11
#' Electrical Power Quality and Utilisation, Journal Vol. XII, No. 2, 2006 Unified Power Quality Conditioner in a Grid Connected Photovoltaic System Marcelo C. CAVALCANTI, Gustavo M.S. AZEVEDO, Bruno A. AMARAL, and Francisco A.S. NEVES Federal University of Pernambuco, Brazile Summary: This paper presents a system that provides photovoltaic generation as well as the functions of a unified power quality conditioner. The system can be controlled for current harmonics and reactive power compensation simultaneously by using a converter operating as active shunt filter. The other converter is used as active series filter and it compensates voltage harmonics or voltage sags and swells. Using only an inverter in photovoltaic energy conversion process, the system presents increased efficiency when compared to the conventional systems. The synchronous reference frame method is used to control the three-phase converters. Simulation results demonstrate the good performance of the proposed configuration. Experimental results corresponding to the operation of the series filter as voltage sag compensator are presented. 1. INTRODUCTION Photovoltaic (PV) energy has great potential to supply energy with minimum impact on the environment, since it is clean and pollution free [1]. A large number of solar cells connected in series and parallel set up the photovoltaic or solar arrays. One way of using photovoltaic energy is in a distributed energy system as a peaking power source [2]. On the other hand, strict regulations have been applied to the equipment connected to the utility lines. Some of these regulations are related to harmonics distortion and power factor. However, with the development of power electronics, much equipment tends to increase the levels of harmonic distortion. The line current at the input to the diode bridge rectifier deviates significantly from a sinusoidal waveform and this distorted current can also lead to distortion in the line voltage. Moreover, much modern equipment uses digital controllers, based on microprocessors sensitive to variations in the voltage and current waveforms. Therefore, to increase the PV system utilization the power conversion can be designed to also provide functions of a unified power quality conditioner. The utilization of two dc/ac fully controlled converters makes the system have the most versatile structure of converters applied as energy conditioner. In this case, depending on the controller, the converters can have different functions of compensation. For instance, they can realize active series and shunt filters combined to compensate simultaneously load current and harmonics of the supplied voltage [3]. In this way, the equipment is called Unified Power Quality Conditioner (UPQC) [4]. An active shunt filter is a suitable device for current-based compensation [5]. This configuration includes current harmonics and reactive power compensations. The active shunt filter can also balance unbalancing currents. The active series filter is normally used for voltage-based compensation [5]. In this case, voltage harmonics and voltage sags and dips are compensated. Other applications can be found in literature for purposes of compensation of the fundamental frequency, such as reactive power compensation, flux control of active power and voltage regulation. In this case, it is called Unified Power Flow Controller (UPFC) [6]-[7]. Conventionally, grid connected photovoltaic energy conversion systems are composed of a dc-dc converter and an inverter [1]-[2]. The dc-dc converter is controlled to track the maximum power point of the photovoltaic array and the inverter is controlled to produce current in such a way that the system current has low total harmonic distortion (THD) and it is in phase with the utility voltage. The efficiency of the conventional system is low because the dc-dc converter and the inverter are connected in series. The purpose of this paper is to design a photovoltaic generation system for connection in a three-phase system using only a dc/ac inverter. The proposed system increases the conversion efficiency and also provides useful function any time, operating as power supply as well as harmonic and reactive power compensator when the sun is available. At low irradiation, the system operates only as harmonic and reactive power compensator. Other dc/ac converter is used to provide voltage harmonic compensation. Cost estimation shows that the use of additional components increases the cost in less than 12% to have another function to improve power quality. Also this converter does not change the efficiency of the PV energy conversion since the converters are connected in parallel. The control was implemented with the synchronous reference frame (SRF) method. The system and controller were design and simulated. Different pulse-width-modulation (PWM) techniques have been compared to suggest a configuration with optimal efficiency. The system provides approximately 2.8 kW of photovoltaic generation. 2. GRID CONNECTED PHOTOVOLTAIC SYSTEM The proposed photovoltaic (PV) energy conversion system has high efficiency, low cost and high functionality. Figure 1 shows the block diagram of the proposed system. The converter 1 (PV converter) in Figure 1 is responsible to convert the PV energy to the grid as well as to compensate Key words: control systems, converters, energy conversion, photovoltaic power systems, power quality, solar energy Marcelo C. Cavalcanti et al.: Unified Power Quality Conditioner in a Grid Connected Photovoltaic System

Simulation of Upqc File

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Simulation of Upqc File

��

�������������� �����������������������������������������������

������������� ��������������������������������������������������

������������ �������������������������������������� ������ ����!������������������������� �� ��� �����������������

Summary: This paper presents a system that provides photovoltaic generation as well as thefunctions of a unified power quality conditioner. The system can be controlled for currentharmonics and reactive power compensation simultaneously by using a converter operating asactive shunt filter. The other converter is used as active series filter and it compensates voltageharmonics or voltage sags and swells. Using only an inverter in photovoltaic energy conversionprocess, the system presents increased efficiency when compared to the conventional systems.The synchronous reference frame method is used to control the three-phase converters.Simulation results demonstrate the good performance of the proposed configuration. Experimentalresults corresponding to the operation of the series filter as voltage sag compensator arepresented.

"�������#����

����������� ��� ����������������������� ��������

�����������������������������������������������

��������������������������������� �������������

�����������������������������������������������

������������!����������������������������������

������ ����������������������"��������������#��

!���������������������������������� ������������

����$��������������������������������%����������

�������������� ������� ����������������������������

������&������������������������������������������

����$������� ����� �� ������� ��� ���������������

�����������'�������������������������������� �����

���������������������������������������������������

�������������������������������������������������

������������(������������������$������������������

����������� ����������������������������������������

�������������������������������'������������������

��� �� ������ �����)����� ��� ����� ��������� �� �

��������������������������������������������$������

�����������

'�������)�����������*������������������������

��"�� ��� ������ ���� ������� ��������� �������� ��

��������� ������� �� ������ ����������� +� ���� ����

���������������������������������������������������

���������� ������������,�� �������� ������ �����)�

����� ������ ��� ����� ������� �� ���� �� ���������

������������������������������������������������

��������-��+�������������$��������������.�����������

/������0�����������.�/0 �1��

�������������������������� ����������������2 ����

����������� �3�� '��� ������������ ������� ������

�������� ��� ������������ �������������'�������

����������������� ������� ���������������

'�������������������������������������������2 ����

������������3��+����������������������������������

�������������������������

!����������������� �����������������������������

�� ����������� �� ��� ����������� ���$����� ��� ��

���������������������������4������������������

���������������������+������������������.�����������

,���0����������.�,0 �5�2�6��

0�������������� ���� ������� ����������� ������

������������������������������2������������

�������������2�#��'���2�������������������������"

�����4�����������������������������������������

����������������������������������������������

��������������������������������������������'&7

������������������������������������'������������

������������������������� ���������2���������

���������������������������������'���������������

����� �� �� ������ � ����������� ���������� ������ ���

�������� �� � �����2����� ������ ����� ���� � �*�

��������� '�� �������� ������ �������� ��� ���������

�������� ��� ���� �������� ������ ������� ��� �����

�����������������������������������������������

����� �������������� ��� ��� �� ������ ����� ���

����������������������������������������������������

����������������!�����*������������������������

��������������������������0����������������������

�����������������������������������������������

�����#8����������������������������������$�������

����������������������������������������������

������ ��������� ���� ��� ��������� ��� ������� ��

���������'���������������������������������������

��������������%9, �������'��������������������

�����������������������7�������������2�����2����������

��:( �����$��� ���� ��� ������� �� ������� �

��������������������������������'����������������

�����4�������#�;":������������������������

$��������������%&����� �����'����

'�� �������� ����������� ��� ������ ���������

������������������������������������������������

,�������������� ��"���������������������������

'���������������������� ��,���������������� ����

���������������������������������������������

(�)�*����+�� ������� ��������� ��������������������� ���� ��� �������� �������������� �������������

���������������� ��� ������������������������ ������ ��������������������� ������ ���� ������� ��

Page 2: Simulation of Upqc File

�� ����������� ������� ����� ������������� �!���"##��$��%��%&&'

������ �������� ��� ������� ������ '�� �������� #

�7������������9�������<7�9�������� ��,��������

�������� �� �� ��������� ������� �������� �� �������

�����'�������)������������������������������"�����

���������������������������������������������������

����������� +� ������������������� ������������� ���

��������� ��������������� ���������� ������������

,���������������������)���������������������������

�� ���� ������������������������� �������������

�����������������������������

,���-��#��%�.���%��������(���

'������������������������,��������������"���

��4���������������������������������������������

��������������������������������:������������

���������������������������������������������4����

�������������"����(��' ������������������������

�������������������:�����������������������������

������� ��� ������� ����� ����������� ��� ��������

��������������������

+������������������������������������������������

��4���� ����� ����� �� ������� ��� �������� ��

����������� ��������(��'������ ����� ���� �� ���

������ ��������� ����������������=��&�������������

�����������������������������������������������

������������������������ �������������������������

����'���������������������������������������������

���������������������������������� ��4���������>

P V I= ⋅ ��

dP II VdV V

��

≅ + ⋅ �#

�����>

� ?�������������������

� ?���������������������

� ?��������������������

�� ?+��������������������������������

�� ?+��������������������������������

+������������# ���������������4�������4����

�������������"�������������,���# ������ ����������

������������:�����!��"#����������������������������

�������!�����������)���@������!��$#����������

�������������������������!�����������)���@����

��!��%#���������������������������������������

���������������������� ������A�A#���A��#�������

������������������������ ����(��'�����������������

������������������������������������ ��������������

�������������������,���- �'���������������������

����������������������������������#���B������������

��������������(��'��������������������������������

�����������==8���������4����������������

/��#����������������%��������

,�����1����������������������������������'��

������������������ ������������������������������

������ �� �� ��������� ������ �������� ��� �������

������.���� ���������������������������������� ����

�4�������������������������������������������� ���

���������������������������������������������� ��>

kn kN nNv v v k a,b,c= − = �-

,��� �� �������� ������>����������������.�/0 �������

,��� #� 0����������� ��������� ��� ����� �����

,��� -� (��' ���������> ����� ����� ������ �������

Page 3: Simulation of Upqc File

��

B���������������� ����������>

Ckkn Sk c

div v L

dt= − �1

+�������2�������������������>

( )13nN aN bN cNv v v v= + + �3

%� ����������&�����3 �����- >

12 1 13 3 3n aN bN cNv v v v= − − �5

%�������$��������� ������������������������������

'����������������� ��������������>

1

2

3

2 3 1 3 1 3

1 3 2 3 1 3

1 3 1 3 2 3

an

bn

cn

v / / / T

v V / / / T

v / / / T

− − = ⋅ − − ⋅ − −

�6

����� �������� ���'( ��������� ����������� ��� ��������

�������������'(��A����������������������������

��������7��������(�����������������������;�>

2 1 11 1 2 13

1 1 2

a a

b b

c c

d T

d T

d T

− − = ⋅ − − − −

�;

!����������>

( )1dca Ca b Cb c Cc

idV T i T i T idt C C

= = ⋅ + ⋅ + ⋅ �=

'��������������������������,���1 �������������������

�����������A �;�>

1

2

0 0

10 0

02 2

0

a

CCa Ca S

bCb Cb S

C C

a b a b

dL

i i vdd i i v

dt L LV V

d d d dC C

− = − ⋅ + + +

��A

�����>

)���)���)� * �����2����������������������

+) * �������������������������

���������� * �����2���������������������������

) * �����������������"�

� ���� ���� � * �����2����� ���������������

+� ��A � ��� ������ ����� ����������� ��������� ���

�����������'�����������������4�������������������

����������������������$������ ������:�������������

�����������2��$�����������������������������$����

������������;�>

( ) ( )( ) ( )

0

2 3 2 32 2 3 2 33

1 2 1 2 1 2

Cd

Cq

C

Ca

Cb

Cc

i

i

i

cos t cos t / cos t / i

sin t sin t / sin t / i

i/ / /

� � � � �

� � � � �

=

− + = − − − − + ⋅

�����>

)���)� ? 72�4������2�4������������������

)A ? )���2��$�������������������

� ? ����������������$�����

'�"��� ���� ����� ��� � ������ ��� )���2��$����

��������� �� ��� ������� �� � �����2���� ������� ���

�����������������������������4�� �����>

( )( )

62

6Cd Ca

Cq Cb

i cos t / sin t i

i sin t / cos t i

� � �

� � �

− = ⋅ − −

��#

'���������������������������- �;�>

0

10

00

d

CCd Cd Sd

qCq Cq Sq

C C

qd

dL

i i vdd i i v

dt L LV Vdd

C C

− = − − ⋅ +

��-

�����>

������ ? 72�4�����$2�4������������������������

� ��� � � ? 72�4�����$2�4�����������������

,��� 1� 0�������� � ������� �� ��� ����

���

���������������� ��� ������������������������ ������ ��������������������� ������ ���� ������� ��

Page 4: Simulation of Upqc File

�� ����������� ������� ����� ������������� �!���"##��$��%��%&&'

'���������$�������������������- �� ����������>

CdC c Cq d Sd

diL L i V d v

dt�= ⋅ ⋅ − ⋅ + ��1

CqC c Cd q Sq

diL L i V d v

dt�= − ⋅ ⋅ − ⋅ + ��3

7�������>

d c Cq d Sdu L i V d v�= ⋅ ⋅ − ⋅ + ��5

q c Cd q Squ L i V d v�= − ⋅ ⋅ − ⋅ + ��6

���������������������������������������)�� ������

�+����������������$���������; �����= ��,�����3���>

Sd C Cq dd

v L i ud

V

�+ ⋅ ⋅ −= ��;

Sq C Cd qq

v L i ud

V

�− ⋅ ⋅ −= ��=

�����>

�� ? 72�4��������������������+�����������

�� ? /2�4��������������������+�����������

'����������$������������������- �� ����������>

d Cd q CqdVC d i d idt

= ⋅ + ⋅ �#A

7�������>

pv d Cd q Cqu d i d i= ⋅ + ⋅ �#�

����������������������������������������)�� ������

��+���������������$�������## ��,�����3��>

23dcr pv

sup

Vi uV

= �##

�����>

��� ? �������������������+�����������

���� ? ����������������������������

,�����3����������������� ��"������������������

��,�������'�������2��"��2������CC ��������������

��������� ��� ��� �������� �� ��� ������ ������� ������

:��� ��� ������ �� ��������� �� ����������� ������

���������� ���(��' ��������� �� ���� �� ������� ���

,��� 3�0������ �� ��� �������� ������> �� ���������� * ������ ������� ��� ������� ����� ������������

Page 5: Simulation of Upqc File

��

����������������:��� ��� ������ �� ������������� ��

������ ������� ��� ������� ����� ����������� ���

����������������������������+����%9,���������������

��������2��$���� ��������� �� ��� ���� ������ �� �

$����������;��%������������������������������������

�������� ��� � �� ��������� ��� ���� ������� �� ���

������������������������������������2�4�����������

'�������������2�4�����������������������������������

$2�4�� ���� ������ �#�� '���2�4�� �������� ������ ��

�������������������>���������2�4����������������� �

������������"����������� ����������������������

���������������� �

'���2�4�����������������������������������������

���� ������� ��� ���� ���$���� ��������� �� ����,�

�������� ������� ����� ����� ������� ���������� � ��

���$������#A&)�������%� �����������2�4������������

��������������2�4�������������������������������������

����2�4�����������'����������������������������2

�4�� �������������� ����������������� ����� ���� ���

��������� '���� �������� �� ����<� �������� �����

������������������������������������������������

�����������������'��������������"����������������

�������� ��� ������ ���������� ����� ���" ������� �

���������������"���������������������+�����������

'��������� ������ ����(��'�������������������

�������������������� ������������������������������

���� ������������������������������������������

���"������������������������������

.�����,������������������������������������

������ ���"��� ��� ��� ���� ��� ����������� ����

����������������D���E�������+�����������������

���"������)���������������������� ���������'��

��������,���5���,���6 ���������������������������

����������E���� ���������������"������������������

���������������������������������'������"������

����������"��������4�������������������

'�� ��������� �� ��������� ������� ��� �������

������������������������,�����;�,�����;���������

������������������������� ��;A������� ���������

�������������������������������������������������

��������'���������������������������������������

������� ��E�������� ��� �������� +�,�����=� ��� ����

,��� 5� '��"��� ���������� �� ����2�4�� ������ ���� ,��� 6� '��"��� ���������� �� ����2�4�� ������ ����

,��� ;�0������ �������� ��� ������� ����� ������������

,��� =�0������ �������� ��� ��� ����

����������� ������ �� ���� ������������ ��� �� �� ���

����������������������������� ������)���+�,�����

�A����������������������������������������������

0��� �������������%��������

,�����������������������#��,���������������

��� �����'�� ������� ���������� �� � ������ ���� ��

������������������������������������������������

���������������� ��� ������������������������ ������ ��������������������� ������ ���� ������� ��

Page 6: Simulation of Upqc File

�� ����������� ������� ����� ������������� �!���"##��$��%��%&&'

������������������������������������������������������

������������������������������������������+��� �

���� �� ��������� ������� �������� �� ��� ����� ��

��������������������������"��������������������

��������������������

+������������������������������������������������

�������+�����������E������������������������������

���������������������������A��

.���� ��������������� ���������� �� �� ����� �� ��

�4�������������������������������������������� ���

���������������������������������������������� ��>

0 2 0 2k kN Nv v v k a,b,c= − = �#-

B���������������� ����������>

0 0fk

k K f

div v L

dt= − �#1

+�������2�������������������>

( )0 2 2 2 213N aN bN cNv v v v= + + �#3

'������� ���'(#�������������������������������#

�������������'(#��A����������������������������

��������7��������(#����������������������>

2 2

2 2

2 2

2 1 11 1 2 13

1 1 2

a a

b b

c c

d T

d T

d T

− − = ⋅ − − − −

�#5

+�����������������������>

( )0 1Kfk Lk

f

dvi i

dt C= − − �#6

'�� ������������ �� ��� ������ �,��� �� �� ������

���������������������#; >

2

2

0 0

0 0

10 0 0

10 0 0

1 10 0 0

1 10 0 0

a

f f

fa fab

ffb fb f

a aLa

f fb b

Lbf f

dV

L Li i d

VLi i Lddt v v iC Cv v

iC C

− − = ⋅ + − −

�#;

�����>

���������� ? �����2�������������#��������

+� ? ��������������������

��#�� ��#�� ��# ? �����2���������������������������

)� ? ��������������������

�A����A����A� ? �����2��������������������������

+� �#; � ��� ������ ����� ����������� ��������� ���

�����������'�����������������4����������������������

�� ������������$������ ������'�"��� ���������

��� � ������ ��� )���2��$���� ��������� �� � �����2

��������������������������������������#= >

2

2

0 0

0 0

10 0

10 0

1 10 0

1 10 0

d

ff

fd fdq

ffq fq f

d dLdf fq q

Lqf f

dV

LLi i d

VLi i Lddt v v

iC Cv v

iC C

− − − = ⋅ + − − −

�#=

�����>

��#�� ��# ? 72�4������2�4������������������������

�A��� �A� ? 72�4������2�4�����������������������

,��� �A�0������ �������� ��� ��� ������

,��� ��� 0�������� # ������� �� ��� ����

Page 7: Simulation of Upqc File

��

'���������$������������������#= �� ����������>

0 2fd

f f fq d d

diL L i v V d

dt�= ⋅ ⋅ + − ⋅ �-A

0 2fq

f f fd q q

diL L i v V d

dt�= − ⋅ ⋅ + − ⋅ �-�

7�������>

2 0 2d f fq d du L i v V d�= ⋅ ⋅ + − ⋅ �-#

2 0 2q f fd q qu L i v V d�= − ⋅ ⋅ + − ⋅ �--

���������������������������������������)�� ������

�+����������������$��������-1 ����-3 ��,������#���>

0 22

d f fq dd

v L i ud

V

�+ ⋅ ⋅ −= �-1

0 22

q f fd qq

v L i ud

V

�− ⋅ ⋅ −= �-3

�����>

��- ? 72�4��������������������+�����������

��- ? /2�4��������������������+�����������

'����������$������������������#= �� ����������>

00

df fd f q Ld

dvC i C v i

dt�= − + ⋅ ⋅ + �-5

00

qf fq f d Lq

dvC i C v i

dt�= − − ⋅ ⋅ + �-6

'��������>

0 2fdr Ld f q vdi i C v u�= + ⋅ ⋅ − �-;

0 2fqr Lq f d vqi i C v u�= − ⋅ ⋅ − �-=

�����>

���- ? 72�4���������������������+�����������

���- ? /2�4���������������������+�����������

'�� ������� ��� ���������� �7�9 �� �������

��������� �������� ������� ����������2���"� ���,��

������������������������,����� �

'�������������������������������������� ������

�����������������������������������������������

������������ ������������'���������������������CC

����������������������������������������������������7��������������������������������������������

������������������������������������������������������

���������������������������F�,����- �

!����������������������������������������������

,��� �#�0������ �� ��� �������� ������> �� ���������� * ������ ������� ��� ������� ����� ������������

���������������� ��� ������������������������ ������ ��������������������� ������ ���� ������� ��

Page 8: Simulation of Upqc File

�� ����������� ������� ����� ������������� �!���"##��$��%��%&&'

��������������������������������������������CC�

'�������������������������������������������������

���������������������������������������������������

��������������� ���E���� ����7�9��������������

���>

*d d d

*q q q

V V V

V V V

= −

= −

�1A

,���,������->

( )( )

* *DVR,d d S

* *DVR,q q S

V V V cos

V V V sin

� �

� �

= − −

= − −�1�

G������������.������ �)�����1A ���������������>

( )( )

* *DVR,d d S

*DVR,q S

V V V cos

V V sin

� �

� �

= − −

= − −�1#

�����>

��. ? 72�4����������������������

��. ? /2�4����������������������

�� ? 72�4��������������

�� ? /2�4��������������

�/�0�� ? 72�4��7�9����������������

�/�0�� ? /2�4��7�9����������������

� ? �������������������

� ? ������������������������

�. ? ������������������������������

'��������������������������������������F��������

���������������������������������� �����CC���������

��������������������F�'�������������������������� �

������������������������������������

'�������������������������������������������

���������,������1�,������1���������������������

��� ��� ������ ��� ��� �����������# ���- �����������

��������������������"�������������������������������

'����������������7�9����������������������

������" ������������������������������������������������

+� �� ���� ������� � �����2����� ��������� ����� '��

�4������������������� ��������)������-;A������2��2����

������� �'�����������������������������������

���������������������������������������������� ���

�������������������������������

'�������������������������7�9�������������������

������������������������4�������������������������

�� +����������> ��;�&��A�

#� 9������������������> 5�����H�������#AA��3A�

-� 72���"��������> 1�6�,�=AA�

1� !�����������> 3�&���1A�,

3� %����������������> -������2������##A�>##A�

'�������������������������������������������

�� ����� ��,����� �3�,����� �3 ����� ��� �����2�����

���������������������

1��%.�����&��2#��

%�������������������%�( ��������������:(

�����$����������������������������%�(�� ������

���������������4�������������������������������

�����������������������)� ����������2��������������

�� ������� �����2�����2���������� �� � ������ �� �

������������������� ����������������������������

��E������������������������������%��:( �+�����

������������������������$���� �������������

������������������������������������������������4�

����!������� ������������������ ����������������

���������2�������������������������������������

������������������������������������������������

�7�:((�I �����������7�:((+J ����������%���

������� ������� �� �� �������� ������� ���� �����$��

������������������������������������

%�(�����$��������� ������������ �������������

������:(�+����������������2��������������������

����������������������������������+�������������

�:( ��� ����� ��������� ������� ��� )��� ����������

���������A� A� ����6� A# � ������ ����������� ���������

�� ������������ ����������������������K A�*� A�H

A# ��#��:��� AL� L � ������������� �� "���� ��

��������������������'�� ����KA�3 �� �$�������� ��

%��:(�:����KA�7�:((�I ���K��7�:((+J

���������������"�����������������������������

,���-�9������� �4�� ������������ � ������� ���

,��� �1� ������ �������� ������ ��� ����������

Page 9: Simulation of Upqc File

D����������������������������������������������

�:(���������������������������'���������������

������������;��=�-1���-3 �����������������������)��

����������������������

,���������������������������� ����$�������������)���2

��$���� �������� �� ���������������D� ����������

����� �� ���� ��������������������������������������

��� ������������#�>

( ) ( )1h S max mint T T T� �= − ⋅ − − �1#

������' ����������������������'��1����������������

�������� ����� ��� ������������ ���'� �� ��� ��������

������������������������������������'��'��1���

'������� ������������� �� ���� �������������� �>

( )1 2*k k St v / T= + ⋅ �1-

'���������������������������������������������

����������� ����� ��������� ��������� �����)��� +�������

�������������� ��������������������������������

�������� ���� ������� �����$��� ��-� ��� ��������� ����

����������

7�:((+J ��� 7�:((�I ������� ��� ���

�������������������:(�����$����+����4���������

���� ���� ��� ������ ������������ �� �������������

���������������������$����'��(��'�����������������

��������������������������==8���������4����������

������'�������������������������'&7 �����������M�

���������"��� ����38�����������������'������������

�:(�%�:( ������������������'&7

D��������������������������� ����������������

��������������:(�����$��������������������

�������������������������������������������������

���(��'�������������������������������������:(

�����$���������4������%�:(�������������������

���'&7�����������������������������������������

�:(�'�����������������������������7�:((+J��

7�:((�I������ ����������������������������

�������������#������������������

3�����������������

'�� �������� ������ �� ������� ������� �� � ��

���������� ������ ��� �7�9 ������ �,��� � � ,�� ���

����������������������������������������)���

���%���������!����)���4

'������������������������������������������

���"������,����������� +� �������� �� �� ����������

�����������

+� �������������������������������� ������������

���������������6������������������������������

���������"����������������#A��:����������������

������������������������������������������������

���"�������������������������������6� ��������������

����������������������'�������������������������

��##A����������������������������������������������

�A>���� ������������������������������

,��� �3� '����2����� �������� ������ ��� �4��������

'���� ����� ������� �� �������� ��������� ���� ���

�����������������������������������������������

+���� �����������������6���������������6AA: ��1

���������1AA: ���#;�������#�;AA: �

'������"���������������������-AA�,������

�����������'�������������������������������������"���

��������������������������������������������

��������������������'� ��� ��������������.%N�

���������������� ��� ������������������������ ������ ��������������������� ������ ���� ������� ��

Page 10: Simulation of Upqc File

� ����������� ������� ����� ������������� �!���"##��$��%��%&&'

'�������������������������4����������������

������������������������������"�(!%,B'���#AA�

���� ��������'�������� ���������������� ���������

�A>������������������������������'����������������

������������������5AA���3AA���-�AAA���������������

�������6AA���1AA���#�;AA:�������������

��������)���4

'��7�9�������������������2�����������������

����������������������

'��7�9�������������������(!%,B'���#AA��

3��'���������������������������������������������

������������������������������

'�� ������ �� ��������� �3A�,������� ����3�,

������������������������'��C0���������������$����

��-�;&)�����������4�������3���������������$�����

'�������������������������A>����������������������

���������'����������������������������������������

5AA�������������������������������������������������

��������������������������'� ��# �

+���������������������������������������������

���������� ���������� ��������� ��� ��� �� ��� ��� ��

�����������������������������������������������

��������������������������������������������������

��������������������&���������������������������

���������������������������������������������

���������������������������� �E���������

'���������������������������������������������

���������������6AA:�+������������������������

���������������4�������.%N-�=-5�����������������

������������:���������������������������������

�����4�������.%N1�-;1��������������������������

���18�+������������������������������������4���

��������� ��������������������������������,�����

�����������1AA:�������������������5�38�����������

���������#�;AA:�������������������������8�

5���� #����

'��������������������������������������������

������������ �� ���� ������� ����������� ����������

��������'�������������������������������������

�:(�����$��������������������������'����������

����������������2�������������������������������

��������������������������'���4������������������

��������������������������������������������(���� �

'���������������������������������������������

���������������������������������������������D������

������������������������������������������������

������.���� ��������� ������������������������ �� ��

����� ������"��������������������������������� �������

���������

'���������������������7�9��������������������

�������������4������������������'�������������������

��� ���� ������� ��� �������� ������� "������ ��� ����

������� �� ��� �����������0��� ���������� ������� ���

�����)���+����������������������������������������

��������������������������������������������������

�������������������

�(��. �������

'�� ������� ����" 0������� J������ ��

7��������������0����O����'����P����0J�$ ������

����������������

�� ������

�� G � � Q � 0 � C � � � � ' � R � � � � � 0 � � � R � , > &������1���� �����2�� 2 ���(�� �� ������� ���� ��� ���� �������� �������� ��� ��3 +BBB'����� �� +���������B���������#AA�� 1;� -� ��� 3=1<5A��

#� C � � � � � C � S � � R � � >/���� ���������� ��� �� ���� ���� ����� ���� ��� ����� �� ��� ���� �� �� ��� �� ���� ��� ��(�����'����������������������� +�������� ���%����.����������D��"� ������������<.%��#AA-�

-� � " � � � & � � G � � � ) � � � Q � � � � J � � � � >�� � ������ ���� ��� ������ ������� ��� �������� �� ���������� � ��� � ������ � ������ ������ �3 +BBB '����� ��+������������������� �=;1� #A� -� ��� 5#3<5-A�

1� � � � � � � ( � � � � : � � � � � � B � & � > &��� �� �������� �������������������� � ����2����������2������ ���������� ���3 +BBB'����� �� �����7�������� �==3� �A� -� ��� �51=<�535�

3� % � � � � D � � � � 2 & � � � � � G � � � � � 0 � � � � � � � � >4����������� ����� ������������������ ���������� 3+BBB'������� +��������� B��������� �===� 15� 3� ��� =5A<=6��

5� S � � � � � C � � % � � � � � � 0 � 7 � � : � � � � � � � % � C � �9 � � � � � � ' � 9 � � ' � � � � � � � � 7 � 9 � � � � B � � � � � � >'��� ����� ������ ����� �� ������5� �� ��� ��������� �� ����� �������� �� ���3 +BBB'����� �������7�������� �==3� �A�#� ��� �A;3<�A=-�

6�( � � � � % � >4� ��� ��� ���� ������ ��!��� ���� ���� ��������� ��� ����� ���� �3 +BBB +������� ����������� %�����0��������� �=;=� ��� =16<=3��

;�( � � � � � � " J � � � � � � 2 & � � � � � G � >6������ �������� �� ���� ��� ��� � �� ��� ������ �� ��� � ��� ������������������ �����3 +BBB &������� ��� /������ �� �����+������������ 0��������� #AAA� ��� -A<-3�

PV array powerComponents

700W 1400W 2800W

PV array 3,594 7,188 14,376

Dc capacitor 22 22 22

PV converter 82 132 322

PV transformer 238 287 369

'� �� ��0��� �� �����%�������������������%��0������������

'� �� #�0��� �� �����%����������������%��0������������

PV array powerComponents

700W 1400W 2800W

PV array 3,594 7,188 14,376

Dc capacitor 22 22 22

PV converter 132 210 396

PV transformer 271 336 450

DVR converter 82 82 82

DVR transform. 222 222 222

DVR filter 61 61 61

Page 11: Simulation of Upqc File

��

=�& � � 0 � � C � � R � � � � � % � � � 0 � > ������� � �� ��� �/ �2�� ������� ��� ���� ��� ��� ���� �� ���(� ������ ���(�3+BBB'����� �� +��������� B��������� �==;� 13� �� ��� ==<�A6�

�A�0 � � � � 0 � % � � & � Q� % � � � � C � � �� 0 � >��� �������� �������� �� �� ������ ���� ����� ������ ������� +BBB�����B���������� %�����:�����(������� #AAA� 1� ��� #=-6<#=1#�

���& � � � ( � � G � � " � � � 9 � R � � � � � C � � � ' � � � > �������� ���� ��� ��������� ����� ���� ������� ������ ������ �����+BBB�����B�������� %���������0��������� �==6� ����15#<�16��

�#� R � � � � � D � � C � � � � � ( � J � � � � % � � � � B � 9 � 0 � �� � � � � 9 � J � 0 � � � � � % � � 4 � � �� , � >/� ��� �������������� �������� �5� �� ��������������� �� ��������2������������� �� ���������3 B������� 0�������� �� �����B�������� ��������������� �==6� ��� �AA<�A3�

�-� 0 � � � � � � � � ( � 0 � � � � % � � � � B � 9 � 0 � �D � � � � � � � � 7 � � 7 � � � :� � � � � R � � � � � 0 � D � >)������ ��� ������ �� ��� ������� � ��� � ��� ����2�� ������� ���3 +BBB +������������������%�����0��������� #AA-���� �=�#<�=�6�

���������6������������!��� ��� ��9�����D��)��� �� �=6#�&� ������� ���

D�%� ������ �� �������� ����������� ���==6 ���� ���

,������.����������������� ���9�����D��)��� ���

���(�%� ������7� ������� �� �������� �����������

���� ��� ,������ .��������� �� 0������ S������

0������ S������ D��)��� �� �=== ��� #AA-�

������������%���#AA-� ����� ��� �� ���B�������

B���������� ��������%������7���������� ,������

.��������� �� ������ ��� ����� �� �� �������� � ��������� ��

B������� B�����������&�� ������� ��������� ��� ����� ����������

������ �� ������ ������� ��� ����� $�������

������������!����������7���7�������� ��� ��D���R������D��)��� ���=;��&��������

���D�%������� �� �������� ����������� ��#AA5 ����

���,������.��������� �������� ���9�����D��)���

��������������������"������������(�%��������

&�� ������� ��������� ��� ����� ��������� ���

������ �� ������ ��������

�������8�!����4������� ��� ��9�����D��)��� �� �=;��&� ������� ���

D� %� ������ �� �������� ����������� �� #AA3 ����

���,������.��������� �������� ���9�����D��)���

&�� ������� ��������� ��� ����� ��������� ���

������ �� ������ ��������

����!����������!��������������������� ��� �� 0������S������ D��)��� �� �=5-� &�

������� ��� D�%� ���(�%� ������� �� ��������

����������� ���� ��� ,������ .��������� ��

������ ��� 9����� D��)��� �� �=;1 ��� �==#�

����������� ��� ��� ���7� ������ �� ��������

����������� �� �=== ���� ��� ,������.��������� ��

(����S������D���&���)�����D��)��� %����==-� ��

��� ��� �� ��� B������� B���������� ��� �����

%������7���������� ,������.��������� �� ������ �������� �� ��

�������� � ��������� ��B�������B�����������&�� ������� ���������

��� ����� ���������� ������ �� ������ ������� ��� ����� $�������

���������������� ��� ������������������������ ������ ��������������������� ������ ���� ������� ��