I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  1 5 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 6 ,   p p .   1 ~ 1 3   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 1 5 . i 1 . pp 1 - 1 3           1       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   O ptima desig n of  t hree - pha se so la r  P V i ntegra ted  un ified  po wer quality   co ndition er  (UP Q C )       Yo g esh   S.  P a wa r 1 ,   M a hes K a du 2 ,   P a wa n C.   T a pre 3 ,   Dines h S.  Wa nk hede 4 ,   Ra j endr a   M .   Rew a t k a r 5 Swa pn a   M .   Cho u dh a ry 6 ,   Ra k esh   G .   Sh riwa s t a v a 7   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   L o k n e t e   G o p i n a t h a j i   M u n d e   I n st i t u t e   o f   En g i n e e r i n g   E d u c a t i o n   a n d   R e s e a r c h ,   N a s h i k ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   T e l e c o mm u n i c a t i o n En g i n e e r i n g ,   A mr u t v a h i n i   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   S a n g a m n e r ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   S . N . D .   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g   a n d   R e se a r c h   C e n t e r ,   N a s h i k ,   I n d i a   4 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   S t .   V i n c e n t   P a l l o t t i   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   N a g p u r ,   I n d i a   5 D e p a r t me n t   o f   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   D a t a   S c i e n c e , F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y ,     D a t t a   M e g h e   I n st i t u t e   o f   H i g h e r   E d u c a t i o n   a n d   R e se a r c h ,   W a r d h a ,   I n d i a   6 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   T e l e c o mm u n i c a t i o n En g i n e e r i n g ,   G H   R a i s o n i   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   N a g p u r ,   I n d i a   7 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   G o v i n d r a o   W a n j a r i   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y ,   N a g p u r ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   1 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u n   2 8 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Au g   3 ,   2 0 2 5       Th is  re se a rc h   i n v e sti g a tes   t h e   u t il iza ti o n   o f   a   u n ifi e d   p o w e q u a li t y   c o n d i ti o n e (UPQC)   to   a d d re ss   p o we q u a li ty   issu e s   in   t h e   e lec tri c a g ri d   a n d   m it ig a te  h a rm o n ics   in tr o d u c e d   b y   n o n - li n e a l o a d s.   Th e   UPQC   sy ste m   is  a u g m e n ted   b y   a   c o m b in a ti o n   o p h o to v o l taic   (P V)  a n d   b a tt e ry   e n e rg y   sto ra g e   sy ste m   (BES S ).   T y p ica ll y ,   th e   P sy ste m   su p p li e a c ti v e   p o we to   th e   lo a d .   H o we v e r,   in   c a se wh e re   th e   P sy ste m   c a n n o p r o v i d e   su fficie n t   p o we r,   t h e   BES S   is   a c ti v a ted   to   e n su re   c o n ti n u o u s   p o we su p p ly ,   p a rti c u larly   d u ri n g   p r o lo n g e d   v o lt a g e   in terru p ti o n s.   T o   e n h a n c e   sy ste m   re li a b il it y   a n d   re d u c e   d e p e n d e n c y   o n   e n v ir o n m e n tal  c o n d it i o n s,  a   h y b ri d   P V - BES S   s y ste m   is  p r o p o se d .   Th e   i n c lu sio n   o t h e   BE S S   imp ro v e lo n g - term   v o lt a g e   su p p o rt   c a p a b il it ies ,   si m p li fies   t h e   DC - li n k   v o lt a g e   re g u latio n   a lg o rit h m ,   a n d   fa c il it a tes   th e   p r o d u c ti o n   o c lea n   e n e rg y .   F o e fficie n p h a se   sy n c h r o n iza ti o n   o p e ra ti o n   o t h e   UPQC  c o n tro ll e u n d e u n b a l a n c e d   a n d   d isto rte d   g rid   v o lt a g e   c o n d it i o n s ,   a   se lf - t u n i n g   fil ter   (S TF )   i n teg ra ted   with   th e   u n it   v e c to g e n e ra to (UV G tec h n iq u e   is em p lo y e d .   K ey w o r d s :   C o m p en s ato r   UPQC   MPPT   Po wer   q u ality   Sh u n t c o m p en s ato r   s er ies   So lar   PV   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Yo g esh   S.  Pawar   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g   L o k n ete  Go p in ath aji   Mu n d I n s titu te  o f   E n g in ee r in g   E d u ca t io n   an d   R esear ch   Nash ik ,   Ma h ar ash tr 4 2 2 0 0 2 ,   I n d ia   E m ail:  y o g esh . p awa r @ lo g m ie er . ed u . in       1.   I NT RO D UCT I O N   T h co n ce p o f   f le x ib le  AC   tr an s m is s io n   s y s tem s   ( FA C T S )   in v o lv es  th a p p licatio n   o f   ad v an ce d   p o wer   elec tr o n ics  tech n o lo g y   to   ex is tin g   AC   tr an s m is s io n   s y s tem s   [ 1 ] ,   [ 2] T h is   tec h n o lo g y   aim s   to   en h an ce   s tab ilit y   an d   in cr ea s th u s ab le  p o wer   tr an s m is s io n   ca p ac it y   u p   to   its   th er m al  lim it.  On o f   th d e v ices  u s ed   in   FAC T is   th u n if ied   p o wer   q u ality   co n d itio n er   ( UP QC ) ,   wh ich   p r o v i d es  s im u ltan eo u s   c o n tr o l   o v e r   tr an s m is s io n   lin im p ed an ce ,   p h ase  an g le,   an d   v o ltag e   [3 ] - [ 5 ] .   T h UPQC   co n s is ts   o f   two   p o wer   elec tr o n ic   in v er ter s   th at  ar in te r co n n ec ted   v ia  s h ar ed   DC   lin k .   T h ese  in v er ter s   ar ac co m p an ie d   b y   tr a n s f o r m e r s ,   wh ich   s er v th p u r p o s o f   is o latin g   th UPQC   an d   alig n in g   th v o ltag lev els b etwe en   th p o wer   s y s tem   an d   th p o we r   elec tr o n ic  in v er ter s   [ 6 ] - [ 8 ] .   On e   o f   th e   in v er ter s   i s   d ir ec tly   c o n n ec ted   to   th e   tr a n s m is s io n   lin an d   s er v es  as  s er ies  in v e r ter .   I h as  th a b ilit y   to   g en e r ate  a   c o n tr o llab le   v o ltag e   with   a d ju s tab le  m ag n itu d a n d   p h ase  an g le.   T h is   s er ies  in v e r ter   is   ca p ab le   o f   s u p p ly in g   b o t h   r ea a n d   r ea ctiv p o wer   t o   th tr an s m is s io n   lin e,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Ma r ch   20 2 6 :   1 - 1 3   2   th u s   o f f er in g   co n tr o o v er   p o wer   f lo w.   T h e   s ec o n d   in v er te r   is   p r im ar ily   r esp o n s ib le  f o r   s u p p ly i n g   th r ea p o wer   r eq u i r ed   b y   th s er ies  in v er ter   b u ca n   also   f u n cti o n   in d ep e n d en tly   as  VAR   co m p en s ato r .   T h is   ar r an g em e n allo ws  th e   UPQC   to   ef f ec tiv ely   m an a g t h f lo o f   b o th   r ea an d   r ea ctiv p o wer   with in   t h e   tr an s m is s io n   lin [ 8 ] - [ 1 0 ] .   T h UPQC   co m p r is es  two   v o ltag s o u r ce   in v er ter s   ( VSI s )   th at  ca n   o p er ate  au to n o m o u s ly   b y   is o latin g   th DC   s id e.   W h en   co n f ig u r ed   i n   th is   m a n n er ,   th s h u n i n v er ter   p er f o r m s   as  a   s tatic  s y n ch r o n o u s   co m p en s ato r   ( STAT C OM )   [ 1 1 ] - [ 1 4 ] .   I ts   m ain   r o le  is   to   g en er ate  o r   ab s o r b   r ea ctiv p o wer   in   o r d er   to   r eg u late   th v o ltag m ag n itu d at  th p o in o f   co n n ec tio n .   On   th o th er   h an d ,   th s er ies  in v er ter   f u n ctio n s   as  s tat ic   s y n ch r o n o u s   s er ies  co m p en s ato r   ( SS SC ) .   I i s   r esp o n s ib le   f o r   g en er atin g   o r   ab s o r b in g   r ea ctiv p o wer   to   co n tr o t h cu r r en t   f lo a n d   s u b s eq u en tly   r eg u late  t h p o wer   f lo o n   t h tr a n s m is s io n   lin [ 1 5 ] - [ 1 8 ] .   T h is   ar r an g em e n en s u r es   th at  th e   v o ltag an d   p o wer   c h ar ac ter is tics   o f   th s y s tem   a r ef f ec tiv ely   m an a g ed   wh ile  ad d r ess in g   p o wer   q u ality   is s u es.  T h UPQC   o f f er s   th ad v an tag o f   s ep ar ately   c o n tr o lli n g   r ea an d   r ea ctiv e   p o wer ,   m a k in g   it  s u itab le  f o r   im p r o v in g   p o wer   q u ality .   I n   t h is   p r o p o s ed   s tu d y ,   two - b u s   s y s tem   is   m o d eled   an d   s im u lated   with   th in clu s i o n   o f   UPQC .   Ad d itio n ally ,   1 4 - b u s   s y s tem   i s   m o d eled   an d   s im u lated   with   an d   with o u UPQC .   T h in v esti g a tio n   o f   r ea an d   r ea ctiv p o w er   r ev ea ls   th at  th r ea p o wer   in cr ea s es  with   th e   in jectio n   an g le,   w h ile  th r ea c tiv p o wer   in c r ea s es with   th s h u n t v o ltag i n jectio n   [ 1 9 ] - [ 2 5 ] .   Simu lin k   m o d els  ar e   d ev el o p ed   f o r   t h r ee   t y p es  o f   UPQC p u ls wid th   m o d u latio n   ( PW M )   in v e r ter - b ased   UPQC ,   s p ac v ec to r   m o d u latio n   ( SVM )   in v er ter - b ased   UPQC ,   an d   m u ltil ev el  in v er ter   ( MLI ) - b ased   UPQC .   T h r esu lts   f r o m   th ese  th r ee   ca s es  ar e   co m p ar ed .   Fu r th er m o r e,   th e   co n ce p o f   m u lti p le  an d   d is tr ib u ted   d y n am ic  v o ltag r esto r er   ( D VR )   is   in tr o d u ce d   to   en h a n ce   th v o ltag p r o f ile  o f   th s y s tem .   T h is   p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo ws :   s ec tio n   1   d escr ib es  th in t r o d u ctio n ,   s ec tio n   2   d escr ib es  th m eth o d o lo g y ,   s ec tio n   3   p r esen ts   th r esu lts   an d   d is cu s s io n s ,   an d   s ec tio n   4   p r o v id es th co n clu s io n .       2.   M E T H O DO L O G Y   T h ab o v liter atu r e   d o es  n o d ea with   m o d eli n g   1 4   an d   30 - bus   s y s tem s   u s in g   MA T L AB /S im u lin k T h is   wo r k   p r o p o s es  m o d els  f o r   1 4   an d   30 - bus   s y s tem s   em p lo y in g   UPQC .   T h ef f ec ts   o n   r ea p o wer   an d   r ea ctiv p o wer   an d   v o ltag e   ar in v esti g ated .   T h is   wo r k   d ea ls   with   th co n tr o l   o f   r ea an d   r ea ctiv p o wer   in   p o wer   s y s tem   u s in g   MA T L AB /S im u lin k u n if ied   p o wer   f lo c o n tr o ller   ( UPQC )   is   a   s h u n t - s er ies  ty p e   co n v er ter   u s ed   f o r   im p r o v in g   p o wer   q u ality .   T h UPQC   co n tr o ls   th r ea l   an d   r ea ctiv p o wer s   b y   v a r y in g   th e   f ir in g   an g le  o f   th r ec tifie r   an d   in v er ter .   T h cir cu it  m o d el  f o r   UPQC   i s   d ev elo p ed   u s in g   MA T L AB /S im u lin k   an d   it   is   u s ed   f o r   s im u latio n   s tu d ies  f o r   v a r io u s   s y s tem s .   Mu ltil ev el  in v er ter - b ased   UPQC   is   n o t p r esen in   th e   liter atu r e.   SVM - b ased   UPQC   s y s tem   d o es  n o ex is in   th li ter atu r e.   T h is   wo r k   p r o p o s es  SVM - b ased   UPQ C   s y s tem   an d   m u ltil ev el  in v er ter   f o r   th co n tr o o f   p o wer .   T h co n ce p o f   UPQC   wi th   d is tr ib u ted   DVR  i s   p r o p o s ed   to   im p r o v t h v o lta g q u ality .     2 . 1 .     L it er a t ure  s urv ey   Kim   an d   Su [ 1 ]   d is cu s s ed   th co n tr o o f   co m p e n s atio n   v o ltag es  in   d y n am ic  v o ltag r esto r er s   ( DVRs ) .   T h ey   an aly ze d   th p o wer   cir cu it  o f   DVR  s y s te m   to   estab lis h   co n tr o lim itati o n s   an d   tar g ets  f o r   co m p en s atio n   v o ltag c o n tr o l.   T h ey   d ev elo p e d   c o m b in e d   f ee d f o r war d   an d   s tate  f ee d b ac k   co n tr o s tr u ctu r e   f o r   th e   co m p en s atio n   v o ltag e s ,   co n s id er in g   co n tr o d ela y   an d   clo s ed - l o o p   d am p i n g   f ac to r Gao   et  a l [ 2 ]   an aly ze d   Z - s o u r ce   in v er ter   m o d u latio n   a n d   d em o n s tr ated   h o co n v e n tio n al  PW s tr ateg ies  f o r   v o ltag e   s o u r ce   in v er te r s   ca n   b m o d if ied   f o r   Z - s o u r ce   in v er ter s .   T h ey   v e r if ied   th eir   th eo r etic al  an d   m o d u latio n   co n ce p ts   th r o u g h   s im u latio n s   an d   ex p er im en ts .   Vilath g am u wa  et  a l .   [ 3 ]   p r o p o s ed   n ew  to p o lo g y   b ased   o n   th Z - s o u r ce   in v er ter   f o r   DVRs   to   en h an ce   v o ltag r esto r atio n .   T h p r o p o s ed   to p o l o g y   u tili z ed   th s h o o t - th r o u g h   ca p ab ili ty   o f   th in v er ter   to   en s u r a   co n s tan DC   v o ltag ac r o s s   th DC   lin k ,   im p r o v in g   en er g y   u tili za tio n .   T h s y s tem   an d   its   co n tr o ller   wer test ed   th r o u g h   s im u latio n s   an d   ex p e r im en ts ,   d e m o n s tr atin g   ef f ec tiv c o m p e n s atio n   o f   v o ltag s ag s   wh ile  f u lly   u tili zin g   s to r e d   e n er g y .   R am asam y   et  a l .   [ 4 ]   p r esen ted   DVR  s y s tem   u s in g   th r ee - d im en s io n al  s p ac v ec to r   p u ls wid th   m o d u latio n   ( 3 D - SVPW M) .   T h eir   co n tr o s ch em m itig ated   ze r o   s eq u e n ce   co m p o n en ts   b y   in clu d in g   ze r o - ax is   in   ad d itio n   to   th co n v en tio n al  alp h a - b eta  ax es.  T h p r o p o s ed   s o lu tio n   o f f er ed   v er s atile  v o ltag s ag   c o m p en s atio n   f o r   f au lt - af f ec ted   th r ee - p h ase  p o wer   s y s tem s .   Om ar   an d   R ah im   [ 5 ]   d is cu s s ed   DVR  co n tr o b ased   o n   d - q   t r an s f o r m atio n .   T h ey   p r esen te d   a   co n tr o s y s tem   th at  u tili ze d   s ca led   er r o r   o f   th DVR' s   s o u r ce   s id an d   its   r ef er en ce   f o r   s ag /s well  co r r ec tio n .   T h e   DVR  p r o v id ed   q u ick   co m p e n s atio n ,   ex ce llen t   v o ltag e   r eg u l atio n ,   an d   c o u ld   h a n d le  b alan ce d   an d   u n b alan ce d   s itu atio n s   ef f ec tiv ely .   L am   et  a l [ 6 ]   a d d r ess ed   v o ltag s well  an d   o v e r v o ltag c o m p e n s atio n   in   d io d b r id g e   r ec tifie r - s u p p o r ted   tr a n s f o r m e r - less   co u p led   DVR.  T h ey   p r o p o s ed   a   n o v el  u n id ir ec tio n al   p o wer   f l o co n tr o l   alg o r ith m   th at  e f f ec tiv ely   s u p p r ess ed   th co n tin u o u s   r is in   th DC   lin k   v o ltag d u r in g   s wells.  Simu latio n   an d   ex p er im en tal  r esu lts   f o r   u n b al an ce d   v o ltag s well  co m p en s a tio n   wer p r esen ted .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Op tima l d esig n   o f th r ee - p h a s s o la r   P V   in teg r a ted   u n ified   p o w er q u a lity  … ( Yo g esh   S .   P a w a r )   3   B en ac h aib an d   Fer d i   [ 7 ]   d is cu s s ed   DVR  p r in cip les  an d   v o l tag r esto r atio n   m eth o d s   at  th p o in o f   co m m o n   co u p lin g .   T h ey   h ig h lig h ted   th ef f ec tiv en ess   an d   ef f icien cy   o f   DVRs   in   s o lv in g   v o ltag s ag   an d   s well  p r o b lem s ,   em p h asizin g   th eir   lo wer   co s t,  s m aller   s ize,   an d   f ast  d y n am ic  r esp o n s e .   No u r   an d   Hela l   [ 8 ]   p r esen ted   DVR  b ased   o n   f ir in g   co n tr o s tr ateg y   f o r   th r ee   s ix - s witch   v o ltag s o u r ce   i n v er ter   ( VSI ) .   T h eir   s tr ateg y   co m b i n ed   1 8 0   an d   1 2 0   co n d u ctio n   m o d es  to   g en e r ate  n ew   o p e r atin g   m o d e,   r esu ltin g   in   a   s ev en - lev el,   1 2 - s tep   o u tp u v o ltag wav ef o r m   r esem b lin g   s in u s o id al  s h ap e.   Naid u   [ 9 ]   d escr ib e d   th cl o s ed - lo o p   co n t r o o f   f o u r - leg   v o ltag s o u r ce   c o n v e r ter   ( V SC ) - b ased   DVR.  T h ey   u s ed   weig h ted ,   r ec u r s iv e,   least  s q u ar esti m at o r   to   r eso lv th th r ee - p h ase  in p u v ar iab les  in to   p o s itiv e,   n eg ativ e,   an d   ze r o   s eq u en ce   co m p o n en ts .   T h e y   test ed   th p er f o r m a n ce   o f   th DVR  th r o u g h   s im u latio n s   an d   ex p e r im en ts .   Ku m ar   a n d   Mish r a   [ 1 0 ]   p r o p o s ed   f ilter   s tr u ctu r e   to   im p r o v th e   p er f o r m a n ce   o f   s witch in g   b an d   co n tr o ller - b ased   DVR.  T h ey   p r esen ted   th f ilter   s tr u ctu r an d   an   ad ap t iv b an d   co n t r o ller   f o r   th DVR,  h ig h lig h tin g   th e   f ast  d y n am ic  r esp o n s e,   r o b u s tn ess ,   an d   ea s o f   im p lem en tatio n .   T h p r o p o s e d   ap p r o ac h   was v alid ated   th r o u g h   p o wer   s y s tem s   co m p u ter   aid ed   d esig n   ( PS C AD )   s im u latio n   s tu d ies .     2 . 2 .     B a s ic  c ircuit   o f   UP Q C   T h u n if ie d   p o we r   f lo c o n tr o ller   ( UPQC )   is   co m p o s ed   o f   two   s witch in g   co n v er ter s ,   s p ec if ically   v o ltag e - s o u r ce   in v e r ter s ,   as  d e p icted   in   Fig u r 1 .   T h ese  in v e r ter s ,   r ef er r ed   t o   as  "Co n v er ter   1 a n d   "Co n v er te r   2 ar s h o wn   in   Fig u r 1   an d   o p er ate  u s in g   s h ar ed   DC   lin k   p r o v id e d   b y   DC   s to r ag ca p ac ito r .   T h is   co n f ig u r atio n   f u n ctio n s   as  a n   id ea AC - to - AC   p o wer   co n v e r ter ,   allo win g   r ea l   p o wer   to   f l o b id ir ec tio n ally   b etwe en   th e   AC   ter m in als  o f   th two   in v er ter s .   E ac h   i n v er t er   ca n   in d e p en d e n tly   g e n er ate   o r   ab s o r b   r ea ctiv e   p o wer   at  its   r esp ec tiv AC   o u t p u t te r m in al.   Fig u r 1   s h o ws UPQC   co n n ec ted   to   tr an s m i s s io n   lin e.     2. 3 .     Co ntr o s t ra t eg y   f o s hu nt  co nv er t er   T h m ea s u r ed   lo ad   cu r r en is   co n v er ted   in to   a   s y n ch r o n o u s   d u o - r e f er en ce   s y s tem .   W ith   th is   tr an s f o r m atio n ,   th u n d er ly i n g   p o s itiv e - s eq u en ce   co m p o n e n ts   co n v er ted   to   d -   an d   q - ax is   DC   am p litu d es  ca n   b ea s ily   ex tr ac te d   b y   a   lo w - p ass   f ilter   ( L PF ) .   Fu r t h er m o r e,   all  h ar m o n ic   co m p o n e n ts   ar tr an s f o r m ed   in to   AC   q u an titi es with   f u n d am e n tal  f r eq u e n cy   s h if t   [ 3 ] .   T h s h u n co m p en s ato r   o p er ates  at  m ax im u m   p o wer   a n d   d r aws  m ax im u m   p o wer   f r o m   th PV  s y s tem .   T h m ax im u m   p o we r   p o i n tr ac k in g   ( MPPT)   al g o r ith m   cr ea tes  a   DC   lin k   v o ltag r ef er e n ce   f o r   UPQC .   C u r r en f r o m   th in ter m ed iate  cir cu it  is   tr an s f er r ed   t o   th n etwo r k   b y   elec tr icity .   T h m ain s   cu r r en is   co m p ar ed   with   th tar g et  cu r r en an d   f ed   t o   th h y s ter esis   co n tr o ller .   h y s ter esis   co n t r o ller   g en e r ates  th g ate  p u ls f o r   th s h u n t c o n v e r ter   [ 8 ] .   Fig u r 2   d ea ls   with   th co n tr o l stru ctu r o f   th s h u n t c o m p en s ato r .           Fig u r 1 .   UPQC   co n n ec ted   t o   tr an s m is s io n   lin e       2. 4.     Co ntr o l o f   s er ies co m pens a t o r   T h b u s   v o ltag is   s en s ed   a n d   co n v er ted   to   a   s y n ch r o n o u s   d q 0   r e f er en ce   f r a m e.   Ser ies  c o m p en s ato r   co n tr o s tr ateg ies  in clu d e   p r e - em b ed d e d   co m p en s atio n ,   co m m o n - m o d e   co m p en s atio n ,   a n d   p o wer - o p tim ize d   co m p en s atio n .   I n   th is   s tu d y ,   th s er ies  co m p en s ato r   ap p lies   v o ltag th at  is   in   p h ase  with   th s u p p ly   v o ltag e,   wh ich   h elp s   t o   p r o d u ce   th e   m in im u m   v o ltag a p p lied   to   th e   s er ies  co m p en s ato r .   Fig u r 3   s h o ws  th c o n tr o l   s tr u ctu r o f   th e   s er ies co m p en s ato r .   T h b ase  co m p o n e n t o f   th PC C   v o ltag was e x tr ac ted   u s in g   th PLL   an d   u s ed   to   g en e r ate  r ef e r en ce   ax e s   in   th d - q - 0   d o m ain .   T h r e f er en ce   lo ad   v o ltag is   g e n er at ed   u s in g   p h ase  an d   f r eq u e n cy   d etec tio n   o f   t h PC C   v o ltag o b tain ed   with   th P L L .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Ma r ch   20 2 6 :   1 - 1 3   4   T h PC C   v o ltag an d   th lo a d   v o ltag ar e   tr an s f o r m ed   in t o   th d - q - 0   d o m ain .   T h lo a d   r ef er en ce   v o ltag m u s b in   p h ase  with   th PC C   v o ltag e,   s o   th p ea k   lo ad   r ef er en ce   v o ltag is   th v alu o f   th d - a x is   co m p o n en o f   th l o ad   r ef er en ce   v o ltag e.   T h q - ax is   co m p o n en is   k ep at   ze r o .   T h c h an g b etwe en   t h lo ad   r ef er en ce   v o ltag e   an d   th e   PC C   v o ltag e   p r o d u ce s   th e   r ef e r en c v o ltag e   f o r   th e   s er ies  co m p e n s ato r .   T h e   ch a n g e   b etwe en   th lo ad   v o ltag an d   th PC C   v o ltag p r o d u ce s   th ac tu al  s er ies  co m p en s ato r   v o ltag e.   T h ch a n g e   b etwe en   th r ef e r en ce   v o ltag an d   th ac tu al  s er ies  co m p en s ato r   v o ltag is   f e d   to   th PI  c o n tr o ller   to   g e n er ate   th ap p r o p r iate  r ef e r en ce   s ig n al.   T h ese  s ig n als  ar c o n v e r ted   to   t h AB C   d o m ain   an d   f ed   th r o u g h   a   p u ls wid th   m o d u latio n   ( PW M)   v o lt ag r e g u lato r   to   g en er ate   s u i tab le  g ate  s ig n al   f o r   th e   s er ies  co m p en s ato r   [ 1 5 ] .   Fig u r 3   s h o ws th c o n tr o l str u ctu r o f   th s er ies co m p e n s ato r .           Fig u r 2 C o n tr o l stru ctu r o f   s h u n t c o m p e n s ato r           Fig u r 3 .   C o n tr o l stru ctu r o f   s er ies co m p en s ato r       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h th r ee - p h ase  s y s tem   is   d esig n ed   f o r   th PV - B E SS - UPQC   m o d el.   T h PV - B E SS - UPQ C   co m p r is es  o f   s er ies  an d   s h u n APF  co m p en s ato r   lin k ed   with   DC - lin k   s p lit  ca p ac ito r .   T h e   b atter y   an d   th PV  ar r ay   a r lin k ed   p ar allelly   t o   th DC - lin k .   T h e   PV  is   lin k ed   th r o u g h   b o o s co n v er t er   to   th DC - lin k .   Mo r eo v er ,   th B E SS   is   lin k ed   th r o u g h   b u ck - b o o s co n v er t er   to   th DC - lin k .   T h s er ies  co m p en s ato r   w o r k s   lik ea   co n tr o lled   v o ltag s o u r ce   m an n er   a n d   m itig ates  th e   s u p p ly   v o ltag s ag s ,   s wells,   in ter r u p tio n s an d   v o ltag h a r m o n ic.   On   th o th er   h an d ,   th s h u n co m p en s at o r   m itig ates  th cu r r en h ar m o n ics  f o r   t h lo ad .   B o th   th s er ies  an d   s h u n AP co m p en s ato r   ar attac h ed   th r o u g h   in ter f ac in g   in d u cto r s .   I n   th UPQC   s y s tem   co n f ig u r atio n ,   d u to   th co n v er ter   s witch in g   ac tio n ,   h ar m o n ics  ar g en er ated   an d   th er e f o r e ,   r ip p le  f ilter   is   u tili ze d   to   f ilter   o u h ar m o n ics .   T h s er ies  co m p en s ato r   u s es  s er ies  in jectio n   tr an s f o r m er   to   in s er v o ltag to   th g r id .   I n   th is   wo r k ,   th r ee - p h ase   non - lin ea r   lo a d   is   u tili z ed .   T h PV - B E SS - UP QC   d esi g n   p r o ce d u r s tar ts   with   th ac cu r ate  m ea s u r e m en o f   PV  ar r ay ,   s p lit  ca p ac ito r ,   an d   r ef e r en ce   v o ltag o f   DC - lin k .   T h d esig n   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Op tima l d esig n   o f th r ee - p h a s s o la r   P V   in teg r a ted   u n ified   p o w er q u a lity  … ( Yo g esh   S .   P a w a r )   5   th s h u n co m p e n s ato r   f o llo ws  th way   th at  ap ar f r o m   m itig atin g   cu r r e n h ar m o n ics  it  co n tr o ls   th p ea k   o u tp u t   p o wer   f r o m   PV  ar r a y .   Fig u r e   4   s h o ws  MA T L AB   s im u latio n   f o r   th r ee   p h ase  in v e r ter   in teg r ated   FC .   Fig u r 5   s h o ws  th r ee - p h ase   g r id   v o ltag a n d   c u r r en f o r   in te g r ated   UPQC .   Fig u r 6   s h o ws  th r ee   p h ase  s h u n in v er ter   v o ltag an d   s h u n in v er ter   cu r r en f o r   in teg r ated   UPQC .   F ig u r 7   s h o ws  c o m p ar is o n   b etwe en   g r id   v o ltag e,   lo a d   v o ltag e,   a n d   v o ltag i n jectio n   f o r   in te g r ated   UPQC .   Fig u r 8   s h o ws  l o a d   v o ltag e   an d   lo ad   cu r r en b ef o r th in v eter   in te g r ated   UPQC .   Fig u r 9   s h o ws   p o wer - v o ltag c u r v o f   PV  s y s tem   f o r   d if f er e n t   ir r ad ian ce   an d   p o wer - cu r r en cu r v o f   PV sy s tem   f o r   d i f f er e n t ir r ad ian ce .           Fig u r 4 .   MA T L AB   s im u latio n   f o r   t h r ee   p h ase  in v er ter   in te g r ated   FC           Fig u r 5 .   T h r ee - p h ase   g r id   v o l tag an d   c u r r en f o r   i n teg r ated   UPQC   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Ma r ch   20 2 6 :   1 - 1 3   6       Fig u r 6 .   T h r ee - p h ase   s h u n t in v er ter   v o ltag an d   s h u n t in v er t er   cu r r e n t f o r   in teg r ated   UPQC           Fig u r 7 .   C o m p a r is o n   b etwe e n   g r id   v o ltag es,  lo a d   v o ltag e ,   an d   v o lta g i n jectio n   f o r   in te g r ated   UPQC   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Op tima l d esig n   o f th r ee - p h a s s o la r   P V   in teg r a ted   u n ified   p o w er q u a lity  … ( Yo g esh   S .   P a w a r )   7       Fig u r 8 .   L o ad   v o ltag an d   lo a d   cu r r e n t b ef o r th i n v er ter   i n teg r ated   UPQC           Fig u r 9 .   Po wer - v o ltag c u r v e   o f   PV sy s tem   f o r   d if f er en t i r r ad ian ce   an d   p o wer - cu r r e n t   cu r v o f   PV sy s tem   f o r   d if f er en t ir r ad ian ce       T h p o wer   v s   v o ltag cu r v f o r   p h o t o v o ltaic  ( PV)   ar r ay   d escr ib es  th r elatio n s h ip   b etwe en   th o u tp u t   p o wer   an d   th e   o p er at in g   v o ltag o f   th a r r ay .   I t   p r o v id es   v alu ab le   in f o r m atio n   ab o u t h ar r ay ' s   p er f o r m an ce   u n d er   d if f e r en c o n d itio n s .   T h p o wer   v s   v o lta g cu r v ty p ically   ex h ib its   ch ar ac ter is tic  s h ap e   k n o wn   as  th " I - cu r v e"   ( c u r r en v s   v o ltag cu r v e) .   T h s h ap o f   th p o wer   v s   v o ltag e   cu r v d ep en d s   o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Ma r ch   20 2 6 :   1 - 1 3   8   v ar io u s   f ac to r s ,   in clu d i n g   th PV  m o d u le  tech n o lo g y ,   te m p er atu r e,   s h ad i n g ,   an d   th am o u n o f   s u n lig h h itti n g   th ar r ay .   I is   ty p ically   d o wn war d - s lo p in g   cu r v e,   with   th m ax im u m   p o wer   p o in lo ca ted   at  a   s p ec if ic  v o ltag an d   cu r r en c o m b in atio n .   B y   an aly zin g   th e   p o wer   v s   v o ltag cu r v e,   en g in ee r s   an d   s y s tem   d esig n er s   ca n   o p tim ize  th o p er atio n   o f   th e   PV  ar r ay ,   en s u r in g   it  o p er ates  at  o r   n ea r   th m ax im u m   p o wer   p o in f o r   m ax im u m   en e r g y   co n v er s io n   ef f icien cy .   Fig u r e   1 0   illu s tr ates  th PV  s y s tem   o u t p u with   r esp ec to   tem p er atu r e,   f o llo we d   b y   th o v er all  PV p o wer   o u t p u t d ep i cted   in   Fig u r e   1 1 .   T h c o r r esp o n d in g   lo a d   d em an d   is   p r esen ted   in   Fig u r 1 2 ,   w h ile  th g r id   p o we r   p r o f ile  is   s h o wn   in   Fig u r 1 3 .   Fin ally ,   Fig u r 1 4   d is p lay s   th in v er ter   p o wer .           Fig u r 1 0 .   PV sy s tem   o u tp u t ( tem p er atu r e)           Fig u r 1 1 .   PV sy s tem   o u tp u t ( Pp v ,   I p v ,   Vp v )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Op tima l d esig n   o f th r ee - p h a s s o la r   P V   in teg r a ted   u n ified   p o w er q u a lity  … ( Yo g esh   S .   P a w a r )   9       Fig u r 1 2 .   L o ad   p o wer           Fig u r 1 3 .   Gr id   p o wer       T h p er f o r m an ce   o f   PV a r r ay   is   in f lu en ce d   b y   th en v ir o n m en tal  co n d itio n s ,   p r im ar ily   t em p er atu r e   an d   ir r ad ian ce   ( am o u n o f   s u n lig h t) .   Her e' s   d escr ip ti o n   o f   h o th ese  f ac to r s   af f ec th PV  ar r ay :     i)   T em p er atu r e:  T h tem p e r atu r o f   th PV  ar r ay   af f ec ts   th ef f icien cy   an d   p o we r   o u tp u o f   th s o lar   ce lls .   Gen er ally ,   as  th tem p er atu r e   in cr ea s es,  th ef f icien c y   o f   t h s o lar   ce lls   d ec r ea s es.  T h is   is   b ec au s h ig h e r   tem p er atu r es  ca n   ca u s an   in cr ea s in   th e   in ter n al  r esis tan ce   o f   th e   ce lls   an d   r e d u ce   t h v o ltag o u tp u t.   Ho wev er ,   th d ec r ea s in   ef f icien cy   v ar ies  d ep en d in g   o n   th s p ec if ic  tech n o lo g y   an d   d esig n   o f   th PV   m o d u les.  ii)   I r r a d ian ce T h am o u n o f   s u n lig h o r   ir r ad ia n ce   d ir ec tly   im p ac ts   th e   p o w er   o u t p u o f   th e   PV  ar r ay .   Hig h er   lev els  o f   ir r a d ian ce   r esu lt  in   in c r ea s ed   p o wer   g en er atio n ,   wh ile  lo wer   le v els  o f   ir r ad ian ce   lea d   to   r ed u ce d   p o wer   o u tp u t.  PV  ar r ay s   ty p ically   h av e   lin ea r   r elatio n s h ip   b etwe en   i r r ad ian ce   an d   p o wer   o u tp u t,   m ea n in g   th at  d o u b lin g   th e   ir r a d ian ce   will r o u g h ly   d o u b le  t h e   p o wer   o u tp u t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Ma r ch   20 2 6 :   1 - 1 3   10       Fig u r 1 4 .   I n v e r ter   p o wer       T h r esu lts   p r esen ted   a r s tu d ied   o n   s in g le  m ac h in i n f i n ite  b u s   ( SMI B )   p o wer   n etw o r k ,   w h ich   r ef lects  s u itab ilit y   o f   th is   ap p r o ac h   in   tu n in g   UPQC   co n tr o p ar am eter s   an d   is   also   ex ten d ab le  to   m u lti - ar ea   s y s tem s .   I n   th is   m o d el ,   two   v o ltag s o u r ce s   ar e   u s ed   t o   r e p r esen th f u n d am e n tal  co m p o n en ts   o f   t h PW M - co n tr o lled   o u tp u v o ltag wav ef o r m   o f   th two   b r an ch es  in   th UPQC .   T h im p ed an ce   o f   th two   co u p lin g   tr an s f o r m er s   is   in clu d ed   in   th e   p r o p o s ed   m o d el ,   a n d   th lo s s es  o f   UPQC   d ep ict   th v o ltag s o u r ce   eq u iv alen t   cir cu it  o f   UPQC .   T h s er ie s   in jectio n   b r an ch es  s er ies  in jectio n   v o ltag s o u r ce   an d   p er f o r m s   th m ain   f u n ctio n s   o f   c o n tr o llin g   p o we r   f lo w ,   wh ils th s h u n b r an c h   is   u s ed   to   p r o v i d r ea l   p o w er   d em a n d ed   b y   th e   s er ies  b r an ch   an d   th lo s s es  in   th UPQC .   Ho wev er ,   in   th p r o p o s ed   m o d el ,   th f u n ctio n   o f   r ea ctiv e   co m p en s atio n   o f   th s h u n t b r a n ch   is   co m p letely   n eg lecte d .       4.   CO NCLU SI O N   T h is   r esear ch   p ap e r   in tr o d u ce s   th n ew  ca p ab ilit ies  o f   p e r f o r m an ce   i n v esti g atio n   o f   o p tim al  d esig n   th r ee - p h ase  s o lar   PV  in teg r at ed   u n if ie d   p o wer   q u ality   co n d itio n er   ( UPQC )   as  h y b r i d   r en ewa b le  e n er g y   d ev ice  with   en er g y   m an ag e m en tech n iq u es.  T h s im u latio n   r esu lts   s h o th ef f icien cy   o f   th p o wer   an g le   co n tr o an d   th e f f icien cy   o f   th d is tr ib u tio n   e q u ip m e n f il ter in g   d ev ice   d u r i n g   th e   en tir UPQC   r ed u ctio n   test .   T h is   ap p r o ac h   also   en s u r es a   co n s tan t/re q u ir ed   lo v o l tag o f   h ig h   q u ality .   T h is   d o c u m en t sh o ws h o to   ea s ily   tu n s er ial  an d   p ar allel  APF s   with o u lo s in g   th ab ilit y   to   im p r o v p o wer   q u ality   an d   elim in ate  p er s is ten cu r r en ts .   T h is   s ch e m s h o ws  th at  s m all  in d ex   o f   th o p er atin g   lev el  r e d u ce s   th m ax im u m   v alu e   o f   v ib r atio n   ass o ciate d   with   th cu r r en p o s itio n   an d   th ef f ec tiv f o r ce s   d r awn   f r o m   th at  p o s itio n ,   an d   r esp o n d s   to   APF.  I s h o u ld   b e   n o ted   th at  t h r esear c h   r esu lt s   s h o p o ten tial   f u tu r ap p licatio n s   in   r e n ewa b le   en er g y   s o u r ce s   an d   s m ar g r id s .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.