I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  1 7 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 ,   p p .   1486 ~ 1 4 9 8   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ijp ed s . v 1 7 . i 2 . p p 1 4 8 6 - 1 4 9 8           1486       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Inno v a tive fr eque ncy  and v o ltag e c o ntroller for  AC  micro g rid        Xua n H o a   T hi P ha m ,   H a i V a n T ra n   D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c   E n g i n e e r i n g ,   H o   C h i   M i n h   C i t y   U n i v e r si t y   o f   I n d u st r y   a n d   Tr a d e ,   H o   C h i   M i n h   C i t y ,   V i e t n a m       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   10 2 0 2 4   R ev is ed   Mar   18 2 0 2 6   Acc ep ted   Ap r   23 2 0 2 6       Th is  p a p e d e sig n a   p o we r   c o n tro ll e r   fo r   p o we c o n v e rters   u s in g   fu z z y   lo g ic.  T h e   p r o p o se d   c o n tro ll e w il a u to m a ti c a ll y   a d ju st  t h e   fre q u e n c y   a n d   v o lt a g e   wh e n   t h e   l o a d   c h a n g e to   imp ro v e   t h e   p o we q u a li ty   o th e   m icro g rid .   Be sid e s,   th e   c o n tro ll e r   c a n   re a li z e   a c c u ra te  p o we s h a rin g   a m o n g   th e   p o we c o n v e rters   in   th e   m icro g ri d ,   t h e re b y   su p p re ss in g   t h e   c ircu latin g   c u rre n b e twe e n   t h e   i n v e rters .   F u rth e rm o re ,   t o   e n s u re   th e   c o n tr o sy ste m   o p e ra tes   sta b ly   a n d   a c c u ra tely   d u rin g   v o lt a g e   a n d   fre q u e n c y   a d j u stm e n ts,   th i p a p e e m p l o y a   slid i n g - m o d e   c o n tro ll e ra th e t h a n   a   c o n v e n t io n a p ro p o rti o n a l - i n teg ra c o n tr o ll e r.   Th e   p r o p o se d   c o n tro m e th o d   h a a   v o lt a g e   d e v iatio n   fro m   th e   ra te d   v a lu e   wh e n   t h e   l o a d   c h a n g e in   th e   ra n g e   o f     1 . 5   V o lt t o   2 . 7   v o lt s,  a n d   a   fre q u e n c y   d e v iatio n   fro m   t h e   ra ted   v a lu e   wh e n   th e   l o a d   c h a n g e i n   th e   ra n g e   o 0 . 2   t o   0 . 4   Hz .   Th e   a c c u ra c y   o re a c ti v e   p o we d i v isi o n   is  1 0 0 % .   T h e   p ro p o se d   c o n tr o ll e is   sim u la ted   u si n g   M ATLAB/   S imu li n k   so ftwa re ,   a n d   th e   re su lt o b tain e d   fro m   th e   sim u latio n   h a v e   v e ri fied   th e   e ffe c ti v e n e ss   o th e   p r o p o se d   m e th o d .   K ey w o r d s :   C o n tr o l m icr o g r id   Fre q u en cy   c o n tr o l   Fu zz y   lo g ic   Po wer   s h ar in g   Vo ltag co n tr o l   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 :   Xu an   Ho T h i Ph a m   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ic  E n g i n ee r in g ,   Ho   C h i M in h   C ity   Un iv er s ity   o f   I n d u s tr y   an d   T r ad e   Ho   C h i M in h   C ity ,   Vietn am   E m ail: h o ap tx @ h u it.e d u . v n       1.   I NT RO D UCT I O N   Mic r o g r id s   in cl u d d is tr ib u te d   en er g y   s o u r ce s   s u c h   as  wi n d   p o wer ,   an d   s o lar   p o wer .   Mic r o g r id s   n ee d   to   u s in v er ter s   to   s u p p ly   AC   p o wer   to   AC   lo ad s   an d   co n n ec to   th g r id .   Po wer   tr an s m is s io n   in   m icr o g r id   is   h ig h l y   ef f icien t   wh en   in v er ter s   ar co n n ec t ed   in   p ar allel   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   C u r r en tly ,   th is s u o f   co n tr o llin g   p ar allel - co n n ec ted   in v er ter s   in   m icr o g r id   is   attr ac tin g   co n s id er ab le  atten tio n   f r o m   r esear ch er s   b o th   d o m esti ca lly   an d   in ter n at io n ally ,   p ar ticu lar ly   r esear c h   in to   im p r o v in g   co n t r o ller s   to   en h an ce   ac cu r ac y   in   p o wer   d is tr ib u tio n   a n d   elim i n ate  b alan cin g   cu r r en ts   r u n n in g   in   t h in v er ter s .   Ho wev e r ,   t h ese  m eth o d s   h av e   n o y et   b ee n   ap p lied   to   r ed u c v o ltag e   an d   f r e q u en c y   d e v ia tio n s   in   s m all  p o wer   g r id s   [ 3 ] ,   [ 4 ] B ased   o n   th p o wer   c h ar ac ter is tics   o f   th e   i n v er ter s ,   th ese   s tu d ies  h av e   u s ed   th s lo p e   ch ar ac ter is tics   o f   Dr o o p   to   c o n tr o l   p o wer   d is tr ib u tio n   b etwe en   p a r allel - co n n ec ted   in v er ter s .   Ac co r d in g   t o   th s lo p ch ar ac te r is tics   o f   th Dr o o p ,   ac tiv p o wer   s h if ts   with   f r eq u en cy ,   a n d   r ea ctiv e   p o wer   s h if t s   with   v o ltag e.   T h e r ef o r e,   r esear ch er s   h a v r elied   o n   th s lo p f ac to r   o f   th D r o o p   to   r ea lize  s h ar in g   p o we r   f o r   p ar allel - co n n ec ted   in v e r ter s .   Ho wev er ,   th e   p o wer   s h ar in g   f o r   i n v er ter s   b y   th d r o o p   m eth o d   will  ca u s s ig n if ican f r eq u e n cy   a n d   v o ltag d ev iatio n s .   As   th lo ad ' s   p o wer   d em an d   in c r ea s es,  th f r eq u en cy   a n d   v o ltag o f   th p o wer   g r i d   d ec r ea s s ig n if ican tly   [ 3 ] ,   [ 4 ] R esear ch er s   h a v p r esen ted   m eth o d s   to   im p r o v s lo p ch ar ac te r is tics   to   en h a n ce   p o wer - s h ar in g   ef f icien cy .   Ho wev e r ,   th im p r o v em e n ts   ar n o aim ed   a r ed u cin g   v o ltag an d   f r eq u en cy   d ev iatio n s   to   im p r o v e   p o wer   q u ality   [ 5 ] - [ 7 ] .   I n   ad d itio n ,   s o m e   r esear ch   wo r k s   [ 8 ] - [ 1 3 ]   h av e   p r o p o s ed   m eth o d s   to   im p r o v e   r eliab ilit y   an d   s av c o s ts   d u r in g   m icr o g r id   o p er atio n .   T h ese  s tu d ies  h av p r o p o s ed   s m ar t   p r o tectio n   s ch em es   f o r   m icr o g r id s   an d   f au lt  id e n tific atio n   m eth o d s   d u r in g   o p er atio n ,   s o m a d ap tiv e   an d   r eliab le  p r o tectio n   s ch em es to   d etec t f au lts   an d   is o late  f au lts   q u ick ly   b ased   o n   wea th er .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         I n n o v a tive  fr eq u en cy   a n d   v o lta g co n tr o ller   fo r   A C   mic r o g r id     ( X u a n   Ho a   Th i P h a m )   1487   Fu zz y   lo g ic  is   in cr ea s in g ly   u s ed   in   m icr o g r id   p o wer   co n tr o d u to   its   ab ilit y   to   h an d le  co m p lex   n o n - lin ea r   s y s tem s   an d   u n ce r tain ties ,   p r o v i d in g   r o b u s a n d   a d ap tiv a p p r o a ch   t o   en e r g y   m an ag em en t.   Fu zz y   lo g ic  co n tr o ller s   ( FLCs )   ar p ar ticu lar ly   well - s u ited   to   m icr o g r id s   b ec a u s th ey   ca n   o p tim ize  en e r g y   d is tr ib u tio n ,   m an ag e   v ar ia b ilit y   f r o m   r en ewa b le   en er g y   s o u r ce s ,   an d   m ain tain   s tab le  o p e r atio n   u n d er   wid e   r an g o f   co n d itio n s .   FLCs   ar u s ed   to   m an a g th f lo o f   p o wer   b etwe en   d if f e r en s o u r ce s   s u ch   as  s o lar ,   win d ,   b atter ies,  d iesel g en er at o r s ,   an d   lo a d s .   FLC u s es f u zz y   r u les b ased   o n   lin g u is tic  v ar i ab les "h ig h ",   "lo w",   an d   "m ed i u m to   d eter m in e   th o p tim al  p o wer   allo ca tio n ,   tak in g   in t o   ac co u n f ac t o r s   s u ch   as  r en ewa b le  en er g y   av ailab ilit y ,   b atter y   s t ate  o f   c h ar g e   ( SOC ) ,   an d   lo ad   d em a n d .   FLC  is   r o b u s t o   u n ce r tain ties   an d   d is tu r b an ce s ,   s u itab le  f o r   p r ac tical  m icr o g r id   ap p licatio n s ,   FLC  ca n   ad ap to   ch an g in g   co n d itio n s   an d   o p tim ize  p er f o r m an ce   b ased   o n   r ea l - tim f ee d b ac k ,   FLC  p r o v id es  s m o o th   c o n tr o r esp o n s e,   s im p le  d esig n ,   r elativ ely   f ew  p a r am eter s   an d   r u les,  m a k in g   th em   ea s ier   to   d ep lo y   th a n   s o m o th er   c o n tr o s tr ateg ies.  I n   s u m m ar y ,   f u zz y   lo g ic  p la y s   a n   im p o r tan r o le  i n   p o wer   co n tr o f o r   m icr o g r id s .   I t   p r o v i d es  p o wer f u l   an d   f lex ib le  ap p r o ac h   to   m an ag i n g   en er g y   r eso u r ce s ,   en s u r i n g   s tab ilit y   an d   o p tim izin g   p er f o r m an ce   u n d er   d if f er en o p er atin g   co n d itio n s .   C u r r en tly ,   th er h av b ee n   m an y   r esear ch   wo r k s   ap p ly in g   FLC  to   m icr o g r id   co n tr o l .   R esear ch   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ]   h av e   a d d r ess ed   th e   im p r o v em en o f   th e   co n tr o ller   f o r   t h p h o to v o ltaic   s y s tem   co n n ec ted   to   t h b atter y   e n er g y   s to r ag s y s tem ,   u n d er   th e   co n d itio n s   o f   s o lar   r ad iatio n ,   tem p er atu r e,   n o n - lin ea r   co n d itio n s an d   lo ad .   R esear ch   [ 1 6 ] ,   [ 1 7 ]   h av e   p r o p o s ed   an   o p tim al  DC   b u s   v o lta g r eg u latio n   m eth o d   u s in g   ad a p tiv FLC  an d   n ew  m o n ito r i n g   p o wer   m an a g em en s tr ateg y   f o r   PV  s y s tem s .   T h g o al  is   to   m ain tain   s tab le  p o wer   f lo in   th s y s tem .   Stu d ies  [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ]   h av p r o p o s ed   a n   en er g y   m an ag em en m eth o d   f o r   m icr o g r id s   b ased   o n   f u zz y   lo g ic  an d   d ata  an aly s is   m o n ito r in g   to   ad ju s t th o p tim al  p o w er   o f   o b jects in   th e   m icr o g r id .   Ho wev e r ,   m o s o f   th r esear ch   is   o n ly   ap p lied   t o   th DC   s u b g r id   o f   th m icr o g r id ;   t h er a r n o m an y   s tu d ies ap p lied   to   th A C   g r id   o f   th e   m icr o g r id .   T h is   ar ticle  p r o p o s es  co n tr o ller   f o r   in v e r ter s   u s in g   f u zz y   lo g ic  to   s tab ly   ad ju s th v o ltag an d   f r eq u e n cy   f o r   th AC   m icr o g r id .   T h p r o p o s ed   co n tr o ller   will  o f f er   th f o llo win g   b en e f its :   T h p r o p o s ed   co n tr o ller   ca n   au to m atica lly   ad ju s th f r eq u en cy   an d   v o l tag o f   th e   m icr o g r id I n   a d d itio n ,   th is   co n t r o m eth o d   also   m ax im izes th p o wer   d is tr ib u tio n   ef f icien cy   f o r   th in v er ter s .   T h er ef o r e,   th is   co n tr o ller   will k ee p   th v o ltag an d   f r e q u en c y   in   th m icr o g r id   s tab le,   o n ly   v ar y in g   with in   th e   p er m is s ib le  r an g e,   e n s u r th e   ac cu r ac y   o f   p o wer   s h ar in g   b etwe en   in v er ter s ,   an d   also   elim in ate   th b alan cin g   c u r r en f lo win g   in   t h e   in v er ter s .   T h p r o p o s ed   co n tr o ller   is   ap p lied   to   p o wer   c o n tr o f o r   a   co m m o n   m icr o g r i d   with   th co n f ig u r atio n   in   Fig u r 1   [ 2 0 ] - [ 2 3 ] .   T h is   co n f ig u r atio n   in v o lv es  in ter co n n ec ted   r en ewa b le  e n er g y   s o u r ce s   o n   DC   b u s .   T h is   ty p o f   co n f ig u r atio n   r e d u ce s   th n u m b er   o f   in v er ter s ,   an d   th s y s tem   ca n   o p er ate  f le x ib ly   d ep e n d in g   o n   th co n tr o m eth o d .   T h is   ar ti cle  f o cu s es  o n   c o n tr o l   m eth o d s   to   m ain tain   v o ltag an d   f r eq u en c y   s tab ilit y ,   m in im ize  f r eq u en cy   a n d   v o lt ag d ev iatio n   o f   th e   m icr o g r i d ,   an d   s h a r th p o wer   o u tp u p r ec is ely   with   th in v er ter s .   T h e r ef o r e ,   th r en e wab le  en er g y   s o u r ce s   c o n ce n t r ated   o n   th DC   b u s   in   Fig u r 1   ar ass u m ed   to   alwa y s   p r o v id s u f f icien t p o w er   to   th lo a d s .           Fig u r 1 .   C o n f ig u r atio n   o f   c o m m o n   s tan d alo n m ic r o g r i d       2.   M E T H O D   T h f o cu s   o f   th p r o p o s ed   co n tr o m eth o d   is i )   m ain tain in g   v o ltag a n d   f r e q u en c y   s tab ilit y ,   m in im izin g   f r eq u e n cy   an d   v o ltag d e v iatio n s   o f   th m icr o g r id ,   ii)  ac c u r ately   d is tr ib u tin g   p o we r   to   th e   in v er ter s   to   elim in ate  cir cu lati n g   cu r r en t a n d   n o is cu r r en ts   g en er ated   wh e n   th in v er ter   o u tp u t p ar a m eter s   ar e   in co n s is ten t.  T h p r o p o s ed   c o n tr o l m eth o d   is   im p lem en ted   a s   f o llo ws:     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 :   1 4 8 6 - 1498   1488   -   First,  b ased   o n   th th eo r etic al  b asis   o f   th co n v en tio n al   Dr o o p   m eth o d   f o r   p o wer   s h ar in g   am o n g   in v er ter s .   Stu d ies  [ 3 ] - [ 5 ]   p r es en ted   th d r o o p   m eth o d   f o r   l o w - v o ltag n etwo r k s ,   th e   d r o o p   m eth o d   f o r   m ed iu m - v o ltag n etwo r k s   wa s   p r esen ted   i n   s tu d ies  [ 6 ] - [ 8 ] ,   an d   s tu d ies  [ 9 ] - [ 1 3 ]   p r esen t ed   th e   d r o o p   m eth o d   f o r   d is tr ib u tio n   n etwo r k s   f r o m   lo to   m ed iu m   v o ltag to   ex p an d   th ap p licatio n   s co p o f   th e   d r o o p   m eth o d .   T h th eo r etica l   b asis   o f   th co n v en tio n al  d r o o p   m eth o d   is   p r esen ted   i n   s ec tio n   2 . 1 .   -   Nex t,  th d is ad v an tag es  o f   th co n v en tio n al  Dr o o p   m eth o d   p r esen ted   in   s ec tio n   2 . 1   a r an aly s ed   as  f o llo ws:   i)   it  is   im p o s s ib le  to   ac cu r ately   s h ar p o wer   wh e n   th o u tp u p ar am eter s   o f   th in v er ter   ar e   in co n s is ten t,  lead in g   t o   th e   ap p ea r an ce   o f   cir c u latin g   c u r r e n an d   n o is cu r r en th at   d am ag th in v e r ter ;   ii)  wh en   th lo ad   in cr ea s es  o r   d ec r ea s es  s h ar p ly ,   it  will   ca u s v er y   lar g f r eq u en cy   an d   v o ltag e   d ev iatio n s ,   wh ich   m a y   ex ce e d   th p er m is s ib le  r an g e .   T h is   co n ten t is p r esen ted   in   s ec tio n   2 . 2 .   -   Fin ally ,   th p ap er   p r o p o s es  m eth o d   to   im p r o v th c o n v e n tio n al  Dr o o p   c o n tr o ller   b y i)   u s in g   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller   in   co m b in ati o n   with   th co n v e n tio n al  Dr o o p   co n t r o ller .   T h f u zz y   c o n tr o ller   will  au to m atica lly   ad ju s th e   s lip   c o ef f icien to   s h if th e   Dr o o p   g r ap h .   T h p r o p o s ed   c o n tr o ller   will  r esu lt  in ac cu r ate  p o wer   s h a r in g   am o n g   th in v er ter s ,   th er e b y   eli m in atin g   th cy clic  c u r r en t;   an d   r ed u ce d   f r eq u e n cy   an d   v o ltag d ev iati o n s   o f   th m icr o g r i d   wh en   th lo ad   ch an g es.  T h is   is   p r esen ted   in   s ec tio n   2 . 3 .   ii)  On   th o th er   h an d ,   to   m ain tain   th s tab ilit y   o f   th co n tr o s y s tem   f o r   th m icr o g r id ,   th p ap e r   also   u s es  s lid in g   m o d co n tr o ller   ( SMC )   in s tead   o f   th co n v en tio n al  p r o p o r tio n al - i n teg r atin g   ( PI)   co n tr o ller .   T h SMC   will  s tab ilize  th cu r r en a n d   v o ltag a th in v er ter   o u tp u t.  iii)  Simu latio n   r esu lts   in   s ec tio n   3   will d em o n s tr ate  th s u itab ilit y   o f   th p r o p o s ed   m eth o d .     2 . 1 .     P o wer   co ntr o l us ing   t he  t ra ditio na l D ro o m et ho d   Acc o r d in g   to   s tu d ies  [ 1 ] [ 4 ] ,   th tr ad itio n al  Dr o o p   m eth o d   f o r   p o we r   d is tr ib u tio n   b etw ee n   p o wer   s o u r ce s   is   d er iv ed   f r o m   th e q u iv alen cir cu it  s h o w n   in   Fig u r 2 .   B ased   o n   Fig u r 2 ,   s tu d ies  [ 1 ] - [ 4 ]   h a v e   ca lcu lated   th p o wer   s u p p lied   b y   th p o wer   s o u r ce   to   th l o a d   as  ( 1 ) .     S ̃ = V ̇ . I * = V ̇ . ( V ̇ - V ̇ AC Z ̇ ) * = V .e j δ 1 ( V e j δ 1 - V AC e j δ 2 Z e j θ ) * = P + jQ   ( 1 )     W h e r e   R   a n d   X   =   L   a r e   t h e   r e s is t a n c e   a n d   r e a c t a n c o f   a   c o n d u c t o r ;   V   is   t h e   v o lt a g e   a t h s o u r c e ;   V AC   i s   t h v o l t a g e   a t   t h e   e n d   o f   t h e   li n e ;   an d     is   th p h ase  an g le  d if f er e n ce   b etwe en   an d   V AC = 1 δ 2     Z ̇ = Z e j θ   =R+jX     T h e   ( 1 )   ca n   b e   tr an s f o r m ed   in t o :     s in δ =   XP - RQ V V AC   ( 2 )     . V - V AC co s δ =   R P + XQ V   ( 3 )     Acc o r d in g   to   s tu d ies  [ 5 ] - [ 7 ] ,   t h ac tu al  an g le    is   s m all  v alu e,   s o   s in   an d   co s =1 ,   wh en   X   >>   R ,   f r o m   ( 2 )   an d   ( 3 )   ca n   b wr itten   ( 4 )   an d   ( 5 ) .     δ= XP V V AC   ( 4 )     V - V AC = XQ V   ( 5 )     Acc o r d in g   to   s tu d ies  [ 8 ] - [ 1 0 ] ,   f r o m   ( 4 )   a n d   ( 5 ) ,   th s lo p co n tr o ller s   P/f  an d   Q/V  ca n   b s et  u p   to   co n tr o th e   ac tiv an d   r ea ctiv e   p o wer   o f   t h in v er ter s   as  ( 6 )   an d   ( 7 ) .     f   =   f 0   -   m p P   ( 6 )     V= V 0 - m q Q   ( 7 )     m p   c h a r a c t e r i ze s   t h e   s l o p e   o f   ( 6 ) ,   m q   c h a r a c t e r i ze s   t h e   s l o p e   o f   ( 7 ) ,   a n d   t h e y   a r e   c a l c u l a t e d   as   ( 8 ) .     m p = f 0 - f min P max   ;   m q = V 0 - V min Q max   ( 8 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         I n n o v a tive  fr eq u en cy   a n d   v o lta g co n tr o ller   fo r   A C   mic r o g r id     ( X u a n   Ho a   Th i P h a m )   1489       Fig u r 2 .   E q u iv alen t c ir c u it d i ag r am   o f   p o wer   s o u r ce   s u p p ly in g   lo a d       2 . 2 .     Ana ly s is   o f   t he  cha r a ct e ristics o f   t he  t ra ditio na l D ro pp er   m et ho   T h ( 6 )   is   d r awn   i n   Fig u r e   3   ( Dr o o p   P/f) .   I t   s h o ws  th at  if   th lo ad   i n cr ea s es,  th f r e q u en cy   will  d ec r ea s e,   an d   if   t h lo a d   in cr ea s es  s ig n if ican tly ,   th f r eq u en cy   will  d ec r ea s s ig n if ican tly .   T h er e f o r e,   th is   p ap er   will  p r esen m eth o d   to   s h if th Dr o o p   P/f  c h ar ac ter i s tic  cu r v u p   s eg m e n to   b ec o m th Dr o o p   P/f'   ch ar ac ter is tic  cu r v to   r ed u ce   th f r eq u en cy   d ev iatio n   f r o m   th r ated   v al u wh en   t h l o ad   in cr ea s es.  T h e   co n ten t o f   th f r e q u en c y   s h if ti n g   m eth o d   will b p r esen ted   i n   s ec tio n   2 . 3 .   T h e   ( 7 )   is   d r awn   in   Fig u r 4   ( Dr o o p   Q/V) .   I s h o ws  th at  if   th lo ad   in cr ea s es,  th v o ltag will   d ec r ea s e,   an d   if   th lo ad   in cr e ases   s ig n if ican tly ,   th v o ltag will  d ec r ea s s ig n if ican tly .   T h er ef o r e,   th is   p ap er   will  p r esen m eth o d   t o   s h if t   th Dr o o p   Q/V  ch ar ac ter is tic  cu r v e   u p   s eg m e n to   b ec o m th Dr o o p   Q/V’   ch ar ac ter is tic  cu r v to   r e d u ce   th v o ltag d e v iatio n   f r o m   th e   r ated   v alu wh e n   th lo a d   in c r ea s es.  T h co n ten t   o f   th f r eq u en cy   s h if tin g   m eth o d   will  b e   p r esen ted   in   s ec ti o n   2 . 3 .   I n   Fig u r 3 ,   V an d   f 0   r ep r esen th e   r ated   v alu es  o f   v o ltag an d   f r e q u en cy ,   r esp ec tiv ely ,   wh ile  an d   f   d en o te  th ac tu al  o p er atin g   v alu es.  Fu r th er m o r e ,   P 0   an d   Q 0   in d icate   t h r ated   v alu es  o f   ac tiv a n d   r ea ctiv p o wer ,   r esp ec tiv ely .   Me an wh il e,   an d   Q   r ep r esen t   th ac tu al  ac tiv an d   r ea ctiv p o wer   co n d itio n s   d u r in g   s y s te m   o p er atio n .           ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   Dr o o p   c o n tr o ller   ch a r ac ter is tic  cu r v es :   ( a)   d r o o p   P/f  an d   ( b )   d r o o p   Q/V           Fig u r 4 .   Me m b er s h ip   f u n ctio n   o f   in p u t P       2 . 3 .      P ro po s ed  co ntr o m et h o d   2 . 3 . 1 .   Desig n o f   t he  f uzzy   lo g ic  f re qu ency   co ntr o ller   T h i s   p a p e r   a i m s   t o   r e d u c e   f r e q u e n c y   d e v i a t i o n   w h e n   t h e   l o a d   c h a n g e s .   T h e r e f o r e ,   t h i s   p a p e r   p r o p o s e s   m e t h o d   t o   s h i f t   t h e   f r e q u e n c y   o f   t h e   P / f   d r o o p   c h a r a c t e r is t ic   c u r v e s   t o   m ai n t a i n   t h e   s t a b i li t y   o f   f r e q u e n c y   w i t h i n   t h e   a l l o w a b le   r a n g e   u s i n g   f u z z y   l o g i c .   T h e   t h e o r e t i c a l   b a s i s   o f   f u z z y   l o g i c   i s   r e f e r r e d   t o   i n   t h e   d o c u m e n t   [ 1 6 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 :   1 4 8 6 - 1498   1490   S p e c i f i ca l l y ,   f u z z y   l o g i i s   u s ed   t o   s h i f t   t h P/ f   g r a p h   a l o n g   t h e   f - a x i s   b y   a   d is ta n c e   f   ( t h e   P /f '   g r a p h )   i n   o r d e r   to   r e d u c e   t h e   f r e q u e n c y   d e v i a t i o n ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   3 ( a ) .     Fig u r 3 ( a )   s h o ws  th at  w h e n   P   =   P 1   th e n   f 1   <   f 0 ,   wh e n   th e   AC   lo ad   in cr ea s es  P   =   P 2   th e n   f r e q u en c y   d ec r ea s es  ( f 2   <   f 1   <   f 0 ) .   T h f u zz y   co n tr o ller   will  s h if th e   P/f  d r o o p   lin u p   b y   a   d i s t a n c e   f .   T h e n   ( 6 )   i s   i m p r o v e d   a s   ( 9 ) .     f'   =   f 0   -   m p P+ f   ( 9 )     W h er e:  f   is   d eter m in ed   b y   th f u zz y   lo g ic  f r e q u en c y   b lo c k   Fu zz y   lo g ic  f r eq u e n cy   co n t r o ller   d esig n :   T h f u zz y   lo g ic  f r eq u e n cy   co n tr o ller   is   d esig n ed   u s in g   ac tiv p o wer   ( P)  as  th in p u t   v ar iab le  an d   f r eq u e n cy   d e v i atio n   ( Δ f )   as  th o u tp u v ar ia b le.   T h lin g u is tic  v ar iab les  f o r   th i n p u a n d   o u tp u s ig n als  ar d ef in e d   as  s h o wn   in   Fig u r es   4   an d   5 ,   r esp ec t iv ely .   B ased   o n   th e   ac tu al  lo ad   p o we r   co n d itio n s ,   th e   in p u t   p o wer   d o m ain   f o r   is   s elec ted   with in   th e   r a n g o f   [ 0 ,   3 5 0 0 ] .   Me an wh ile,   b ased   o n   th allo wab le  f r eq u e n cy   d e v iatio n ,   th o u tp u t d o m ain   f o r   Δ f   is   s ele cted   with in   th r an g e   o f   [ 0 ,   1 ] .   T h m e m b er s h ip   f u n ctio n s   f o r   b o th   in p u t a n d   o u t p u t v ar iab les ar p r esen ted   in   F ig u r es 4   an d   5 .   T h f u zz y   c o n tr o r u les  ar estab lis h ed   ac co r d in g   to   ( 6 )   an d   Fig u r 3 ( a) .   T h r elatio n s h i p   b etwe en   th in p u p o wer   an d   f r eq u en cy   d ev iatio n   is   r ep r esen ted   u s in g   s et  o f   lin g u is tic  r u les.   T h co r r esp o n d in g   f u zz y   r u les ar s u m m ar ized   as f o llo ws:   -   I f   P   =   A1   th en   f   =   a 1 ; I f   P   =   A2   th en   f   =   a2 ; I f   P   =   A3   th e n   f   =   a3   -   I f   P   =   B 1   th en   f   =   b 1 I f   P   =   B 2   th en   f   =   b 2 ; I f   P   =   B 3   th e n   f   =   b3   -   I f   P   =   C 1   th en   f   =   c1 ; I f   P   =   C 2   th en   f   =   c 2 ; I f   P   =   C 3   th e n   f   =   c3   -   I f   P   =   D1   th en   f   =   d 1 ; I f   P   =   D2   th en   f   =   d 2 ; I f   P   =   D3   th e n   f   =   d3   -   I f   P   =   E 1   th e n   f   =   e1 ; I f   P   =   E 2   th en   f   =   e2 ; I f   P   =   E 3   t h e n   f   =   e3     2 . 3 . 2 .   Desig n o f   t he  f uzzy   lo g ic  v o lt a g e   co ntr o ller   T h i s   p a p e r   a i m s   t o   r e d u c e   v o l ta g e   d e v i a t i o n   w h e n   t h l o a d   ch a n g e s .   T h e r e f o r e ,   t h i s   p a p e r   p r o p o s e s   m e t h o d   t o   s h i f t   t h e   Q/ V   d r o o p   c h a r a c t e r i s t i c   c u r v es   t o   m a in t a i n   t h e   s t a b i li t y   o f   v o l t a g e   w i t h i n   t h e   al l o w a b le   r a n g e   u s i n g   f u z z y   l o g i c .   S p e c i f i c a l l y ,   f u z z y   l o g i c   i s   u s e d   t o   s h i f t   t h e   Q / V   g r a p h   a l o n g   t h e   f - a x i s   b y   a   d i s t a n c V   ( t h e   Q / V'   g r a p h )   to   r e d u c t h e   v o l t a g e   d e v i a t i o n ,   a s   s h o wn   i n   Fi g u r e   3 ( b ) .   S p e c i f i c a ll y ,   f u z z y   l o g i c   is   u s e d   t o   s h i f t   t h e   Q / V   g r a p h   a l o n g   t h e   V - a x i s   b y   a   d i s t a n c e   V   ( t h e   Q / V'   g r a p h )   i n   o r d e r   t o   r e d u c e   t h e   v o l t a g e   d e v i a t i o n ,   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   3 ( b ) .   Fig u r 3 ( b )   s h o ws  th at  wh en   Q 1   th en   V 1 <V 0 ,   wh en   th e   AC   lo ad   in cr ea s es  =   Q 2   th en   v o ltag e   d ec r ea s es  ( V 2 <V 1 <V 0 ) .   T h f u zz y   co n tr o ller   will  s h if th e   Q/V  d r o o p   lin u p   b y   a   d i s t an c e   V .   T h e n   ( 7 )   i s   i m p r o v e d   a s   f o l l o ws :     V'   =   V 0   -   m p Q+ V   ( 1 0 )     W h er e:  is   d eter m in ed   b y   th f u zz y   lo g ic  v o ltag b lo ck   Desig n   o f   f u zz y   lo g ic  v o ltag e   b lo ck T h f u zz y   lo g ic  v o ltag co n tr o ller   is   d esig n ed   u s in g   r ea ctiv e   p o wer   ( Q)   as  th e   in p u t v ar iab l an d   v o ltag e   d e v iatio n   ( Δ V)   as  th o u tp u t v ar iab le.   T h lin g u is tic  v ar iab les  f o r   th in p u an d   o u tp u s ig n als  a r d ef in e d   as  s h o wn   in   Fig u r e s   6   an d   7 ,   r esp ec tiv ely .   B ased   o n   th ac tu al  l o ad   p o wer ,   t h in p u v alu d o m a in   f o r   is   s elec ted   with in   t h r an g o f   [ 0 ,   3 5 0 0 ] .   Me an wh ile,   b ased   o n   th e   allo wab le  v o ltag e   d e v iatio n ,   th o u t p u v alu d o m ain   f o r   Δ is   s elec ted   with in   th r a n g o f   [ 0 ,   5 ] .   T h e   m em b er s h ip   f u n ctio n s   f o r   b o t h   in p u t a n d   o u tp u v ar iab les ar p r esen ted   in   Fig u r es 6   an d   7 .   T h f u zz y   c o n tr o l   r u les  ar e   estab lis h ed   ac co r d i n g   t o   ( 7 )   a n d   Fig u r 4 .   T h r elatio n s h i p   b e twee n   th e   r ea ctiv p o wer   in p u an d   v o lt ag d ev iatio n   is   r ep r esen ted   u s in g   s et  o f   lin g u is tic   r u les.  T h co r r esp o n d in g   f u zz y   r u les ar s u m m ar ized   as f o llo ws:   -   I f   Q   =   A1   th e n   V   =   a1 I f   Q   =   A2   th en   V   =   a 2 ; I f   Q   =   A 3   th en   V   =   a3   -   I f   Q   =   B 1   th en   V   =   b 1 ; I f   Q   =   B 2   th en   V   =   b 2 ; I f   Q   =   B 3   th en   V   =   b3   -   I f   Q   =   C 1   th en   V   =   c1 ; I f   Q   =   C 2   th en   V   =   c2 I f   Q   =   C 3   th en   V   =   c3   -   I f   Q   =   D1   th e n   V   =   d 1 ; I f   Q   =   D2   th en   V   =   d 2 ; I f   Q   =   D3   th en   V   =   d3   -   I f   Q   =   E 1   t h en   V   =   e 1 ; I f   Q   =   E 2   th en   V   =   e2 ; I f   Q   =   E 3   th en   V   =   e3   Use th Su m - Pro d u ct  p r in cip l an d   th ce n tr o id   m eth o d   to   d ef u zz if y .   T h b lo ck   d iag r am   o f   th p r o p o s ed   co n tr o ller   is   s h o wn   in   Fig u r 8 .   T h p r o p o s ed   co n tr o ll er   in clu d es  d r o o p   im p r o v em e n b lo ck   u s in g   f u zz y   lo g ic  t o   s h if t   f r e q u en cy   an d   v o ltag a cc o r d i n g   to   ( 9 )   an d   ( 1 0 ) .   I n   o r d er   to   im p r o v th s u s tain ab ilit y   an d   s tab ilit y   o f   th p r o p o s ed   co n t r o ller   d u r in g   v o ltag an d   f r e q u en c y   s h if tin g ,   th is   p ap er   u s es a   Sli d in g   m o d co n tr o ller   to   c o n tr o l t h o u tp u t v o ltag e   an d   c u r r e n o f   th in v er ter .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         I n n o v a tive  fr eq u en cy   a n d   v o lta g co n tr o ller   fo r   A C   mic r o g r id     ( X u a n   Ho a   Th i P h a m )   1491       Fig u r 5 .   Me m b er s h ip   f u n ctio n   o f   o u tp u f           Fig u r 6 .   Me m b er s h ip   f u n ctio n   o f   in p u t Q           Fig u r 7 .   Me m b er s h ip   f u n ctio n   o f   o u tp u V       S V P WM BIC L C i 1 L f R f R i 2 v c Bus AC V AC Power  ca cula tion   and low - pass filter P i 1 Bus  DC V DC d c   D G 1 d c   D G 2 d c   D Gn f 0 m p + ʃ - + + ɵ 2 π f ɷ Slid ing  mode   controller Reference  voltag generation v c i 2 v c L ow - p as s  f il t e r L i n e  I m p e d an c e D r o o p   P / w i th   s h i fti n g   F r e q u e n c y D r o o p   Q / V   w i th   s h i fti n g   V o l ta g e F u z z y   l o g i c   fr e q u e n c y Δ f f   Q V 0 m q + - + + V F u z z y   l o g i c   V o l ta g e Δ V V   i 2     F i g u r e   8 .   B lo ck   d iag r am   o f   th e   p r o p o s ed   co n t r o ller   f o r   an   in v er ter   in   an   is lan d e d   m icr o g r id       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 :   1 4 8 6 - 1498   1492   2 . 3 . 3 .   Desig n o f   t he  s lid ing   m o de  co ntr o ller   Usi n g   s lid in g   m o d e   co n t r o ll er   ( SMC )   to   im p r o v th e   r o b u s tn ess   an d   s tab ilit y   o f   th s y s tem   d u r in g   v o ltag an d   f r eq u e n cy   s h if ts ,   th SMC   is   p r esen ted   as  f o l lo ws:   T h p u r p o s o f   th e   SMC   is   to   m ak th e   s ig n als  at  th in v er ter   o u tp u clo s ely   tr ac k   th r ef er en ce   v a lu o f   th in v er ter   in p u t.  T h th eo r etica b asis   o f   th SMC   is   r ef er en ce d   in   s tu d i e s   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .   Fro m   Fig u r 9 ,   we  h av ( 1 1 ).     d v c dt =   1 C i 1 1 C i 2     d i 1 dt = 1 L f v i n v 1 L f v c R f L f i 1     d i 2 dt = 1 L v c 1 L v p cc   R L i 2   ( 1 1 )     T r an s f o r m in g   s y s tem   ( 1 1 )   to   t h d q 0   co o r d in ate  s y s tem ,   we  h av th f o llo win g   s y s tem s   ( 1 2 )   an d   ( 1 3 ) .     v ̇ Cd = 1 C i 1d 1 C i 2d + ω v cq   i ̇ ̇ 1d = v inv d L f 1 L f v cd R f L f i 1d + ω i 1q                   ( 1 2 )     i ̇ ̇ 2d = v cd L 1 L v p ccd   R L i 2d + ω i 2q     v ̇ Cq = 1 C i 1q 1 C i 2q ω v cd         i ̇ ̇ 1q = v inv q L f 1 L f v cq R f L f i 1q ω i 1d     i ̇ ̇ 2q = v cq L 1 L v p ccq   R L i 2q ω i 2d   ( 1 3 )     T h p u r p o s o f   th SMC   is   to   en s u r th at  th v o ltag V C   clo s ely   f o llo ws V ref ,   s o   we  d ef in e   th d ev iatio n s :     e d = v Cd v Cd e q = v Cq v Cq   ( 1 4 )     W h er e :     v Cd = v r ef d   v Cq = v r ef q C h o o s th s lid in g   s u r f ac es f o r   ( 1 4 ) :     S d = e ̇ d + a   e d = ( v ̇ Cd v ̇ Cd ) + a ( v Cd v Cd )     S q = e ̇ q + a   e q = ( v ̇ Cq v ̇ Cq ) + a ( v Cq v Cq )   ( 1 5 )       S d ̇ =   e ̈ d + a e ̇ d = ( v ̈ Cd v ̈ Cd ) + a ( v ̇ Cd v ̇ Cd )   S q ̇ =   e ̈ q + a e ̇ q = ( v ̈ Cq v ̈ Cq ) + a ( v ̇ Cq v ̇ Cq )   ( 1 6 )     W h er e:  a   =   co n s tan t; a   >   0 Usi n g   th L y a p u n o v   s tab ilit y   p r i n cip le:  = 1 2 2 .   T h er e f o r e,   we  ch o o s e:     S ̇ d = k   s ign ( S d ) S ̇ q = k   s ign ( S q )   ( 1 7 )     W h er e:  k =   co n s tan t; k >0 Fro m   th s y s tem s   o f   ( 1 2 )   to   ( 1 7 ) ,   we  ca n   d er iv ( 1 8 )   an d   ( 1 9 ) .     = v i n v d = C L f [ k   s ign ( S d ) + A i 1d + B v Cd + D i 2d + C i 2q C i 1q ω a v Cq + v ̈ Cd 1 CL v p ccd + a v ̇ Cd ]   ( 1 8 )     = v i n v q = C L f [ k   s ign ( S q ) + A i 1q + B v Cq + D i 2q C i 2d + C i 1d + ω a v Cd + v ̈ Cq 1 CL v p ccq + a v ̇ Cq ]   ( 1 9 )     W h er e:      A= ( R f C L f - a C ) ;   B= ( 1 C L f + 1 CL + ω 2 ) ;   D= ( a C - R LC )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         I n n o v a tive  fr eq u en cy   a n d   v o lta g co n tr o ller   fo r   A C   mic r o g r id     ( X u a n   Ho a   Th i P h a m )   1493   T h s lid in g   m o d co n tr o ller   is   im p lem en ted   ac co r d i n g   to   ( 1 8 )   an d   ( 1 9 ) .   I n   wh ich   v * Cd   an d   v * Cq   ar r ef er en ce   v o ltag es,  u   is   th in v er ter   co n t r o l sig n al,   wh ich   is   th v o ltag e   s ig n al  to   m o d u late  th in v er te r .           F i g u r e   9 .   E q u i v a l e n t   s c h e m a ti o f   a n   i n v e r t e r   c o n n e c t e d   t o   l o ad       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   Per f o r m   s im u latio n   f o r   th e   m icr o g r id   c o n f ig u r ed   as  s h o wn   in   Fig u r 1 ,   w h ich   co n s is t s   o f   3   in v er ter s   co n n ec ted   in   p a r allel.   Use  b o th   co n tr o ller s th co n v en tio n al  co n tr o ller   an d   th p r o p o s ed   co n tr o ller .   T h d ata  u s ed   f o r   t h s im u latio n   ar g iv en   in   T ab le  1 .       T ab le  1 .   Data   u s ed   f o r   s im u lat io n   P a r a me t e r n a m e   V a l u e   P a r a me t e r n a m e   V a l u e   D C   l i n k   v o l t a g e   V cd   (V)   6 0 0   f ( H z )   f m a x   ( H z )     f m i n   ( H z )   50   51   4 9 . 5   L ( mH )   4 . 2   S ( k V A )   4   R ( )   0 . 1   V A C, 0   (V)   V A C, m a x   (V)   V A C, m i n   (V)   3 1 1   3 1 5   3 0 5   C ( F)   2 . 2   S o p e   c o e f f i c i e n t   m ( V / V a r )   0 . 0 0 0 1 0 5   f ( k H z )     5   S o p e   c o e f f i c i e n t   m p   ( r a d / / W )     0 . 0 0 0 1   Li n e   i mp e d a n c e   p a r a m e t e r s   ( H )   0 . 0 0 3   R ( )   1       3 . 1 .     Ca s 1   Po wer   s h ar in g   s im u latio n   f o r   s tan d alo n m icr o g r id   with   two   in v er ter s   co n n ec ted   in   p a r allel,   th s im u latio n   is   p er f o r m ed   u s in g   th p r o p o s ed   co n tr o ller   an d   t h co n v e n tio n al  co n tr o ller .   T h two   in v er ter s   ar e   ass u m ed   to   h a v th e   s am r at ed   p o we r   P 1đm P 2đm   =   1 :1 .   At  tim t   =   10   s ,   t h p o wer   co n s u m p tio n   o f   th lo a d   in cr ea s es.  T h s im u latio n   r esu lts   ar p r esen ted   in   Fig u r es  1 0   an d   1 1 .   T h p r o p o s ed   c o n tr o ller   g iv es   th r esu lt  o f   d iv id i n g   ac tiv p o wer   an d   r ea ctiv e   p o wer   ex a ctly   in   th e   r atio   o f   1 :1 ,   as  s h o wn   in   Fig u r e s   10 ( a )   an d   1 0 ( b ) .   T h e   s ettlin g   tim is   r elativ ely   ea r ly ,   an d   th e   r esp o n s is   s tab le  ev en   wh en   th lo ad   ch an g es  s h ar p ly .   Fig u r es  1 1 ( a )   an d   1 1 ( b )   s h o th at  th co n v en tio n al  co n tr o ller   g iv es  less   ac cu r ate  p o wer   d iv i s io n   r esu lts   th an   th e   p r o p o s ed   co n tr o ller ,   an d   wo r s s tab ilit y   th an   th p r o p o s ed   co n tr o ller   d u r in g   th p e r io d   o f   s tr o n g   lo ad   ch an g es.   Fig u r es  1 0 ( c )   a n d   1 1 ( c )   ar e   t h e   s in g le - p h ase  cu r r en ts   o f   in v er ter s   1   an d   2 .   Fig u r e   1 0 ( c)   s h o ws  th at  th two   wav ef o r m s   m atch   e x ac tly ,   wh ile  Fig u r 1 1 ( c)   s h o ws  th at  th two   wav ef o r m s   h av d if f er en am p litu d es  d u r in g   th lo a d   ch an g p er i o d .   Fig u r es  1 0 ( d )   an d   1 1 ( d )   ar v o ltag at  th lo a d .   I n   th p e r io d   f r o m   0 s   to   1 0 s ,   th r ea ctiv p o wer   o u tp u o f   ea ch   in v er ter   is   Q 1   =   Q 2   =   9 9 0   Var ,   s o   ac co r d in g   to   Fig u r es  6   an d   7 ,   th Q/V  d r o o p   lin e   will  s h if u p   d is tan ce   o f   V= 1 . 4 ( V)   alo n g   th e   v er tical  ax is ,   th e   Q/V  d r o o p   lin b ec o m es  th Q/V'   d r o o p   lin as  in   Fig u r 3 ( b )   o r   ( 1 0 ) ,   s o   th AC   b u s   v o ltag o f   th p r o p o s ed   m eth o d   ( 3 0 9 . 5   V)   is   r aised   h ig h er   th an   th tr a d itio n al  m eth o d   ( 3 0 7   V) .   T h s h if o f   th Q/V  d r o o p   d e p en d s   o n   th v al u e   d o m ain   o f   th e   o u t p u o f   th f u zz y   lo g ic  s et  s elec ted   a b o v e .   I n   th e   p er i o d   f r o m   1 0 s   to   2 0 s ,   th r ea ctiv e   p o we r   o u tp u o f   ea ch   in v er ter   is   Q 1   =   Q 2   =   1 9 1 0   Var ,   s o   ac co r d in g   to   Fig u r es  6   an d   7 ,   th Q/V  d r o o p   lin e   will  s h if t   u p   d is tan ce   o f   V= 2 . 8   ( V)   alo n g   th v e r tical  ax is ,   th Q/V  d r o o p   li n b ec o m es  th Q/ V'   d r o o p   lin as  in   Fig u r 3 ( b )   o r   ( 1 0 ) ,   s o   th e   AC   b u s   v o ltag o f   t h p r o p o s ed   m eth o d   ( 3 0 8 . 3   V)   is   r ais ed   h ig h e r   th an   t h tr ad itio n al  m eth o d   ( 3 0 0   V) .   T h s h if o f   th Q/V  d r o o p   d ep en d s   o n   th v alu d o m ain   o f   th o u tp u o f   th f u zz y   lo g ic  s et  s elec ted   ab o v e.   T h ese  r esu lts   ar in   f u ll  ag r ee m en with   th estab lis h ed   f u zz y   co n tr o law,   co n s is ten with   ( 1 0 ) .   T h is   r esu lt  is   in   co m p lete  ag r ee m en with   Fig u r 3 ( b ) ,   th AC   b u s   v o ltag will  d ec r ea s e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t Vo l.  1 7 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 :   1 4 8 6 - 1498   1494   s h ar p ly   to   b elo th allo wab l lev el.   T h er e f o r e,   t h p r o p o s ed   co n tr o ller   will  s h if th tr a d itio n al  d r o o p   lin e   u p war d ,   aim i n g   to   r esto r th AC   b u s   v o ltag e,   im p r o v in g   th p o wer   q u ality   o f   th m icr o g r id .     Fig u r es  1 0 ( e )   a n d   1 1 ( e )   s h o w   th f r eq u en cy   in   th m ic r o g r id .   I n   th e   p e r io d   f r o m   0 s   to   1 0 s ,   in v er te r   o u tp u p o wer   is   P 1   =   P 2   =   1 3 8 0   W ,   s o   ac co r d i n g   to   Fig u r es  4   an d   5 ,   th e   P/f  d r o o p   lin will  s h if u p   d is ta n c e   o f   f   =   0 . 3 5   Hz   alo n g   t h v e r t ical  ax is ,   th e   P/f  d r o o p   lin e   b e co m es  th e   P/f'   d r o o p   lin e   as  in   Fig u r e   3 ( a)   o r   ( 9 ) ,   s o   th in   th m icr o g r id   o f   t h p r o p o s ed   m et h o d   ( 5 0 . 2   H z)   is   r aised   h ig h er   t h an   th tr ad itio n al  m eth o d     ( 4 9 . 8   Hz) .   T h f   s h if o f   th P/f  d r o o p   d ep e n d s   o n   th v alu d o m ain   o f   th o u tp u o f   th f u zz y   lo g ic  s et  s elec ted   ab o v e.   I n   th e   p er i o d   f r o m   1 0   s   to   2 0   s ,   P 1   =   P 2   =   2 7 6 5   W ,   s o   ac co r d in g   to   Fig u r es  4   an d   5 ,   t h P/f   d r o o p   lin will  s h if u p   d is tan ce   o f   f = 0 . 7   Hz  alo n g   th v er tical  ax is ,   th P/f  d r o o p   li n b ec o m es  th P/f'   d r o o p   lin as  in   Fig u r 3 ( a)   o r   ( 9 ) ,   s o   th f r eq u en cy   o f   th p r o p o s ed   m eth o d   ( 5 0 . 4   Hz)   is   r aised   h ig h er   th an   th tr ad itio n al  m eth o d   ( 4 9 . 5   Hz) .   T h f   s h if o f   th P/f  d r o o p   d ep e n d s   o n   th v alu d o m ain   o f   th o u tp u o f   th f u zz y   lo g ic  s et  s elec ted   ab o v e.   T h ese  r esu lts   ar e   in   f u ll  a g r ee m en with   th e   estab lis h ed   f u zz y   co n tr o law ,   co n s is ten with   ( 9 )   an d   th d r o o p   lin in   Fig u r 3 .   Fig u r 3   s h o ws  th at  wh en   th lo ad   i n cr e ases ,   th f r eq u en cy   o f   th m icr o g r id   will  d ec r ea s e,   an d   wh e n   th lo a d   in cr ea s e s   s h ar p ly ,   th f r eq u e n cy   will  d ec r ea s s h ar p ly   to   b elo th allo wab le   lev el.   T h er ef o r e ,   th e   p r o p o s ed   c o n tr o ller   will  s h if th tr ad itio n al   d r o o p   lin u p war d ,   aim in g   to   r esto r t h f r e q u en c y   o f   th e   m icr o g r id .   T h ch ar ac te r is tics   o f   th p r o p o s ed   co n tr o ller   ar e   s tab le  an d   s u s tain ab le  ev en   wh e n   th e   lo a d   ch an g es  s h ar p ly ,   th SMC   co n tr o ller   m ak es  th cu r r en an d   v o ltag e   s ig n als  at   th in v er ter   o u tp u lie  o n   th d esig n ed   s lid in g   s u r f ac e   S.  T h is   s h o ws  th at  th e   co m b in atio n   o f   th e   Sli d in g   m o d c o n tr o ller   an d   t h im p r o v e d   d r o o p   co n tr o ller   h as  p er f o r m ed   ac cu r ate  p o wer   d iv is io n   in   th ca s e   o f   s h a r p   in c r ea s in   lo a d ,   i m p r o v i n g   th e   p o wer   q u ality   an d   d y n am ic   r esp o n s o f   th e   m icr o g r id ,   th e   cu r r en t,  v o ltag a n d   p o wer   ch ar ac ter is tics   ar v er y   s tab le.   T h r esu lts   o f   ev alu atin g   t h e   ab ilit y   to   elim in ate  cir cu latin g   cu r r en b etwe en   in v er ter s   d u r in g   o p er atio n ,   ass es s ed   b y   t h p o wer   d iv is io n   d ev iatio n   b etwe en   t h em   an d   th e   v o ltag an d   f r eq u en cy   s tab ilit y   in   th e   m icr o g r id ,   ar p r esen ted   in   T a b le  2 .   T h u s ,   th p r o p o s ed   c o n tr o ll er   s u cc ess f u lly   co n t r o ls   v o lt ag an d   f r e q u en c y   o s cillatio n s   with in   ac ce p tab le  r an g es,  with   v er y   s m all  d ev iatio n s   f r o m   th r ated   v alu es.  I n   a d d itio n ,   it is   ca p ab le  o f   p r ec is p o we r   d iv is io n .   As a  r esu lt,  th cir cu l atin g   cu r r e n t b etwe en   th e   in v e r ter s   is   elim in ated .           ( a)   ( b )       ( c)   ( d )     ( e)     Fig u r 1 0 .   T h s im u latio n   r esu lts   with   th p r o p o s ed   co n t r o ll er : ( a)   ac tiv p o wer ,   ( b )   r ea cti v p o wer ,     ( c)   c u r r en t,  ( d )   v o ltag e,   an d   ( e )   f r eq u en cy       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         I n n o v a tive  fr eq u en cy   a n d   v o lta g co n tr o ller   fo r   A C   mic r o g r id     ( X u a n   Ho a   Th i P h a m )   1495       ( a)   ( b )       ( c )   ( d )     ( e)     Fig u r 1 1 .   T h s im u latio n   r esu lts   with   th co n v en tio n al  co n tr o ller : ( a)   a ctiv p o wer ,   ( b )   r e ac tiv p o wer ,     ( c)   c u r r en t,  ( d )   v o ltag e,   ( e )   f r e q u en cy       T ab le  2 .   E v alu ate   th r esu lts   r eg ar d in g   v o ltag e,   f r eq u en cy ,   a n d   p o we r   d ev iatio n s   S i mu l a t i o n   t i me   ( sec o n d s )   V a l u e   C o n t r o l l e r   0 10   s   10 20   s   P r o p o se d   c o n t r o l l e r   P = P =   1 3 8 0   W   P = P =   2 7 6 5   W   Q = Q =   9 9 0   V a r   Q = Q =   1 9 1 0   V a r   V   =   V 0     V   =   311   -   3 0 9 . 5   =   1 . 5   V   V   =   V 0     V   =   311   -   3 0 8 . 3   =   2 . 7   V   f   =   f 0     f   =   50   -   5 0 . 2   =   0 . 2   H z   f   =   f 0     f   =   50   -   5 0 . 4   =   - 0 . 4   H z   C o n v e n t i o n a l   c o n t r o l l e r   P = P =   1 3 8 0   W   P = P =   2 7 6 5   W   Q =   1 0 0 0   V a r   Q =   9 8 0   V a r   Q =   1 9 3 0   V a r   Q =   1 8 9 0   V a r   U n st a b l e   c u r v e   f o r   a b o u t   1 0 - 1 4   s e c o n d s   V   =   V 0     V   =   311     3 0 7   =   4   V   V   =   V 0     V   =   311     3 0 0   = 1 1   V   f   =   f 0     f   =   50   -   4 9 . 8   =   0 . 2   H z   f   =   f 0     f   =   50   -   4 9 . 5   =   0 . 5   H z       3 . 2 .     Ca s 2   Simu late  m icr o g r id   with   th r ee   in v er ter s   o f   eq u al   p o w er   ( m 1   =   m 2   =   m 3 )   u s in g   th e   p r o p o s ed   co n tr o ller T h e   p r o p o s ed   co n tr o ller   g iv es  th e   r e s u lt  o f   d iv id in g   ex ac tly   in   th r atio   o f   1 :1 :1 ,   as  s h o wn   in   Fig u r e 12 ( a )   an d   1 2 ( b ) .   T h e   s ettlin g   tim is   r elativ ely   ea r ly ,   an d   th r esp o n s is   s tab le  ev en   wh en   th lo ad   ch an g es  s h ar p ly .   Fig u r 1 2 ( c )   s h o ws   th s in g le - p h ase  cu r r en ts   o f   in v er ter s   1   a n d   2 .   Fig u r 1 2 ( c )   s h o ws  th at  th two   wav ef o r m s   m atch   ex ac tly ,   an d   Fig u r e   12 ( d )   is   v o ltag at  th lo a d .   I n   th p er io d   f r o m   0   to   1 0   s ,   th r ea ctiv p o wer   o u t p u o f   ea ch   in v er te r   is   Q 3   =   Q 1   =   Q 2   =   990   Var ,   s o   ac co r d i n g   to   Fig u r es 6   a n d   7 ,   th g r ap h   Q/V  will  s h if u p   d is tan ce   o f   V= 1 . 4   ( V)   alo n g   th v er tical  ax is ,   th g r ap h   Q/V  b ec o m es  th e   g r ap h   Q/V'   as  in   Fig u r 3 ( b )   o r   ( 1 0 ) ,   s o   th v o ltag at  lo ad   is   3 0 9 . 5   V.   T h s h if t   o f   th Q/V  d r o o p   d ep en d s   o n   t h v alu e   d o m ain   o f   th e   o u tp u o f   th e   f u zz y   lo g ic  s et  s elec ted   ab o v e.   I n   th p er io d   f r o m   1 0   s   to     20   s ,   th r ea ctiv p o wer   o u tp u o f   ea ch   in v er ter   is   Q 1   =   Q 2   Q 3   =1 9 0 0   Var ,   s o   ac co r d in g   to   Fig u r es  6   an d   7 ,   th g r ap h   Q/V  will  s h if u p   d is tan ce   o f   V   =   2 . 8   ( V)   al o n g   th e   v er tical  ax is ,   th e   Q/V  d r o o p   lin b ec o m es  th g r a p h   Q/V'   d r o o p   as  i n   Fig u r 3 ( b )   o r   ( 1 0 ) ,   s o   th e   AC   b u s   v o ltag e   is   3 0 8   V.   T h e   s h if o f   th g r ap h   Q/V  d ep en d s   o n   th v alu d o m ain   o f   th o u t p u o f   th f u zz y   lo g ic  s et  s elec ted   ab o v e.   T h ese  r esu lts   ar in   f u l l   ag r ee m en with   th estab lis h ed   f u zz y   c o n tr o law,   co n s is ten with   ( 1 0 )   a n d   th g r ap h   d r o o p   in   Fig u r 3 ( b ) .   T h er ef o r e,   th p r o p o s ed   co n tr o ller   will sh if t th tr ad itio n al  d r o o p   lin u p war d ,   aim in g   to   r e s to r v o ltag at  th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.