I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   2 A p r il  201 7 ,   p p .   720 ~ 72 8   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v7 i 2 . p p 7 2 0 - 72 8     720       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   Po w er Q ua lity En ha nce m ent  in  G ri d Connec ted  PV  Sy ste m s   u sing  H ig h S tep  u p DC - DC  Co nv er ter        S P ra s a da ra o   K 1 ,   K   K ri s hn a   Ra o 2 ,   P   B a la   K o t es w a r a   Ra o 3 ,   T   Abis ha i 4   1, 4 De p a rtem e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g ,   KL   Un i v e rsit y ,   In d ia   2 De p a rte m e n o f   El e c tri c a a n d   C o m p u ter   En g in e e rin g ,   JIG JIG A   U n iv e rsity ,   In d ia   3 De p a rte m e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g ,   G u d lav a ll e ru   En g i n e e rin g   Co ll e g e ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   2 3 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Ma r   9 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Ma r   2 3 ,   2 0 1 7       Re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e (RES a re   g a in in g   m o re   i m p o rtan c e   in   t h e   p re se n t   sc e n a rio   d u e   to   t h e   d e p letio n   o f   f o ss il   f u e ls  a n d   in c re a sin g   p o w e d e m a n d .   S o lar  e n e rg y   is  th e   o n e   o f   th e   m o st  p ro m isin g   a it   is  c le a n   a n d   e a sil y   a v a il a b le  so u rc e .   T h e   v o lt a g e   o b tai n e d   f ro m   th e   P V   sy ste m   is   lo w .   T h is  v o lt a g e   is  in c re a se d   b y   h ig h   ste p   u p   d c - d c   c o n v e rter  w h ich   u se o n ly   o n e   sw it c h   lea d to   lo w   s w it c h in g   lo ss e a n d   h e n c e   th e   e f f icie n c y   o f   th is   c o n v e rter  is  h ig h .   T o   g e th e   g o o d   re sp o n se   th is  c o n v e rter  is  o p e ra ted   in   c lo se d   lo o p   m a n n e r.   In teg ra ti o n   o f   P V   sy ste m   w it h   e x isti n g   g rid   h a so   m a n y   issu e li k e   d isto rted   v o lt a g e ,   c u rre n a n d   re a c ti v e   p o w e c o n tro l   e tc.  T h is   p a p e p re se n ts  a   f o u leg   in v e rter  w h ich   w o rk o n   h y ste re sis  c u rre n c o n tro l   tec h n iq u e   to   a d d re ss   th e   p o w e r   q u a li ty   issu e li k e   r e a c t iv e   p o we r   c o m p e n sa ti o n ,   b a lan c e d   l o a d   c u r re n ts  a n d   c o m p e n sa ti o n   o f   n e u tral  c u rre n t.   T h e   s w it c h in g   to   th e   in v e rter  is  d e sig n e d   in   su c h   a   w a y   th a it   su p p li e th e   e x tra  c u rre n to   sta b il ise   th e   c u rre n o f   th e   g rid   th a is  b e in g   su p p li e d   to   th e   lo a d s.  F i n a ll y ,   th e   p ro p o se d   tec h n iq u e   is  v a li d a ted   b y   u sin g   m a lab /S im u li n k   so f t w a re   a n d   c o rre sp o n d in g   re su lt s are   p re se n ted   in   th is  p a p e r.   K ey w o r d :   Dis tr ib u ted   g e n er atio n   ( DG)   P h o to   v o ltaic  ( P V)   P o w er   q u ali t y   ( P Q)   R en e w ab le  e n er g y   s o u r ce s   ( R E S).   s h u n t a ctiv p o w er   f il ter   ( SA P F)   Co p y rig h ©   2 0 1 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 :   P r asad ar ao   K   Dep ar te m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr ical  E n g i n ee r i n g ,   L   U n iv er s it y ,   Vad d es w ar a m ,   Gu n t u r   ( d t) ,   A . P   -   I n d ia   E m ail:  k v s p r asad 8 6 @ g m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   No w - a - d a y s   th er i s   m o r d e m an d   i n   r e n e w ab le  en er g y   g en er atin g   s y s te m s .   E lectr ic  d ev ices   a n d   p o w er   co n s u m er s   ar in cr ea s i n g   ab r u p tl y   a n d   m a in l y   co n ce r n ed   in   r ea ch in g   t h is   h i g h   en e r g y   d e m an d .   Nea r l y   s ev e n t y   p er ce n o f   w h o le  elec tr ic  en er g y   r eq u ir e m e n i s   b ei n g   g e n er ated   b y   th b u r n i n g   o f   f o s s il   f u el s .   B u t   in cr ea s i n   air   p o llu tio n   ca u s i n g   v ar i o u s   p r o b lem s   li k g lo b al  w ar m i n g   e f f ec t d ep letio n   o f   f o s s il  f u els,  t h eir   in cr ea s in   co s t   etc. ,   h a v m ad eto   lo o k   f o r w a r d   f o r   r en e w ab le  s o u r ce s   as  th e   s o l u tio n   f o r   f u tu r p o w er   d em a n d .   Fo r   th i s   r ea s o n ,   s o la r   en er g y   h a s   m o r d e m an d   as  i t   is   clea n   an d   ea s i l y   a v ailab l s o u r ce .   T o   m ee t   th lo ad   d em a n d ,   in co r p o r atio n   o f   R E [1 ]   is   o n o f   th s u i t ab le  s o lu tio n   ca lled   Dis tr ib u te d   Gen er atio n   ( DG) .   T h lo ad s   ar e   f r etf u d u to   th in s tab ilit y n a tu r o f   R E in   d is tr ib u tio n   s y s te m s   as  t h e y   ca u s t h r is k   o f   n et w o r k   s tab ilit y ,   p o o r   v o ltag r eg u latio n   ( V R )   a n d   P p r o b lem s .   T h er ef o r e,   th e   DG   [2 - 4]   s y s te m s   s h o u ld   co m p l y   s tan d ar d s   e n s u r its   s af et y ,   to   in cr ea s e   r eliab ilit y   a n d   ef f icie n o p er atio n .   T h a d v an c e m en i n   t h e   tech n o lo g o f   co n v er ter s   an d   co n tr o l   s tr ate g ies   m ak e s   DG   s y s te m   co n tr o lled   [5 - 7 ] ,   ac tiv el y   to   e n h a n ce   t h e   s y s te m   p er f o r m a n ce s   b y   i m p r o v in g   P at  P o in t   o f   co m m o n   C o u p lin g   ( P C C ) .   Mo r eo v er ,   u s a g o f   p o w er   elec tr o n ics   ( P E )   d ev ices,  n o n - lin ea r   lo ad s   g e n er ate  h ar m o n i cs  r elate d   to   cu r r en ts w h ic h   lea d s   to   q u alit y   is s u e s   in   th p o w er   g en er atio n .   C o m m o n l y ,   VSI   w it h   cu r r en co n tr o ar p r ef er r ed   to   in ter f ac w i th   u n s tab le  n atu r e d   R E o f   DG.   R ec e n tl y ,   t h er ar m a n y   co n tr o tech n iq u es  ar u s ed .   I n   [ 5 ]   an   in v er ter   o p er ates  lik ac tiv e   in d u cto r   r ed u cin g   th h ar m o n ic  r elate d   to   cu r r en t.  A cti v p o w er   f ilter s   ( A P F)  [ 8 ]   b ein g   ex ten s i v el y   u s ed   f o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P o w er Qu a lity E n h a n ce men t i n   Gri d   C o n n ec ted   P V   S ystems   u s in g   Hig h   S tep   Up     ( V   S   P r a s a d a r a o   K )   721   th co m p e n s a tio n   o f   t h h ar m o n ics  o f   c u r r en a n d   lo ad   u n b alan ce   f r o m   d is tr ib u tio n   le v el .   T h is   r es u lts   ex tr a   co s f o r   h ar d w ar e.   Ho w e v er ,   w u n ited   th p r o p er ties   o f   A P o f   co n v e n tio n a in v e r ter   co m b in i n g   o f   r en e w ab le  to   th g r id ,   w it h o u t   ex tr co s t .   T h p o w er   o b tain e d   f r o m   P ce ll  is   lo w .   I n   th is   p ap er   P s y s te m   i s   in te g r ated   to   th e x is tin g   g r id   w i th   f o u r   leg   i n v er ter .   T h f u n ctio n s   p er f o r m ed   b y   th f o u r   leg   i n v er ter   ar as   f o llo w s 1 . I co n tr o ls   t h p o w er   ex ch a n g ed   b et w ee n   g r id   a n d   R E 2 .   I ca n   co m p e n s a te   th n e u tr al  c u r r en t   an d   r ed u ce s   th d is to r tio n   in   th lo ad   cu r r en t.  T h in p u f o r   th f o u r   leg   i n v er ter   is   d s o u r ce   ( ie. P V   s y s te m ).   T h lo w   v o lta g o b tain ed   f r o m   t h P s y s te m   is   e n h a n ce d   b y   th e   h i g h   s tep   u p   d c - d co n v er ter   [ 9 ] T h is   co n v er ter   in cr ea s es  t h in p u v o lta g b y   1 3   p er ce n w i th   u s o f   o n s w itc h   o n l y .   So ,   th s w itch in g   lo s s e s   ar lo w   an d   h e n ce   t h ef f ic ien c y   i s   h ig h .   T o   g et  th f a s ter   r esp o n s th p r ese n ted   d c - d co n v er t er   is   i m p le m en ted   i n   clo s ed   lo o p   m an n er   b y   p r o p er   tu n i n g   o f   P I   c o n tr o ller .       2.     H I G H   S T E P   UP   DC - DC  C O NVER T E R   T h Fig u r 1   s h o w n   b elo w   is   th cir cu it  d ia g r a m   o f   t h p r o p o s ed h ig h   s tep   u p   d c - dc   co n v er ter .   I t   h elp s   is   s tep p i n g   u p   th lo w   r ated   v o ltag r atin g   th at  i s   o b tain ed   f r o m   t h P s y s te m   to   th s u itab le  g r id   v o ltag a n d   th e   f ea t u r es  o f   it   ar as  f o llo w s ,   1 .   T h co n n e ctio n   b et w ee n   co u p led   in d u ct o r s ,   ca p ac ito r ,   an d   d io d h elp s   i n   at tain i n g   a   la r g s tep - u p   v o lta g r atio .   2 .   T h en er g y   s to r ed   i n   co u p l ed   in d u cto r   ca n   b e   r ec y c led ,   w h ich   h elp s   in   i n cr ea s in g   th e f f icien c y ,   an d   m ai n tain i n g   t h v o lta g e   s tr es s   ac r o s s   th ac ti v e   s w itc h   S1 .   3 .   T h e   s w itch   S1   h elp s   i n   s ep ar atin g   t h P p an el  e n er g y   d u r i n g   n o n - o p er atin g   co n d iti o n s   e f f icie n tl y ,   th is   h elp s   i n   en h an c in g   t h s a f et y   o f   th s y s te m .       L k 2 C 2 C 1 D 2 D 1 C 3 V 0 N 2 N 1 S 1 V i n D 3 R T 1     Fig u r e   1 .   P r o p o s ed   Hig h   Step   u p   DC - DC   C o n v er ter       T h h ig h   s tep   u p   d c - d co n v er ter   is   o p er ated   in   f iv m o d e s   as f o llo w s   1)   M o d e   1   [t 0 , t 1 ]:   In   t hi s   m o de ,   w he S i s   i O N   po s i ti o n   t he   m a g ne ti zi n g   i nd uc t or   L m   c ha r ge s   t   h   e       c a pa ci t or   C 2   c o nt i n uo us l y   t hr o ug li ne a r   t r a ns f or m e r   T 1.   T he   c ur r e nt   f l o w   pa t h   i s   s h o w i n     F i g u r be l o w   w he n   t he   s w i tc h   S 1   a n d   di o de   D 2   a r e   c o nd uc ti n g.   T h ac ce p ted   i Lm   is   s m all  b ec au s t h e   an tece d en v o ltag V in   cr o s s in g   th p r i m ar y   ar is i n g   m a g n et i zin g   i n d u c to r   L k1   an d   m a g n et izin g   in d u cto r   L m   i s   s til l a p p o in t m e n t it s   ac ti v it y   th r o u g h   ac co m p a n y i n g   i n d u cto r   T 1   to   alleg atio n   s w itc h e d   ca p ac ito r   C 2 b u th en er g y   is   s li g h tl y   d ec r ea s in g .   T h ch ar g in g   cu r r en ts   i D2   an d   i C2   th r o u g h   D 2   an d   C 2   ar e   d ec r ea s in g .       L k 2 V C 2 C 1 D 2 D 1 C 3 V 0 N 2 N 1 S 1 V i n D 3 i 0 i c 3 V   c 3 V d s V l m i d 2 V n 2 I d s i c 2     Fig u r 2 .   C ir cu it d ia g r a m   f o r   m o d e1   o p er atio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2088 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 7   7 2 0 7 2 8   722   2)   Mo d e   2   [t 1 ,t 2 ]:   I n   t h is   m o d e th s o u r ce   V in   is   co n n ec ted   s er iall y   w it h   N2 ,   C 1 ,   an d   ca p a cito r   C 2   to   th o u tp u ch ar g ca p ac ito r   C 3   an d   lo ad   R .   A th s a m ti m e th m ag n etizi n g   in d u cto r   L m   is   also   r ec eiv in g   en er g y   f r o m   V in T he   c ur r e nt   f l o w   pa t h   is   s ho w in   F ig u r 3   w h e n   t h e   s w it c h   S 1   re m ai n e d   i n   ON   p o s it i o n ,   t h d i o d e   D 3   is   c o n d u ct i n g .   T h cu r r en t s   i Lm ,   i L K1 ,   a n d   i D3   ar ac cr etio n   b ec au s t h V in   i s   ac r o s s   L K1 ,   L m ,   a n d   p r i m ar y   win d in g   o f   i n d u c to r   N 1 ,   L m   a n d   L K1   ar s to r i n g   en er g y   f r o m   t h s o u r ce   Vin ,   at  th s a m ti m e   V in   i s   also   se ri al l y   co n n ec ted   w it h   s ec o n d ar y   w in d i n g   N 2   o f   co u p l ed   in d u cto r   T 1 ca p ac ito r s   C 1 ,   an d   C 2 ,   an d   ag ain   d is ch ar g es  t h eir   s to r ed   en er g y   to   ca p ac ito r   C 3   an d   lo ad   R .   T h cu r r en ts   i in , i D3   a n d   ar d i s ch ar g in g   as  t h c u r r en t s   i C1   an d   i c2   ar in cr ea s in g .   T h p r o ce s s   en d s   i f   t h s w itc h   is   OFF   at  t =   t 2 .       L k 2 V C 2 C 1 D 2 D 1 C 3 V 0 N 2 N 1 S 1 V i n D 3 i 0 i c 3 V   c 3 V d s V l m V n 2 I d s i c 2 i l k 2 i d 3 i c 1 R i l k 1     Fig u r 3 .   C ir cu it d ia g r a m   f o r   m o d 2   o p er atio n       3)   M o de  3 [ t 2 ,   t 3 ]:   Du r in g   t h i s   ti m e   i n ter v al,   s ec o n d ar y   in d u ct o r   L K 1   o f   th e   p air   k ee p s   c h ar g in g   C 3   o n ce   t h e   s w itc h   S1   is   O FF .   T h p r ese n t   f lo w   p at h   o f   c u r r en t   is   s h o w n   in   Fi g u r e   4 ,   w h er th e   d io d es  D 1   a n d   D 3 ar e   co n d u cti n g .   T h en er g y   p r es en i n   th leak a g i n d u cto r   L k 1   f lo w s   t h r o u g h   d io d D1   to   ch ar g t h e   ca p ac ito r   C 1   in s tan tl y   o n ce   th s w itc h   S1   is   OF F.  Me a n w h il e,   th e n er g y   o f   s ec o n d ar y   in d u cto r   L k an d   a   p air   is   s er i al y   co n n ec ted   w ith   C 2   to   ch ar g o u tp u ca p ac ito r   C 3   an d   t h er ef o r th lo ad .   A s   r es u lt  o f   d is ch ar g e ,   i n d u c tan ce   L k1   an d   L k2   v ar y   s m aller   t h an   L m   a n d   i lk 2   s p ee d il y   d ec r ea s es,  h o w e v e r   i lm   i n cr ea s es   as  t h e   m ag n etizi n g   i n d u cto r   i s   r ec eiv i n g   e n er g y   f r o m   L k1 .   C u r r en i l k 2   d ec r ea s e s   ti l it  r e ac h es  ze r o   a n d   th m o d en d s   at  t =   t 3 .       L k 2 V C 2 C 1 D 2 D 1 C 3 V 0 N 2 N 1 S 1 V i n D 3 i 0 i c 3 V   c 3 V d s V l m V n 2 I d s i c 2 i l k 2 i d 3 i c 1 R i l k 1 i l m i d 1     Fig u r 4 .   C ir cu it d ia g r a m   f o r   m o d 3   o p er atio n       4)   M o de  4 [ t 4 ,   t 5 ]:   Du r in g   t h t r an s itio n   i n ter v a as   s h o w n   i n   t h Fi g u r e   5 ,   t h e   en er g y   i n   t h f o r m   o f   m ag n etiz in g   e lectr ical  d ev ice  lu m in o u s   f lu x   u n it  is   d i s ch ar g ed   to   th e   ca p ac ito r s   C 1   a n d   C 2   at  th e   s a m ti m a n d   o n l y   th e   d io d es  D1   a n d   D2   ar co n d u cti n g .   C u r r en ts   ic1   a n d   iD1   i s   f r eq u e n tl y   b a ted   as  r es u lt  th o u t f lo w   en er g y   s till   f lo w in g   th r o u g h   d io d D1   k ee p   o n   c h ar g i n g   th co n d e n s er   C 1 .   T h en er g y   i n   t h f o r m   o f   l u m i n o u s   f lu x   u n it  i s   d eliv er i n g   th r o u g h   T o n an d   D2   to   ch ar g e   t h co n d en s er   C 2 .   T h en er g y   p r esen in   t h co n d en s er   C 3   is   co n s i s te n tl y   d i s ch ar g ed   to   th lo ad   R .   T h es en er g y   tr a n s f er s   lead s   to   d ec r ea s in   t h iLm   h o w e v er   t h er w ill   b an   in cr ea s i n   i L   m o u n tai n   p ea k .   T h is   m o d en d s   o n ce   c u r r en t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P o w er Qu a lity E n h a n ce men t i n   Gri d   C o n n ec ted   P V   S ystems   u s in g   Hig h   S tep   Up     ( V   S   P r a s a d a r a o   K )   723   v ar iet y   o n is   ze r o ,   at  t =   t4 .   L k 2 V C 2 C 1 D 2 D 1 C 3 V 0 N 2 N 1 S 1 V i n D 3 i 0 i c 3 V   c 3 V d s V l m V n 2 I d s i c 2 i l k 2 i c 1 R i l k 1 i l m i d 1 i d 2 C 2 V c 1     Fig u r 5 .   C ir cu it d ia g r a m   f o r   m o d 4   o p er atio n       5)   M o de  5   [ t 4 ,   t 5 ]:   Du r in g   th is   m o d e,   t h ee n er g y   f r o m   t h m a g n e tizin g   in d u cto r   l m   i s   co n ti n u o u s l y   tr an s f er r ed   to   th ca p ac ito r   C 2 .   T h cu r r en f lo w   p at h   is   s h o w n   in   Fi g u r 6 ,   d u r in g   w h ic h   o n l y   d io d D2   is   co n -   d u cti n g .   T h c u r r en ti L m   i s   d ec r ea s i n g   b ec a u s e   o f   th m a g n etizi n g   in d u cta n ce   p o w er   f lo w i n g   th r o u g h   t h co u p led   in d u ctan ce   T 1   t o   s ec o n d ar y   w in d i n g   N2 ,   an d   D2   co n tin u e s   to   ch ar g ca p ac ito r   C 2 .   T h en er g y   s to r ed   in   th ca p ac ito r   C 3   is   co n tin u all y   d is c h ar g ed   to   th lo ad   R .   T h is   m o d en d s   o n ce   th e   s w itc h   S1   is   t u r n ed   ON  at  t h b eg in n i n g   o f   s u b s eq u e n t s h i f p er io d .       L k 2 V C 2 C 1 D 2 D 1 C 3 V 0 N 2 N 1 S 1 V i n D 3 i 0 i c 3 V   c 3 V d s V l m V n 2 I d s i c 2 i l k 2 i c 1 R i l k 1 i l m i d 1 i d 2 C 2 V c 1     Fig u r 6 .   C ir cu i t d ia g r a m   f o r   m o d 5   o p er atio n       3.   I NT E RF AC I N G   O F   VO L T AG E   SO URC E   I NV E R T E R   ( VSI )   T O   G R I D   T h Fig u r e   7   s h o w s   t h b asic   b lo ck   d iag r a m   o f   t h e   p r o p o s ed   VSI   w it h   a   h y s ter esis   co n t r o cir cu it ,   w h ic h   i s   i n ter f ac ed   to   t h g r id   w it h   t h R E a s   t h d v o lta g s o u r ce .   4 - le g   I n v er ter   ( V S I )   ( Fig u r e   8)   alo n g   w it h   t h A ct iv p o w er   f ilter   [ 3 ]   is   u s ed   to   elim i n ate  th cu r r en h ar m o n ics  an d   p r ev en t h eq u ip m e n f r o m   o v er h ea ti n g .   T h g r id   in ter f a ce   in v er ter   is   u s ed   f o r   I n j ec tin g   t h e   p o w er   to   th g r id   d u r in g   t h u n b alan ce d   co n d itio n s   w h er e   th n o n - lin ea r ,   u n b alan ce d   lo ad   cu r r en ar co m p en s ated .   Her VSI   w il ac as  S h u n t   A cti v P o w er   Fil ter .   A s   s h o wn   in   t h Fi g u r e   7   th e   DC   li n k   ca p ac ito r   w ill  b ac tin g   as  a n   in ter f ac b et w ee n   th cu r r en co n tr o lled   VSI   ( o r )   Gr id   in ter f ac in v er ter   an d   R E S.  Her t h R E is   P s y s t e m   w h ic h   s u p p lies   v ar iab le  p o w er   to   th g r id .   T h DC - li n k   ca p ac ito r   p lay s   m aj o r   r o le  in   tr an s f er r i n g   t h v ar iab le  p o w er   to   g r id .   A   u n id ir ec tio n al  DC / DC   co n v er ter   s h o w n   in   t h Fi g u r e   is   u s ed   f o r   s u p p l y in g   h ig h   v o ltag D C   to   g r id   in ter f ac i n v er ter .   So ,   p o w er   co n d itio n i n g   i s   n ee d ed   f o r   th R E S.  B y   p o w er   co n d itio n i n g   s u itab le  D C   v o lta g e   is   b ein g   g i v e n   t h i n v er ter   wh eth er   th e   s o u r ce   is   e ith er   AC /D C .   Vo lta g s o u r ce   I n v er t er   ( VSI )   an d   f ilter   co n f i g u r atio n s   ar u s ed   to   co n v er t th D C   v o lta g to   A C   v o l tag e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2088 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 7   7 2 0 7 2 8   724   C o n t r o l   c i r c u i t H y s t e r e s i s C o n t r o l S t e p   d o w n   t r a n s f o r m e r G r i d L o a d   s i d e P C C P C C P V   s y s t e m I n v e r t e r V p v P 1 P 4 P 3 P 6 P 5 P 2 P 7 P 8 V   r g V y g V b g V n g I   r g I   y g I   b g I   n g I   r c I   y c I   b c I   n c R Y B N H i g h   s t e p - u p   D C - D C   c o n v e r t e r V   s p v L s h     Fig u r 7 .   P r o p o s ed   cir cu it  w it h   R e n e w ab le  E n er g y   S y s te m           Fig u r 8 .   Gr id   I n ter f ac in g   I n v er ter       T h p o w er   g e n er ated   b y   R E is   v ar iab le in   n at u r e.   T h d c - li n k   p la y s   a n   i m p o r ta n t   r o le  i n   t r an s f er r in g   th v ar iab le  p o w er   f r o m   R E S t o   g r id .     T h cu r r en t th at  i s   b ei n g   i n j ec ted   in to   th d c - l in k   is   g iv e n   b y                            w h er e ,                    = P o w er   g en er ated   f r o m   R E S.   T h cu r r en t o n   th o t h er   s id o f   dc - li n k   is   g iv e n   b y                                                        w h er e,             =   P o w er   f r o m   t h G r id - in ter f ac in g   i n v er ter   p o w er ,            =   A ctiv p o w er   th at  s u p p lie d   to   t h g r id ,              -   I n v er ter   lo s s es.    B y   a s s u m in g   i n v er ter   lo s s e s   as   n eg li g ib le  t h en ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P o w er Qu a lity E n h a n ce men t i n   Gri d   C o n n ec ted   P V   S ystems   u s in g   Hig h   S tep   Up     ( V   S   P r a s a d a r a o   K )   725                    Fig u r 9 .   B lo ck   d iag r a m   r ep r esen tat io n   o f   C o n tr o l Ci r c u it o f   th in v er ter         4.   CO NT RO L   U N I T   O F   G RI I NT E RF AC I N G   I NV E R T E R   C o n tr o u n it  o f   g r id   i n ter f ac i n v er ter   i s   s h o w n   i n   Fi g u r 9 .   Her th n e u tr al  c u r r en i s   co m p e n s ated   b y   th f o u r   le g   g r id   in ter f ac in v er ter   ( VSI ) .   I f   u n b alan ce d   lo ad   is   co n n ec ted   to   p o in o f   co m m o n   co u p li n g ,   th co n tr o ap p r o ac h   co m p en s ates  t h h ar m o n ic  c u r r en ts ,   u n b ala n ce d   an d   n e u tr al  cu r r e n ts .   B y   v ar y i n g   t h e   d u t y   r atio s   o f   in v er ter s   s w itc h es  b alan ce d   p o w er   ap p ea r s   at  r esis ti v lo ad   [ 2 ]   o f   g r id .   T h e   ac tiv p o w er   f lo w   b et w ee n   R E a n d   A C   g r id   ca n   b r ea lis ed   f r o m   r e g u latio n   o f   th e   d c - li n k   v o ltag e.   T h er ef o r e,   d c - lin k   v o lta g e   o u tp u r es u lts   i n   ac ti v cu r r en t   (     )   w h ic h   w h e n   m u lt ip lied   w it h   u n it y   g r id   v o lta g es  (                             g en er at r ef er en ce   g r id   c u r r en ts   (                               ) .   A   p h ase  lo ck   lo o p   ( P L L )   h a s   b ee n   u s ed   to   o b tain   g r id   s y n c h r o n o u s   an g le  (     .                               (           )              (           )     w h er e,   (                         =   Un it y   g r id   v ec to r   v o ltag e   v ec to r s   First  o r d er   L o w   P ass   Fil ter   ( L P F)  is   u s ed   to   eli m in ate s   t h s w itc h i n g   d is t u r b an ce s   o f   d c - li n k   v o lta g e   (      )   in   r ef er en ce   to   g en er ated   cu r r en s ig n al s   (        ) .   Un d er   th ch an g i n   g e n er ati n g   p o w er   an d   lo ad   v ar y i n g   co n d itio n s ,   P I   d is cr ete  r eg u lat io n   [ 3 ]   is   u s ed   to   m ai n tai n ed   co n s ta n d lin k   v o lta g e.   T h er r o r   at  th d c - lin k   v o ltag e   w h e n   co m p ar ed   to   r e f er en ce   d c - li n k   v o ltag (          is   g iv en   to   P I   co n tr o ller   to   o b tain   t h co n s tan d c - lin k   v o lta g at  R E S.   T h         s a m p le  o f   P I   r eg u lato r   is   g iv e n   as                                                  (                                   )                           w h er e,        - P r o p o r tio n al  g ain   o f   t h P I   co n tr o ller .         -   I n te g r al  g ai n   o f   t h P I   co n tr o ller .     T h u s   ac tu al  v al u es o f   3 - p h ase  r ef er en ce   g r id   cu r r e n ts   ar co m p u ted   as                                                                         w h er e,                         Gen er atin g   r ef er e n c g r id   cu r r en ts   As  th e   f o u r th   le g   o f   th g r id   in ter f ac in v er ter   co m p e n s at es  th n e u tr al  cu r r e n t,  th e   g r i d   n eu tr al  r e f er en ce   cu r r en             is   co n s id er ed   as a   ze r o   i.e . ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2088 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 7   7 2 0 7 2 8   726                 T h er r o r   v alu o f   cu r r en ts   ar eo b tain ed   b y   co m p ar in g   ac tu al  ( ac tu al)   g r id   cu r r en ts   (                       )   w i th   t h e   r ef er en ce   g r id   cu r r e n ts   (                         ie. ,                                                                                        T h E r r o r b et w ee n   th ac tu al   v alu e   an d   t h r e f er en ce   v al u e   o f   cu r r e n ts   o f   t h i n v er ter   g iv es  th s w itc h i n g   s eq u en ce   o f   ea ch   s w itc h   o f   th e   leg   o f   t h e   in v e r ter   as f o llo w s   a.   If               (                   ) ,   th en   s w itch         w ill  b in   OFF   p o s itio n   (     =0 )   an d   s w itc h         w ill   b e   in   ON   p o s itio n   (       =1 )   o f   th p h ase  a”   leg   o f   i n v er ter .   b.   If             (                   ) ,   th en   u p p er   s w i tch          w ill  b ON  (     =0 )   an d   lo w er   s w itc h           w ill  b OFF  (        =0 )   in   th p h ase  a”   leg   o f   i n v er ter .       -   W id th   o f   h y s ter esi s   b an d .   T h u s ,   t h s w itc h i n g   p u ls e s   f o r   th o th er   r em a in i n g   th r ee   le g s   c an   b d er iv ed .       5.   SI M UL AT I O R E S UL T S   T h v o ltag w a v e f o r m   o f   h ig h   s tep   u p   d c - dc   co n v er ter   w it h   a   clo s ed   lo o p   co n tr o te ch n iq u i s   s h o w n   i n   th e   b elo w   Fi g u r e   10.   T h v o lta g i s   b ei n g   s tep p ed   u p   to   n ea r l y   1 3   ti m e s   a s   m u c h   a s   t h v o lta g i s   b ein g   g e n er ated   b y   t h P p an el.   O n l y   o n s w itc h   i s   u s e d   in   o r d er   to   o b tain   h i g h   d v o ltag e.   So   th a t,  th e   s w itc h in g   lo s s es a r r ed u ce d .   T h is   co n v er ter   h as  h ig h   v o ltag g ain ,   th e f f icie n c y   i s   m o r f o r   th is   co n v er ter   as   th d u t y   r atio s   ar v er y   les s   f o r   th s w itc h .   T h v o ltag co n v er s io n   r atio   is   h i g h   f o r   th is   D C - DC   co n v er ter   s o   th at  t h v o lta g s tep p ed   u p   is   m u c h   h ig h er   co m p ar ed   to   th i n p u t t h at  is   b ei n g   g e n er ated   b y   th p an e l.              Fig u r 1 0 .   Ou tp u t v o lta g o f   h ig h   s tep   u p   d c - d co n v er ter   w it h   P I   co n tr o ller   ( C lo s ed   L o o p   C o n tr o l)     Fig u r 1 1 .   So u r ce   cu r r en t,  lo ad   cu r r en t,  in v er ter   cu r r en t,  an d   s o u r ce   v o ltag w a v ef o r m s   o f   t h r ee   p h ase  s y s te m           Fig u r e   12 C u r r en t W av e f o r m s   f o r   th Si n g le  p h a s s y s te m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E   I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P o w er Qu a lity E n h a n ce men t i n   Gri d   C o n n ec ted   P V   S ystems   u s in g   Hig h   S tep   Up     ( V   S   P r a s a d a r a o   K )   727   T h ab o v Fig u r 1 1   an d   Fig u r 1 2   s h o w s   t h r esp o n s o f   th s y s te m   i n   b o th   s i n g le  p h ase  an d   3 - p h ase  s o u r ce s   w h e n   co n n ec te d   to   b o th   li n ea r   an d   n o n - li n ea r   lo ad s .   Up to   th tr a n s i tio n   ti m 0 . 1 ,   th e   s y s te m   is   in   n o n   s tab ilized   co n d itio n .   Af ter   th tr a n s itio n   ti m T =0 . 1   i e. ,   th in v er ter   is   b ei n g   co n n e cted   to   th g r id ,   th e   g r id   s y s te m   is   b ei n g   s tab ilize d   b y   s u p p l y i n g   t h cu r r en to   th g r id   as  p er   t h r eq u ir e m e n t.  T h is   is   p r o ce s s   i s   d o n ac co r d in g   to   th er r o r   v alu es  g iv e n   t h h y s ter s i s   co n tr o ller   b y   co m p ar in g   b o th   th r ef er en ce   v a lu e s   an d   th s a m p led   v al u es   ( ie. ,   b o th   v o ltag e   an d   c u r r en t   v a lu e s )   f r o m   t h g r id .   A s   a   r es u lt  t h e   s w itc h i n g   p u ls es   t h at   ar b ein g   g iv e n   to   th e   co n v er ter   ar ac co r d in g   to   t h lo ad   v ar iatio n s   b y   u s i n g   h y s ter esi s   cu r r en t   co n tr o ller   tech n iq u e.       6.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r esen ted   th th r ee   p h ase  f o u r - w ir in v er ter   f o r   g r id   i n ter co n n ec tio n   o f   P s y s te m   w it h   g ir d .   T h lo w   v o lta g o b tai n e d   f r o m   t h P s y s te m   i s   e n h a n ce d   b y   t h h i g h   s tep   u p   d c - d co n v er ter   w i th   les s   n u m b er   o f   co m p o n en ts   a n d   i is   al s o   i m p le m e n ted   in   clo s ed   lo o p   co n f ig u r atio n   to   g et  r eq u ir ed   r esp o n s e.   Su itab le  r es p o n s f r o m   DC - DC   co n v er ter   ca n   b o b tain ed   w it h   th p r o p er   s elec tio n   o f   Kp   an d   Ki  v alu es .   H y s ter e s is   co n tr o ller   g e n er at es  th p u ls e s   f o r   th r ee   p h a s f o u r - w ir i n v er ter   w h ic h   h elp s   in   ac h ie v i n g   s tab ilized   n e u tr al  cu r r e n t,  co m p en s ated   r ea ctiv p o w er   co m p o n en t s   an d   b alan ce d   lo ad   cu r r en ts .   T h is   co n ce p r eq u ir es  f e w er   co m p o n en t s   wh en   co m p ar ed   to   ex is ti n g   tec h n iq u e s   li k A P F,  h e n ce   its   i m p le m en ta tio n   i s   ea s y   an d   also   lo w   co s t.        RE F E R E NC E S   [1 ]   M u k h ti a S in g h ,   Vin o d   K h a d k ik a r ,   Am b rish   Ch a n d ra a n d   Ra ji v   K .   V a rm a ,   G rid   In terc o n n e c ti o n   o f   Re n e w a b le   En e rg y   S o u rc e a th e   Distrib u ti o n   L e v e w it h   P o w e r - Qu a li t y   I m p r o v e m e n F e a tu re s” ,   IEE T ra n s.   p o we d e li v e ry ,   2 0 1 0   N o v ,   p p .   3 0 7 - 3 1 5 .   [2 ]   Ezh il a ra sa n   S ,   P a lan iv e P ,   S a m b a th   S ,   De sig n   a n d   De v e lo p m e n o f   En e rg y   M a n a g e m e n S y ste m   f o D G   S o u rc e   A ll o c a ti o n   in   a   M icro   G rid   w it h   En e rg y   S to ra g e   S y ste m .   In d ia n   jo u r n a o sc ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   2 0 1 5   Ju l. ,   1 3 ( 8 ).   [3 ]   Kh a d k ik a V ,   Ch a n d ra   A ,   Ba rr y   A   O,  N g u y e n   T   D,  Ap p li c a t io n   o UPQC  to   p r o tec a   se n siti v e   lo a d   o n   a   p o l lu te d   d istrib u t io n   n e two rk ,   i n   P ro c .   A n n u .   Co n f .   IEE P o w e En g .   S o c .   Ge n .   M e e ti n g ,   M o n tre a l.   Qu e .   2 0 0 6 ,     p p .   8 6 7 - 8 7 2 .   [4 ]   Blaa b jerg   F ,   Teo d o re sc u   R,   L ise r re   M ,   T i m b u A   V ,   Ov e r v ie w   o c o n tro a n d   g rid   sy n c h ro n iza ti o n   f o d istri b u te d   p o w e g e n e ra ti o n   sy ste m s” ,   IEE T ra n s.   In d .   E lec tro n . ,   2 0 0 5   Oc t. , 5 3 ( 5 ),   p p .   1 3 9 8 - 1 4 0 .   [5 ]   Ka ru p p a n a n   P ,   M a h a p a trab   K,   P L L   S y n c h ro n iza ti o n   w it h   P ID   Co n tr o ll e Ba se d   o n   S h u n t   A c ti v e   P o w e L in e   Co n d it io n e r ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o Co m p u ter   a n d   El e c trica E n g in e e rin g ,   2 0 1 1   F e b . ,   3 ( 1 ).   [6 ]   Jin tak o so n w it   P ,   F u ji ta  F ,   A k a g i   H,  Og a sa wa ra   S ,   I m p le m e n tat io n   a n d   p e rf o r m a n c e   o f   c o o p e ra ti v e   c o n tro o f   sh u n a c ti v e   f il ters   f o h a r m o n ic  d a m p in g   th ro u g h o u a   p o w e d istri b u ti o n   sy st e m ,   IEE T ra n s.  In d .   Ap p l . ,   2 0 0 3   A p r. ,   3 9 ( 2 ),   p p .   5 5 6 - 5 6 4     [7 ]   G re e n   T C,   M a rk JH ,   Co n tro tec h n i q u e f o a c ti v e   p o we fi lt e rs ,   IEE E   p r o c e e d in g o f   e lec tri c   p o w e r   a p p li c a ti o n s ,   2 0 0 5   M a r,   1 5 2 ,   p p .   3 6 9 - 3 8 1 .   [8 ]   Bra h im   B e rb a o u i,   S a m ira  Dib ,   Ra c h id   De h in i ,   G rid   c o n n e c ted   p h o t o v o lt a ic  p o w e s y ste m s   a n d   p o w e q u a li t y   im p ro v e m e n ts  b a se d   o n   a c ti v e   p o w e f il ter ,   IJ ECE ,   2 0 1 1   S e p tem b e r,   v o l.   1 ,   n o   1 ,   p p   4 3 - 4 8 .   [9 ]   Q.  Zh a o   a n d   F .   C.   L e e ,   Hig h - e ff icie n c y ,   h ig h   ste p - u p   d c d c c o n v e rters ,   IEE T ra n s.   P o w e r   El e c tro n ,   v o l.   1 8 ,     n o .   1 ,   p p .   6 5 7 3 ,   Ja n .   2 0 0 3 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       V   S   P r a s a d a r a o   K   Re c e iv e d   th e   B. T ECH  d e g r e e   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   f ro m   Lak ired d y   Ba li re d d y   Co ll e g e   o f   e n g in e e rin g ,   M y la v a ra m ,   Krish n a   (DT ),   A . P ,   In d ia,  i n   2 0 1 1   a n d   M T ECH  in   p o w e El e c tro n ics   a n d   El e c tri c a d riv e f ro m   G u d lav a ll e ru   e n g i n e e rin g   c o l leg e ,   G u d lav a ll e ru ,   Krish n a   (DT ),   A . P ,   In d ia  i n   2 0 1 3   In d ia.   Cu rre n t ly   h e   is  w o rk in g   a A s sista n P ro f e ss o in   L   Un iv e rsit y ,   V a d d e sw a ra m ,   G u n tu r   (DT ),   A . P ,   a n d   I n d ia.  His  in ter e ste d   a re a a re   in   th e   f ield   o re n e wa b le en e rg ies ,   p o w e c o n v e rters ,   a n d   e lec t rica l   d riv e s.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N : 2088 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 7   7 2 0 7 2 8   728     K   V   K r ish n a   Ra o   Re c e i v e d   th e   B.   T ECH  d e g re e   in   El e c tri c a a n d   E lec tro n ics   f ro m   NI T Bh o p a l ,   I n d i a ,   in   2 0 0 4   a n d   M T ECH  in   p o w e s y ste m a n d   p o we El e c tro n ics   f ro m   L   E,   In d ia  i n   2 0 0 7   In d ia,  2 0 0 7   C u rre n t ly   h e   is  w o rk in g   a A ss i sta n P r o f e ss o in   JIG JI GA   Un iv e rsit y ,   Et h io p ia.   His  i n tere ste d   a re a a re   in   th e   f ield   o f   re n e w a b le  e n e rg ies ,   p o w e c o n v e rters ,   a n d   e lec tri c a l   d riv e         B a la   K o te sw a r a r a o   K   Re c e i v e d   th e   B.   T ECH  d e g re e   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   f ro m   a m a ra   in stit u te  o f   e n g in e e rin g   a n d   tec h n o lo g y ,   Na ra sa r a o p e t,   G u n tu r   (DT ),   A . P ,   I n d ia,   in   2 0 1 1   a n d   M T ECH  in   p o w e El e c tro n ics   a n d   El e c tri c a d r iv e f ro m   G u d lav a ll e ru   e n g in e e rin g   c o ll e g e ,   G u d lav a ll e ru ,   Krish n a   (DT ),   A . P ,   In d ia  in   2 0 1 4   In d ia.  Cu rre n tl y   h e   is  w o rk in g   a A s sista n P r o f e ss o in   G u d lav a ll e ru   e n g in e e rin g   c o ll e g e ,   Krish n a   (DT ),   A . P ,   a n d   In d ia.  His i n tere ste d   a re a a re   in   th e   f ield   o f   e lec tri c a m a c h in e s ,   p o w e c o n v e rters ,   a n d   e lec tri c a l   d riv e s         T.   Ab is h a i p re se n t l y   h e   is  p u rsu in g     B. tec h   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g   f ro m   L   Un iv e rsit y , v a d d e s w a re m ,   G u n tu r   Dist    In d ia.  His  in tere ste d   a re a a re   e n e r g y   s y ste m s ,   DC - D c   c o n v e rters   a n d   M u lt ii n v e rters .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.