Efficiency of fuzzy PWM control applied to an active filter series under a disturbed voltage source

• Autorzy: Khenfar Noureddine , Semmah Abdelhafid , Colak Ilhami

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.03.11

Warianty tytułu

PL

Skuteczność sterowania rozmytego PWM zastosowanego do aktywnej serii filtrów przy zakłóconym źródle napięcia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of this paper is to present and demonstrate the performance of a series active power filter (SAPF) with PI controller and Fuzzy controller associated by the pulse width modulation technique with simulation validations. This performance is manifested in the compensation of voltage sags and swells and distortions source voltage, the elimination of harmonic voltage and the regulation of the load terminal voltage by injecting a voltage component in series with the source voltage that is increased or decreased with respect to the source voltage, thus maintaining the load side waveforms as pure sinusoidal. The control method used in this work is not complex and is based on Synchronous Reference Frame (SRF) Theory, that is used to control the series active power filter. It is valid only in the phase system. The effectiveness of the suggested method is affirmed by the simulation results by MATLAB/Simulink®. These results show the capability of the proposed methods.

PL

Celem niniejszej pracy jest przedstawienie i zademonstrowanie działania szeregowego aktywnego filtra mocy z regulatorem PI i regulatorem rozmytym powiązanym z techniką modulacji szerokości impulsu wraz z walidacją symulacyjną. Działanie to przejawia się w kompensacji spadków i wzrostów napięcia oraz zniekształceń napięcia źródłowego, eliminacji harmonicznych napięcia oraz regulacji napięcia końcowego obciążenia poprzez wstrzykiwanie składowej napięcia szeregowo z napięciem źródłowym, które jest zwiększane lub zmniejszane w odniesieniu do napięcia źródłowego, utrzymując w ten sposób przebiegi po stronie obciążenia jako czyste sinusoidalne. Metoda sterowania zastosowana w niniejszej pracy nie jest skomplikowana i opiera się na teorii synchronicznej ramy odniesienia (SRF), która jest wykorzystywana do sterowania filtrem aktywnym. Obowiązuje ona tylko w układzie fazowym. Skuteczność proponowanej metody potwierdzają wyniki symulacji w programie MATLAB/Simulink®. Wyniki te pokazują możliwości proponowanych metod.

Słowa kluczowe

EN

filter active series; pulse width modulation; fuzzy logic controller; pi controller; synchronous reference frame; SRF

PL

filtr aktywny szeregowy; modulacja szerokości impulsu; regulator logiki rozmytej; regulator PI

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 3
• Strony: 44--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Khenfar Noureddine

• Djillali Liabes University of Sidi Bel Abbes 22000, Algeria

• https://orcid.org/0000-0002-5072-4731

autor

Semmah Abdelhafid

• Djillali Liabes University of Sidi Bel Abbes 22000, Algeria

• https://orcid.org/0000-0001-8820-7337

autor

Colak Ilhami

• Nisantasi University, Istanbul/Turkey

• https://orcid.org/0000-0002-1279-6945

Bibliografia

• [1] A. Prasai and D. M. Divan, “Zero-energy sag correctors- optimizing dynamic voltage restorers for industrial applications,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 44, no. 6, pp. 1777-1784, 2008.
• [2] H. Akagi, E. H. Watanabe, and M. Aredes, “Instantaneous power theory and applications to power conditioning,” John Wiley & Sons, 2017.
• [3] E. C. dos Santos, C. B. Jacobina, J. A. A. Dias and N. Rocha, “Single-phase to three-phase universal active power filter,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 26, no. 3, pp. 1361- 1371, 2011.
• [4] A. B. Abdelkader O. Abdelkhalek and A. Allali,“Experimental validation of single phase series active power filter using fuzzy control technique,” International Journal of Power Electronics and Drive Systems, vol. 9, no. 2, pp. 591-601, 2018.
• [5] A. Meena, S. Islam, S. Anand, Y. Sonawane and S. Tungare, “Design and control of single-phase dynamic voltage restorer,” Sadhana, vol. 42, no. 8, pp. 1363-1375, 2017.
• [6] R. Lawrence, “Power quality and electrical reliability: Where does the responsibility lie,” Energy Engineering, vol. 106, no. 6, pp. 23-33, 2009.
• [7] H. Akagi and K. Isozaki, “A hybrid active filter for a three-phase 12-pulse diode rectifier used as the front end of a medium- voltage motor drive,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 27, no. 1, pp. 69-77, 2012.
• [8] A. Chaoui, J. P. Gaubert, F. Krim and G. Champenois, “PI controlled three-phase shunt active power filter for power quality improvement,” Electric Power Components and Systems, vol. 35, no. 12, pp. 1331-1344, 2007.
• [9] M. J. Newman, D. G. Holmes, J. G. Nielsen and F. Blaabjerg, “A dynamic voltage restorer (DVR) with selective harmonic compensation at medium voltage level,” 38th IAS Annual Meeting on Conference Record of the Industry Applications Conference, vol. 2, pp. 1228-1235, 2003.
• [10] F. B. Ajaei, S. Afsharnia, A. Kahrobaeian and S. Farhangi, “A fast and effective control scheme for the dynamic voltage restorer,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 26, no. 4, pp. 2398-2406, 2011.
• [11] F. A. L. Jowder, “Design and analysis of dynamic voltage restorer for deep voltage sag and harmonic compensation,” IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 3, no. 6, pp. 547- 560, 2009.
• [12] A. Pandey, R. Agrawal, R. S. Mandloi and B. Sarkar, “Sliding mode control of dynamic voltage restorer by using a new adaptive reaching law,” Journal of The Institution of Engineers: Series B, vol. 98, no. 6, pp. 579-589, 2017.
• [13] O. Abdelkhalek, C. Benachaiba, “sensitivity assessment of pq theory and synchronous detection identification methods of current harmonics under non-sinusoidal condition for shunt active filter” Istanbul University - Journal of Electrical & Electronics Engineering (IU JEEE). 2009 Vol.9 No.1 (801-807).
• [14] Karthikrajan Senthilnathan Iyswarya Annapoorani, “Implementation of unified power quality conditioner (UPQC) based on current source converters for distribution grid and performance monitoring through LabVIEW Simulation Interface Toolkit server: a cyber-physical model,” IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 10(11), pp.2622–2630, 2016.
• [15] Karthikrajan Senthilnathan, Iyswarya, A. K.. “Artificial Neural Network Control Strategy for Multi-converter Unified Power Quality Conditioner for Power Quality Improvements in 3- Feeder System,” Advances in Intelligent Systems and Computing, vol. 394, pp. 1105–1111, 2016.
• [16] Iyswarya Annapoorani, “Series Active Power Filter for Power Quality Improvement Based on Distributed Generation,” International Journal of Applied Engineering Research ISSN 0973-4562 Volume 12, Number 22 (2017) pp. 12214-12218 .
• [17] B. Simoneand, M. Paolo “Digital control in power electronics” Morgan&Claypoolsynthesisseries2006.
• [18] Usman, H., Hizam, H., & Mohd Radzi, M. A. (2013). Simulation of single-phase shunt active power filter with fuzzy logic controller for power quality improvement. 2013 IEEE Conference on Clean Energy and Technology (CEAT).