Simulation-based analysis of dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage for power quality enhancement in distribution system

Introduction. Nowadays, power quality issues are of considerable interest to both utilities and end users as they cause significant financial losses to the industrial customers. Due to this, power quality assurance in power distribution systems is very important, when considering commercial and indu...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2022
Автори: Zahra, S. T., Khan, R. U., Ullah, M. F., Begum, B., Anwar, N.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine” 2022
Теми:
Онлайн доступ:http://eie.khpi.edu.ua/article/view/252818
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Electrical Engineering & Electromechanics

Репозитарії

Electrical Engineering & Electromechanics
id eiekhpieduua-article-252818
record_format ojs
institution Electrical Engineering & Electromechanics
collection OJS
language English
topic dynamic voltage restorer
sliding-mode controller
total harmonics distortion
voltage sag
power quality improvement
динамічний відновник напруги
регулятор ковзного режиму
загальні гармонічні спотворення
провал напруги
покращення якості електроенергії
spellingShingle dynamic voltage restorer
sliding-mode controller
total harmonics distortion
voltage sag
power quality improvement
динамічний відновник напруги
регулятор ковзного режиму
загальні гармонічні спотворення
провал напруги
покращення якості електроенергії
Zahra, S. T.
Khan, R. U.
Ullah, M. F.
Begum, B.
Anwar, N.
Simulation-based analysis of dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage for power quality enhancement in distribution system
topic_facet dynamic voltage restorer
sliding-mode controller
total harmonics distortion
voltage sag
power quality improvement
динамічний відновник напруги
регулятор ковзного режиму
загальні гармонічні спотворення
провал напруги
покращення якості електроенергії
format Article
author Zahra, S. T.
Khan, R. U.
Ullah, M. F.
Begum, B.
Anwar, N.
author_facet Zahra, S. T.
Khan, R. U.
Ullah, M. F.
Begum, B.
Anwar, N.
author_sort Zahra, S. T.
title Simulation-based analysis of dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage for power quality enhancement in distribution system
title_short Simulation-based analysis of dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage for power quality enhancement in distribution system
title_full Simulation-based analysis of dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage for power quality enhancement in distribution system
title_fullStr Simulation-based analysis of dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage for power quality enhancement in distribution system
title_full_unstemmed Simulation-based analysis of dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage for power quality enhancement in distribution system
title_sort simulation-based analysis of dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage for power quality enhancement in distribution system
title_alt Simulation-based analysis of dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage for power quality enhancement in distribution system
description Introduction. Nowadays, power quality issues are of considerable interest to both utilities and end users as they cause significant financial losses to the industrial customers. Due to this, power quality assurance in power distribution systems is very important, when considering commercial and industrial applications. Problem Statement. Unfortunately, sudden faults such as sag, transients, harmonics distortion and notching in the power system create disturbances and affect the load voltages. Out of these, voltage sag and harmonics seriously affect sensitive devices. Harmonics in the power system cause increased heating of equipment and conductors, misfires in variable speed drives, and torque pulsations in motors. Harmonics reduction is considered desirable. Methodology. This paper presents an efficient and robust solution to this problem by using dynamic voltage restorer in series with distribution system. Dynamic voltage restorer is economical and effective solution for protecting sensitive loads from harmonics and sag. Control strategy is adopted with dynamic voltage restorer topology and the performance with the proposed controller is analyzed. Novelty. In this research work modelling, analysis and simulation of dynamic voltage restorer with proportional integral controller and dynamic voltage restorer with sliding-mode controller at optimal voltage is used to improve the dynamic voltage restorer performance by reducing total harmonic distortion. Results. The simulation is performed in MATLAB / Simulink software package and comparative analysis of dynamic voltage restorer with different controllers for distribution system is presented. The proposed scheme successfully reduced percentage total harmonics distortion and voltage sag using dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage which is found to be 0.38 %.
publisher National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine”
publishDate 2022
url http://eie.khpi.edu.ua/article/view/252818
work_keys_str_mv AT zahrast simulationbasedanalysisofdynamicvoltagerestorerwithslidingmodecontrolleratoptimalvoltageforpowerqualityenhancementindistributionsystem
AT khanru simulationbasedanalysisofdynamicvoltagerestorerwithslidingmodecontrolleratoptimalvoltageforpowerqualityenhancementindistributionsystem
AT ullahmf simulationbasedanalysisofdynamicvoltagerestorerwithslidingmodecontrolleratoptimalvoltageforpowerqualityenhancementindistributionsystem
AT begumb simulationbasedanalysisofdynamicvoltagerestorerwithslidingmodecontrolleratoptimalvoltageforpowerqualityenhancementindistributionsystem
AT anwarn simulationbasedanalysisofdynamicvoltagerestorerwithslidingmodecontrolleratoptimalvoltageforpowerqualityenhancementindistributionsystem
first_indexed 2024-06-01T14:40:05Z
last_indexed 2024-06-01T14:40:05Z
_version_ 1800670078565351424
spelling eiekhpieduua-article-2528182022-02-17T11:10:25Z Simulation-based analysis of dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage for power quality enhancement in distribution system Simulation-based analysis of dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage for power quality enhancement in distribution system Zahra, S. T. Khan, R. U. Ullah, M. F. Begum, B. Anwar, N. dynamic voltage restorer sliding-mode controller total harmonics distortion voltage sag power quality improvement динамічний відновник напруги регулятор ковзного режиму загальні гармонічні спотворення провал напруги покращення якості електроенергії Introduction. Nowadays, power quality issues are of considerable interest to both utilities and end users as they cause significant financial losses to the industrial customers. Due to this, power quality assurance in power distribution systems is very important, when considering commercial and industrial applications. Problem Statement. Unfortunately, sudden faults such as sag, transients, harmonics distortion and notching in the power system create disturbances and affect the load voltages. Out of these, voltage sag and harmonics seriously affect sensitive devices. Harmonics in the power system cause increased heating of equipment and conductors, misfires in variable speed drives, and torque pulsations in motors. Harmonics reduction is considered desirable. Methodology. This paper presents an efficient and robust solution to this problem by using dynamic voltage restorer in series with distribution system. Dynamic voltage restorer is economical and effective solution for protecting sensitive loads from harmonics and sag. Control strategy is adopted with dynamic voltage restorer topology and the performance with the proposed controller is analyzed. Novelty. In this research work modelling, analysis and simulation of dynamic voltage restorer with proportional integral controller and dynamic voltage restorer with sliding-mode controller at optimal voltage is used to improve the dynamic voltage restorer performance by reducing total harmonic distortion. Results. The simulation is performed in MATLAB / Simulink software package and comparative analysis of dynamic voltage restorer with different controllers for distribution system is presented. The proposed scheme successfully reduced percentage total harmonics distortion and voltage sag using dynamic voltage restorer with sliding mode controller at optimal voltage which is found to be 0.38 %. Вступ. Сьогодні питання якості електроенергії викликають значний інтерес як для комунальних підприємств, так і для кінцевих споживачів, оскільки вони завдають значних фінансових втрат промисловим споживачам. У зв’язку з цим забезпечення якості електроенергії в розподільних системах є дуже важливим при розгляді комерційних та промислових застосувань. Постановка задачі. На жаль, раптові несправності, такі як прогини, перехідні процеси, спотворення гармонік і виїмки в енергосистемі створюють збурення та впливають на напругу навантаження. З них провали напруги та гармоніки серйозно впливають на чутливі пристрої. Гармоніки в енергосистемі викликають посилений нагрів обладнання та провідників, пропуски запалювання в приводах із змінною частотою обертання, пульсації крутного моменту в двигунах. Зниження гармонік вважається бажаним. Методологія. У цій статті представлено ефективне та надійне рішення цієї проблеми за допомогою динамічного відновника напруги послідовно з розподільною системою. Динамічний відновник напруги – це економне та ефективне рішення для захисту чутливих навантажень від гармоній та провисань. Прийнято стратегію керування з топологією динамічного відновника напруги та проаналізовано ефективність при використанні запропонованого контролера. Новизна. У цій дослідницькій роботі використовується моделювання, аналіз та чисельне дослідження динамічного відновника напруги з пропорційним інтегральним контролером та динамічного відновника напруги з регулятором ковзного режиму при оптимальній напрузі для підвищення ефективності динамічного відновника напруги за рахунок зменшення сумарних гармонійних спотворень. Результати. Моделювання виконано в програмному комплексі MATLAB / Simulink та представлено порівняльний аналіз динамічного відновника напруги з різними контролерами для розподільчої системи. Запропонована схема успішно зменшила відсоток спотворення сумарних гармонік і провалів напруги за допомогою динамічного відновника напруги з регулятором ковзного режиму при оптимальній напрузі, який становить 0,38 %. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine” 2022-02-17 Article Article application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/252818 10.20998/2074-272X.2022.1.09 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 1 (2022); 64-69 Электротехника и Электромеханика; № 1 (2022); 64-69 Електротехніка і Електромеханіка; № 1 (2022); 64-69 2309-3404 2074-272X en http://eie.khpi.edu.ua/article/view/252818/250280 Copyright (c) 2022 S. T. Zahra, R. U. Khan, M. F. Ullah, B. Begum, N. Anwar http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0