p li c a ti o n s,  e sp e c ially ,   w h e n   th e   m o d e ls  a re   to o   c o m p lex   to   b e   a n a l y z e d   b y   c las sic a m e th o d s .   T h is  p a p e p re se n ts  th e   c o m p u ter  sim u latio n   o f   f u z z y   b a se d   D - S T AT COM  u n d e ste a d y   a n d   tran sie n sta te  c o n d it io n .   T h e   re d u c ti o n   o f   to tal  h a rm o n ic  d isto rti o n (T HD a n d   v o lt a g e   i m b a la n c e   fa c to r   % V UF  is  d isc u ss e d   a a ll   b u se s an d   m a in tain e d   i n   a c c e p tab le l e v e l.   K ey w o r d :   D - S TAT COM ,   V o l tag e   im b a lan c e ,   V o l tag e   f lu c tu a ti o n s,   F u z z y   c o n tro ll e r   Co p y rig h ©   2 0 1 5   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   M.   P ad m L al ith a,   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ic  E n g in ee r i n g   A I T S,   J NT   Un iv er s i t y   An a n tap u r ,   Ra jam p e t,   A n d h ra   P ra d e sh ,   I n d ia .   E m ail:  p ad m alal ith a - m ar ed d y @ y a h o o . co . in       1.   I NT RO D UCT I O N     I n   T h co n ce p o f   m icr o - g r id   w a s   p r o p o s ed   t o   co o r d in ate  v ar io u s   r en e w ab le  en er g y   s o u r ce s   ( R E Ss )   in to   d is tr ib u tio n   n et w o r k s   f o r   b o th   g r id - co n n ec ted   an d   is la n d in g   o p er atio n s .   I n cr ea s i n g   th u s o f   R E S s   co u ld   h elp   to   r elie f   n et w o r k   co n g e s tio n ;   r ed u ce   s y s te m   lo s s es,  an d   d if f er en i n f r astru c tu r i n v e s t m en ts .   T h es e   p r o b lem s   h av r ec ei v ed   m u ch   atten tio n   r ec e n tl y ,   a n d   n u m er o u s   p r o j ec ts   h av d ev elo p ed   b y   th f u n ct io n alit y   o f   m icr o   g r id .   C o n v e n tio n a ll y ,   v o ltag f l u ct u atio n s   m ai n l y   r esu lti n g   f r o m   i m p ed a n ce   o f   tr an s m is s io n   li n es ,   u n e v e n   d is tr ib u tio n   o f   s i n g le - p h a s lo ad s ,   an d   lo ad in g   t y p es.  I n   th lo w   v o ltag m icr o - g r id   s y s te m   th e s e   s ce n ar io s   b ec o m m u c h   s ev er d u to   r ev er s p o w er   f lo w   p r o v id ed   b y   d is tr ib u ted   g e n er ati o n s   ( DGs)  in   eit h er   s in g le  o r   th r ee - p h ase  co n n ec ti o n .   V o ltag f l u ct u atio n s   ca u s e   t h e   s y s te m   lo s s e s ,   tr an s f o r m er   o v er lo ad in g ,   ca p ac it y   r ed u ctio n   an d   m o to r   o v er h ea ti n g ,   a n d   ev en   r es u lts   in   o u tp u li m i tatio n   o f   DG s ,   an d   m al f u n ctio n   o f   s e n s iti v e q u ip m e n t,  n u is a n ce   tr ip p in g   o f   p r o tecte d   d ev ices.  A cc o r d in g   to   I E E E   Std   1 5 4 7 . 2 - 2 0 0 8   [ 9 ] ,   th li m itat io n   o f   v o ltag f lu ct u atio n s   ar u p   to   ± 5 as  R E Ss   ar p ar alleled   to   lo w - v o lta g e   s y s te m s .   Vo lta g i m b ala n c is   m ea s u r ed   b y   %Un b ala n ce   i . %VUF  k ep b elo w   2 . 0 % 3 . 0 is   ac ce p tab le   f o r   b o th   u tili t y   an d   m a n u f ac t u r es,  w h er %VU a r d ef in ed   as  th r atio   o f   th e   n eg at iv e - s eq u en ce   v o lta g to   th p o s iti v s eq u en ce   v o lta g e,   an d   p er ce n tag e   o f   m ax i m u m   d ev ia tio n   f r o m   t h e   av er ag v al u e,   r esp ec tiv el y .   T h er ef o r e,   in   g r id   co n n ec te d   o p er atio n   v o ltag r eg u lat io n   is   ab s o l u tel y   n ee d e d   to   p er m it  m o r DGs.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       Mit ig a tio n   o f V o lta g e   F lu ctu a t io n s   u s in g   fu z z y - b a s ed   D - S TA TC O M in   … ( M.P a d ma   La lith a )   73   Vo ltag r eg u latio n   i n   th p o w er   s y s te m   co u ld   b ac co m p lis h ed   b y   u s in g   an   o n - lo ad   tap   ch an g er   ( OL T C )   o r   ( SVC )   s tatic  V AR   co m p e n s ato r   at  s u b s tatio n s ,   a n d   s w itc h ed   ca p ac ito r   o n   f ee d er s .   W ith   t h e   h elp   o f   th e s ca lled   in tell ig e n o r   o p tim al  co n tr o o n   all  d ev ices,  o n   th r ea l - ti m b as th v o lta g p r o f ile   co u ld   b i m p r o v ed   [ 6 ] , [ 7 ] .   T h ad v a n ce m e n o f   s e m ico n d u cto r   tech n o lo g ie s   i.e   v o lta g e - s o u r ce   co n v er ter - b ased   s o lu tio n s ,   s u ch   a s   s t atic  s y n c h r o n o u s   co m p en s at o r   ( S T A T C OM ) ,   d is tr ib u ted   ST A T C OM   ( D - ST A T C O M) ,   u n i f ied   p o w er   f lo w   co n tr o ller   ( UP FC ) ,   an d   ac tiv p o w er   f ilter   ( A P F),   b ec o m p o s s ib le  i n   p r ac tical  ap p licatio n s .   I n   tr a n s m i s s io n   s y s te m   ST A T C OM   tech n o lo g y   h a s   b ee n   e x t en s i v el y   s t u d ied   to   r eg u late  v o lta g b y   ad j u s t in g   i ts   r ea ctiv p o w er   i n to   th e   p o w er   s y s te m ,   w h er ea s   UP FC   w a s   d esig n ed   b et w ee n   t w o   s u b - s tatio n s   to   co n tr o r ea l -   an d   r ea ctiv e - p o w er   f lo ws.  On   th o t h er   h an d ,   th c o m b i n atio n   o f   D - ST A T C OM   an d   A P ar s u itab le  f o r   h ar m o n ic  co m p e n s atio n ,   h ar m o n ic  d a m p i n g ,   an d   r ea ctiv e - p o w er   co m p e n s at io n .   Vo ltag r e g u la tio n   m a y   s u f f er   f r o m   i m b ala n ce d   v o ltag e   o r   h ar m o n ic  d i s to r tio n ,   t h e   r eg u latio n   p er f o r m a n ce   o f   t h D - ST A T C OM   ca n   b i m p r o v ed   b y   s e p ar ately   co n tr o lli n g   th e   f u n d am en tal  p o s iti v a n d   n eg at iv e - s eq u en ce   c u r r en t s .   P r o p er   co n tr o s tr ateg ies  co r r esp o n d in g   to   t h co n tr o o b j ec tiv es  ar n ec ess ar y   i n   o r d er   to   ac h iev ef f icien u t ili za tio n   o f   D - ST A T C OM   [ 1 1 ] .   Mo s o f   t h co n tr o ller s   u s ed   f o r   th i s   d ev ice  ar b ased   o n   th P I   c o n tr o ller   s h o w n   in   f i g u r 2 .   A lt h o u g h   th P I   c o n tr o ller s   ar s i m p le  an d   ea s y   to   d esig n ,   th eir   p er f o r m a n ce   d eter io r ates  w h e n   th s y s te m   o p er atin g   co n d i tio n s   v ar y   w id el y   a n d   lar g d is tu r b an ce s   o cc u r .   Un li k th P I   co n tr o ller s ,   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller s   ( FLCs )   [ 1 7 ]   ar e   ca p ab le   o f   to ler ati n g   u n ce r tai n t y   a n d   i m p r ec is io n   to   g r ea ter   ex te n t.  So ,   th e y   p r o d u ce   g o o d   r esu lt s   u n d er   ch an g i n g   o p er atin g   co n d itio n s   a n d   u n ce r tai n tie s   in   s y s te m   p ar a m eter s .       2.   D - ST A T CO M   AND  O P E RATI O P RI NCIP L E   T h b asic  co n f i g u r atio n   o f   D - ST A T C OM   a s   s h o w n   i n   f i g u r e1 ,   it  co n s is ts   o f   t h r ee - p h a s v o lta g e   s o u r ce   in v er ter   u s i n g   I GB T ,   DC   v o l tag s o u r ce   a n d   c o n n ec ted   to   t h d is tr ib u tio n   lin b y   co u p li n g   tr an s f o r m er .   T h D - ST A T C OM   o p er ates  as  f u n d a m e n t al  p o s itiv e - s eq u e n ce   ad m itta n ce   a n d   n e g ati v e - s eq u en ce   co n d u cta n ce   as g iv e n     i * =Y   p * .E  +     +   n * .E                ( 1 )     W h er i*   is   t h r ef er en ce   cu r r en t,  E   f +   an d   E   f   a r t h f u n d a m en tal  p o s itiv e - s eq u en ce   an d   f u n d a m en ta n e g ati v e - s eq u e n c v o ltag e.   p *   a n d   n *   ar t h f u n d a m en ta p o s itiv e - s eq u e n ce   ad m it tan ce   a n d   n eg at iv e - s eq u en ce   co n d u cta n ce   ar d ef in ed   v ar iab le  co n tr o g ai n s   to   f u r n i s h   r eg u lati n g   p o s iti v e - s eq u e n ce   v o ltag a n d   s u p p r ess in g   i m b al an ce d   v o ltag e.           Fig u r e   1 .   P o w er   C ir c u it o f   D - ST A T C OM       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - AI    Vo l.  4 ,   No .   2 ,     J u n 201 5   :   7 2     80   74       Fig u r 2 .   Gen er atio n   o f   R ef er en ce   C u r r en t       2 . 1 .   G ener a t io n o f   Ref er ence - curr ent   A cc o r d in g   to   s y n ch r o n o u s   r ef er en ce   f r a m ( S R F)  tr an s f o r m atio n   th co n tr o is   ac tu al ized   as  s h o wn   in   F i g u r 2 .   B y   u s in g   lo w - p as s   f ilter   ( L P F)  to   f il ter   o u r ip p le  co m p o n en t s   a n d   t h p o s iti v e - s eq u e n ce   v o lta g E qd +e   is   o b tain ed .   T h n eg ati v e - s eq u en ce - v o ltag E qd e   is   d e ter m i n ed   b y   t h co m b in at io n   o f   L P an d   b an d   r ej ec ted   f ilter   tu n ed   at  th s ec o n d   o r d e r   f r eq u en c y .   Fro m   t h Fig u r 2 ,   th q u ad r atu r f u n d am e n tal  p o s iti v e - s eq u en ce   v o ltag e   E   f a n d   n e g ativ e - s eq u e n ce   v o lta g E f   i s   a v ailab le  b y   ap p l y i n g   r e v er s t r an s f o r m atio n .   T h e   p o s itiv e - s eq u e n ce   c u r r en f *+   is   eq u al   to   E   +   m u ltip lied   b y   Y p * an d   n eg at iv e - s eq u en ce   cu r r en I   * -   ar eq u a l   to   E     m u ltip lied   b y   n * ,   r esp ec tiv el y .   T h u s ,   th ( 1 )   is   g e n er ated   as  cu r r en co m m a n d   *   . A   d v o ltag e   co n tr o is   also   d esi g n ed   f o r   s e cu r o p er atio n   o f   th D - ST A T C OM .   T h f u n d a m en tal  cu r r e n p r o d u ce d   b y   t h P I   r eg u lato r   w h ic h   i s   i n - p h as w i th   th p o s i tiv e - s eq u e n ce   v o ltag e   to   m a in ta in   th d v o ltag dc   at  th e   r ef er en ce   v a lu dc *     2 . 2 .   C urre nt  Co ntr o l   Fig u r 3 .   S h o w s   c u r r en r eg u la to r   p r o d u ce s   th v o lta g co m m a n d   v   *   b ased   o n   t h cu r r en t   co m m a n d   * ,   th m ea s u r ed   v o ltag E   a n d   m ea s u r ed   cu r r en I   f o r   s p ac v ec to r   p u ls w id t h   m o d u latio n   ( P W M)   co n tr o l o f   th in v er to r .   T h tr an s f er   f u n c tio n s   h ( s )   an d   f ( s )   as g i v en   a s         (   )                                                              ( 2 )         (   )                                                          Fig u r 3 .   C u r r en C o n tr o l       W h er K i, an d   ω ar th f u n d am e n tal  i n te g r al  g ai n   a n d   its   f r eq u en c y ,   r esp ec tiv e l y k r e p r esen ts   p r o p o r tio n al  g ain an d   ω an d   K i, r ep r esen th h ar m o n ic  f r eq u en c y   a n d   its   i n te g r al  g a in ,   r esp ec tiv el y .   T h e   d am p i n g   r atio   ξ   h as   t u n ed   cu r r en r e g u lato r   it  in tr o d u c v ar io u s   n ar r o w   g ai n   p ea k s   at  th e   h ar m o n i c   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       Mit ig a tio n   o f V o lta g e   F lu ctu a t io n s   u s in g   fu z z y - b a s ed   D - S TA TC O M in   … ( M.P a d ma   La lith a )   75   f r eq u en c ies  to   r ed u ce   c u r r en t   d is to r tio n   an d   n ar r o w   g ain   p ea k   ce n ter ed   at  t h f u n d a m en tal  f r eq u en c y   f o r   f u n d a m en ta c u r r en tr ac k i n g   s y s te m s .   F ig u r 4 ,   S h o w s   th e   cu r r en t - lo o p   b lo ck   d iag r a m ,   i n   w h ic h   P W an d   d ig ital  s ig n al  p r o ce s s i n g   d ela y   ar co n s id er ed .   r ep r esen ts   a   s a m p li n g   p er io d .   Fu r th er   d i s c u s s io n s   o n   c u r r en t   co n tr o l a r p r o v id ed   in   th s im u latio n   s ec tio n .           Fig u r 4 .   C u r r en t - L o o p   B lo ck   D iag r a m       2 . 3 .   T un i ng   Co ntr o l   T h tu n i n g   co n tr o o f   b o th   G n *   an d   Y p *   as  s h o w n   in   f i g u r 5 . E f +   an d   E f   ar d ef in ed   as  ( 3 ) . B y   u s i n g   L P a n d   SQ R T   o p er atio n   th e y   ca n   ap p r o x i m a tel y   ca lc u late d ,   w h er L P d esi g n ed   w it h   c u t - o f f   f r eq u e n c y   w   =1 0   HZ .   T h en ,   P I   r eg u lato r   is   ac tu alize   to   g e n er ate  Y * p   to   m ai n tai n   E f +   at  n o m in al  v al u E f +* . Si m ilar l y   b y   co n tr o llin g   o f   G n *   t h i m b ala n ce d   v o lta g co u ld   b s u p p r ess ed   a n d   m a in ta in ed   at   a n   all o w ab le  le v el.   T h e   p er ce n tag o f   v o ltag e   u n b ala n ce   f ac to r   ( %VU F)  is   to   es ti m ate  th e   lev e o f   i m b a lan ce   v o ltag e.   %VU i s   d ef in ed   ad   th r atio   o f   n e g ati v e - s eq u en ce   v o ltag to   t h p o s itiv e - s eq u e n ce   v o ltag a n d   as g iv en   a s   ( 4 ) .     |       |   (         (   )             (   )   )                  |       |   (         (   )             (   )   )                          ( 3 )     %VUF= |       | |       |   . 1 0 0 %               ( 4 )     B asicall y ,   th r ee   co n tr o lo o p s   in   th p r o p o s ed   s y s te m .   T h b an d w id t h   o f   th cu r r e n co n tr o lo o p ,   w h ic h   d ep en d s   o n   t h s w i tch i n g   f r eq u e n c y   o f   th e   i n v er ter .   T h cu r r en co m m a n d   is   g e n e r ated   b y   th tu n i n g   o f   b o th   ad m itta n ce   a n d   co n d u ctan ce   to   i m p r o v t h p o w er   q u alit y .   So   t h eir   b an d   w id th s   ar lo w er   t h a n   t h at  o f   cu r r en lo o p .   T o   co n tr o b o t h   ad m itta n ce   an d   co n d u cta n c b y   th t u n i n g   o f   P I   p a r am eter s   w it h   s u itab le   tr an s ie n r esp o n s an d   ze r o   s tead y   s tate  er r o r .   Du to   i n v er ter   lo s es  th v o lta g o n   t h d ca p ac ito r   w i ll   f l u ctu a te  an d   i m b ala n ce d   v o lt ag s u p p r ess ed   b y   co n d u cta n ce .   L o w er   t h d ca p ac itan ce ,   lar g er   f lu c tu at io n s   w il l h ap p en .   Ge n er all y ,   t h b an d w id th   o f   d v o lta g co n tr o is   lo w e s t d u to   lar g ca p ac ita n ce   in   t h s y s te m .           Fig u r 5 .   T u n in g   C o n tr o l o f   Y p *   an d   G n *       3.   F U Z Z L O G I CO N T RO L L E ( F L C)   T h d is ad v an ta g o f   P I   co n tr o ller   is   it s   in ab ilit y   to   r ea ct  t o   s u d d en   ch a n g es  in   t h er r o r   s ig n al,   ε,   b ec au s i i s   o n l y   ca p ab le  o f   d eter m i n in g   th e   ar is i n g   v al u o f   t h e   er r o r   s ig n al  w it h o u t   co n s id er in g   th e   ch a n g e   o f   t h r is e   an d   f al o f   t h er r o r ,   w h ic h   i n   m at h e m atica l   ter m s   ,   d en o ted   a s   Δ ε.   T o   s o lv th is   p r o b le m ,   F u zz y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - AI    Vo l.  4 ,   No .   2 ,     J u n 201 5   :   7 2     80   76   lo g ic  co n tr o as   it  i s   s h o w n   in   Fig u r 6   i s   p r o p o s ed .   T h d eter m in a tio n   o f   th e   o u tp u co n tr o s i g n al,   i s   d o n in   an   in f er en ce   e n g in w i th   r u l b ase  h av i n g   if - t h e n   r u les i n   t h f o r m   o f   I F ε  is   . . . . . . . AN Δ ε   is   . . . . . . . ,   T HE o u tp u t i s ........           Fig u r 6 .   B asic Rep r esen tatio n   o f   t h Fu zz y   L o g ic  C o n tr o ll er   ( FL C )       W ith   th r u le  b ase,   t h v al u o f   th o u tp u i s   ch a n g ed   ac co r d in g   to   t h v al u o f   t h er r o r   s ig n al  ε,   an d   th r ate - of - er r o r   Δ ε.   T h s tr u ct u r an d   d eter m i n atio n   o f   th r u le  b ase  is   d o n u s i n g   tr ial - a n d - er r o r   m et h o d s   [ 1 7 ]   an d   is   al s o   d o n th r o u g h   ex p er i m en ta tio n .   T h M A T L A B /SIM U L I NK  m o d el  o f   f u zz y   lo g i c   co n tr o ller   is   s h o w n   i n   f i g u r 7 .           Fig u r 7 .   MA T L A B /SIM U L I NK  Mo d el  o f   Fu zz y   L o g ic  C o n tr o ller .       4.   SI M UL AT I O ST U DI E S   A   r ad ial  lin a s   s h o w n   i n   f i g u r 8 . w h ich   i s   r ated   at  2 3   k v   an d   1 0 0 MV ,   it  is   estab lis h e d   b y   u s in g   alter n ate  tr an s ien p r o g r a m   t o   illu s tr atio n   o f   v o lta g f l u c tu atio n s   an d   v er i f y   th e f f ec tiv e n ess   o f   th D - ST A T C OM .   A t h en d   o f   r ad ial  lin e   t h g r id   v o lta g is   s en s iti v to   in j ec tio n   o f   b o th   r ea an d   r ea ctiv p o w e r   b ased   o n   lo ad   f lo w   an al y s is ,   t h er ef o r D - ST A T C OM   i n s tal led   at  th e   en d   o f   t h li n e.   T ab le  1   an d   2   ar t h e   lin an d   lo ad   d ata,   r esp ec tiv el y .   T h p ar am eter s   o f   D - ST A T C OM   g i v en   a s   f o ll o w s .   1)   Vo ltag b ase: 2 3 k v ,   c u r r en t b a s e:  2 5 1 0   A ,   an d   i m p ed an ce   b ase: 5 . 2 8   Ω .   2)   P W f r eq u en c y : 1 0   k Hz.   3)   T h r ef er en ce   f u n d a m e n tal  p o s itiv e - s eq u en ce   v o ltag | E + f | 1 . 0   p . u .   an d   v o ltag u n b al an ce   f ac to r   %   VUF  =2 . 0 %.   4)   C u r r en t c o n tr o ller : k i, h   = k i, f 4 0   ( f o r   h =5 , 7 , 1 1   an d   1 3 ) ,   k p   2 5 ,   an d   ξ   0 . 0 0 1 .   5)   T u n in g   co n tr o ller P I   p ar am et er s   f o r   | E + f |   (   k p   =   0 . 0 0 1 ,   k i   1 * 1 0 - 4   )   an d   f o r   %VUF   ( k   p   1 0   an d   k i   0 . 0 5 ) .     No te  th at  at  t h e n d   o f   t h b u s   i n v er ter - b ased   DG  is   to   b in s talled   a n d   s i n g le - p h ase   lo ad s   ar co n n ec t ed   b et w ee n   a   an d   b   p h ase s   to   g e n er ate  s e v er   v o ltag v ar iatio n   as   w ell   as   v o lta g e   i m b ala n ce .   T h P I   r eg u lato r   is   co n tr o llin g   th p o w er   o f   DG  i p r o d u ce   cu r r en co m m a n d .   B u F L C   i s   u s ed   in   th D - ST A T C OM   cu r r en t c o n tr o l; to   r eg u late  th e   o u tp u t c u r r en t o f   th D is   r e alize d   b y   r eso n an t c u r r en t c o n tr o l.  T h co n tr o l o f   th DG  h as a lr ea d y   s t u d ied   [ 8 ] .     4 . 1 .   Ste a dy - Sta t O pera t io n   B ef o r s tar tin g   o f   t h D - ST A T C OM   o p er atio n ,   th b u s   v o ltag e s   ar s i g n i f ica n tl y   s welled   an d   i m b alan ce d   d u to   s in g le - p h a s lo ad s   an d   DG  as  s h o w n   in   Fig u r 9 ( b ) .   A th en d   o f   th lin e,   th v o lta g e   f l u ctu a tio n s   ar w o r s co n d iti o n .   Fo r   ex a m p le  at  B u s   5 ,   | E + f 1 . 06  p . u .   an d   % VUF  =   5 . 1 .   T ab le  3   s h o w s   co r r esp o n d in g   | E + f an d   %V UF  f o r   all  b u s es.  W h e n   th f u zz y   b a s ed   D - ST A T C O is   in itiated   w it h   co m p e n s at io n   o f   t h p o s iti v e - s eq u en ce   v o lta g o n l y   ( G n 0 ) ,   th en   T ab le  4   s h o w s   t h | E + f o n   ea ch   b u s   co u ld   b r esto r ed   to   th n o m i n al   v a lu e.   A t   t h is   ti m e,   t h D - ST AT C OM   is   o p er ated   at  0 . 37  p . u .   w it h   r m s   cu r r en ts   i a i b i c = 0 . 37  p . u .   H o w e v er ,   th v o lta g f lu c tu at io n   is   s till   s ig n i f ica n t a s   s h o w n   i n   f i g u r 9 ( c)   d u to   i m b alan ce d   v o lta g e.   Af ter   i m b alan ce   s u p p r ess io n   is   ac ti v at ed ,   th b u s   v o lta g es  ar e   clea r l y   r ec o v er ed   f r o m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       Mit ig a tio n   o f V o lta g e   F lu ctu a t io n s   u s in g   fu z z y - b a s ed   D - S TA TC O M in   … ( M.P a d ma   La lith a )   77   f l u ctu a tio n   as  s h o w n   in   f i g u r 9 ( d ) .   T h co r r esp o n d in g   all  b u s e s   of   b o th   | E + f a n d   %VUF  co u ld   b m ain tain ed   b elo w   th p r esetti n g   le v el  ( 1 . 0   p . u .   an d   2 %),   w h ic h   illu s tr a tes  o n   T ab le   5 .   A s   s h o w n   i n   Fig u r 9 ( g ) ,   th D - ST A T C OM   co n s u m es   i m b ala n ce d   cu r r en ts   i a 0 . 52  p . u . ,   i b 0 . 25  p . u . ,   an d   i c 0 . 35  p . u .   w it h   G n 9 . p . u .   an d   0 . 37  p . u ,   r esp ec tiv e l y .   T h to tal  h ar m o n ic  d is to r tio n s   ar as  f o llo w s   T HDa   =1 . 5 %,   T HDb   1 . 2 5 %,   T HDc   1 . 8 5 %.     4 . 2 .   T ra ns ie nt  O pera t io n   T h tr an s ie n p er f o r m an ce   o f   th e   f u zz y   b ased   D - ST A T C O is   d e f i n ed   in   T ab le  6 .   T h e   tr an s ien t   b eh av io r   o f   th e   p o s iti v e - s eq u en ce   v o ltag e   | E + f a n d   v o lta g u n b alan ce d   f ac to r   %VU i s   s h o w n   in   f ig u r e   1 0 . w h ile  Y p *   a n d   G n *   as  s h o w n   in   f i g u r e1 1 . W h en   4   an d   6   s ,   th r ee - p h ase  lo ad s   at  b u s   3   an d   4   ar e   tu r n ed   o f f ,   r esp ec ti v el y ,   | E + f i s   i n cr ea s ed .   T h tu n i n g   co n tr o o f   Y p *   is   co r r esp o n d in g l y   in cr ea s ed   to   m ai n tai n   | E + f a t   1 . 0   p . u .   A 7   s ,   th s i n g le - p h ase  lo ad s   ar tu n in g   o f f   it  r ed u ce s   th i m b a lan ce d   v o lta g as  s h o w n   i n   f i g u r e   10   ( b ) .   So   Gn *   i s   d ec r ea s ed   to   m ain tain   %VUF a t 2 %,   as  s h o w n   in   f i g u r e   1 1 ( b ) .   T h o u tp u p o w er   o f   DG  d ec r ea s es  f r o m   0 . 9   to   0 . 4 5   p . u   at  8   s .   Y p *   an d   th r eq u ir e d   r ea ctiv p o w er   o f   t h D - ST A T C OM   a r r ed u ce d ,   d u to   s w el led   v o l tag b ec o m e s   s lig h ter .   Mo r i n ter esti n g l y ,   at  t=  9   s   th e   DG  b ei n g   t u r n ed   o f f   t h en   | E + f b ec o m es  lo w er   t h a n   1 . 0   p . u .   I n   th e s co n d itio n ,   t h f u zz y   b ased   D - ST A T C OM   o p er ates  w it h   r ed u ce d   Y p *   f o r   in cr ea s i n g   v o lta g e.           Fig u r 8 .   Si m u latio n   C ir c u it           ( b )     ( c)   ( d )         ( e)   ( f )   ( g )     Fig u r 9 .   T est r esu lts   ( b )   D - S T A T C OM   o f f .   ( c)   D - ST A T C OM   o n ,   b u t G n * 0 .   ( d )   D - STA T C OM   o n .   ( e)   D - ST A T C OM   o f f .   ( f )   D - ST A T C OM   0 n ,   b u t G n * 0 .   ( g )   D - ST A T C OM   o n .               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - AI    Vo l.  4 ,   No .   2 ,     J u n 201 5   :   7 2     80   78   T ab le  1 .   L in D ata  ( in   p er   u n it )   T ab le  2 .   L o ad   D ata  ( in   p er   u n it)   L i n s eg m e n t   R   X   B u s   1 - 2   0 . 0 3 0   0 . 0 3 3   B u s   2 - 3   0 . 0 4 9   0 . 0 4 9   B u s   3 - 4   0 . 0 3 4   0 . 0 3 9   B u s   4 - 5   0 . 0 2 1   0 . 0 3 0         B u s   3     P   3     Q   3     r ec tif ier   3     DG   1     P   2   0 . 0 5 2   0 . 0 3 2       0 . 1 0 6 ab   3   0 . 0 5 1   0 . 0 2 4       0 . 1 0 6 ab   4   0 . 0 0 3   0 . 0 1 7   0 . 0 9 2     0 . 1 0 6 ab   5   0 . 0 1 4   0 . 0 0 7     0 . 9   0 . 1 0 6 ab   T ab le  3 .   B u s   V o ltag e s   af ter   D - ST A T C OM   o n l y   C o m p en s ates P o s iti v e - Seq u e n ce   V o ltag es   T ab le  4 .   B u s   Vo ltag e s   B ef o r T h D - ST A T C OM   is   Star ted         B US 2   B US 3   B US 4   B US 5   |       |   1 . 0 0   1 . 0 2   1 . 0 4   1 . 0 6   %VUF   1 . 8 %   3 . 7 %   4 . 8 %   5 . 1 %       B US 2   B US 3   B US 4   B US 5   |       |   1 . 0 0   1 . 0 0   1 . 0 0   1 . 0 0   %VUF   1 . 8 %   3 . 7 %   4 . 8 %   5 . 1 %   T ab le  5 .   B u s   Vo ltag e s   A f ter   th D - ST A T C OM   C o m p en s ates B o th   P o s iti v an d   Neg ativ e - Seq u en ce   Vo ltag es         B US 2   B US 3   B US 4   B US 5   |       |   1 . 0 0   1 . 0 0   1 . 0 0   1 . 0 0   %VUF   1 . 7 %   1 . 9 %   2 . 0 %   2 . 0 %   T ab le  6 .   L o ad   OR   DG  Var iatio n     t   E v en t   L o ca tio n   4   3   lo ad   o f f   B u s   3   6   3   lo ad   o f f   B u s   4   7   1   lo ad   o f f   B u s   4   8   DG  o u tp u f r o m   0 . 9 to   0 . 4 5   p . u .   B u s   5   9   DG  o u tp u f r o m   0 . 4 5 to   0   p . u .   B u s   5         ( a)   ( b )     Fig u r 1 0 .   Vo ltag es in   T r an s ie n t O p er atio n ,   ( a) | E + f |.   ( b )   %VUF.       T h er ef o r e,   th v o ltag r eg u la t io n   co u ld   b s o p h is ticated   b y   d y n a m icall y   t u n in g   Y p *   an d   G n *   o f   th f u zz y   b ased   D - ST A T C OM .   Fro m   t h ab o v s i m u lat io n s ,   it  is   clea r   an d   o b v io u s   t h at  th p r o p o s ed   f u zz y   co n tr o ller   is   ab le  to   co n tr o l th DC - b u s   v o ltag e f f icie n tl y   i n   s tead y   o r   tr an s ien s tate.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       Mit ig a tio n   o f V o lta g e   F lu ctu a t io n s   u s in g   fu z z y - b a s ed   D - S TA TC O M in   … ( M.P a d ma   La lith a )   79         ( a)   ( b )     Fig u r 1 1 .   D - ST A T C OM   C o m m an d s   i n   T r an s ien t O p er atio n .   ( a)   Y p * .   ( b )   G n * .       5.   CO NCLU SI O N   T h p a p er   h as  p r esen ted   th allev iatio n   o f   v o lta g f l u ctu a t io n s   at  s tead y   s tate  an d   tr an s ien s tate   b ased   o n   f u zz y   lo g ic  co n tr o m et h o d   o f   D - ST A T C OM   in   h ig h   lev el   p en etr atio n   o f   DG   s y s te m s .   T o g et h er   w it h   p o s iti v e - s eq u e n ce   ad m it t an ce   to   r ec o v er   th p o s itiv e - s eq u en ce   v o lta g e,   n e g ati v s eq u en ce   co n d u cta n ce   is   i m p le m e n ted   to   co o p er ativ el y   i m p r o v i m b ala n ce d   v o lta g e.   A   t u n i n g   co n tr o is   d esi g n ed   to   d y n a m icall y   ad j u s ad m itta n ce   as  w ell  a s   co n d u ctan ce   co m m a n d s   to   m ai n tai n   b o t h   p o s iti v a n d   n e g ati v e - s eq u e n ce   v o ltag e s   at  a n   allo w ab le  le v el  in   r e s p o n s to   p o w er   v ar i atio n   o f   DGs  o r   lo ad s .   T h e   r ed u ctio n   o f   to tal   h ar m o n ic  d is to r tio n s   ( T HD)   an d   p er ce n ta g o f   u n b ala n ce   f ac to r   ( %V UF)   m ai n tai n ed   at  all  b u s es   i n   a n   ac ce p ta b le  lev els.  O n o f   t h m aj o r   ad v an tag e s   o f   th i s   s ch e m i s   b ein g   le s s   s en s iti v to   t h s y s te m   p ar a m eter s   v ar iatio n i n   ad d itio n ,   it  i s   ch a r ac ter ized   b y   n e g li g ib le  r esp o n s ti m e.   Si m u latio n   r es u lt s   an al y s is   h as  s h o w n   th at  t h p r o p o s ed   co n tr o ller   h as  f a s d y n a m ic  r esp o n s e,   h ig h   ac c u r ac y   o f   tr ac k i n g   t h D C - v o lta g r ef er e n ce ,   an d   s tr o n g   r o b u s tn e s s   to   lo ad   s u d d en   v ar iatio n s .       RE F E R E NC E S   [1 ]   Wes ter m a n n ,   M   Kra tz.  re a l - ti m e   d e v e lo p m e n p lat f o rm   f o th e   n e x g e n e r a ti o n   o f   p o w e s y ste m   c o n tro l   f u n c ti o n s.   I EE T r a n s .   In d . El e c tr o n . 2 0 1 0 ;   57 ( 4 ):   1 1 5 9 1 1 6 6 .   [2 ]   TL   L e e ,   S H Hu ,   YH   Ch a n .   De sig n   o D - S T AT COM   fo v o l ta g e   re g u la ti o n   in   mic ro - g ri d s .   I P r o c .   IEE En e rg y   Co n v e rs.Co n g r. Ex p o .   2 0 1 0 :   3 4 5 6 3 4 6 3 .   [3 ]   S   Dib ,   C   Be n a c h a ib a ,   B   F e rd i .   T ra n sie n P e rf o rm a n c e   I m p ro v e m e n o f   D y n a m ic  V o lt a g e   Re sto re b y   A d a p ti v e   F u z z y   P Co n tro ll e r.   In ter n a ti o n a Rev iew o n   M o d e ll i n g   a n d   S imu l a ti o n s ( I. RE . M O.S ) .   2 0 0 9 2 ( 2 ).   [4 ]   T   S e n jy u ,   Y   M i y a z a to ,   A   Yo n a ,   Ura sa k i,   T   F u n a b a sh i.   Op ti m a l - d istri b u ti o n   v o l tag e   c o n tro a n d   c o o r d i n a ti o n   w it h   d istri b u ted   g e n e ra ti o n IE EE   T ra n s.   Po we r De l. ,   2 0 0 8 ;   23 ( 2 ) 1 2 3 6 1 2 4 2 .   [5 ]   YR.  M o h a m e d ,   E   El - S a a d a n y c o n tr o sc h e m e   f o P W M   v o l tag e so u rc e d istri b u te d - g e n e ra ti o n   in v e rters   f o f a st   lo a d - v o lt a g e   re g u latio n   a n d e f f e c ti v e   m it ig a ti o n   o f   u n b a lan c e d   v o lt a g e   d istu r b a n c e s .   IEE T ra n s.  In d . El e c tro n . 2 0 0 8 5 5 ( 5 ):  2 0 7 2 2 0 8 4 .   [6 ]   P   Ca rv a lh o ,   P   Co rre ia,  L   F e rre i ra Distrib u ted   re a c ti v e   p o we g e n e ra ti o n   c o n tr o f o v o lt a g e   ris e   m it ig a ti o n   in   d istri b u ti o n   n e tw o rk s.   IEE ET ra n s.  Po we r S y st.   2 0 0 8 2 3 ( 2 )7 6 6 772 .   [7 ]   F u ji ta,  A k a g i.   V o lt a g e - re g u l a ti o n   p e rf o rm a n c e   o f   a   sh u n a c ti v e   f il ter  in ten d e d   f o in sta ll a ti o n   o n   a   p o w e d istri b u ti o n   sy ste m .   IEE ET ra n s.  Po we r E lec tro n .   2 0 0 7 22 ( 3 ):   1 0 4 6 1 0 5 3 .   [8 ]   TL   L e e ,   P T   Ch e n g .   De si g n   o a   n e c o o p e ra ti v e   h a r m o n ic  f il ter in g   stra teg y   f o d istri b u ted   g e n e ra ti o n   in terf a c e   c o n v e rters   in   a n   isla n d i n g   n e tw o rk .   IEE T ra n s.  P o we r E lec tro n .   2 0 0 7 ;   42 ( 5 ):   1 3 0 1 1 3 0 9 .   [9 ]   F   Blaa b jerg ,   T e o d o re sc u ,   M   L ise rre ,   A V   T i m b u s.  Ov e r v ie w   o c o n tr o a n d   g rid   sy n c h ro n iza ti o n   f o d istri b u ted   p o w e g e n e ra ti o n   sy ste m s.   IEE T ra n s.  I n d .   El e c tro n .   2 0 0 6 ;   53 ( 5 ):   1 3 9 8 1 4 0 9 .   [1 0 ]   T w in in g ,   M Ne wm a n ,   P L o h ,   DG   Ho lm e s .   Vo lt a g e   c o mp e n s a ti o n   i n   we a k   d istri b u t i o n   n e tw o rk u sin g   a   D - S T AT COM .   I n   P r o c .   IEE E   P EDS ,   2 0 0 3 :   1 7 8 18 3.   [1 1 ]   P S   S e n sa rm a ,   KR  P a d iy a r,   V   Ra m a n a ra y a n a n A n a l y sis  a n d   p e rf o rm a n c e   e v a lu a ti o n   o f   a   d istri b u ti o n   S T AT COM  f o c o m p e n sa ti n g   v o lt a g e   f lu c tu a ti o n s I EE T ra n s.   Po we r De l. 2 0 0 1 16 ( 2 ):  2 5 9 2 6 4 .   [1 2 ]   M o h a m m a d   M o h a m m a d i,   A sh k a n   M o h a m m a d Ro z b a h a n i,   M a h d i   M o n taz e ri ,   Ha m e d   M e m a rn e z h a d ,   S a m a n   A b a si   G a r a v a n d .   F u z z y   Ba n g - Ba n g   Co n tro S c h e m e   o USS f o V o lt a g e   S a g   M it ig a ti o n   Du e   to   S h o rt  Circu it a n d   In d u c ti o n   M o to r   S tarti n g   in   Distri b u ti o n   S y ste m .   Ia e s   jo u rn a l 2 0 1 4 4 ( 4 ).   [1 3 ]   De e p th isre e   M a d a th il ,   Ilan g o   Ka ru p p a sa m y ,   Kirth ik a   D e v V S ,   M a n ju la  G   Na ir.   V o lt a g e   F li c k e M it ig a ti o n   i n   El e c tri c   A rc   F u rn a c e   u sin g   D - S T AT C OM.   ia e s jo u r n a l ,   2 0 1 4 5 (2 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - AI    Vo l.  4 ,   No .   2 ,     J u n 201 5   :   7 2     80   80   B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       1 M .   P a d m a   L a li th a   is  g ra d u a ted   fro m   JN T U,  A n a th a p u in   El e c tri c a &   El e c tro n ics   En g in e e rin g in   th e   y e a 1 9 9 4 .   O b tain e d   P o st  g ra d u a te  d e g re e   in   P S OC  f ro m   S . V . U,  T iru p a th i   in   th e   y e a r   2 0 0 2 .   Ha v in g   1 4   y e a rs  o f   e x p e rien c e   in   tea c h in g   in   g ra d u a te  a n d   p o s g ra d u a te  lev e l.   S h e   h a d   1 0   in tern a ti o n a j o u r n a p u b li c a ti o n a n d   1 0   i n tern a ti o n a a n d   n a ti o n a c o n f e re n c e to   h e c re d it .   S h e p u b li s h e d   n e a rly   5 4   p a p e rs  in   v a rio u n a ti o n a &   in ter n a ti o n a j o u r n a ls  &   c o n f e re n c e s.   S . V.Un iv e rsity ,   T iru p a th a w a rd e d   d o c t o ra te  in   th e   y e a 2 0 1 1   P re se n tl y   w o rk in g   a P ro f e ss o a n d   HO o f   EE d e p a rtm e n in   A n n a m a c h a r y a   In stit ut e   o f   T e c h n o lo g y   a n d   S c ien c e s,  Ra jam p e t   A n d h ra   P ra d e sh ,   In d ia.  A re a o f   in tere st  in c lu d e   ra d ial   d istri b u ti o n   sy ste m s,  A N N.   M a il   id :   p a d m a lalit h a - m a r e d d y @ y a h o o . c o . in         2 R.   M a d h a n   m o h a n   w a b o rn   o n   ra ja m p e t,   Ka d a p a ,   I n d ia.  He   re c e iv e d   th e   B. E&  M . d e g re e in   e lec tri c a a n d   e lec tro n ic  e n g in e e rin g   f ro m   J NTU A ,   A IT S   in   2 0 0 6 ,   2 0 0 9 .   P re se n tl y   w o rk in g   a s   A s sista n P r o f e ss o in   EE E d e p a rtm e n ti n A n n a m a c h a r y a   In stit u te  o f   T e c h n o l o g y   a n d   S c ien c e s,  Ra ja m p e t,   A n d h ra   P ra d e sh ,   I n d ia.   A re a   o f   in tere st p o w e s y ste m s.   M a il   id :   m a d h a n m o h a n @g m a il . c o m           3 B. M u ra li m o h a n   b a b u   w a s   b o rn   in   1 9 9 2 .   He   re c e iv e d   B. Tec h   De g r e e   f ro m   S id d h a rth a   in stit u te  o f   e n g in e e rin g   a n d   tec h n o lo g y ,   JN T Un iv e rsit y   A n a n tap u r,   p u t tu I n   th e   y e a 2 0 0 9 .   A p re se n t   p e rsu in g   M . T e c h   in   p o w e sy ste m f ro m   A n n a m a c h a r y a   In stit u te  o f   T e c h n o lo g y   a n d   S c ien c e s,   Ra ja m p e t,   A n d h ra   P ra d e sh ,   I n d ia.   A re a   o f   in tere st d istri b u ti o n   sy ste m s.   M a il   id :   b o jj a m u ra li 2 2 5 @g m a il . c o m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.