I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o f  A d v an c e s   i n   A p p l i e d   S c i e n c e s   (I JA A S )   V o l .   1 5 ,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   20 2 6 ,   pp .   1262 ~ 1269   IS S N :   2252 - 8814 ,  D O I :   10. 1 1591 / i j a a s . v 1 5 . i 3 . pp 12 62 - 1 269       1262       Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i j aas . i a e s c or e . c om   E n h a n c e d   s w i t c h i n g   c o n v e r t e r   f o r   p h o t o v o l t a i c   sy st e m s:   p e r f o r m a n c e   a n a l y s i s  a n d   s i m u l a t i o n       N i k u n j  N .   P ate l 1 ,   R a k e s h k u m ar   A .   P at e l 2   1 D e p a rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   E n g i n e e r i n g ,   U .   V .   P a t e l   C o l l e g e   o f   E n g i n e e ri n g ,   G a n p a t   U n i v e r s i t y ,   M e h s a n a ,   I n d i a   2 D e p a rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   E n g i n e e r i n g ,   S a n k a l c h a n d   P a t e l   Co l l e g e   o f   E n g i n e e ri n g ,   S a n k a l c h a n d   P a t e l   U n i v e r s i t y ,   V i s n a g a r ,   I n d i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  M a r  27 ,   2 025   R e v i s e d  J un   23 ,   2026   A c c e pt e d  A ug  13 ,   2026       T hi s   pa pe r   f o c us e s   o n  r e duc i ng   s w i t c hi ng   l o s s e s   a nd  s t r e s s e s   i n  ph o t ov o l t a i c   ( PV )   i nv e r t e r s   by   i n t r o duc i ng   a   ne w   f i v e - l e v e l   hy br i d   T - t y pe   m ul t i l e v e l   i nv e r t e r   ( T - M L I ) .   T he   p r o po s e d  t o po l o gy   w a s   de s i g ne d   a nd   s i m u l a t e d   u s i ng   phy s i c a l   s e c ur i t y   i nf o r m a t i o n  m a n a g e m e nt   ( P S I M )   s o f t w a r e   a nd   v a l i da t e d   us i ng   o ne   y e a r   o f   s o l a r   r a d i a t i o n  a nd   t e m pe r a t ur e   d a t a   t o   a c c o unt   f o r   s e a s o na l   v a r i a t i o ns .   T he   p r o po s e d  i nv e r t e r   w a s   a l s o   e x pe r i m e n t a l l y   i m pl e m e n t e d   t h r o ug h  ha r dw a r e   d e v e l o pm e nt ,   a nd  i t s   pe r f o r m a nc e   w a s   e v a l ua t e d   unde r   d i f f e r e n t   l o a d   c o ndi t i o ns .   U nde r   no nl i ne a r   l o a d  c o ndi t i o ns ,   t he   r e s u l t s   de m o ns t r a t e   t ha t   t h e   pr o po s e d   T - M L I   r e duc e s   t o t a l   ha r m o ni c   di s t o r t i o n  ( T H D )   t o   3. 8 % ,   r e duc e s   v o l t a g e   s t r e s s   o n  t he   s w i t c he s ,   i m pr o v e s   di r e c t   c ur r e n t   ( DC ) - l i n k   u t i l i z a t i o n,   a nd   e nha nc e s   t he   o v e r a l l   e f f i c i e nc y   o f   t he   i nv e r t e r   s y s t e m   c o m pa r e d  w i t h   t he   t r a di t i o na l   t o po l o gy .   Ke y w or d s :   M a xi m um   po w e r   po i nt   t r a c k i n g   M ul t i l e v e l   i n v e r t e r   P ul s e   w i dt h  m o dul a t i o n   T o t a l   h a rm o ni c   d i s t o r t i o n   T - t y pe   m ul t i l e v e l   i n v e r t e r   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   N i ku n j   N .   P a t e l   D e pa rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   E ngi n e e ri n g ,   U .   V .   P a t e l   Co l l e ge   o f  E n g i n e e ri n g ,   G a n pa t   U n i v e r s i t y   G a n pa t   V i dy a n a g a r,   M e h s a na ,   G uj a ra t   38401 2,   I n d i a   E m a i l :   nn p01 @ g a n p a t u ni v e r s i t y . a c . i n       1.   I N TR O D U C TI O N   B e c a us e   of   t h e   i m m i n e n t   de pl e t i o n   o f   f os s i l   f ue l s   a n d  ra p i d  gl o b a l   c ha n ge o v e r   t o   c l e a n   e n e rgy ,   ph o t o vo l t a i c   (P V )   ge n e ra t i o n   i s   a n   e s s e n t i a l   m e m b e r   o f   gr e e n  po w e r   ge n e r a t i o n  [1] .   F o r  a   g r i d - c o nn e c t e d  P V   ge n e ra t i o n  s y s t e m ,   a   P V   i n v e r t e r  i s   u t i l i z e d  t o   c o n v e r t   di r e c t   c u rr e n t   (D C)   i nt o   h i g h - qua l i t y   a l t e rna t i n g   c urr e n t   (A C)   w hi l e   a c h i e v i n g   hi g h  e f f i c i e n c y ,   r e l i a b i l i t y ,   a nd  g ri d   s t a nda rd  c o m pa t i b i l i t y ,   a nd  i s   c r uc i a l   f o r   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   [2] ,   [3] .   T h e r e   a r e   s e v e r a l   s h o r t c o m i ngs ,   s uc h  a s   s w i t c h i ng   l o s s e s ,   a  l a rge   num b e r  o f  c o m po n e n t s ,   h a rm o ni c   di s t o r t i o n s ,   a nd  s y s t e m   c o s t   i n  e xi s t i n g  P V   i n v e r t e r s ,   a n d   t h e y   b r i n g   r e s t r i c t i o n s   f o r   pra c t i c a l   us a ge .   F o r   c o m m o n   P V   i n v e rt e r s ,   t h e r e   e xi s t   t w o   t y pe s :   a   t w o - s t a ge   i n v e r t e r   a n d  a   hi g h - s w i t c h - n u m b e r   m ul t i - l e v e l   i n v e r t e r .   A l t h o ug h  t h e s e   k i n ds   o f   i n v e r t e r s   p o s s e s s   a  go o d  o ut put   v o l t a ge   w a v e fo r m ,   t h e s e   c o n f i gur a t i o n s   l e a d  t o   a  l a rge   n u m b e r   o f   pow e r   s w i t c h e s ,   gr e a t   s w i t c h i n g   l o s s e s ,   a n d   c o m pl i c a t e d   c o n t r o l   m e t h o ds   [1] – [3] .   B y   n ow ,   a   s i ngl e   s t a ge   a nd  a   r e duc e d  n u m b e r   o f   s w i t c h e s   i n v e r t e r   s t r uc t u r e s   a r e   t h e   n e w   t e n de n c y   of   P V   i n v e r t e r s ,   w h i c h   r e s ul t   i n  l o w e r   c o s t ,   l e s s   s w i t c h i n g   l o s s e s ,   a n d   g r e a t e r   e f f i c i e n c y   [4] – [6] .  H ow e ve r ,   f o r   t h e s e   ki n ds   o f   t o po l o gi e s ,   i t   i s   s t i l l   a   ke y   a n d  c o m pl e x  w o r k  t o   r e m a i n  t h e   hi g h   e f f i c i e n c y   a n d  s t a b i l i t y   un de r  dy n a m i c   i n pu t   c o n d i t i o n s .   R e c e nt   re s e a r c h  e f f o rt s   o n  t he   de s i g n  o f   po w e r  c o n v e rt e rs   ha v e   i nv o l v e d   a   v a ri e t y   o f   p r o m i s i ng  t e c hni q ue s   s uc h  a s   s o f t - s w i t c hi ng   a nd   re s o na nt   s t ruc t u re s   t o   m i ni m i z e   t h e   s w i t c hi ng   l o s s ,   ha rm o ni c   e m i s s i o n s ,   a nd   t he rm a l   s t r e s s .   Z e r o   v o l t a ge   s w i t c hi ng   ( Z V S )   a nd   z e r o   c u rr e nt   s w i t c hi ng   (Z CS ) ,   i nd uc t o r - i nd uc t o r - c a p a c i t o r  ( LLC )   r e s o na n t   s t r uc t u r e ,   a n d   t h e   s e ri e s   r e s o n a n t   s t ruc t u re   c a n  o ff e r   e f f i c i e n t   pe r f o r m a n c e   [7] – [14] .   I n  a ddi t i o n,   m a n y   e ff i c i e n t   a n d   a da p t a b l e   m a x i m um   po w e r   po i n t   t ra c ki n g   (M P P T )  c o nt r o l   m e t h o ds   ha v e   b e e n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       E nhan c e d   s w i t c hi ng   c onv e r t e r   f or   pho t ov ol t ai c   s y s t e m s :   pe r f or m anc e   ana l y s i s   and   …   ( Ni k un j   N .   P a t e l )   1263   pr e s e nt e d  t o   i m p r o v e   t h e   dy n a m i c   r e s po n s e s   f o r   v a ri o us   i rra d i a n c e   v a ri a t i o n s   [ 15] – [1 9] .   F u rt h e r m o r e ,     s i ngl e - s t a ge   z e r o - l e a ka ge   t ra n s f o r m e r s   (Z L T )   s uc h  a s   H 5,   H 6,   a n d   t h e   h i g h l y   e ff i c i e n t   a n d   r e l i a b l e   i n v e r t e r  c o n c e pt   (H E R IC)  ha v e   b e e n   w i de l y   a do pt e d;   a s   ha v e   m ul t i l e v e l   c o n v e r t e r   s t ruc t u r e s   s uc h   a s   t h e   n e ut ra l   po i nt   c l a m pe d  (N P C)  i n v e r t e r   a n d  t h e   c a s c a de d  H - b r i dge   ( CH B )   i n v e r t e r   [15] – [ 20] .   W h i l e   m a n y   s uc h   s c h e m e s   w e r e   i n v e s t i ga t e d  a n d   p r o v e d  t o   b e   c a pa b l e   of   r e a l i z i n g  s o m e   s pe c i f i c   go a l s ,   t h e y   s u ff e r e d  f r o m   v a r i o us     t r a de - o ff s .   D e s pi t e   t h i s   r e m a r k a b l e   p r o gr e s s ,   a   ke y   r e s e a r c h  c ha l l e n ge   f o r   de s i g n e r s   o f   l o w -   a nd    m e di um - po w e r  P V   s y s t e m s   f o r   r o o f t o p  a n d   r e s i de nt i a l   po w e r   p r o duc t i o n  r e m a i n s   t o   b e   a dd r e s s e d,   s pe c i f i c a l l y :   t o   de v e l o p  h i g h - e f f i c i e n c y ,   c o m pa c t ,   s i ngl e - s t a ge   i n v e r t e r   s o l ut i o n s   w i t h   t h e   l o w e s t   po s s i b l e   n u m b e r   o f   s w i t c h e s   a n d   pa s s i v e   c o m po n e nt s   a nd  r o b us t n e s s   f o r   dy n a m i c   b e h a v i o r  [21] – [23] .   T h i s   a rt i c l e   p r o po s e s   a   n e w   s i n g l e - s t a ge   g r i d - c o nn e c t e d  c o nv e r t e r   us i n g   a   h y b r i d   T - t y pe   m ul t i - l e v e l   s t ruc t u r e ,   w h i c h   r e duc e s   t h e   num b e r   o f   c o m po n e n t s   t o   e nh a n c e   t h e   ut i l i z a t i o n   o f   D C - l i n k   v o l t a ge   a n d  l o w e r   t h e   de v i c e   vo l t a ge   s t r e s s e s .   A   m o r e   e f fe c t i ve   m o dul a t i o n   s t r a t e gy   i s   c a rri e d  o ut   t o   a c h i e v e   l ow   h a rm o n i c   di s t o rt i o n s   a nd  s w i t c hi n g   l o s s e s .   T h e   pe r f o r m a n c e   is   i n v e s t i g a t e d  us i n g   s i m ul a t i o n   f o r   v a ri o us   c o n di t i o n s ,   c o m pa r e d  w i t h  t h e   o t h e r  t w o   t o po l o gi e s   a n d  s u m m a ri z e d  i n  t e r m s   o f   t h e   t o t a l   ha rm o n i c   di s t o r t i o n   ( T H D ) ,  e ff i c i e n c y ,   vo l t a ge   r e gul a t i o n ,   a n d  dy n a m i c   b e h a v i o r s   o f  t h e   p r o po s e d  c o n f i gu r a t i o n,   w h i c h   c o n f i r m s     i t s   s upe r i o r i t y .   Co m pa r a t i v e   a n a l y s e s   a r e   a l s o   unde rt a ke n   o n   t h e   v a ri o us   i n v e r t e r   t o po l o gi e s   i n   c o n j u n c t i o n  w i t h   s w i t c h i n g   l o s s e s ,   de v i c e   c o un t ,   a n d   e f f i c i e n c i e s ,   a s   s h o w n   i n  F i g u r e   1 .   F r o m   F i g u r e   1( a ) ,   i t   c a n  b e   c l e a r l y   s e e n   t ha t   t h e   p r o po s e d  c o n v e r t e r  ha s   h i g h e r  e f f i c i e n c y   i n   t h e   h i g h  s w i t c hi n g  f r e que n c y   r a n ge   c o m pa r e d  w i t h  t h e   t w o - l e v e l   a n d   t h e   N P C  s t ruc t u r e .   T h i s   i n d i c a t e s   t ha t   t h e   s w i t c h i n g   l o s s e s   a r e   r e duc e d.   F r o m   F i g u r e   1 (b ),   it   c a n  f i nd  t ha t   t h e   n um b e r  o f   c o n duc t i n g   de v i c e s   of   t h e   T - t y pe   i n v e r t e r   i s   l e s s   t ha n   t ha t   o f   t h e   N P C  s t ruc t u r e   w h e n   t h e   m o dul a t i o n   i n de x  i s   i n c r e a s e d;   t h us ,   c o n duc t i o n   l o s s   i s   r e duc e d.   O n  t h e   o t h e r   ha n d ,   t h e   t o t a l   n u m b e r   of   s w i t c h i n g   de v i c e s   a n d   c o m po n e nt s   o f   t h e   p r o po s e d  t o po l o g y   i s   l e s s   c o m pa r e d   w i t h   t h a t   o f   s o m e   s e l e c t e d   s i ngl e - s t a ge   a n d   N P C   i n v e r t e r s ,   a s   i s   e v i de n t   f r o m   F i gu r e   2   [ 1],   [3],   [4] ,   [9] ,   [ 23] .           (a )   (b )     F i gu r e   1 .   A   c o m pa r a t i v e   a na l y s i s   of   (a )  e f f i c i e n c y   v s .   s w i t c h i n g   f r e que n c y   a n d  (b )   a v e r a ge   n um b e r   of  c o n duc t i n g  de v i c e s           F i gu r e   2 .   Co m p a r i s o n  o f   de v i c e   c o un t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 252 - 88 14   Int   J   A dv   A ppl   S c i ,  V o l .   15,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   202 6 :   1262 - 1 269   1264   T h i s   a r t i c l e   f oc us e s   o n   t h e   pe r f o r m a n c e   a n a l y s i s   of   t h e   p ro pos e d  s y s t e m   us i n g  s i m u l a t i o n - b a s e d  b e n c h m a r ki ng  w i t h   w e l l - k n o w n   e xi s t i n g  m ul t i - l e v e l   t o p o l o gi e s .   T H D ,   c o n v e r s i o n   e ff i c i e n c y ,   vo l t a ge   r e gul a t i o n ,   a n d  t r a n s i e nt   r e s po n s e   o f   t h e   s y s t e m   a r e   us e d  a s   pe r f o r m a n c e   i ndi c e s   by   c h a ngi n g   i rra d i a n c e   a n d   l o a d  s c e n a ri o s .   T h e   r e m a i ni n g   s e c t i o n s   a r e   a rra n ge d   a s   f o l l ow s :  s e c t i o n   2  c o n v e r t e r  b a c kgr o u n d,   s e c t i o n  3  pr o po s e d  T - t y pe   m ul t i l e v e l   i n v e r t e r  ( T - M L I )   c o upl e d  t o   P V   s y s t e m   m o de l l i ng  a n d   s i m ul a t i o n ,   s e c t i o n  4   r e s u l t s   a nd  d i s c us s i o n ,   a nd  s e c t i o n  5   c o n c l us i o n  o f   t hi s   r e s e a rc h .       2.   F I V E  LEV EL  T - T Y P E  M U LTI LEV EL  I N V ER T ER   M L I s ,   s uc h   a s   m o dul a r   m ul t i l e v e l   i n v e r t e r s   (CH B ),   ha v e   t he   a b i l i t y   t o   s y n t h e s i z e   m ul t i p l e   D C  b us   vo l t a ge s   i nt o   a   s i n gl e   h i g h - qu a l i t y   A C  w a v e fo r m .   M L Is   h a v e   be c o m e   h i g h l y   po pul a r  i n  g ri d - c o nn e c t e d  P V   s y s t e m s   be c a us e   t h e y   pr o duc e   l o w e r   T H D ,   l e s s   s w i t c h i n g   s t re s s ,   l e s s   e qua t e d  m o n t hl y   i n s t a l l m e nt   ( E M I ) .   T h e   e xi s t i n g   s t u di e s   a dd r e s s   t h i s   p r o b l e m   b y   pr o po s i n g   r e duc e d  s w i t c h - c o un t   M L Is   b a s e d  o n  s i n g l e - s t a ge   de s i g n .   S i ngl e - s t a ge   de s i g n s   e m pl o y   t h e   m i ni m um   po s s i b l e   a c t i v e   s w i t c h i n g   de v i c e   a n d  t h e   n u m b e r   o f   s t a ge s   i n  pow e r   c o n v e r s i o n   f o r   l e s s   c o n duc t i o n   a n d   s w i t c h i n g   l o s s e s   a n d  e nh a n c e   r e l i a b i l i t y .   M i ni m i z i n g  t h e   s w i t c h e s   m e a n s   r e duc i n g   th e  t o t a l   n u m b e r   o f   s w i t c h i n g   e v e n t s ,   t h us   r e duc i ng   po w e r   l o s s .   T h e   p r o po s e d  r e duc e d - s w i t c h   M L I  s t ruc t u r e   i s   c o m pa r e d  w i t h  t h e   5 - l e v e l   i n v e rt e r  s t r uc t u re   t o   de m o n s t r a t e   t h e   m e ri t s   i n   r e s pe c t   o f   o ut put   A C  w a v e fo r m   qua l i t y   a n d   h a rm o ni c   pe r f o r m a n c e   w i t h  v a ri a t i o n s   o f   t h e   s o l a r  i rra d i a n c e   a nd  l o a d  c i r c um s t a n c e s   s o   a s   t o   s a t i s fy   t h e   r e qui r e m e n t   f o r   c o nn e c t i n g   w i t h   t h e   g ri d.   M L I  t o po l o g y   i n   F i gu r e   3   i l l us t ra t e s   a   f i v e - l e v e l   M L I  w i t h   a   s pl i t   D C  s o u r c e   c o m pri s i n g   t w o  c a pa c i t o r s   ( C1  a n d  C2 ),   a n d  s i x  s w i t c h e s   [21] ,   [24 ],   [ 25 ] .   D ue   t o   t h e   ' T ' - s ha pe d  s t r uc t u r e   o f   t h e   m a i n   s w i t c h i n g  p a r t ,   t h i s   T - M L I  w i l l   ut i l i z e   s i x  c o n t r o l l e d  s w i t c h i n g   de v i c e s   fo r   f i v e - l e v e l   o ut put   v o l t a ge s ,   w hi c h  i n   t u rn  l e a ds   t o   a  r e duc t i o n  o f   s w i t c h i ng  de v i c e s   a n d   i n c re a s e s   ov e r a l l   e f f i c i e n c y   [1] – [6] .   T h e   p r o po s e d   t o po l o g y   ha s   t he   c a p a b i l i t y   o f   ge n e ra t i ng   5  d i f f e r e nt   l e v e l s   o ut pu t   v o l t a ge ,   na m e l y   + V dc ,   + V dc / 2 ,   0 ,   V dc / 2 ,     a nd   V dc .   T a b l e   1   s h o w s   t h e   s w i t c h i ng  m o de s   of   t h e   p r o po s e d  T - M L I  n e e de d  t o   o b t a i n   f i v e - l e ve l   v o l t a ge   ou t put .   T hi s   t a b l e   s h o w s   t h e   o pe r a t i n g   s t a t e s   (o n / o f f   c o n di t i o n s )  o f   t h e   d i o de s   a n d   s w i t c h e s   f o r   p r o duc i n g   e a c h   l e v e l   o ut put   v o l t a ge ;   t o   p r o v e   i t   us e s   v e r y   f e w   s w i t c h i n g   de v i c e s   t o   ge n e r a t e   t hi s   l e v e l   vo l t a ge   o ut pu t   [15],   [22] ,   [2 3] .   F i gu r e   4   i l l us t r a t e s   t h e   f o ur   o pe r a t i n g   s t a ge s   of   t h e   f i v e - l e v e l   T - M L I ,   s h o w i n g  d i f f e r e n t   s w i t c h i n g  c o m b i na t i o n s   t o   ge n e ra t e   t h e   r e qui r e d  o ut pu t   v ol t a ge   l e v e l s .   T h e   hi g hl i g ht e d  pa t h s   i ndi c a t e   t h e   c urr e n t   f l o w   a n d  c o n d uc t i n g   s w i t c h e s   f o r   e a c h   o pe ra t i n g   s t a ge ,   e n a b l i n g   s t e ppe d  f i v e - l e v e l   o ut put     vo l t a ge   ge n e ra t i o n.           F i gu r e   3 .   T h e   f i v e - l e v e l   T - M L I  t o po l o g y   a l o n g  w i t h  i t s   s w i t c hi n g   s t a t e s       T a b l e   1.   T h e   s w i t c hi n g  s t a t e s   f o r   t h e   f i v e - l e ve l   T - M L I   O u t p u t   v o l t a g e   S1   S2   S3   S4   S5   S6   D5   D6   + V d c   1   0   1   0   0   0   0   0   + V d c / 2   0   0   1   0   0   1   1   0   0   1   1   0   0   0   0   0   0   - V d c / 2   0   1   0   0   1   0   0   1   - V d c   0   1   0   1   0   0   0   0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       E nhan c e d   s w i t c hi ng   c onv e r t e r   f or   pho t ov ol t ai c   s y s t e m s :   pe r f or m anc e   ana l y s i s   and   …   ( Ni k un j   N .   P a t e l )   1265   V dc / 2 S 2 V dc / 2 S 5 S 6 S 4 D 1 D 5 D 6 D 4 S 1 S 3 D 2 D 3 L o a d V dc / 2 S 2 V dc / 2 S 5 S 6 S 4 D 1 D 5 D 6 D 4 S 1 S 3 D 2 D 3 L o a d V dc / 2 S 2 V dc / 2 S 5 S 6 S 4 D 1 D 5 D 6 D 4 S 1 S 3 D 2 D 3 L o a d V dc / 2 S 2 V dc / 2 S 5 S 6 S 4 D 1 D 5 D 6 D 4 S 1 S 3 D 2 D 3 L o a d     F i gu r e   4 .   F i v e - l e v e l   T - M L I  o pe r a t i n g   s t a ge s       3.   M O D E LI N G   A N D   S I M U LA TI O N   O F   T H E   P R O P O S E D   T - M LI   WI T H   P V   S Y S T EM   A c c ur a t e   s o l a r  s y s t e m   s i m u l a t i o n   c o n s i de r s   i rr a d i a n c e ,   t e m pe r a t u r e ,   m o dul e   e f f i c i e n c y ,   t i l t   a ngl e ,   a n d  s i t e   c o n di t i o n s .   A   500   W   P V   m o dul e   m o de l e d  i n  p h y s i c a l   s e c ur i t y   i n f o r m a t i o n  m a n a ge m e nt   ( P S IM )   us e d  r e a l   i rra d i a n c e   a nd  t e m pe r a t u r e   d a t a   v i a   a   l o o kup  t a b l e   t o   e m ul a t e   s e a s o n a l   v a r i a t i o n s .   T h e   T - M L I  w a s   t e s t e d  unde r  t h e s e   p r o f i l e s   t o   e v a l ua t e   M P P T   a c c u r a c y ,   c o n t r o l   s t a b i l i t y ,   a n d  e n e r gy   c o n v e r s i o n  e ff i c i e n c y .     3. 1 .     D yn am i c   s i m u l ati o n   o f  T - M LI   w i th   P V   s o u r c e   w i th o u t  DC – DC  c o n v e r te r   In   t h e   c a s e   of   t h e   T - M L I   w i t h   a   P V   s o ur c e   w i t h o ut   a   D C - D C  c o n v e r t e r,   t h e   s y s t e m   r e pr e s e nt s   a   s i ngl e - s t a ge   P V - i nt e gra t e d   i n v e r t e r  i n  w h i c h  t h e   PV   a rra y   i s   di r e c t l y   c o n n e c t e d  t o   t h e   i n v e r t e r  DC - l i n k   w i t h o ut   us i n g   a n  i nt e r m e di a t e   D C - D C   c o n v e r s i o n  s t a ge .   T h e   s pl i t   c a pa c i t o r s   e s t a b l i s h  t h e   D C - l i nk  v o l t a ge   a n d  h e l p   m a i nt a i n   v o l t a ge   b a l a n c e   du ri n g  i n v e r t e r   o pe ra t i o n.   By   t h e   a pp r o pri a t e   s w i t c h i ng  o f   s w i t c h e s ,   t h e   i n v e r t e r  ge n e r a t e s   a   m ul t i l e v e l   A C  o ut pu t   w a v e fo r m ,   w hi c h  i s   t h e n  f i l t e r e d   t o   r e duc e   s w i t c hi n g   ha r m o n i c s   b e fo r e   s uppl y i n g  t h e   l o a d .   S uc h   a   c o n f i gu r a t i o n   i s   e m p l oy e d  i n   t h e   a na l y s i s   t o   e xa m i n e   dy n a m i c   pe r f o r m a n c e   unde r  v a r i e d   c o n di t i o n s   o f   i rr a d i a n c e   a n d   l o a d ,   w i t h   s i g ni f i c a nt   f o c us   o n   t h e   P V   e l e c t r i c a l   pa ra m e t e r s ,     DC - l i n k   r e s po n s e ,   i n v e r t e r   s w i t c hi n g  dy n a m i c s ,   a n d  t h e   qu a l i t y   of   t h e   o ut put   po w e r .   F i gu r e   5   s h o w s   a   P V   s y s t e m   i nt e gra t e d  w i t h   a   D C – D C  b oo s t   c o n v e r t e r   a nd  a   f i v e - l e ve l   T - M L I  c o nn e c t e d  t o   a   l o a d  a n d  a     s i ngl e - p h a s e   230   V   g ri d .   T h e   b oo s t   c o n v e r t e r,   c o n t r o l l e d   by   M P P T ,   s t e ps   up   a nd   r e gul a t e s   t h e   P V   o ut pu t   t o   e n s u r e   o pt i m a l   o pe r a t i o n  u nde r  v a r y i n g   i rra d i a n c e   a n d   t e m pe r a t u r e   c o n di t i o n s .   T h e   f i v e - l e ve l   T - M L I   c o n v e r t s   t h e   r e gu l a t e d   D C  i n t o   l o w - T H D   A C  a n d   s y n c hr o ni z e s   w i t h   t h e   g ri d   f o r   e ff i c i e n t   po w e r   t ra n s f e r .       Bo o s t  C o n v er ter  P V   A rra y   F i ve  le ve l  T - M L I Gr id C l o s ed  L o o p  C o n tro l       F i gu r e   5 .   T - M L I  w i t h  P V   s o ur c e   w i t h   M P P T   a n d  g r i d   c o nn e c t e d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 252 - 88 14   Int   J   A dv   A ppl   S c i ,  V o l .   15,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   202 6 :   1262 - 1 269   1266   3. 2 .     D yn am i c   s i m u l ati o n   o f  T - M LI   w i th   P V   s o u r c e   an d   M P P T  c o n tr o l   w i th   gr i d   T h e   T - M L I  w i t h   P V   s o u r c e   a n d  M P P T   c o n t r o l   i s   a   g ri d - c o nn e c t e d  s y s t e m   t ha t   c o n v e r t s   P V   D C  pow e r   i nt o   s y n c hr o n i z e d  A C   o ut pu t .   T h e   M P P T   c o n t r o l l e r  m a x i m i z e s   po w e r   e xt ra c t i o n  u nde r  c h a ngi n g   i rr a d i a n c e   a nd  t e m pe ra t u r e ,   w h i l e   t h e   i n v e rt e r   a n d  f i l t e r  i m p r o v e   gr i d  s y n c hr o ni z a t i o n   a n d  po w e r   qua l i t y .   F i gu r e   6  s h o w s   t h e   g r i d - c o nn e c t e d  P V   s y s t e m   e m pl oy i n g  a   c oo r di n a t e d  c o n t r o l   s t ra t e gy   i n   w h i c h   t h e   M P P T   c o n t r o l l e r  a dj us t s   t h e   o pe r a t i ng  po i n t   o f   t h e   P V   a rra y   t o   e x t r a c t   m a xi m u m   a v a i l a b l e   pow e r   u n de r   c h a ngi n g   i rr a d i a n c e   a n d   t e m pe r a t u r e   c o n d i t i o n s ,   w hi l e   t h e   p r o po r t i o n al - i nt e g r a l   c o n t r o l l e r  r e gul a t e s   t h e   D C - l i nk  vo l t a ge   t o   m a i n t a i n  po w e r   b a l a n c e   b e t w e e n   t h e   P V   s o ur c e   a n d  t h e   i n v e r t e r   s t a ge .   T h e   i n v e r t e r   c u rr e n t   i s   s y n c hr o ni z e d   w i t h   t h e   g r i d   t hr o ug h   a n  a pp r o pri a t e   s y n c hr o ni z a t i o n  m e c ha ni s m ,   a n d   t h e   c o n t r o l l e r  o ut put   i s   c o n v e r t e d  i nt o   P W M   g a t i n g   s i g na l s   t o   d r i v e   t h e   s w i t c h e s   o f   t h e   T - M L I,   e na b l i n g   s i nus o i da l   c u rr e n t   i n j e c t i o n  i n t o   t h e   g r i d   w i t h   l o w   h a rm o ni c   di s t o r t i o n  a nd  s t a b l e   po w e r   t ra n s f e r .           F i gu r e   6 .   B l o c k  di a g r a m   o f   gri d - c o nn e c t e d  PV  s y s t e m   w i t h  M P P T   c o n t r o l       3. 3 .     P r o to typ e   h ar d w ar e   i m p l e m e n tati o n     F i gu r e   7   s h o w s   t h e   e xpe r i m e n t a l   i n v e rt e r  h a rdw a r e   p r o t o t y p e   a n d   l a b o r a t o r y   t e s t   b e n c h,   a l o n g   w i t h  t h e   c o r r e s po n d i n g  ga t e   pul s e   w a v e fo r m s   f o r   t h e   s i x  i n v e rt e r  s w i t c h e s .   T h e   f i r s t   p a r t   o f   t h e   f i gu r e   p r e s e n t s   t h e   de ve l o p e d  i n v e rt e r  ha r dw a r e   s e t up ,   i n c l ud i n g   t h e   i n v e rt e r   s w i t c h   m o dul e ,   g a t e   d r i v e r  c i r c ui t ,   c o n t r o l   u ni t ,   a n d   m e a s u r i n g   i n s t r u m e nt s ,   w h i l e   t h e   s e c o n d  p a r t   p r e s e n t s   t h e   ga t e   pu l s e s   ge n e r a t e d  f o r   a l l   s i x   s w i t c h e s .   T h e   c o m b i n e d  p r e s e n t a t i o n   o f   t h e   h a rdw a r e   p r o t o t y pe   a n d   ga t e   pu l s e   w a ve fo r m s   p r o v i de s   a   c l e a r   r e p r e s e nt a t i o n   o f  t h e   de v e l o p e d  e xpe r i m e nt a l   s e t up   a nd  t h e   s w i t c hi n g   s i g na l s   a ppl i e d  t o   t h e   i n v e r t e r .           F i gu r e   7 .   E xpe r i m e nt a l   ha r dw a r e   p r o t o t y p e   s e t up  a n d   g a t e   pu l s e       4.   R ES U LT  A N D   D I S C U S S I O N   In  t h i s   s e c t i o n,   r e s ul t s   o b t a i n e d  a n d   c o m pa ri s o n s   b e t w e e n  s e v e r a l   t o po l o gi e s   di s c us s e d  a b ov e ,   w h i c h   w e r e   s i m ul a t e d   i n  t h e   p r e v i o us   s e c t i o n ,   a r e   de t a i l e d  a s   f o l l o w s .   F o r   c o m pa ri s o n s ,   o f   v o l t a ge   t o t a l   ha rm o n i c   c o m po n e n t s   o f   t h e   l o a d   v o l t a ge   a n d   t h e   l o a d   c urr e nt   a r e   c o n s i de r e d  a t   t h e   s a m e   l o a d  c o n d i t i o n .   It   i s   n o t e d  t ha t   t h e   DC - l i n k   v o l t a ge   i s   m a i n t a i n e d   a t   a   c o n s t a nt   v a l ue   f o r   t hr e e   t o po l o gi e s   [1] – [5] .  F o r   t h e   f i v e - l e ve l   T - M L I  w i t h  p h a s e   d i s po s i t i o n  (P D )   o ut p ut   v o l t a ge   o f   t h e   i n v e r t e r ,   t h e   v o l t a ge   o f   t h e   i n v e r t e r   w a s   de m o n s t ra t e d  a s   s h o w n   i n  F i gu r e   8 .   F r o m   T a b l e   2 ,   it  c a n  b e   s e e n   t ha t   f o r   t h e   t w o   f i v e - l e ve l   i n v e rt e r  t o po l o gi e s   (P D   a n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       E nhan c e d   s w i t c hi ng   c onv e r t e r   f or   pho t ov ol t ai c   s y s t e m s :   pe r f or m anc e   ana l y s i s   and   …   ( Ni k un j   N .   P a t e l )   1267   a l t e rna t i v e   p h a s e   o ppo s i t i o n  di s po s i t i o n   (A P O D )) ,   ke e pi n g   t h e   DC - l i nk   v o l t a ge   n e a rl y   t h e   s a m e ,   a nd   f o r   A P O D   i n v e r t e r   T H D   (3. 8%)   a nd  o ut pu t   v o l t a ge   a r e   s l i g ht l y   m o r e   a n d   l e s s   t ha n  P D   t o po l o g y ,   r e s pe c t i v e l y   [17] – [20] ,  [26] ,   [27 ] .   F r o m   T a b l e   3,   i t   i s   e v i de n t   t ha t   t he   pr o po s e d  c o n v e r t e r  ke e ps   t h e   o ut pu t   v o l t a ge   a pp r o xi m a t e l y   t h e   s a m e   du ri n g  s o l a r  po w e r   f l uc t ua t i o n.           F i gu r e   8 .   O u t put   v o l t a ge   f i v e - l e v e l   T - M L I       T a b l e   2 .   T H D   a n d  o ut p ut   v o l t a ge   c o m pa r i s o n  f o r   di f f e r e n t   t o po l o gi e s   T o p o l o g y   n a m e   I T H D   ( % )   O ut (V )   DC - l i n k   v o l t a g e ( V )   F i v e - l e v e l   (P D )   3 . 9   40   40   F i v e - l e v e l   ( A P O D )   3 . 8   41   40       T a b l e   3 .   A na l y s i s   of   T H D   a nd  v o l t a ge   v a r i a t i o n  w i t h   i rr a di a n c e   Irra d i a n c e   ( w / m 2 )   T ra c k e d   p o w e r   V b o o s t   V rm s   I rm s   V T H D   ( % )   I T H D   ( % )   400   4 9 7   W   3 2 8   V   2 3 8   V   2 . 1 3   A   28   4 . 5 0   600   8 5 4   W   3 2 7   V   2 3 8   V   3 . 7 2   A   2 8 . 5 0   4 . 9 0   1 , 000   1 , 550   W   3 3 9   V   2 3 7   V   6 . 7 0   A   29   4 . 2 0       T h i s   r e s ul t   p r o v e d  t h a t   t h e   p r o po s e d  c o n v e r t e r  p r e s e nt s   a  v o l t a ge   r e gu l a t i o n   f e a t u r e   a t   t h e   l o a d  s i de .   W h i l e   a t   l o w e r   i rr a d i a t i o n ,   T H D   h a s   a  s l i g h t   i n c r e a s e   t ha t   is   c a us e d  by   l ow e r   i nput   po w e r   a n d   n o nl i n e a ri t y   of  t h e   i n v e r t e r  a t   l o w - f r e que n c y   s w i t c h i n g   [1] ,   [6],   [27] .   T h e   w a v e fo r m s   de m o n s t r a t e   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   9 ,  s y s t e m ’s   r e s po n s e   t o   dy n a m i c   c o n d i t i o n s   i n   i rra di a n c e ,   s h o w i n g  t h a t   t h e   p r o po s e d  c o n v e r t e r  p r o v i de s   goo d   o ut put   v o l t a ge   r e gul a t i o n  a n d   pe r t u r b   a n d   o b s e r v e   (P & O )  M P P T   s t r a t e g y   t r a c ki ng  m a x   o ut put   po w e r .   T h e r e f o r e ,   t h e   p r o po s e d  c o n v e r t e r  ha s   i n d us t r i a l   m e ri t s ,   s uc h  a s   r e duc i n g   i n v e r t e r  c o s t   b e c a us e   of   l ow e r   l e v e l s   of   c o n v e r s i o n   a nd  r e duc e d  c o m po n e nt   s t r e s s ,   a nd  hi g h e r   e f f i c i e n c y   due   t o   a   s m a l l e r  n um b e r  o f  c o n v e r s i o n   l e v e l s   a n d  s i m p l e r  t o po l o gi e s   t h a t   a r e   s ui t a b l e   fo r   s pa c e - r e s t ri c t e d  a pp l i c a t i o n s   l i ke   r e s i de n t i a l   r o o f t o p  a ppl i c a t i o n s   a n d   c a n   b e   e m pl o y e d  i n   i n d us t ri a l   a n d   d e c e n t ra l i z e d  po w e r   ge n e ra t i o n  a pp l i c a t i o n s .       I r r ad i an c e   ( w / m 2) T r ac k e d   P ow e r     F i gu r e   9 .   T r a c ke d  po w e r ,   g r i d   c u rr e nt ,   a n d  i n v e r t e r  v o l t a ge   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2 252 - 88 14   Int   J   A dv   A ppl   S c i ,  V o l .   15,   N o .   3 ,  S e pt e m b e r   202 6 :   1262 - 1 269   1268   5.   C O N C LU S I O N   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   p r o po s e d  f i ve - l e v e l   r e duc e d - s w i t c h  i n v e r t e r  ha s   b e e n   s uc c e s s f ul l y   v a l i d a t e d  fo r   PV  a ppl i c a t i o n s   u n de r   b o t h  s t a nda l o n e   a nd  g ri d - c o nn e c t e d  o pe r a t i ng  c o n di t i o n s .   T h e   o b t a i n e d  r e s ul t s   de m o n s t r a t e   t ha t   t h e   p r o po s e d  t o p o l o g y   r e duc e s   t h e   nu m b e r   o f   pow e r   s w i t c h e s   a n d  a s s o c i a t e d  s w i t c h i n g   s t r e s s   w h i l e   m a i nt a i ni n g  s a t i s f a c t o r y   pow e r   qua l i t y .   In  g r i d - c o n n e c t e d  m o de ,   a   c urr e nt   T H D   of   3. 28%   i s   a c hi e v e d  a t   t h e   po i n t   o f   c o m m o n   c o upl i n g ,   s a t i s fy i n g   t h e   h a rm o n i c   r e qui r e m e n t s   f o r   P V   g ri d   i nt e g r a t i o n.   T h e   t o po l o g y   a l s o   i m p r o v e s   DC - l i nk   v o l t a ge   u t i l i z a t i o n  a nd   r e duc e s   ov e r a l l   c o n v e r t e r  c o m pl e xi t y .   F u r t h e rm o r e ,   t h e   b oo s t   c o n ve r t e r   i n t e g ra t e d  w i t h  t h e   MPPT   a l go ri t hm   e ffe c t i v e l y   e xt r a c t s   t h e   m a xi m um   a v a i l a b l e   pow e r   f r o m   t h e   PV  a rra y   un de r  v a r y i n g  i rr a di a t i o n   a n d   t e m pe r a t u r e   c o ndi t i o n s ,   w hi l e   t h e   o ut put   f i l t e r  s upp r e s s e s   s w i t c h i n g  ha rm o n i c s   a n d  i m p r o v e s   t h e   qu a l i t y   of   t h e   i n j e c t e d  c ur r e n t .   O v e ra l l ,   t h e   r e s ul t s   c o n f i r m   t h e   s ui t a b i l i t y   of   t h e   p r o po s e d  i n v e rt e r  f o r   PV  g r i d - i nt e r f a c i n g   a pp l i c a t i o n s   by   pr o v i di n g   r e duc e d  c o m po n e n t   c o un t ,   i m p r o v e d  po w e r   q ua l i t y ,   a n d   e f f i c i e n t   e n e rgy   c o nv e r s i o n .   F ut u r e   w o r k   w i l l   f o c u s   o n  h a rdw a r e   i m p l e m e nt a t i o n ,   g r i d - c o de   c o m pl i a n c e   t e s t i n g ,   a n d   t h e   de v e l o pm e n t   o f   i n t e l l i ge n t   a d a pt i v e   c o n t r o l   s t ra t e gi e s   fo r   m i c r o gri d  a n d   di s t r i b ut e d  ge n e r a t i o n  a ppl i c a t i o n s .       F U N D I N G   I N F O R M A TI O N   T h i s   r e s e a r c h   w a s   f u n de d  by   U .   V .   P a t e l   Co l l e ge   o f   E n g i n e e ri n g,   G a npa t   U ni v e r s i t y .       A U TH O R   C O N TR I B U TI O N S   S TA T EM EN T   T h i s   j o urna l   us e s   t h e   Co n t ri b ut o r  R o l e s   T a xo n o m y   (CR e di T )  t o   r e c o gn i z e   i n d i v i dua l   a ut h o r  c o n t ri b ut i o n s ,   r e duc e   a ut h o r s hi p   di s pu t e s ,   a n d   f a c i l i t a t e   c o l l a bo r a t i o n.       N am e   o f  A u th o r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   N i ku n j   N .   P a t e l                               R a ke s h kum a r  A .   P a t e l                                 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 m a l   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 s o u rc e s   D   :   D a t a   Cu ra t i o n   O   :   W ri t i n g   -   O ri g i n a l   D ra ft   E   :   W ri t i n g   -   Re v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi s u a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P ro j e c t   a d m i n i s t ra t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i s i t i o n         C O N F LI C T  O F   I N T ER ES T  S TA T EM EN T   A ut h o r s   s t a t e   n o   c o n f l i c t   o f   i nt e r e s t .       D A TA   A V A I LA B I LI T Y   T h e   d a t a   t ha t   s uppo rt   t h e   f i n di ngs   o f   t hi s   s t udy   a r e   a v a i l a b l e   f r o m   t h e   c o rr e s po n d i n g   a ut h o r ,   [ NNP ] ,   upo n   r e a s o n a b l e   r e que s t .       R EF ER EN C ES   [1 ]   A .   A m i r ,   A .   A m i r,   J .   S e l v a ra j ,   a n d   N .   A b d   Ra h i m ,   “ G ri d - c o n n e c t e d   p h o t o v o l t a i c   s y s t e m   e m p l o y i n g   a   s i n g l e - p h a s e   T - t y p e   c a s c a d e d   H - b ri d g e   i n v e rt e r, ”   S o l a r   E n e r g y ,   v o l .   1 9 9 ,   p p .   6 4 5 – 6 5 6 ,   M a r.   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s o l e n e r. 2 0 2 0 . 0 2 . 0 4 5 .   [2 ]   H .   P .   V e m u g a n t i ,   R.   S .   K .   R e d d y ,   a n d   A .   D e s h m u k h ,   “ S i m u l i n k   i m p l e m e n t a t i o n   o f  n i n e - l e v e l   Ca s c a d e d   T - t y p e   RS C - M L I  fo r   3 P 3 W   D S T A CO M   a p p l i c a t i o n , ”   IO P   Co n f e r e n c e   S e r i e s :  M a t e r i a l s   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   9 8 1 ,   n o .   4 ,   D e c .   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 7 - 8 9 9 X / 9 8 1 / 4 / 0 4 2 0 4 5 .   [3 ]   A .   Bu g h n e d a ,   M .   S a l e m ,   A .   Ri c h e l l i ,   D .   I s h a k ,   a n d   S .   A l a t a i ,   “ R e v i e w   o f   m u l t i l e v e l   i n v e rt e r s   fo r   P V   e n e r g y   s y s t e m   a p p l i c a t i o n s , ”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   6 ,   M a r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 4 0 6 1 5 8 5 .   [4 ]   V .   K u b e n d ra n ,   Y .   M .   S h u a i b ,   a n d   J .   P .   Ro s e l y n ,   “ D e v e l o p m e n t   o f   m u l t i l e v e l   i n v e rt e r  w i t h   re d u c e d   s w i t c h   c o u n t s   a n d   l i m i t e d   s o u rc e s   f o r  e l e c t ri c   v e h i c l e s , ”   S u s t a i n a b l e   E n e r g y   T e c h n o l o g i e s   a n d   A s s e s s m e n t s ,   v o l .   5 2 ,   A u g .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s e t a . 2 0 2 2 . 1 0 2 3 32.   [5 ]   S .   P a g h d a r ,   U .   S i p a i ,   K .   A m b a s a n a ,   a n d   P .   J .   Ch a u h a n ,   “ A c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r  c o n t r o l   o f   g ri d   c o n n e c t e d   d i s t r i b u t e d   g e n e ra t i o n   s y s t e m , ”   i n   2 0 1 7   S e c o n d   In t e r n a t i o n a l   Co n f e r e n c e   o n   E l e c t r i c a l ,   Co m p u t e r   a n d   Co m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s ,    F e b .   2 0 1 7 ,   p p .   1 – 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / ICE CCT . 2 0 1 7 . 8 1 1 8 0 1 9 .   [6 ]   V .   K .   S o o d   a n d   H .   A b d e l g a w a d ,   “ P o w e r  c o n v e rt e r  s o l u t i o n s   a n d   c o n t ro l s   fo r  g r e e n   e n e rg y , ”   i n   D i s t r i b u t e d   E n e r g y   R e s o u r c e s   i n   M i c r o g r i d s ,   E l s e v i e r,   2 0 1 9 ,   p p .   3 5 7 – 3 8 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / B9 7 8 - 0 - 12 - 817774 - 7 . 0 0 0 1 4 - 4.   [7 ]   M .   P a rv e z ,   M .   F .   M .   E l i a s ,   N .   A .   Ra h i m ,   a n d   N .   O s m a n ,   “ Cu r re n t   c o n t ro l   t e c h n i q u e s   f o r  t h re e - p h a s e   g ri d   i n t e rc o n n e c t i o n   o f  re n e w a b l e   p o w e r  g e n e ra t i o n   s y s t e m s :   a   re v i e w , ”   S o l a r   E n e r g y ,   v o l .   1 3 5 ,   p p .   2 9 – 4 2 ,   O c t .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s o l e n e r. 2 0 1 6 . 0 5 . 0 2 9 .   [8 ]   L .   H a s s a i n e   a n d   M .   R.   B e n g o u ri n a ,   “ C o n t ro l   t e c h n i q u e   fo r   s i n g l e   p h a s e   i n v e r t e r  p h o t o v o l t a i c   s y s t e m   c o n n e c t e d   t o   t h e   g ri d , ”   E n e r g y   R e p o r t s ,   v o l .   6 ,   p p .   2 0 0 – 2 0 8 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e g y r . 2 0 1 9 . 1 0 . 0 3 8 .   [9 ]   A .   S i n h a ,   K .   C h a n d ra   J a n a ,   a n d   M .   K u m a r   D a s ,   “ A n   i n c l u s i v e   r e v i e w   o n   d i ffe r e n t   m u l t i - l e v e l   i n v e rt e r   t o p o l o g i e s ,   t h e i r   m o d u l a t i o n   a n d   c o n t r o l   s t ra t e g i e s   f o r   a   g ri d   c o n n e c t e d   p h o t o - v o l t a i c   s y s t e m , ”   S o l a r   E n e r g y ,   v o l .   1 7 0 ,   p p .   6 3 3 – 6 5 7 ,   A u g .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s o l e n e r. 2 0 1 8 . 0 6 . 0 0 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   A dv   A ppl   S c i     IS S N :   2252 - 8814       E nhan c e d   s w i t c hi ng   c onv e r t e r   f or   pho t ov ol t ai c   s y s t e m s :   pe r f or m anc e   ana l y s i s   and   …   ( Ni k un j   N .   P a t e l )   1269   [1 0 ]   K .   R .   K u m a r,   M .   V e n k a t e s a n ,   a n d   R .   S a ra v a n a n ,   “ A   h y b ri d   c o n t r o l   t o p o l o g y   fo r   c a s c a d e d   m u l t i l e v e l   i n v e r t e r   w i t h   h y b r i d   re n e w a b l e   e n e rg y   g e n e ra t i o n   s u b s y s t e m , ”   S o l a r   E n e r g y ,   v o l .   2 4 2 ,   p p .   3 2 3 – 3 3 4 ,   A u g .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s o l e n e r. 2 0 2 2 . 0 7 . 0 2 1 .   [1 1 ]   M .   M o s a ,   H .   A . - Ru b ,   M .   E .   A h m e d ,   A .   K o u z o u ,   a n d   J .   Ro d ri g u e z ,   “ C o n t ro l   o f  s i n g l e   p h a s e   g ri d   c o n n e c t e d   m u l t i l e v e l   i n v e rt e r   u s i n g   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l , ”   i n   4 t h   In t e r n a t i o n a l   Co n f e r e n c e   o n   P o w e r   E n g i n e e r i n g ,   E n e r g y   a n d   E l e c t r i c a l   D r i v e s ,   M a y   2 0 1 3 ,   p p .   6 2 4 – 628 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / P o w e r E n g . 2 0 1 3 . 6 6 3 5 6 8 1 .   [1 2 ]   C.   B o o n m e e   a n d   Y .   K u m s u w a n ,   “ C o n t ro l   o f   s i n g l e - p h a s e   c a s c a d e d   H - b ri d g e   m u l t i l e v e l   i n v e rt e r  w i t h   m o d i f i e d   M P P T   fo r   g r i d - c o n n e c t e d   p h o t o v o l t a i c   s y s t e m s , ”   i n   IE CO N  2 0 1 3   -   3 9 t h   A n n u a l   Co n f e r e n c e   o f   t h e   IE E E   In d u s t r i a l   E l e c t r o n i c s   S o c i e t y ,    N o v .   2 0 1 3 ,   p p .   5 6 6 – 571 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / IE CO N . 2 0 1 3 . 6 6 9 9 1 9 7 .   [1 3 ]   M .   B .   L a t ra n   a n d   A .   T e k e ,   “ I n v e s t i g a t i o n   o f   m u l t i l e v e l   m u l t i f u n c t i o n a l   g ri d   c o n n e c t e d   i n v e rt e r  t o p o l o g i e s   a n d   c o n t r o l   s t ra t e g i e s   u s e d   i n   p h o t o v o l t a i c   s y s t e m s , ”   R e n e w a b l e   a n d   S u s t a i n a b l e   E n e r g y   R e v i e w s ,   v o l .   4 2 ,   p p .   3 6 1 – 3 7 6 ,   F e b .   2 0 1 5 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . rs e r . 2 0 1 4 . 1 0 . 0 3 0 .   [1 4 ]   M .   A z a b ,   “ H i g h   p e rfo rm a n c e   d e c o u p l e d   a c t i v e   a n d   re a c t i v e   p o w e r  c o n t r o l   fo r  t h re e - p h a s e   g ri d - t i e d   i n v e rt e r s   u s i n g   m o d e l   p re d i c t i v e   c o n t ro l , ”   P r o t e c t i o n   a n d   C o n t r o l   o f   M o d e r n   P o w e r   S y s t e m s ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   D e c .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 1 6 0 1 - 0 2 1 - 0 0 2 0 4 - z.   [1 5 ]   D .   V i n n i k o v ,   S .   K o u r o ,   a n d   Y .   Y a n g ,   E m e r g i n g   c o n v e r t e r   t o p o l o g i e s   a n d   c o n t r o l   f o r   g r i d   c o n n e c t e d   p h o t o v o l t a i c   s y s t e m s .   Ba s e l   S w i t z e rl a n d :   M D P I  A G ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / b o o k s 9 7 8 - 3 - 03943 - 910 - 2.   [1 6 ]   F .   M e h m o o d ,   N .   A s h ra f,   L .   A l v a r e z ,   T .   N .   M a l i k ,   H .   K .   Q u r e s h i ,   a n d   T .   K a m a l ,   “ G ri d   i n t e g ra t e d   p h o t o v o l t a i c   s y s t e m   w i t h   f u z z y   b a s e d   m a x i m u m   p o w e r   p o i n t   t ra c k i n g   c o n t r o l   a l o n g   w i t h   h a r m o n i c   e l i m i n a t i o n , ”   T r a n s a c t i o n s   o n   E m e r g i n g   T e l e c o m m u n i c a t i o n s   T e c h n o l o g i e s ,   v o l .   3 3 ,   n o .   2 ,   F e b .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / e t t . 3 8 5 6 .   [1 7 ]   M .   A .   M e m o n ,   “ S i z i n g   o f   D C - l i n k   c a p a c i t o r  f o r  a   g ri d   c o n n e c t e d   s o l a r  p h o t o v o l t a i c   i n v e r t e r , ”   In d i a n   J o u r n a l   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 2 ,   p p .   2 2 7 2 – 2 2 8 1 ,   J u n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 7 4 8 5 / IJ S T / v 1 3 i 2 2 . 4 0 6 .   [1 8 ]   H .   P .   V e m u g a n t i ,   D .   S r e e n i v a s a ra o ,   a n d   G .   S i v a   K u m a r,   “ A   t h r e e - p h a s e   t ra n s fo r m e r  b a s e d   T - t y p e   t o p o l o g y   f o r     D S T A T CO M   a p p l i c a t i o n , ”   In t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   1 0 8 ,   n o .   9 ,   p p .   1 5 3 4 – 1 5 5 4 ,   S e p .   2 0 2 1 ,     d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 0 2 0 7 2 1 7 . 2 0 2 0 . 1 8 7 0 7 3 3 .   [1 9 ]   T .   Ry u   a n d   U . - M .   Ch o i ,   “ Re l i a b i l i t y - o ri e n t e d   a p p l i c a t i o n   m e t h o d   o f  d i s c o n t i n u o u s   P W M   fo r  s i n g l e - p h a s e   f i v e - l e v e l   T - t y p e   N P C   i n v e r t e r, ”   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   P o w e r   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   3 9 ,   n o .   1 ,   p p .   1 5 3 8 – 1 5 5 0 ,   J a n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T P E L . 2 0 2 3 . 3 3 2 3 0 3 2 .   [2 0 ]   S .   Ra y ,   N .   G u p t a ,   a n d   R.   A .   G u p t a ,   “ A c t i v e   a n d   r e a c t i v e   p o w e r  m a n a g e m e n t   o f  p h o t o v o l t a i c   fe d   CH B   i n v e r t e r  b a s e d   a c t i v e   fi l t e r   w i t h   i m p r o v e d   c o n t r o l   u n d e r  n o r m a l / d i s t o rt e d   s u p p l y , ”   i n   2 0 1 7   1 2 t h   IE E E   C o n f e r e n c e   o n   In d u s t r i a l   E l e c t r o n i c s   a n d   A p p l i c a t i o n s ,  J u n .   2 0 1 7 ,   p p .   5 7 2 – 577 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / ICIE A . 2 0 1 7 . 8 2 8 2 9 0 9 .   [2 1 ]   V. - Q. - B .   N g o ,   M . - K .   N g u y e n ,   T . - T .   T ra n ,   Y . - C .   L i m ,   a n d   J . - H .   C h o i ,   “ A   s i m p l i fi e d   m o d e l   p re d i c t i v e   c o n t ro l   fo r  T - t y p e   i n v e r t e r   w i t h   o u t p u t   L C  f i l t e r, ”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   D e c .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 2 0 1 0 0 3 1 .   [2 2 ]   C.   V e rd u g o ,   S .   K o u r o ,   C .   A .   R o j a s ,   M .   A .   P e r e z ,   T .   M e y n a rd ,   a n d   M .   M a l i n o w s k i ,   “ F i v e - l e v e l   T - t y p e   c a s c a d e   c o n v e rt e r  fo r   ro o ft o p   g ri d - c o n n e c t e d   p h o t o v o l t a i c   s y s t e m s , ”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   9 ,   M a y   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 2 0 9 1 7 4 3 .   [2 3 ]   J .   J a n a ,   H .   S a h a ,   a n d   K .   D .   B h a t t a c h a ry a ,   “ A   r e v i e w   o f   i n v e r t e r  t o p o l o g i e s   fo r  s i n g l e - p h a s e   g ri d - c o n n e c t e d   p h o t o v o l t a i c   s y s t e m s , ”   R e n e w a b l e   a n d   S u s t a i n a b l e   E n e r g y   R e v i e w s ,   v o l .   7 2 ,   p p .   1 2 5 6 – 1 2 7 0 ,   M a y   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . rs e r. 2 0 1 6 . 1 0 . 0 4 9 .   [2 4 ]   H .   L i u ,   “ C o n t ro l   d e s i g n   o f  a   s i n g l e - p h a s e   D C/ A C   i n v e r t e r  fo r   P V   a p p l i c a t i o n s . ”   G ra d u a t e   T h e s e s   a n d   D i s s e rt a t i o n s ,   D e p a rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r s i t y   o f  A rk a n s a s ,   F a y e t t e v i l l e ,   2 0 1 6 .   [2 5 ]   D .   G h u g h u l o t h ,   N .   R.   V a r m a ,   D .   A d w a i t h ,   S .   H u s s a i n ,   K .   G u n d o j i ,   a n d   H .   S a m i n e n i ,   “ N o v e l   c a s c a d e d   s w i t c h e d - d i o d e   fi v e   l e v e l   i n v e r t e r  fo r  r e n e w a b l e   e n e rg y   i n t e g ra t i o n , ”   In t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   A d v a n c e s   i n   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   2 ,   p p .   3 3 3 – 3 3 9 ,   J u n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j a a s . v 1 3 . i 2 . p p 3 3 3 - 339.   [2 6 ]   B.   P ra g a t h i ,   S .   K u m a r,   P .   R .   K u m a ri ,   a n d   A .   R.   S i n g h ,   “ P e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   o f  h y b ri d   m u l t i l e v e l   i n v e rt e r   w i t h     a   h i g h - f r e q u e n c y   s w i t c h i n g   t e c h n i q u e , ”   J o u r n a l   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   A p p l i e d   S c i e n c e ,   v o l .   70 ,  A u g .   2023 ,    d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 4 1 4 7 - 023 - 00267 - 9 .   [2 7 ]   N .   N .   P a t e l   a n d   R.   A .   P a t e l ,   “ M o d e l i n g   a n d   s i m u l a t i o n   o f  a   T - t y p e   f i v e - l e v e l   m u l t i l e v e l   i n v e r t e r  fo r   s o l a r  P V   s y s t e m s , ”   K u f a   J o u r n a l   o f   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 7 ,   n o .   2 ,   p p .   4 9 8 – 5 1 3 ,   M a y   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 3 0 5 7 2 / 2 0 1 8 / K J E / 1 7 0 2 3 0 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       N i k u n j   N .   P a t e l           r e c e i v e d   B . E .   f r o m   G u j a r a t   T e c hno l o g i c a l   U n i v e r s i t y ,   A hm e da b a d ,   G uj a r a t ,   I ndi a   i n  2 012;   M . E .   i n  E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   ( P o w e r   S y s t e m )   f r o m   G uj a r a t   T e c hno l o g i c a l   U ni v e r s i t y ,   A hm e da b a d,   G u j a r a t ,   I ndi a ,   i n  2014;   he   ha s   o v e r   10  y e a r s   o f   t e a c hi ng   e xp e r i e nc e   a n d  i s   c ur r e n t l y   w o r ki ng   a s   a n  a s s i s t a n t   pr o f e s s o r   i n  t he   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng ,   U .   V .   P a t e l   C o l l e g e   o f   E ng i n e e r i ng ,   G a npa t   U n i v e r s i t y ,   M e h s a n a ,   G u j a r a t ,   I ndi a .   H i s   r e s e a r c h   i nt e r e s t s  i nc l ud e   po w e r   qu a l i t y ,   r e ne w a b l e   e ne r gy ,   a nd   po w e r   e l e c t r o ni c s   c o nv e r t e r s .   H e   c a n   b e   c o nt a c t e d   a t   e m a i l :   nnp01 @g a npa t un i v e r s i t y . a c . i n.         P r o f .   D r .   R ak e s h k u m ar   A .   P at e l           r e c e i v e d   B . E .   f r o m   N o r t h  G u j a r a t   U n i v e r s i t y ,   P a t a n,   G uj a r a t ,   I ndi a ,   i n   1 994;   M . E .   i n   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   ( P o w e r   S y s t e m )   f r o m   G u j a r a t   U ni v e r s i t y ,   A hm e da ba d ,   G uj a r a t ,   I ndi a ,   i n   2 007 ;   a n d  P h . D .   i n   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   f r o m   G a np a t   U ni v e r s i t y ,   M e hs a na ,   G uj a r a t ,   I ndi a ,   i n   2015 .   H e   ha s   o v e r   29   y e a r s   o f   t e a c hi ng   e xpe r i e nc e   a nd   i s   c ur r e n t l y   w o r ki ng   a s   a   pr o f e s s o r   i n   t he   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   S a nk a l c ha n d   P a t e l   C o l l e g e   o f   E ng i ne e r i ng ,   S a nka l c ha nd   U n i v e r s i t y ,   V i s na g a r ,   I ndi a .   H e   h a s   e s t a bl i s he d   a   270 - kW   r o o f t o p  s o l a r   po w e r   p l a n t   a t   G a npa t   U ni v e r s i t y   a nd  1 , 500 - kW   a t   S a nka l c ha nd   P a t e l   U n i v e r s i t y .   H e   ha s   pub l i s he d  m o r e   t ha n  t w e n t y - f i v e   pa pe r s   i n  i n t e r na t i o na l / na t i o na l   c o nf e r e nc e s   a nd  j o ur n a l s .   H i s   r e s e a r c h  i n t e r e s t s   i nc l ude   po w e r   s y s t e m s ,   r e ne w a bl e   e ne r g y ,   e l e c t r i c a l   m a c hi ne s ,   c o ndi t i o n  m o ni t o r i ng   a nd   f a u l t   p r e d i c t i o n,   a nd   a r t i f i c i a l   i nt e l l i g e nc e .   H e   c a n   be   c o nt a c t e d   a t   e m a i l :   r a pe e _ s pc e @s pu. a c . i n.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.