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.  15 ,   No .   3 Sep tem b er   20 26 ,   p p .   1 0 2 3 ~ 1 0 3 5   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 1 5 . i 3 . p p 1 0 2 3 - 1 0 3 5          1023     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   A n o v el MVVR  c o ntrolled so la r - P V f ed  MF - DVR  f o co mpens a tion o i sla nding  and P Q  i ss ues in ut ility - g ri integra ted  distrib ution sy stem       T ha rina em a t a m   B ha v a ni,  Durg a m   Ra j a ba bu ,   M d M uja hid   I rf a 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 En g i n e e r i n g ,   S R   U n i v e r si t y ,   W a r a n g a l ,   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   J u l 9 ,   2 0 2 5     R ev is ed   Ma y   1 1 ,   2 0 2 6     Acc ep ted   J u n   1 0 ,   2 0 2 6         Th e   d e p leti o n   o f o ss il   fu e ls,  p lan n i n g   o n e in d u str ies ,   a n d   in c re a se d   p o p u lati o n   a re   c o n si d e re d   si g n ifi c a n m o ti v a ti o n f o t h e   e x p a n si o n   o f   n e w   p o we g e n e ra ti o n   in   li n e   wit h   th e   re q u isit e   l o a d   d e m a n d .   I n   re c e n t   d a y s,   t h e   so lar - PV - b a se d   d istr ib u ti o n   g e n e ra ti o n   is  t h e   m o st  su it a b le  p o we g e n e ra ti o n   in   a   u ti li ty - g ri d - in te g ra ted   d istri b u ti o n   sy ste m .   Th e   m a i n   i n ten ti o n   o f   th is   wo r k   is  to   p re se n t h e   e ffe c ti v e   DG   sc h e m e it   d e li v e rs  th e   re q u ired   a c ti v e   p o we r   d u ri n g   su d d e n   in terr u p ti o n s ,   g ri d - islan d in g ,   a n d   su d d e n   b lo c k - o u ts.   An d   a lso   e n h a n c in g   t h e   v o l tag e   sta b il it y   d u r in g   v o l tag e - h a rm o n ics ,   v o lt a g e   sa g s/sw e ll s,   a n d   u n s y m m e tri c a fa u lt   c o n d it i o n o c c u rre d   in   t h e   u ti li t y - g ri d   in teg ra te d   d istri b u ti o n   sy ste m   th r o u g h   so lar - P fe d   m u lt i - fu n c ti o n a d y n a m ic - v o lt a g e   re sto re r   (M F - DV R)  d e v ice .   Th e   e ffe c ti v e   c o m p e n sa ti o n   p e rfo rm a n c e   o M F - DV re li e o n   v iab le  re fe re n c e   v o lt a g e   si g n a ls,  w h ich   a re   p ro d u c e d   b y   we ll - k n o w n   c o n tr o sc h e m e re p o r ted   i n   li tera tu re   stu d ies .   B u t h e se   re g u lar   sc h e m e h a v e   re p o rted   th a th e   m a jo p ro b lem a re   h ig h li g h ted   a n d   h a v e   b e e n   e li m in a ted   b y   p r o p o sin g   th e   n o v e l   m o d ifi e d   v o lt a g e   v e c to r   re fe re n c e   (M VV R)  c o n tro sc h e m e .   T h e   p ro p o se d   M VV c o n tr o ll e r   p e rfe c tl y   p r o d u c e th e   u n i q u e   re fe re n c e   v o lt a g e   sig n a ls f o d e li v e rin g   a   fe a sib le sw it c h i n g   p a tt e rn   t o   th e   M F - DV d e v ice .   I n   th is   wo r k ,   th e   d e si g n   a n d   p e rfo rm a n c e   o t h e   p r o p o se d   M VV R - c o n tro ll e d   s o lar - PV - fe d   M F - DV h a v e   b e e n   v e rifi e d   to   e n h a n c e   p o we q u a li ty   a n d   g ri d - islan d i n g   issu e th r o u g h   M ATLAB /S imu latio n   so ftwa re   to o l.   Th e   e x trac ted   sim u latio n   fi n d i n g s   a re   p re se n ted   wit h   a p p e a li n g   in terp re tatio n s c o m p ly i n g   wi th   I E EE - 5 1 9 / 2 0 2 2   sta n d a rd s.   K ey w o r d s :   Dis tr ib u tio n   g en er atio n   MF - d y n am ic - v o ltag r esto r er   MV VR   co n tr o l   Po wer - q u ality   co m p en s atio n   So lar - PV sy s tem   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 :   T h ar in ae m atam   B h av a n i   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   SR   Un iv er s ity   W ar an g al,   T elan g an a ,   I n d ia   E m ail:  tb h av an i.e ee @ g m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h elec tr ic - p o wer   s y s tem   ( E PS )   is   th ce n tr alize d   s y s tem   co n s is tin g   o f   co m p lex   s ec tio n s   s u ch   a s   elec tr ical  p o wer   g en er atio n ,   p o wer   tr an s m is s io n   th r o u g h   h i g h - p o wer   tr an s f o r m er s ,   an d   d is tr ib u tio n   s y s tem   f o r   d eliv er in g   en er g y   to   en d - lev el  co n s u m er s .   T h at  d eliv e r s   elec tr ic  p o wer   to   v ar io u s   lo ad   ap p ar atu s   lik h o u s eh o ld s ,   in d u s tr ial,   an d   co m m er cial  lo ad s   f o r   s u b s tan tial  ar ea   th r o u g h   u tili ty - g r id   in teg r ated   d is tr ib u tio n   s y s tem   [ 1 ] .   Du to   in cr ea s ed   p o p u latio n ,   th estab lis h m en ts   o f   n ew  in d u s tr ies,  an d   d e p letio n   o f   f o s s il  f u els,  ar e   co n s id er ed   as  m ajo r   m o tiv atio n s   f o r   ex p an s io n   o f   n ew  p o we r - g en er atio n   p lan ts   in   lin wit h   th r eq u is ite  lo ad   d em an d .   T o   m a n ag e   th r eq u is ite  lo ad   d em a n d ,   n ea r ly   3 5   to   4 5   m illi o n   r u p ee s   h a v b e en   s p en t   o n   n ewly   in s talled   g en er atio n   p lan ts   alo n g   with   th e   ex p a n s io n   o f   tr an s m is s io n   f ac ilit ies  [ 2 ] .   Ma jo r   in itiativ es  h av b ee n   u n d er tak e n   ac r o s s   th wo r ld   to   en co u r ag th ad o p tio n   o f   n e wly   in s talled   p o wer   g en er atio n   th r o u g h   r en ewa b le   en er g y   s o u r ce s   ( R E S),   wh ic h   ar in ter f ac ed   b etwe en   th u tili ty   g r id   an d   th e   s ec o n d ar y   d is tr ib u tio n   s y s tem   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.  15 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 26 1 0 2 3 - 1 0 3 5   1024   th r o u g h   th e   d is tr ib u tio n   g en er atio n   ( DG)   s ch em [ 3 ] .   I t is  n o ted   th at  t h DG  s ch em e   p r o v id es v ital a d v a n tag es   s u ch   as  r eliab le  p o we r   tr an s f er ,   m ax im izin g   th g r id   ca p ac ity ,   r ed u ce d   tr an s m is s io n   co s an d   lo s s es,  m ax im u m   p o wer   e f f icien cy ,   an d   s o   o n   [ 4 ] - [ 8 ] .   I t   is   b est  s u ited   f o r   alter n ativ e   en er g y   g en er atio n ,   a n d   also   ac ts   as  an   e n er g y   b ac k u p   f o r   d eliv er in g   u n in ter r u p ted   p o wer   to   en d - le v el  co n s u m er s   d u r in g   s u d d en   p o wer   i n ter r u p tio n s ,   p o wer   f ailu r es,  s u d d en   p o wer   b lo ck - o u ts ,   an d   g r id - is lan d in g ,   an d   s o   o n .   T h DG  s ch em u tili ze s   s ev er al  m icr o - e n er g y   s o u r ce s   s u ch   as  s o lar - PV,  w in d - tu r b i n en er g y ,   b io m ass ,   an d   tid al  en er g y .   Am o n g   s ev er al  r en ewa b le  en e r g ie s ,   th s o lar - PV  i s   th r eliab le  a n d   m o s ap p r o p r iate   en er g y   s o u r ce   b ec au s o f   lo w   m ain ten an ce ,   n atu r al  n atu r e,   g r ea ter   o p er atin g   life ,   v i r tu o u s   [ 9 ] - [ 1 1 ] .   Du r in g   th ese  DG  o p er atio n s ,   th en er g y   g en er ated   f r o m   s o lar - PV  is   d ir ec tly   in teg r ated   to   th p o in o f   co m m o n   c o u p lin g   ( PC C )   o f   th e   d is tr ib u tio n   s y s tem   b y   m ea n s   o f   a   p o wer - co n d itio n in g   tech n iq u with   s u itab le  co n tr o l stru ctu r e   f o r   en er g y   m an a g em en t.  T h e r ef o r e,   th s o lar - PV  f ed   DG  s ch em is   h ig h ly   d ep en d en o n   s ig n if ican asp ec ts   s u ch   as  co n tin u o u s   p o we r   s u p p o r t,   r eliab l p o wer   co n tr o l,  g r ea ter   p o wer   tr an s f e r   ca p ac it y ,   an d   well - co m p ly in g   with   p o wer - q u ality   ( PQ)   lim itatio n s   [ 1 2 ] .     T h PQ  is   th m o s s u b s tan ti al  an d   n o tab le  k ey   s p ec if icati o n   in   th p r esen u tili ty - g r i d   in teg r ated   d is tr ib u tio n   s y s tem   f o r   d eliv e r in g   th e   s tan d ar d   a n d   q u ality   p o wer   to   en d - u s er   c o n s u m er s ,   co m p ly in g   with   g r id - co d g u id elin es.  Du to   t h p r esen ce   o f   cr itica PQ  is s u es,  th u tili ty - g r id   s p ec if icatio n s   lik s o u r ce   v o ltag e,   cu r r en t,  an d   f r eq u e n cy   ar p r o life r ated ,   th er ef o r af f ec tin g   th en tire   lo ad   ap p ar atu s   h as  b ee n   id en tifie d   as  m ajo r   p r o b lem .   T h ese  PQ  is s u es  ar h ig h l y   in f lu en cin g   t h u tili ty - g r i d   v o ltag e   b y   i n jectin g   th v o ltag e   h ar m o n ics,   v o ltag e   s ag s - s wells,  an d   f au lts ,   w h ich   i n cr ea s th s u b v e r s iv p o wer - p o llu tio n   an d   d eg r a d th e   o v er all  f u n ctio n in g   o f   en d - u s e r   co n s u m er   l o ad s   at  th PC C   o f   th u tili ty - g r id   s y s tem   [ 1 3 ] - [ 1 5 ] .   Mo r eo v e r ,   th e   g r id - is lan d in g   is s u es  ar also   cr ea tin g   s er io u s   im p ac ts   o n   th u tili ty - g r id   s y s tem ,   wh ich   is   in f lu en cin g   th e   co n tin u o u s   d eliv er y   o f   elec tr ic   p o wer   to   e n d - u s er   co n s u m e r   l o ad s   in   lin with   th p ea k   lo a d   d em an d s .   I n   th is   m an n er ,   t h m ain   o b je ctiv is   n o o n ly   lim ited   to   co m p en s atio n   o f   s ev e r PQ  is s u es  b u also   r eg u latin g   th g r id - is lan d i n g   is s u es  b y   em p lo y in g   th e   d esira b le  cu s to m - p o wer   tech n o lo g y   ( C PT)   b y   m an y   p o wer - s y s tem   co n tr o l   en g in ee r s   an d   v ar io u s   r esear ch   t ea m s   [ 1 6 ] - [ 1 9 ] .   T h e   C PT  u tili ze s   th v ar io u s   co m p en s atio n   d ev ices  f o r   co m p en s atio n   o f   s ev er v o ltag e   r elev an t   PQ  is s u es  an d   r esto r in g   t h u tili ty - g r id   s p ec if icatio n s   as  lin ea r ,   f u n d a m en tal  f r e q u en c y   a n d   s in u s o id al  wav e - s h ap es,  b alan ce d   s y s tem   with   th e   h elp   o f   r eq u is ite  id en tific atio n   an d   cl ass if icatio n   m eth o d s   [ 2 0 ] ,   [ 2 1 ] .   Z h an g   et   al .   [ 2 0 ]   ex p l o r ed   t h v ar io u s   cu s to m - p o wer   d e v ices  f o r   e n h an ci n g   t h p o wer   q u ality   i n   th d is tr ib u tio n   n etwo r k s   b y   em p lo y in g   ad v an ce d   tech n iq u es.   C h aw d a   e a l .   [ 2 1 ]   p r ese n te d   t h r o le   a n d   an al y ti ca l   o p e r at io n   o f   v a r i o u s   cu s to m   p o w er   d e v ic es  f o r   t h e   m i ti g at io n   o f   s ev er PQ  is s u es  in   th DG  s y s tem s .   T h er ar m u ltip le  C PT  d ev ices  th at  ca n   b co n v en ien tly   av ailab le  to   h an d le  s p ec if ic  PQ  ch alle n g es,  r esu ltin g   in   th d is tr ib u ti o n   s y s tem   b ein g   s in u s o i d al  in   f o r m ,   ev en l y   b alan ce d ,   an d   u n if o r m ,   an d   h av i n g   f u n d am en tal  ch ar ac ter is tics .   Swain   et   al .   [ 2 2 ]   p r esen ted   t h s ig n if ican elim in atio n   o f   h ar m o n ic   d is to r tio n s   i n   th e   u ti lity   g r id   an d   also   r eg u latin g   th en er g y   d em an d   is s u es  f o r   im p r o v in g   th e   m icr o - g r id   p er f o r m an ce   b y   u s in g   a   s h u n ac tiv e   p o wer   f ilter   o p e r ate d   with   f ea s ib le  SHAF  co n tr o l   s ch em es.  T h e   r esu lts   in   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ]   p r esen ted   th at  s o lar - PV - b ased   FC - T C R   an d   S VC   ar u s ed   f o r   co m p en s atio n   o f   p o wer - d em an d   s h o r tag es,  cu r r en r ele v an PQ  co n ce r n s   in   th m o d er n   d is tr ib u tio n   s y s tem   estab lis h   th im p r o v ed   p e r f o r m an ce   o f   th g r id - in teg r ated   d is tr ib u t io n   n etwo r k .   Ab as   et  a l.   [ 2 5 ]   ex p lo r ed   th u n iq u p o we r - q u ality   im p r o v em en t   tech n iq u b y   ad o p tin g   t h d y n am ic - v o ltag r esto r e r   ( DVR)  f o r   th m itig atio n   o f   s ev er al  v o l tag e - r elate d   p o wer - q u ality   is s u es.  Ku m ar   et   a l.  [ 2 6 ]   p r esen ted   t h f ea s ib le  co m p en s atio n   o f   v o ltag s ag s - s well   co n ce r n s   b y   u s in g   DVR,  alo n g   with   attain in g   th e   en h an ce d   p o wer - q u ality   c h ar ac ter is tics   in   th p o wer - s y s tem   n etwo r k .   Acc o r d in g   t o   th p r o b lem   i d en tific atio n ,   th DVR  is   th b est  an d   s u itab le  C PT  d ev ice  f o r   co m p en s atio n   o f   all  v o ltag e - r elate d   PQ  i s s u es  b ec au s o f   its   f av o r ab le  m er its   s u ch   as  f lex ib le  o p er atio n ,   co m p ac t size,   in ex p e n s iv e,   an d   r ap id   r esp o n s to   v o ltag e - r el a ted   an d   p o wer - r elate d   is s u es [ 2 7 ] .   T h p r esen ted   s o lar - PV  DG  s ch em d eliv er s   t h r eq u ir ed   ac tiv p o wer   d u r i n g   g r id   is lan d in g ,   alo n g   with   en h an cin g   th v o ltag e   s tab ilit y   d u r in g   p o wer - q u alit y   d eter io r ati o n   th r o u g h   D VR   n am ed   as  m u lti - f u n ctio n al  d y n am ic - v o ltag e   r esto r er   ( MF - DVR)  d ev ice  with   f ea s ib le  co n tr o s ch em e.   Fro m   v ar io u s   r ec en liter atu r r ev iews,  th e   s y n ch r o n o u s   r ef er en ce   f r am ( SR F)  [ 2 8 ] - [ 3 1 ]   is   th m o s r eg u lar   co n tr o s ch em f o r   t h g e n er atio n   o f   v o ltag r ef er en ce   s ig n al  f o r   v o ltag c o m p en s atio n   is   ex p lo r ed   b y   Sin g h   an d   Sin g h   i n   [ 3 2 ] .   B u t,  th e   r eg u lar   SR co n tr o s ch em h as  s u b s tan tial  p r o b lem s   id en tifie d   an d   is   also   n o r ec o m m en d e d   d u to   tech n ical  lim itatio n s   s u ch   as  s o p h is ticated   tr an s f o r m atio n s   an d   m ath e m atica ca lcu latio n s ,   h ig h   tr an s ien d elay   in   th e   r ef e r en ce   s ig n al,   w h ich   d eg r ad es th e   co m p en s atio n   p e r f o r m a n ce   an d   ef f icien cy .   T h e s cr itical  tech n ical  lim itatio n s   in   th e   r eg u lar   SR co n tr o s ch em e   h a v b ee n   eli m in ated   b y   p r o p o s in g   th e   n o v el  m o d i f ied   v o ltag v ec to r   r ef er en ce   ( MV VR )   co n tr o s ch em e.   T h p r o p o s ed   MV VR   co n tr o ller   p er f ec tly   p r o d u ce s   th u n iq u e   r ef er e n ce   v o ltag s ig n als  f o r   d eliv er in g   f ea s ib le  s witch in g   p atter n   to   th MF - DVR  d e v ice.   I n   th is   wo r k ,   th e   d esig n   an d   p er f o r m an ce   o f   th e   p r o p o s ed   MV VR - co n tr o lled   s o lar - PV - f ed   MF - DVR  h av b ee n   v er i f ied   u n d er   e n h an ci n g   p o wer - q u ality   in   v o ltag c o m p en s atio n   m o d a n d   g r id - is lan d in g   is s u es  in   D m o d e   th r o u g h   MA T L AB /Si m u latio n   s o f twar e   to o l.  T h e x tr ac ted   s im u latio n   f in d in g s   a r p r esen ted   with   ap p ea lin g   i n ter p r etatio n s   co m p ly in g   with   I E E E - 5 1 9 /2 0 2 2   s tan d a r d s .   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       A n o ve l MV V R   co n tr o lled   s o la r - P V   fed   MF - DV R   fo r   co mp en s a tio n   of     ( Th a r in a em a ta B h a va n i )   1025   2.   M E T H O D   T h m o d el  b l o ck   d iag r am   o f   s o lar - PV  f ed   MF - DVR  f o r   DG  o p er atio n s   an d   PQ  en h a n ce m en is   d ep icted   in   Fig u r 1 .   T h e   p r o p o s ed   DG  s ch em c o n s is ts   o f   s o lar - PV  ar r a y s   f o llo wed   b y   DC - DC   b o o s co n v er ter   in ter f ac ed   to   s er ies  s er ies - co n n ec ted   v o ltag e - s o u r ce   co n v er ter   ( VSC )   with   lin e - in ter f ac in g   f ilter   co n tr o lled   b y   th e   p r o p o s ed   co n tr o ller   with   g ate - d r iv ci r cu it r y .   I is   f e d   b y   a   th r ee - p h ase  u tili ty - g r id   v o ltag e   s o u r ce   o f   V gs. abc   ( V)   with   cu r r en o f   I gs. abc   ( A)   co n n ec ted   t o   th lo ad   b u s   th r o u g h   s o u r ce   im p ed an ce   o f   Z gs. abc   ( )   d r iv i n g   th s en s itiv lo ad   with   lo ad   v o ltag o f   V SL . abc   ( V) ,   with   lo ad   c u r r en o f   I SL . ab c   ( A) ,   r esp ec tiv ely .           Fig u r 1 .   Mo d el  b lo c k   d iag r a m   o f   s o lar - PV  f e d   MF - DVR f o r   DG  o p er atio n s   an d   PQ  en h an ce m en t       T h s u p er lativ s o lar - PV  f ed   MF - DVR  d ev ice  h as   s tr o n g er   ca p ab ilit y   f o r   co n tin u o u s   ac tiv p o wer   s u p p o r to   lo ca e n d - u s er   lo ad s   d u r in g   g r id - is lan d in g   m o d e ,   s u d d en   p o wer   b lo c k - o u ts ,   an d   s o   o n .   Alo n g   with   DG  o p er atio n s ,   th e   MF - DVR  ac ts   as  s er ies  ac tiv p o wer   f ilter   ( SeAPF )   f o r   c o m p e n s atio n   o f   all  v o ltag e - r elate d   is s u es  f o r   en h an cin g   t h p o wer   q u ality ,   lo ad   b alan ci n g ,   an d   e n s u r in g   v o ltag s tab ilit y   in   u tili ty - g r id   in teg r ated   d is tr ib u tio n   s y s tem .   T h d esig n   an d   f u n ctio n in g   o f   th p r o p o s ed   MF - DVR  d ev ice  h av s im ilar   f ea tu r e s   r elate d   to   b asic  SeAPF   b y   u tili zin g   a   s in g le   3 - lev el   VSC   m o d u le  in teg r ated   to   th e   PC C   o f   th e   u tili ty - g r id   in teg r ated   d is tr ib u tio n   s y s tem   v ia  1 :1   lin e - in ter f ac in g   t r an s f o r m er .   T h VSC   o f   MF - DVR  ac ts   a s   m u lti - f u n ctio n in g   m o d u le  wh ich   is   p o wer ed   b y   co m m o n   DC - lin k   ca p ac ito r   ( C dc. s )   f o llo wed   b y   s o lar - PV e n er g y .   I n   DG  m o d e,   an y   g r id - is lan d in g   is s u es  ar d etec te d ,   th e n   th s o lar - PV  s y s tem   is   d ir ec tly   d eliv er in g   en er g y   to   t h co m m o n   DC - lin k   ca p ac ito r ,   f o llo wed   b y   D C - DC   b o o s co n v er ter   alo n g   with   an   I NC - MPPT   co n tr o ller   f o r   r eg u latin g   th e   s o lar - PV  p o wer   u n d er   v ar y in g   co n d itio n s .   T h e n er g y   g e n er ated   f r o m   s o lar - PV   h as  b ee n   d ir ec tly   d eliv er ed   to   en d - lev el  co n s u m e r s   f o r   ac tiv e - p o wer   r eg u latio n   u n d er   g r id - is lan d in g   m o d b y   u s in g   th av aila b le  VSC   in   th MF - DVR  d ev ice.   T h is   p r o p o s ed   DG  s y s tem   r ed u ce s   th u tili za tio n   o f   a n   ad d itio n al  i n v er ter /co n v er ter   m o d el  f o r   co m p en s atio n   o f   g r i d - is lan d in g   is s u es  in   th e   d is tr i b u tio n   s y s tem ,   wh ich   h elp s   to   r ed u ce   th in itial  co s t,  o cc u p an cy ,   an d   s ize  o f   th co m p en s atio n   d ev ice.   T h is   ca n   b attain ed   b y   tr an s itio n   VSC   o f   MF - DVR  a s   g r id - fo r m in g   s tate  b y   allo win g   th DG  to   r eg u late  th is lan d ed   u tili ty - g r id   ch ar ac ter is tics ,   en s u r in g   th s t ab le  v o ltag an d   p o wer   s u p p o r t to   en d - u s er   c o n s u m er   lo ad s   with   r esp ec t to   lo ad   d em an d .   Similar ly ,   wh en   an y   v o ltag e - r elev an is s u es  s u ch   as  v o ltag h ar m o n ics,  v o ltag s ag s ,   s well s ,   o r   f au lts   h av o cc u r r e d ,   af f ec tin g   th e   o v er all  f u n ctio n in g   o f   en d - u s er   co n s u m er   lo ad s   at   th PC C   o f   th e   u tili ty - g r id   s y s tem   d u to   s u b v er s iv p o wer - p o llu tio n ,   d is co n tin u o u s   p o wer - f lo w.   I n   th is   m o d e,   th VSC   o f   MF - D VR   tr an s itio n s   in to   PQ  en h a n ce m en m o d e   f o r   co m p en s atio n   o f   all  v o ltag e - r elev an t   PQ  is s u es,  as  an   in - p h ase  v o ltag co m p en s atio n   p r i n cip l th at  in jects  th r eq u is ite  co m p en s atio n   v o lta g o f   V Cse. abc   ( V)   in to   th PC C   o f   th d is tr ib u tio n   s y s tem .   T h in jecte d   v o ltag r esto r es  th u tili ty - g r id   s p ec if icatio n s   as  lin ea r ,   f u n d am en tal   f r eq u e n cy ,   a n d   s in u s o id al  wav s h ap es,  b alan ce d   s y s tem ,   an d   s o   o n .   T h i n jecte d   v o ltag e   is   v ar ied   b ased   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.  15 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 26 1 0 2 3 - 1 0 3 5   1026   th ty p o f   v o ltag is s u es  b y   s en s in g   th r o u g h   d etec tio n   d ev ice s ,   an d   th p r esen ted   n o tch es  d u r in g   co m p e n s atio n   ar elim in ated   b y   u s in g   L C L   f ilter s ,   wh ich   h elp   to   co n tin u o u s ly   lo ad   v o ltag r eg u latio n   in   th d is tr ib u tio n   s y s tem .   I is   n o ted   th at,   as  p er   I E E E /I E C   r eg u latio n s ,   th p r o p o s ed   MF - DVR  d ev ice  h as  b ee n   r ec o g n ized   f o r   DG  o p er atio n s   an d   co m p en s a tio n   o f   v o ltag e - r elate d   is s u es  in   u tili ty - g r i d   in teg r ate d   d is tr ib u tio n   s y s tem   b y   em p lo y in g   n ewly   p r o p o s ed   MV VR   co n tr o l sch em e.       3.   P RO P O SE M V VR  CO NT RO L   SCH E M E   T h b lo ck   d iag r am   o f   th n ew ly   p r o p o s ed   MV VR   co n tr o s ch em f o r   th MF - DVR  d ev ice  is   s h o wn   in   Fig u r 2 .   T h ef f ec ti v o p e r atio n   an d   r o b u s p e r f o r m an ce   o f   th p r o p o s ed   MF - DVR  d ev ice  r ely   o n   a   s u itab le  r ef er en ce   co n tr o s ch em e.   T h p r o p o s ed   MV VR   co n tr o s ch e m is   b est  s u ited   f o r   th ex tr ac tio n   o f   v o ltag e   v ec to r   r e f er en ce   s ig n als  am o n g   th tr ad itio n al  SR co n tr o lle r   r ep o r ted   in   [ 2 8 ] .   T h g en e r at ed   r ef er e n ce   s ig n al  h as  f ast  d y n a m ic  r esp o n s d u to   lo tr a n s ien d elay ,   s im p le  tr an s f o r m atio n s ,   a n d   m ath e m atica ca lcu latio n s ,   an d   im p r o v es   th c o m p en s ati o n   ef f icien cy   an d   p er f o r m a n c e.   T h is   v o ltag v ec to r   r ef er e n ce   s ig n al  u tili ze s   th u n it - v ec to r   tem p late,   wh ich   h elp s   to   p r o d u ce   th e   f ea s ib le  s witch in g   s tates  to   th VSC   o f   th MF - DVR  d ev ice  b y   u s in g   g ate - d r iv cir cu it r y .   W h en   an y   v o ltag e - r elev an P is s u es  o cc u r ,   th s en s o r   in   th MV VR   co n tr o ller   ca lcu lates  th ch an g es  in   t h e   r ate  o f   a m p litu d a n d   p h ase - co o r d i n ates  o f   th e   s en s itiv lo ad   v o ltag e   o f   th d is tr ib u tio n   s y s tem .   T h ca lcu lated   lo ad   v o ltag es  ar ev alu a ted   f o r   p r o d u cin g   s y n ch r o n ize d   v ec to r   n o tatio n s   with   an   an g le  r o tated   with   i n   th p h ase - lo c k ed   l o o p   ( PLL )   f o r   g en er atio n   o f   p r éc is ed   f r e q u en cy   s ig n al  with   n o is ca n ce llatio n   an d   s ig n al  d em o d u latio n   f ea tu r es.  T h s en s ed   s en s itiv lo ad   v o ltag is   r e p r esen ted   as   ( 1 ) .      . =  .   s in   ( )      . =  .      ( 2 3 )      . =  .      ( + 2 3 )   ( 1 )     T h s en s itiv lo ad   v o ltag is   s im p ly   f o r war d e d   to   u n it - v ec to r   tem p late,   it  p r o d u ce s   th n o n - c o m p lex   u n it  v ec to r   s ig n als ar ex tr ac ted   as p h ase - an g le  co o r d in ates o f   l o ad   v o ltag as d escr ib ed   in   ( 2 ) .     . + = { 2 3 ( . 2 + . 2 + . 2 ) } 1 2   ( 2 )           Fig u r 2 .   B lo ck   d iag r am   o f   n e wly   p r o p o s ed   MV VR   co n tr o s ch em f o r   MF - DVR  d ev ice   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       A n o ve l MV V R   co n tr o lled   s o la r - P V   fed   MF - DV R   fo r   co mp en s a tio n   of     ( Th a r in a em a ta B h a va n i )   1027   T h r esu ltan t   n o n - co m p lex   u n i v ec to r   s ig n als  ar r ep r esen ted   b y   ( 3 ) .   T h ese  s ig n als  ar e   u s ed   to   ex tr ac t   th p h ase  an g le.       . =  . .  + =  .      ( ) { 2 3 ( . 2 + . 2 + . 2 ) } 1 2 =       . =  . .  + =  .      ( 2 3 ) { 2 3 ( . 2 + . 2 + . 2 ) } 1 2 =    (  2 3 )       . =  . .  + =  .      ( + 2 3 ) { 2 3 ( . 2 + . 2 + . 2 ) } 1 2 =    (  + 2 3 )   ( 3 )     On   o th er   s id e,   th ac tu al  v o ltag ca lcu lated   f r o m   m ea n   v alu e   ( V act )   o f   u tili ty - g r id   v o ltag is   d if f er en tiated   with   r ef er en ce   s et  v o ltag e   ( ) ,   it  d eliv er s   s o m e r r o r   s eq u e n ce s .   T h ese  er r o r   s eq u e n ce s   in   v o ltag ar r eg u late d   b y   u s in g   p r o p o r tio n al - in teg r al   ( PI)   co n tr o ller   with   p r o p e r   tu n in g   o f   g ai n   v alu es  ( ( . , . )   u s in g   Z ieg ler - Nich o ls   ( Z N)   m et h o d .   I is   t h h eu r is tic  m eth o d   f o r   d eter m in in g   th e   in itial   v alu es   o f   PI  c o n tr o ller   f o r   tu n i n g   th p ar am eter s   t o   attain   p r éc is ed   tr an s f er   f u n ctio n   m ath e m atica m o d el  o f   th e   s y s tem .   T h s ig n if ica n PI   co n tr o ller   m in im izes  th e   er r o r   s eq u en ce s   an d   p r o d u ce s   th e   f i n al  r ef e r en ce   v o ltag e   m ag n itu d v alu e   ( . )   at  n th   n o tatio n ,   as m ag n itu d is   s tated   as   ( 4 )   an d   ( 5 ) .     =    ( 4 )     . = . × (   ( )   ( 1 ) ) + . × (   ( ) )   ( 5 )     T h g en e r ated   s o lar - PV p o wer   f r o m   s o lar - PV sy s tem   u n d er   DG  o p er atin g   m o d is   d escr ib ed   as   ( 6 ) .     = .  [  (  +    ) 1 ] [  +   ]      =  ×    ( 6 )     W h er e     is   t o tal  DG  cu r r en ( A) ,      is   s o lar - PV  cu r r en ( A) ,        is   s o lar - PV  v o ltag ( V) ,     is   r ev er s e - s atu r atio n   o f   d io d e’ s   cu r r en ( A) ,   .    is   s o lar - PV  ir r ad ian ce   lig h cu r r en ( A ) ,      is   s er ies  r esi s tan ce   ( ) ,     is   s h u n r esis tan ce   ( ) ,     is   t h er m al  v o ltag ( V) ,   an d     is   i d ea lit y   in d ex .   Fig u r 3   s h o ws  th s o lar   PV  p er f o r m an ce s ,   wh er Fig u r 3 ( a)   illu s tr ates  th PV  ch ar ac te r is tics   an d   Fig u r 3 ( b )   illu s tr ates  th I ch ar ac ter is tics .   T h g en er ated   s o lar - PV  p o wer   is   m an ag ed   b y   f r o n t - en d   DC - DC   b o o s co n v er ter   with   t h in cr em en tal - co n d u ctan ce   ( I NC )   m ax im u m - p o we r   p o i n tr ac k er   ( MPPT)   alg o r ith m .   T h I NC - MPPT  alg o r ith m   ex tr ac ts   th f ea s ib le  d ir ec tio n   o f   s o lar - PV  s y s tem   wo r k in g   o n   v ar io u s   p er tu r b atio n s   o f   p o s s ib le  cu r v s lo p es o f   s o lar - PV v o ltag e   V pv. dg   an d   PV c u r r en t I pv . dg ,   it m ay   b eith er   r ig h o r   lef an d   eith er   p o s itiv o r   n eg ativ o f   th m ax im u m   p ea k   p o in an d /o r   ze r o   s lo p at  m ax im u m   p ea k   p o i n is   d escr ib ed   as   ( 7 ) .     I pv V pv = - I pv V pv ;           a t MP P                             I pv V pv < - I pv V pv ;           r ig h t o f MP P I pv V pv > - I pv V pv ;           left o f MP P }           ( 7 )     Fro m   th e   r esu ltan n o n - c o m p l ex   u n it  v ec to r   s ig n als  (   . )   an d   t h r ef e r en ce   v o ltag e   m ag n itu d ( . )   ar e   m u ltip lied   f o r   g en e r atio n   o f   f in al   r ef er e n ce   v o ltag v ec to r   s ig n al  ( . )   to   VSC   o f   MF - DV R   d ev ice,   it is   d escr ib ed   as  ( 8 ) .     . = . ×   .     . = . ×   .     . = . ×   .   ( 8 )     Fin ally ,   th g en er ated   r ef er e n ce   v o ltag v ec to r   s ig n al  is   f o r war d ed   to   s in u s o id al  m u lti - ca r r ier   p u ls e - wid th   m o d u latio n   ( SMC - PW M)   with   ce r tai n   tr ian g u lar   m u lti - ca r r ier   s ig n als  h elp s   to   p r o d u ce   th e   f ea s ib le   s witch in g   s tates   to   VS C   o f   MF - DVR  d ev ice  f o r   b o th   D o p er atio n s   an d   all  PQ  en h an ce m en m o d es.  T h 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.  15 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 26 1 0 2 3 - 1 0 3 5   1028   p u ls atio n   in d e x   o f   t h VSC   o f   MF - DVR  is   au to m atica lly   s et  d u r i n g   t h c o m p en s atio n   b as ed   o n   th e   r ef e r en ce   v o ltag g e n er ated   b y   t h p r o p o s ed   MV VR   co n tr o s ch em e,   an d   th e   s witch in g   o r   ca r r ier   f r eq u en cy   is   s elec ted   as  an   o d d   m u ltip le  o f   th u tili ty - g r id   s u p p ly   f r eq u e n cy   f o r   b e tter   h ar m o n ic  r ed u ctio n ,   b etter   f ilter   s ize,   an d   lo w   r ip p le  co n ten t.   T h f ea s ib le  s witch in g   s tates  h elp   to   o p er at th VSC   o f   MF - DVR  as  d ir ec v o ltag e   in jectio n ,   wh ich   r esto r es  th u tili ty - g r id   s p ec if icatio n s   in   th d is tr ib u tio n   s y s tem   as  lin ea r ,   f u n d a m e n tal  f r eq u e n cy ,   an d   s in u s o id al  wav s h ap es,  b al an ce d   s y s tem ,   an d   s o   o n .   T h e   s ch em atic  m o d el  d ia g r am   o f   th n ewly   p r o p o s ed   MV VR - co n tr o lled   MF - DVR  d ev ice  f o r   DG  o p er atio n s   a n d   PQ  en h an ce m e n in   th e   u ti lity - g r id   i n teg r ated   d is tr ib u tio n   s y s tem   is   d ep icted   in   Fig u r 4 .           ( a)   ( d )     Fig u r 3 .   So lar - PV  p er f o r m an ce :   ( a)   PV  ch ar ac ter is tic an d   ( b )   I c h ar ac ter is tics           Fig u r 4 .   Sch em atic  m o d el  d ia g r am   o f   n ewly   p r o p o s ed   MV VR   co n tr o lled   s o lar - PV  f ed   MF - DVR  d ev ice  f o r   DG  o p er atio n s   an d   PQ  en h an c em en t in   u tili ty - g r id   in teg r ated   d is tr ib u tio n   s y s tem   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       A n o ve l MV V R   co n tr o lled   s o la r - P V   fed   MF - DV R   fo r   co mp en s a tio n   of     ( Th a r in a em a ta B h a va n i )   1029   4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   4 . 1 .     Co m pens a t io o f   v o lt a g re lev a nt  P Q   is s ues   in  uti lity - g rid  inte g ra t ed  dis t ributio s y s t em   us ing   newly   pro po s ed  M VVR  co nt ro lled so la r - P f ed   MF - DVR  dev ice   T h d esig n   an d   p er f o r m an ce   o f   th p r o p o s ed   MV VR - co n tr o lled   s o lar - PV - f ed   MF - DVR  h av b ee n   v er if ied   u n d er   en h an cin g   p o w er - q u ality   in   v o ltag co m p e n s atio n   m o d an d   g r id - is lan d in g   is s u es  in   DG  m o d th r o u g h   MA T L AB /Si m u latio n   s o f twar to o l .   T h e   MA T L AB /Si m u lin k   s p ec if icatio n s   ar e   illu s tr ated   in   T a b le  1 .   T h s im u latio n   r esu lts   o f   co m p en s atio n   o f   v o lta g e - r elev a n PQ  is s u es  in   u tili ty - g r id   in te g r ated   d is tr ib u tio n   s y s tem   u s in g   n ewly   p r o p o s e d   MV VR - co n tr o lled   s o lar - PV - f ed   MF - DVR  d ev ice  is   p r esen ted   in   Fig u r 5   ( s ee   Ap p en d ix ) .   T h d is tr ib u tio n   s y s tem   is   p o wer ed   b y   a   th r e e - p h ase  u tili ty - g r id   v o ltag e   s o u r ce   o f   4 1 5   Vr m s ,     50   Hz  s o u r ce   f r e q u en c y   is   s h o wn   in   Fig u r 5 ( a) .   I n   t h is   ca s e,   s o m o f   v o ltag v o ltag e - r ele v an is s u es,  s u ch   as   v o ltag h ar m o n ics,  v o ltag s ag ,   an d   v o ltag ar o cc u r r e d   an d   af f ec th o v er all  f u n ctio n in g   o f   s en s itiv lo ad s   at  th PC C   o f   th u tili ty - g r i d   s y s tem   d u to   s u b v er s iv p o wer   p o llu tio n ,   d is co n tin u o u s   p o wer - f lo w.   T h o cc u r r e d   v o ltag r elev a n is s u es  ar co m p en s ated   b y   em p lo y in g   VSC   o f   an   MF - DVR  d ev ice,   wh ich   is   in teg r ated   as  s er ies  co n n ec ti o n   at  th PC C   o f   th d is tr ib u ti o n   s y s tem   v ia  1 :1   lin e - in ter f ac ed   tr an s f o r m er s .   Fo r   b etter   co m p e n s atio n ,   th n ewly   p r o p o s ed   MV VR   co n tr o s ch em ex tr ac ts   th s u itab le  r ef e r en ce   v o ltag e   s ig n al;  it  ca n   p r o d u ce   th f ea s ib le  s witch in g   s tates  to   th VS C   o f   th MF - DVR  d ev ice  f o r   en h an cin g   PQ  th r o u g h   s in u s o id al  m u lti - ca r r ier   p u ls e - wid th   m o d u latio n   ( SMC - PW M)   with   ce r tain   tr ian g u lar   m u l ti - ca r r ier   s ig n als.       T ab le  1 .   MA T L AB /Si m u lin k   s p ec if icatio n s   S .   N o   S i mu l a t i o n   p a r a m e t e r s   V a l u e s   1   U t i l i t y - g r i d   so u r c e   v o l t a g e   V gs . a b c - 4 1 5   V ,   F gs - 50   Hz   2   S o u r c e / l i n e   i m p e d a n c e   R gs . a bc - 0 . 1   ,   L gs . a bc - 0 . 9   mH   3   S e n s i t i v e   l o a d   i m p e d a n c e   R S L . a b c - 20   ,   L S L . a b c - 30   mH   4   DC - l i n k   c a p a c i t o r   V dc . s - 880   V ,   C d c . s - 1 5 0 0   µF   5   MF - D V R   V S C f i l t e r   R fs . a bc - 1   ,   C fs . a b c - 1 0 0   µ F   6   7   S o l a r - P V   D G   s y st e m   DC - D C   b o o st   c o n v e r t e r   V pv. dg - 4 4 0   V ,   I pv. dg - 25   A ,   P pv . dg - 11   k W   L - 1   mH ,   C d c . s - 1 5 0 0   µF   8   9   P I   c o n t r o l l e r   P W M   f r e q u e n c y   K p . v - 1 ,   K i . v - 0 . 1   F sw - 5 0 0 0   H z       I n   th is   way ,   th e   tim in s tan b ef o r t - 0 . 0 5   s ec   is   tr ea ted   as   p r e - d is to r ted   co n d itio n ,   as  h ea lth y   co n d itio n ,   r ep r esen tin g   t h at  th u tili ty - g r id   v o ltag e   s o u r ce   is   m ain tain ed   as  a   co n s tan v o lta g o f   3 4 0   V.   Du r in g   th in s tan 0 . 0 5   s ec   <   t   <   0 . 1 5   s ec ,   th PC C   o f   th d is tr ib u tio n   s y s tem   h as  b ee n   d is to r ted   a n d   h a r m o n ize d   d u e   to   th p r esen ce   o f   5 th ,   7 th   h ar m o n ics,  af f ec tin g   th p er f o r m an ce   o f   th e   cr itical  lo ad ,   as  d e p icted   in   Fig u r 5 ( a) .   T h er ef o r e,   th e   VSC   o f   MF - DVR  is   tr an s itio n ed   as  s er ies - A PF   f o r   co m p en s atio n   o f   v o lt ag h ar m o n ics  as  a n   in - p h ase  v o ltag e   co m p e n s atio n   p r in cip le,   wh ich   in jects  th r eq u is ite  co m p en s atio n   v o ltag with   p h ase - an g l e   co r r ec tio n   i n to   th PC C   o f   th d is tr ib u tio n   s y s tem .   T h in ject ed   v o ltag with   ce r tain   p h ase - an g le  r e s to r es  th e   cr itical - lo ad   v o ltag as a   h a r m o n ic - f r ee ,   m ain tain ed   as lin ea r ,   f u n d a m en tal  f r e q u en c y ,   s in u s o id al  wav e - s h ap es  an d   b alan ce d   as  s h o wn   in   Fig u r es   5 ( b )   an d   5 ( c) .   Du r in g   th i s   h ar m o n ic  co m p en s atio n ,   th e   s o lar - PV  v o ltag e,   cu r r en t,  a n d   ac tiv e   p o wer   ar n o u tili ze d   m u ch   b ec au s th DC - lin k   ca p ac ito r   s u p p o r ted   th DC - lin k   v o ltag e   o f   8 8 0   V,   as  s h o wn   in   Fig u r e s   5 ( d ) - 5 ( g ) .   T h T HD  s p ec tr u m   o f   u tili ty - g r id   s o u r c v o lt ag d u r in g   v o ltag e   h ar m o n ics  is   m ea s u r e d   as  2 0 . 6 2 an d   th T HD  s p ec tr u m   o f   cr itical  lo ad   v o ltag e   d u r in g   co m p en s atio n   o f   v o ltag h ar m o n ics  is   m ea s u r e d   as  0 . 4 3 %,  w h ich   is   well  with in   th I E E E - 5 1 9 /2 0 2 2   s tan d ar d s   as  d ep icted   in   Fig u r e 5 ( h )   a n d   5 ( i) .   T h tim in s tan b ef o r t - 0 . 2   s ec   is   tr ea ted   as  p r e - s ag   co n d itio n ,   as  h ea lth y   co n d itio n   r ep r esen ts   th at  th u tili ty - g r i d   v o ltag e   s o u r ce   is   m ain tain ed   as  c o n s ta n v o ltag o f   3 4 0   V.   T h v o lta g s ag   h as  o cc u r r ed   in   th tim e   in s tan o f   0 . 2   s ec   <   t   <   0 . 3 5   s ec ;   th PC C   o f   th e   d is tr ib u tio n   s y s tem   v o ltag e   is   d ec r ea s ed   b y   5 5 %   d u to   s u d d en - s ag   is s u e,   wh ich   af f ec ts   th v o ltag o f   th s e n s itiv lo ad   is   d ec r ea s ed   to   1 8 6   V,   as d ep icted   in   Fig u r 5 ( a) .   T h e r ef o r e ,   th MV VR - co n tr o lled   VSC   o f   s o lar - PV - f ed   MF - DVR  is   tr an s itio n ed   as  s er ies  v o ltag e - r esto r er   f o r   c o m p e n s atio n   o f   v o ltag s ag ,   as  in - p h a s v o ltag c o m p e n s atio n   p r in cip le,   wh ich   in jects  th r eq u is ite  co m p e n s atio n   v o lt ag with   ce r tain   p h ase - a n g le  o f   + 1 5 4   in to   th e   PC C   o f   th d is tr ib u tio n   s y s tem ,   is   s h o wn   in   Fig u r 5 ( b ) .   T h in jecte d   v o ltag h el p s   to   r esto r th cr itical - lo ad   v o lta g is   m ain tain ed   as   lin ea r ,   f u n d am e n tal  f r eq u e n cy ,   s in u s o id al  wav s h ap an d   b alan ce d   with   v alu o f   3 4 0   V,   as  s h o wn   in   Fig u r 5 ( c) .   T h v o ltag e - s ag   co m p en s atio n   h as  b ee n   in itiated   b y   en er g izin g   th DC - lin k   ca p ac ito r   th r o u g h   I NC - MPPT  co n tr o lled   DG,   wh ich   co n s is ts   o f   ex tr ac tin g   m a x im u m   p o wer   f r o m   th s o lar - PV  s y s tem ,   as  s o lar - PV  DG  v o ltag o f   8 8 0   with   s o lar - PV  in jecte d   cu r r en o f   7 . 2   an d   th in jecte d   s o lar - PV  p o wer   o f   6 . 3   k W   is   d ep icted   in   Fig u r e s   5 ( d ) - 5 ( f ) .   Als o ,   d u r in g   th is   tim in s tan t,   th u tili ty - g r id   s o u r ce   p o wer   h as  b ee n   d ec r ea s ed   to   4 . 8   k W ,   an d   th s o lar - PV  DG  s y s tem   in jecte d   th r eq u is ite  ac tiv p o wer   o f   5 . 2   k W   to   a ch iev th s en s itiv e   lo ad   p o wer   o f   1 0   k W ,   as sh o w n   in   Fig u r 5 ( g ) .   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.  15 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 26 1 0 2 3 - 1 0 3 5   1030   T h tim in s tan b ef o r t - 0 . 5   s ec   is   tr ea ted   as  p r e - s well  co n d itio n ,   as  h ea lth y   co n d itio n   r ep r esen ts   th at  th u tili ty - g r i d   v o ltag e   s o u r ce   is   m ain tain ed   as  c o n s ta n v o ltag o f   3 4 0   V.   T h v o lta g s ag   h as  o cc u r r ed   in   th tim in s tan o f   0 . 5   s ec   <   t   <   0 . 6 5   s ec ,   th PC C   o f   th d is tr ib u tio n   s y s tem   v o ltag is   in c r ea s ed   b y   5 5 d u e   to   s u d d en   s well,   wh ich   af f e cts  th v o ltag o f   th s en s itiv lo ad   is   in cr ea s in g   it  to   5 2 5   V,   as  d ep icted   in   Fig u r 5 ( a) .   T h e r ef o r e ,   th MV VR - co n tr o lled   VSC   o f   s o lar - PV - f ed   MF - DVR  is   tr an s itio n ed   as  s er ies  v o ltag e - r esto r er   f o r   co m p en s atio n   o f   v o ltag e   s well,   as  an   in - p h ase  v o ltag c o m p e n s atio n   p r in cip le,   w h ich   in jects  th r eq u is ite  co m p en s at io n   v o ltag with   ce r tain   p h ase - an g le  o f   - 1 8 5   in to   th PC C   o f   th d is tr ib u tio n   s y s tem ,   as  s h o wn   i n   Fig u r 5 ( b ) .   T h i n jecte d   v o ltag e   h elp s   to   r esto r e   th cr itical - lo ad   v o lt ag is   m ain tain e d   as   lin ea r ,   f u n d am e n tal  f r eq u e n cy ,   s in u s o id al  wav s h ap an d   b alan ce d   with   v alu o f   3 4 0   V,   as  s h o wn   in   Fig u r 5 ( c) .   T h v o ltag e - s ag   co m p en s atio n   h as  b ee n   in itiated   b y   en er g izin g   th DC - lin k   ca p ac ito r   th r o u g h   I NC - MPPT  co n tr o lled   DG,   wh ich   co n s is ts   o f   ex tr ac tin g   m a x im u m   p o wer   f r o m   th s o lar - PV  s y s tem ,   as  s o lar - PV  DG  v o ltag o f   8 8 0   with   s o lar - PV  ex tr ac ted   cu r r en o f   - 5 . 5   an d   th ex tr ac ted   s o lar - P p o wer   o f   - 4 . 8   k W   is   d ep icted   in   Fig u r e s   5 ( d ) - 5 ( f ) .   Als o ,   d u r i n g   th is   tim in s tan t,  th u tili ty - g r id   s o u r ce   p o wer   h as  b ee n   in cr ea s ed   to   1 3 . 6   k W ,   an d   th s o lar - P DG  s y s tem   ex tr ac ted   th u n wan ted   ac tiv p o wer   o f   - 3 . 6   k W   to   ac h iev th s en s itiv lo ad   p o wer   o f   1 0   k W ,   as sh o wn   in   Fig u r e   5 ( g ) .     4 . 2   Co m pens a t io o f   g rid - is la nd i ng   is s ues   in  utilit y - g rid  inte g ra t ed  dis t ributio s y s t em   us ing   newly   pro po s ed  M V VR  co ntr o lled  s o la r - P f ed   MF - DVR  dev ice   T h e   s im u l ati o n   r es u lts   o f   c o m p e n s a ti o n   o f   g r i d - is l an d i n g   is s u es   i n   a   u t ilit y - g r id   i n t e g r ate d   d is t r i b u ti o n   s y s te m   u s i n g   n ew ly   p r o p o s e d   M VVR - c o n tr o ll e d   s o la r - PV - f e d   M F - D VR   d e v ic is   p r ese n t ed   i n   Fi g u r 6 .   T h e   d is t r i b u ti o n   s y s te m   is   p o we r e d   b y   a   t h r ee - p h ase  u t ilit y - g r i d   v o lta g s o u r ce   o f   4 1 5   V r m s ,   5 0   H s o u r c f r e q u en c y   is   s h o w n   in   Fi g u r 6 ( a ) .   I n   th is   ca s e ,   g r i d - is la n d i n g   is s u es   li k e   s u d d en   v o lta g e   i n te r r u p ti o n s   h av o c cu r r e d ,   w h ic h   af f e ct  th u n i n te r r u p t e d   p o we r   to   s e n s iti v l o a d s   at   t h e   PC C   o f   th u t ilit y - g r i d   s y s te m   d u to   d is co n t in u o u s   p o we r   f l o w.   T h e   s u d d en   v o lt a g e - i n te r r u p t io n s   u n d er   g r i d - is la n d i n g   a r e   c o m p e n s at e d   b y   e m p l o y in g   VSC   o f   t h e   MF - DVR  d ev ic a n d   i n t eg r ate d   as  s e r ies - co n n e cti o n   a t h e   PC C   o f   t h e   d is t r i b u ti o n   s y s te m   v ia  1 : 1   l in e - in te r f ac ed   tr a n s f o r m e r s .   T h is   ca n   b e   a ttai n e d   b y   t r a n s i t i o n   VSC   o f   MF - DVR  as  a   g r i d - f o r m in g   s ta te   b y   all o w in g   t h e   D G   t o   r e g u la te  t h is l a n d e d   u til it y - g r i d   c h ar ac t er is ti cs,  e n s u r i n g   t h e   s tab le  v o lt a g an d   p o w er   s u p p o r t t o   s en s iti v e   l o a d   ap p a r a tu s   wit h   r es p e ct   t o   t h e   r e q u is it e   l o a d   d e m a n d .   F o r   b et te r   c o m p en s ati o n ,   th e   n ew ly   p r o p o s e d   MV VR   co n t r o l   s c h e m e   e x t r ac ts   t h e   s u i tab le   r e f e r e n ce   v o lta g e   s i g n al;   it   ca n   p r o d u c e   t h e   f e asi b le   s w i tch in g   s t at es   t o   t h e   VSC   o f   t h e   MF - DVR   d e v ic f o r   m iti g ati o n   o f   g r i d - is la n d i n g   is s u es   t h r o u g h   s i n u s o i d al   m u lti - c ar r i er   p u ls e - wi d t h   m o d u l ati o n   ( SMC - PW M)   w it h   ce r t ai n   tr ia n g u la r   m u lti - c ar r i e r   s i g n als .   T h e   ti m e   in s ta n t   b e f o r e   t - 1   s ec   is   tr ea t e d   as   a   p r e - is la n d in g / in t er r u p te d   c o n d iti o n ,   as   a   h e alt h y   c o n d iti o n   r e p r ese n ts   t h at  th u til it y - g r i d   v o lta g s o u r c is   m a in tai n e d   a s   c o n s ta n t v o l ta g o f   3 4 0   V .   T h s u d d e n   v o lt a g e   in t er r u p ti o n s   u n d er   g r i d - is l an d i n g   h a v e   o cc u r r ed   i n   t h t im i n s ta n t   o f   1   s e c   <   t   <   1 . 3   s ec ,   t h e   PC C   o f   t h e   d is t r i b u ti o n   s y s t em   v o l ta g e   is   d e cr ea s ed   d u t o   s u d d e n - v o l ta g e   i n te r r u p t io n s ,   w h i c h   a f f e cts   th v o lt a g o f   th e   s en s i ti v e   l o a d   is   d e cr ea s ed   t o   0 V   b ec a u s e   o f   an d   is   d e p i cte d   i n   Fi g u r 6 ( a ) .   T h e r e f o r e,   t h e   MV VR - co n t r o ll ed   VSC   o f   s o l a r - PV - f e d   MF - DV R   is   t r a n s i ti o n e d   as   a   g r i d - f o r m in g   s t ate   f o r   c o m p e n s a ti o n   o f   s u d d e n   v o l ta g e   in t er r u p ti o n s ,   as  i n - p h ase  v o lt a g c o m p e n s a ti o n   p r i n ci p le ,   w h ich   i n je cts  t h r e q u is it c o m p e n s at io n   v o lt a g w it h   ce r t ai n   p h ase - a n g le   o f   + 3 4 0   in to   th e   PC C   o f   t h e   d i s tr ib u t io n   s y s te m ,   as   s h o wn   in   F ig u r 6 ( b ) .   T h e   i n je cte d   v o lta g h el p s   to   r est o r t h e   c r itic al - l o a d   v o lta g is   m a in tai n ed   as  a   li n e a r ,   f u n d am en tal   f r eq u e n cy ,   s i n u s o i d al   wav e - s h ap a n d   b al a n ce d   wit h   a   v al u e   o f   3 4 0   V,   as   s h o wn   i n   Fi g u r e   6 ( c ) .   T h e   s u d d en   v o lt a g e   i n te r r u p ti o n s   a r e   co m p e n s at e d   h as   b e en   i n i tia te d   b y   e n e r g iz in g   t h e   DC - li n k   ca p a cit o r   t h r o u g h   I NC - MPP T   c o n t r o lle d   DG ,   w h ic h   co n s is ts   o f   e x t r a cti n g   m a x i m u m   p o we r   f r o m   th s o l ar - PV   s y s tem   as   s o la r - P D v o lta g o f   8 8 0   V   wi th   a   s o la r - PV  i n je ct ed   c u r r e n o f   1 2 . 5   A ,   a n d   th in je cte d   s o l a r - PV   p o wer   o f   1 1   k W   is   d ep ict ed   i n   Fig u r es  6 ( d )   t o   6 ( f ) .   Als o ,   d u r i n g   t h is   ti m e   i n s ta n t ,   t h e   u tili ty - g r id   s o u r ce   p o w er   h as   b ee n   c o m p l ete ly   d e cr ea s e d   to   0   k W ,   a n d   t h s o la r - PV   D G   s y s te m   i n je cte d   t h e   r e q u is i te   a cti v e   p o w er   o f   1 0   k W   t o   a ch ie v e   t h e   s e n s it iv e   l o ad   p o we r   o f   1 0   k W ,   as  s h o w n   i n   Fi g u r e   6 ( g ) .   T h e   T HD   s p e ctr u m   c o m p ar is o n s   a n d   g r a p h ic al   r e p r ese n t ati o n   o f   u til it y - g r i d   s o u r c e   v o lta g a n d   t h s e n s iti v e   lo ad   v o lta g u n d e r   v ar io u s   s i g n at u r es  ar e   p r es e n te d   i n   T ab le   2   an d   Fi g u r e   7 .   Am o n g   v a r i o u s   c o m p en s ati o n   s i g n a tu r es ,   t h n ewl y   p r o p o s e d   M V VR - c o n t r o lle d   MF - D VR   d e v i ce   f u r n is h es  b ett er   co m p e n s at io n   f ea t u r es   wi th   a   l o w   T H v a lu e,   c o m p ar e d   to   a   r e g u la r   SR F - co n t r o ll ed   MF - D VR   d e v ic e.       T ab le  2 .   T HD  s p ec tr u m   co m p ar is o n s   an d   g r a p h ical  r e p r esen tatio n   o f   u tili ty - g r id   s o u r ce   v o ltag e,   s en s itiv lo ad   v o ltag e   u n d er   v a r io u s   co m p en s atio n   s ig n atu r es   TH D   ( %)   U t i l i t y - g r i d   so u r c e   v o l t a g e   S e n s i t i v e   l o a d   v o l t a g e   W i t h o u t   M F - DVR     2 0 . 6 2 %   W i t h   r e g u l a r   S R F   c o n t r o l l e d   M F - D V R   d e v i c e   [ 2 8 ]   2 0 . 6 2 %   0 . 5 8 %   W i t h   n e w l y   p r o p o se d   M V V R   c o n t r o l l e d   M F - D V R   d e v i c e     0 . 4 3 %     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       A n o ve l MV V R   co n tr o lled   s o la r - P V   fed   MF - DV R   fo r   co mp en s a tio n   of     ( Th a r in a em a ta B h a va n i )   1031   ( a)     ( b )   ( c)   ( d )     ( e)   (f)   ( g )       Fig u r 6 .   Simu lated   r esu lts   o f   g r id - is lan d in g   is s u es in   u tili ty - g r id   in teg r ated   d is tr ib u tio n   s y s tem   u s in g   n ewly   p r o p o s ed   MV VR   co n tr o lled   s o lar - PV f ed   MF - DVR d ev ice ( a)   u tili ty - g r i d   v o ltag e   s o u r ce ,   ( b )   s en s itiv lo ad   v o ltag e,   ( c )   s er ies VSC   in jecte d   v o ltag e ( d )   s o lar - PV D v o ltag e,   ( e)   s o lar - PV D in jecte d   cu r r e n t,   ( f )   s o lar - PV D p o wer ,   an d   ( g )   ac tiv p o wer         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.  15 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 26 1 0 2 3 - 1 0 3 5   1032       Fig u r 7 .   Gr a p h ical  r ep r esen tatio n   o f   T HD  s p ec tr u m   u n d er   v ar io u s   co m p e n s atio n   s ig n atu r e s       5.   CO NCLU SI O N   T h s u p er lativ e   d esig n   an d   p er f o r m a n ce   o f   t h s o lar - PV  f ed   MF - DVR  d ev ice  ac t   as  a   u n iq u e   DG  in teg r atio n   s ch em e;  it h as st r o n g er   ca p a b ilit y   f o r   c o n tin u o u s   ac tiv p o wer   s u p p o r t,  r eliab le  p o wer   co n tr o l,  an d   g r ea ter   p o wer   tr a n s f er   to   s en s itiv lo ad   ap p ar atu s   d u r i n g   g r id - is lan d in g   m o d u n d er   s u d d e n   v o ltag e   in ter r u p tio n s .   I d eliv er s   r eq u ir ed   ac tiv p o wer   d u r i n g   g r id   is l an d in g ,   alo n g   with   e n h an ci n g   t h v o ltag e   s tab ilit y   b y   u s in g   av ailab le  VSC   m o d u le  in   MF - DVR  d ev ice  f o r   DG  o p er atio n s ,   in s talled   wi th   in itial  co s t,   lo w   o cc u p an c y ,   an d   co m p ac s ize   ar th s u b s tan tial  m er its .   Als o ,   th s o lar - PV  f ed   MF - DVR  co m p en s ates  all   v o ltag r elev an PQ  is s u es  f o r   en h an cin g   th p o wer - q u ality ,   lo ad   b alan cin g ,   a n d   en s u r in g   v o ltag s tab ilit y   in   th u tili ty - g r i d   in teg r ated   d is tr ib u tio n   s y s tem .   T h e f f ec tiv o p er atio n   an d   r o b u s t p e r f o r m a n ce   o f   th e   p r o p o s ed   s o lar - PV  f ed   MF - DVR  d ev ice  u n d er   s tead y - s tate  co n d itio n s   th r o u g h   th n ewly   p r o p o s ed   MV VR   co n tr o s ch em e;  it  h as  f ast  d y n a m ic  r esp o n s d u to   l o tr an s ien d elay ,   s im p le  tr a n s f o r m ati o n s ,   an d   lo m ath em atica ca lcu latio n s ,   wh ich   im p r o v es  th co m p en s atio n   ef f icien cy   o v er   th r eg u lar   SR co n tr o s ch em e.   T h T HD  s p ec tr u m   o f   u tili ty - g r id   s o u r ce   v o ltag d u r in g   v o ltag h ar m o n ics  is   m ea s u r ed   as  2 0 . 6 2 a n d   th T HD  s p ec tr u m   o f   cr itical  lo a d   v o l tag d u r in g   co m p en s atio n   o f   v o ltag e   h ar m o n ics  in   r eg u lar   SR an d   p r o p o s ed   MV VR   co n tr o lled   MF - DV R   is   m ea s u r ed   as  0 . 5 8 an d   0 . 4 3 %,  wh ich   is   well  w ith in   t h I E E E - 5 1 9 /2 0 2 2   s tan d ar d s .   Fu r th er ,   th p er f o r m an ce   o f   th p r o p o s ed   s o lar - PV  f ed   MF - DVR  d ev ice  u n d er   v ar y in g   ir r ad ian ce   co n d itio n s   d u r in g   g r id - is lan d i n g   m o d u n d er   lo n g - v o ltag in ter r u p tio n s   h as  b ee n   co n s id er ed   as  th f u tu r e   r esear ch   s co p o f   th wo r k .       F UNDING   I NF O R M A T I O   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 .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   T h ar in ae m atam   B h av an i                               Du r g am   R ajab ab u                               Md   Mu jah id   I r f an                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   Data   av ailab ilit y   is   n o t a p p lica b le  to   th is   p ap er   as n o   n ew  d at wer cr ea ted   o r   an aly ze d   in   t h is   s tu d y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.