I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.  15 ,   No .   3 J u n e   20 25 ,   p p .   2726 ~ 2 7 3 4   I SS N:  2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 3 . p p 2 7 2 6 - 2 7 3 4          2726       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   O ptimi zing  swit c hing  states using   a  curre nt  pred icti v e control  a lg o rithm f o r mul tilevel  ca sca ded  H - bridg e   co nv er ter s in so la p ho tov o ltaic  integ ra tion into po we r  grids       An Th i H o a i Th u Anh 1 T ra n H un g   Cuo ng 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t y   o f   Tr a n sp o r t   a n d   C o mm u n i c a t i o n s ,   H a n o i ,   V i e t n am   2 F a c u l t y   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c s   En g i n e e r i n g ,   T h u y l o i   U n i v e r si t y ,   H a n o i V i e t n am         Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   1 5 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J an   2 3 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma r   3 ,   2 0 2 5       S o lar  p o we is  th e   b e st  so lu ti o n   fo re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e s.  No wa d a y s,   so lar  p o we p la n ts  a re   in v e ste d   a n d   d e v e l o p e d   stro n g l y   in   m a n y   p lac e s.  Co n v e rt in g   d irec c u rre n (DC)   e n e rg y   fr o m   p h o t o v o lt a ic  ( PV )   s y ste m to   th e   a lt e rn a ti n g   c u rre n (AC)   g r id   i c rit ica t o   wi d e ly   u se   th is   p o we so u rc e   a t   h ig h   v o lt a g e   le v e ls.  T h is  p a p e p re se n ts  a n   a lg o ri th m   t o   o p ti m ize   th e   v a lv e - sw it c h in g   p ro c e ss   fo r   a   c a sc a d in g   H - b rid g e   m u l ti lev e l   c o n v e rter  (CHB)  t o   c o n v e rt  e n e rg y   fro m   a   P V   sy ste m   c o n n e c ted   t o   t h e   g r id .   Th is  is  d o n e   b y   a   m o d e p re d icti v e   c o n tr o a lg o rit h m   (M P C)  b e fo re   a   v a lv e   sw it c h i n g   c y c le,  its   p ro c e ss   will   b e   c a rried   o u t   i n   fu tu re   fo re c a st  c y c les   a n d   a p p li e d   i n   t h e   p re se n ti m e .   F ro m   th e re ,   c h o o s e   th e   b e st  sw it c h in g   sta te  fo a   wo rk in g   c y c le.  Th is  will   e n su re   t h e   b e st  q u a li t y   o c u rre n a n d   v o l tag e   with   a   lo w   to tal  h a rm o n ic   d isto rti o n   (THD)  in d e x   to   c o n n e c to   th e   p o we g rid .   Th is   m e th o d ' a d v a n tag e a re   re d u c i n g   v o l u m e   c a lcu latio n   f o t h e   c o n tro ll e r,   S e lec ti n g   th e   m o st  s u it a b le   v a l v e   sw it c h i n g   sta te  t o   a c h ie v e   l o v a l v e   sw it c h in g   fre q u e n c y ,   re d u c in g   l o ss e s,  a n d   im p ro v in g   c o n v e rsi o n   e fficie n c y .   Th e   imp lem e n tatio n   re su lt a re   p ro v e n   b y   sim u lati o n   a n d   e v a lu a ti o n   o f   re su lt s o n   M ATLAB - S im u li n k   so ftwa re .   K ey w o r d s :   C ascad in g   H - B r id g   C o s f u n ctio n   Fin ite - co n tr o l - s et  m o d el  p r ed ictiv co n tr o l   Mo d el  p r ed ictiv e   co n tr o   So lar   p o wer   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T r an   Hu n g   C u o n g   Facu lty   o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g in ee r in g ,   T h u y lo i U n iv er s ity   VietNa m ,   N0   1 7 5   T a y   So n ,   T r u n g   L iet   C o m m u n e,   Do n g   Da  Dis tr ict,   Han o i,  Vietn am   E m ail:  cu o n g th @ tlu . ed u . v n       1.   I NT RO D UCT I O N   T h ca s ca d ed   H - b r id g e   ( C HB )   co n v e r ter   is   a   m u lti - lev el  co n v er ter   co m m o n ly   u s e d   in   g r i d - co n n ec ted   s o lar   p o wer   s y s tem s   b ec au s th C HB   s tr u ctu r h as  ca p ac ito r s   o n   ea ch   H - b r id g th at  ar d ir ec tly   co n n ec ted   t o   th s o lar   ce ll  m o d u les  ( PV [ 1 ] [ 3 ] .   PV  m o d u l es  will  g en er ate  v o ltag e   lev e o n   th alter n atin g   cu r r en ( AC )   o u t p u s id o f   t h C HB   co n v er ter   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   T h er ef o r e ,   th C HB   co n v er ter   ca n   g en er ate  lar g n u m b er   o f   v o ltag lev els  o n   t h AC   s id f o r   d ir ec t   co n n ec tio n   to   th p o wer   g r id   with o u t h n ee d   f o r   a   s tep - u p   tr an s f o r m er   o r   h ar m o n ic  f i lter s   o n   th o u t p u s id [ 6 ] .   T h m ain   ad v an tag o f   th C HB   co n v er ter   is   h ig h   v o ltag o p er atio n ,   C HB   ca n   g en er ate  s in u s o id al   v o ltag es  f r o m   s m aller   v o ltag e   lev els  an d   r e d u ce   v o ltag e   tr an s ien ts   o n   s em ico n d u ct o r   v alv es  [ 7 ] ,   [ 8 ] .   T h ab o v ad v an tag es  h elp   C HB   b b etter   ap p lied   in   s y s tem s   co n n ec tin g   r e n ewa b le  e n er g y   s o u r ce s   to   th p o wer   g r id .   Sev er al  co n t r o m eth o d s   f o r   C HB   h av e   b ee n   a p p lied   to   C HB ,   m ain ly   th t r ad itio n al   PI  co n t r o m et h o d   to   c o n tr o l   th q u ality   o f   cu r r en a n d   v o lta g o n   th e   AC   s id an d   co n tr o th f lo o f   p o wer   f r o m   th DC   to   th AC   s id e   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] .   T h is   m eth o d   h as  s im p le   im p lem en tatio n   a n d   q u ic k   im p ac t.   Ho wev er ,   th is   m eth o d   o f ten   h as  to   b c o m b in e d   wit h   m o d u latio n   s tep s   [ 1 1 ] .   So m m o d u latio n   m et h o d s   h av b e en   co m m o n ly   ap p lied   to   C HB   s u ch   as  p u ls wid th   m o d u latio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Op timiz in g   s w itch in g   s ta tes u s in g   a   cu r r en t p r ed ictive  co n tr o l a lg o r ith fo r     ( A n   Th i H o a i Th u   A n h )   2727   ( PW M)   [ 1 1 ] [ 1 2 ] ,   an d   s p ac v ec to r   m o d u latio n   ( SVM)   [ 1 3 ] .   T h PW m eth o d   h as  s im p le  im p lem en tatio n   b u h as   th d is ad v an tag e   o f   h av in g   lar g s witch in g   f r e q u en cy .   W h en   t h n u m b e r   o f   lev els  o f   t h C HB   in cr ea s es,  it  also   b ec o m es  d if f icu lt  to   ap p ly   t o   th C HB   an d   ca u s es  s ig n if ican lo s s es.  T h SVM  m eth o d   ca n   p r o d u ce   g o o d   co n v er s io n   q u al ity h o wev er ,   th is   m eth o d   h as  lar g e   an d   co m p le x   ca lcu lati o n   v o lu m e,   s o   it  is   n o s u itab le  f o r   C HB s   with   m an y   v o ltag le v els  [ 1 4 ] .   A p p ly in g   th e   co m b in ed   co n tr o m o d u latio n   m eth o d   will  m ak th co n tr o s tr u ctu r m o r co m p licated   an d   th co m p u tin g   v o lu m o f   th m icr o co n tr o ller   will  in cr ea s e   [ 1 5 ] [ 1 6 ] .   W h en   th n u m b er   o f   lev els  o f   th C HB   is   r eq u ir ed   to   b lar g e,   th n u m b e r   o f   co m p o n en ts   in   th s witch   will   in cr ea s an d   th co m b in atio n   o f   s witch in g   s tates  in   wo r k in g   cy cle  will  a ls o   in cr ea s m an y   tim es,  wh ich   ca lcu lates  c o n tr o an d   m o d u latio n   b ec o m es  ex tr em ely   co m p licated   [ 7 ] [ 1 7 ] .   R ec en tly ,   p r ed ictiv co n tr o h as  attr ac ted   atten tio n   ap p lied   to   c o n tr o s y s tem s   [ 1 8 ] [ 2 0 ] .   T h o p er atin g   p r in cip le  o f   m o d el  p r e d ictiv co n t r o ( MP C )   is   to   r ely   o n   th e   b eh a v io r al  ch ar ac ter is tics   o f   th co n tr o o b ject  in   th p r esen t   an d   th p ast  to   p r e d ict  th s tate  o f   th o b ject  in   t h f u t u r e .   th er eb y   o r ie n tin g   wo r k in g   o b jects  ac co r d in g   to   p r ed ictab le  s tates  to   ac h iev m ax im u m   ef f icien cy   [ 2 1 ] .   T h is   ar ticle  wil in tr o d u ce   th p r ed ictiv co n tr o l   m eth o d   ap p lied   to   C HB   to   r e p lace   b o t h   th e   m o d u latio n   an d   co n tr o s tag es.   T h is   m eth o d   will  ca lcu late  an d   s elec ap p r o p r iate  s witch in g   s tates,  elim in ate  u n n ec ess ar y   s witch in g   s tates,  an d   o n ly   r eta in   s witch in g   s tates   s er v in g   th e   in s u lated - g ate   b ip o lar   tr an s is to r   ( I GB T )   v alv e   s witch in g   p r o ce s s .   T h is   m ak es  th m icr o c o n tr o lle r   wo r k   less   an d   m o r ef f icien t ly .   T h ad v an ta g es  o f   MPC   ap p lied   in   th is   m o d el  ar f a s ac tio n   an d   h ig h   f lex ib ilit y   wh en   co m b in in g   m u ltip le  co n tr o o b jectiv es  i n   o n o b jectiv f u n ctio n   t o   ac h iev all   co n tr o l   o b jectiv es  at  th e   s am e   tim e.   T o   im p lem e n th is   m eth o d   f o r   C HB ,   th f i r s th in g   is   to   b u ild   a   m ath em atica l   m o d el  o f   C HB ,   th en   p er f o r m   d is co n tin u ity   a n d   co m e   u p   wi th   wo r k in g   m o d el  o f   th c o n v er ter   in   t h n e x cy cle.   Fin ally ,   an   o b jectiv f u n ctio n   is   u s ed   to   o p tim ize  th co n tr o v ar ia b les  an d   s elec th o p tim al  v alv e - s witch in g   s tates  f o r   th ese  c o n t r o v ar ia b les.  T o   d em o n s tr ate  th o p e r atio n   o f   t h co n tr o l   s y s tem ,   ex p er im e n ts   wer s im u lated   o n   MA T L AB /Si m u lin k   s o f twar e.   T h g o al  o f   th is   is   th at  th cu r r en t,   v o ltag an d   p o wer   v alu es  f o llo w   th p r eset  d esir ed   v alu es,   th ca p ac ito r s   o s ci llate  with in   th allo wab le   v al u es.  T h e   f o llo win g   s ec tio n   2   will  p r esen th co n t in u o u s   tim m o d el  an d   th f u t u r p r e d ictio n   m o d el  o f   th c o n v er ter .   Sectio n   3   will  p r esen th p r ed ictiv co n tr o alg o r ith m s   f o r   th cu r r e n o f   th C HB   co n v er ter .   T h e   s im u latio n   r esu lts   an d   th eir   e v alu atio n   will b p r esen ted   in   s ec tio n   4 .       2.   P RE DIC T I O M O D E L   O F   T H RE E - P H ASE   CH B   CO NVER T E R   T h s tr u ctu r o f   t h s ev en - lev el  th r ee - p h ase  C HB   co n v er ter   is   b u ilt  f r o m   th r ee   H - b r id g es  co n n ec ted   in   s er ies  o n   ea c h   p h ase  as  s h o wn   in   Fig u r 1 .   E ac h   H - b r id g e   in clu d es  4   I GB T   s em ico n d u ct o r   v alv es  co n n ec ted   ac c o r d i n g   to   t h b r id g d iag r a m ,   th p o wer   s o u r ce   o f   ea ch   H - b r id g is   tak en   f r o m   th DC   s o u r ce   g e n e r a t e d   b y   P V   p a n e l s .   B y   o p e n i n g   a n d   c l o s i n g   t h e   v a l v e   p a i r s   ( S 1 ,   S 2 )   a n d   ( S 3 ,   S 4 ) ,   t h r e e   o u t p u t   v o l t a g e   l e v e l s   o f   t h e   H   b r i d g e   w i l l   b e   c r e a t e d   +V dc ,   0 ,   - V dc ,   c o r r e s p o n d i n g   t o   t h e   o p e n   a n d   c l o s e d   s t a t e s   o f   0   a n d   1 .   Acc o r d in g   to   Fig u r 1 ,   th m ath em atica eq u atio n   o f   th th r ee - p h ase  C HB   co n v er ter   at  tim wh en   co n n ec ted   t o   th g r id   is   s h o wn   as ( 1 ) .     _  ( ) =  ( )  +  ( ) +  ( )         = , ,          (1 )     w h er _  ( )   is   th o u tp u v o ltag e   v alu e   o f   th C HB ,    ( )   is   th g r id   v o ltag e   a n    is  the   in duc t or   c urr e n t E ac h   v o ltag ( )   can   tak o n   o n o f   s ev en   v o ltag le v els * ( , 1 , . . . , 0 , . . . , ) dc V n n n + T h ese  v o ltag e   lev els ar ca lled   s tate  lev els.  T h e   State  lev el  ca n   b e x p r ess ed   as ( 2 ) .     ( ) =  .  ( )       { , 1 , . . . , 0 , . . . , } lj v n n n - Î -+                       ( 2 )     E q u atio n   ( 1 )   ca n   also   b e x p r ess ed   as  v ec to r   eq u atio n   i n   th αβ   co o r d in ate  s y s tem   t h r o u g h   th e   C lar k   tr an s f o r m atio n   as ( 3 ) .     [ ] = [ 2 3 0 1 3 1 3 1 3 1 3 ] [ ]       (3 )     w h er a ,   b ,   c   a r th e   v alu es  r ep r esen tin g   t h v o ltag o r   c u r r en o f   th e   a b c   co o r d in ate   s y s tem .   α ,   β   a r th e   v ec to r   v a r iab les  af ter   a ,   b ,   c   a r tr an s f o r m ed   f r o m   th a ,   b ,   c   co o r d in ate  s y s tem   to   th e   αβ   co o r d in ate   s y s tem .   T h en   ( 1 )   ca n   b d escr ib e d   as ( 4 ) .     ,  + , + _ , = ,   ( 4 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 2 7 2 6 - 2 7 3 4   2728   w h er ,   ar v o ltag v ec to r s   an d   ,   ar lo a d   cu r r en t v ec to r s .       PV L a R a V dc + _ o i a v aO v ga S 3 S 4 S 1 S 2 L b L c R b R c v bO v cO v gb v gc i b i c PV PV PV PV PV PV PV PV PV N     Fig u r 1 .   C HB   co n v er ter   s tr u c tu r with   th r ee   p h ases   an d   s ev en   lev els       T h im p lem en tatio n   o f   th M PC   co n tr o m eth o d   will  b b a s ed   o n   th d is co n tin u o u s   m o d el,   s o   th m ath em atica m o d el  ( 1 )   in   t h co n tin u o u s   d o m ain   o f   C HB   m u s b d is co n tin u o u s .   T h e r e   ar m an y   d if f e r en d is co n tin u ity   m eth o d s   with   d i f f er en ac cu r ac y   [ 2 2 ] [ 2 3 ] .   H o wev er ,   if   th e   in ter r u p tio n   p er io d   is   s m all  en o u g h ,   E u ler s   f o r war d   m eth o d   ca n   b ap p lied   in   th is   ca s d u to   i ts   s im p le  im p lem en tatio n   [ 2 4 ] [ 2 5 ] ,   wh ich   u s es   th f ir s t d er iv ativ a p p r o x im at ed   in   th f o r m   g en er al  as ( 5 ) .       = ( + 1 ) ( )     ( 5 )     Her T s   is   th s am p lin g   tim e ( + 1 )     ( )   is   th v alu o f   th e   co n tr o l v ar iab les  in   th n ex s am p lin g   p er io d   an d   th e   cu r r en t   s tate.   E q u atio n   ( 1 )   is   d is co n tin u o u s   b y   E u l er ' s   f o r war d   m et h o d ,   th e n   th e   p r e d icted   e q u atio n   f o r   g r id - co n n ec ted   c u r r e n t w ill b as ( 6 ) .      ( + 1 ) = ( 1 )  ( ) + 1 [ _  ( )  ( ) ]                  ( 6 )     I n f er r e d :      ( + 1 ) = ( 1 )  ( ) + [ _ ( )  ( ) ]          ( 7 )     Fro m   ( 7 ) ,   we  ca n   wr ite  th e   d is co n tin u o u s   s tate  eq u atio n   as ( 8 ) .     ( + 1 ) =  ( ) +  ( ) + ( )           ( 8 )     I n   th er e:     ( ) = [ ( ) ( ) ( ) ] ;         ( ) = [  ( )  ( )  ( ) ] ;         ( ) = [  ( )  ( )  ( ) ]   = [ 1 0 0 1 ]       =  3 [ 2 1 1 1 2 1 ] ;         = [ 1 0 0 1 ]     E q u atio n   ( 7 )   is   wr itten   as ( 9 )   i n   th α β co o r d in ate  s y s tem   as:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Op timiz in g   s w itch in g   s ta tes u s in g   a   cu r r en t p r ed ictive  co n tr o l a lg o r ith fo r     ( A n   Th i H o a i Th u   A n h )   2729   _  ( + 1 ) = ( 1 ) _  ( ) + [  _ ( ) _  ( ) ]      ( 9 )       3.   M O DE L   P RE DIC T I O CO NT RO L   F O T H E   CUR RE NT   O F   T H E   CH B   CO NVE RT E R   I n   th is   p ap er ,   th e   Fin ite - co n t r o l - s et - m o d el  p r ed ictiv e   co n tr o l   ( FC S - MPC )   p r ed ictiv co n tr o m eth o d   is   p r esen ted   to   lim it  th e   n u m b er   o f   m icr o co n tr o ller   ca lcu la tio n s   an d   r ed u ce   s ig n al   d elay   to   t h lo west  lev el   with   th f astes t r esp o n s s p ee d .   T h is   m o d el  is   ap p lied   to   C HB   in clu d in g   7   v o ltag lev els.   T h is   m eth o d   h as th ch ar ac ter is tic  o f   ca lcu latin g   s tates  at  f u tu r e   tim a n d   elim in atin g   u n n ec ess ar y   s tates,  k e ep in g   o n ly   s u itab le  s tates  to   o p tim ize  th o b jectiv f u n ctio n .   T h is   will select   th o p tim al  v alv clo s in g   s tates c o r r esp o n d in g   to   th o b jectiv f u n ctio n   to   ap p ly   at  p r esen t.   T h er ef o r e,   it  will  b n ec ess ar y   to   f in d   cu r r en th a m ee ts   th co n tr o r eq u ir em e n ts .   I n   th f o llo win g   cy cles,  th p r o ce s s   is   r ep ea ted   m an y   tim es,  m ea n in g   th e   alg o r ith m   alwa y s   ca lcu lates th f u tu r c o n tr o v alu in   ad v a n ce   an d   ap p lies   it  to   th p r esen t tim e.     3 . 1 .     O pera t ing   princip le  o f   F CS - M P f o CH B   co nv er t er   C o n s id er   m u ltil ev el  C H B   c o n v er ter ,   with   th n u m b er   o f   H - b r id g es  o n   ea ch   p h ase  b ein g   N.   T h en   th n u m b er   o f   lev els  c r e ated   is   M = 2 N   +1 .   T h e   n u m b er   o f   s witch in g   s tate  co m b i n atio n s   o f   C HB   is     K M = M 3 .   W ith   lar g n u m b er   o f   tr an s itio n   s tates,  th co n tr o ller ' s   s ig n al  p r o ce s s in g   s p ee d   will  b ec o m s lo wer   an d   th e   s ig n al  r esp o n s tim e   will  b lo n g er .   As  t h n u m b e r   o f   lev els o f   th e   co n v er ter   in cr ea s es,  th n u m b er   o f   s tates  to   b co n v er ted   in cr ea s es  ex p o n en tially .   T h er e f o r e,   th ca lcu latio n   p r ess u r o f   t h co n tr o ller   i n   th e   s am s am p le  ex tr ac tio n   tim e   is   v er y   la r g e.   T h er ef o r e,   th e   FC S - MP C   m eth o d   will  o p tim ize  th ca lcu latio n   s tates  an d   s elec o n ly   th e   ap p r o p r iate   s tates  b ef o r e n ter i n g   s ig n al  p r o ce s s in g .   Fig u r e   2   s h o ws  th e   C HB   co n v er ter   co n tr o l stru ctu r u s in g   th FC S - MPC   co n tr o l m eth o d .       S abc 1 H B   1 H B   2 H B   3 R L F C S - M P C S abc 2 S abc 3 i abc v g _ abc N O a b c v g _ α β   G r i d abc α β  i α β   i * α β   PV PV PV     Fig u r 2 .   Prin cip le   d iag r am   o f   MPC   co n tr o l m eth o d   f o r   C HB       T h p r o p o s ed   FC S - MPC   m e th o d   h er is   u s ed   to   p r e d ict  th g r id   cu r r en b eh av io r ,   wh ich   will  co r r esp o n d   to   th s tep - wis o u tp u v o ltag o f   th C HB   co n v er ter   with   th p r in cip le  o f   p r ed ictin g   th n ex t   cy cles  o f   t h cu r r en t,   wh ich   is   s h o wn   i n   Fig u r e   3 .   T h e   FC S - MPC   is   im p lem en ted   at  a   s am p lin g   in ter v al  T s   at   k ,   with   th m ea s u r ed   cu r r en co n tr o v ar ia b le  i( k) .   As  th s i g n al  is   s am p led   at  ea ch   tim p o in t,  th o b jectiv e   f u n ctio n   p e r f o r m s   th task   o f   ca lcu latin g   all  p o s s ib le  s wi tch in g   s tates  f o r   th cy cle  at  tim k+1   b ased   o n   th cu r r en t   s tate  at  tim k .   T h en ,   t h o p tim al  s tates  will  b s elec ted   to   clo s th e   v alv e   o f   th e   C HB .   T h ese  s elec ted   v alv e - s witch in g   s tates  will  k ee p   th o u tp u cu r r en v alu o n   th AC   s id s tab le  ac co r d in g   to   th s et  cu r r en t   v alu o f   i * ( k+1 ) .   T h e   alg o r ith m   will  o p tim ally   ca lcu late   th e   o b jectiv e   f u n ctio n   s o   th at   th e   d if f e r en ce   b etwe en   i( k)   an d   i * ( k+1 )   is   s m allest.   T h co n tin u in g   p r o ce s s   is   ca r r ied   o u t f o r   th n ex t sam p lin g   c y cl es  k+2 ,   k+3 ...   E q u atio n   ( 9 )   r e p r esen ts   th e   s tate  cu r r e n p r ed ictio n   b ased   o n   th e   d is cr ete  m o d el  o f   th s y s tem   an d   it   is   u s ed   in   th co n tr o ller   to   p r ed ict  th f u tu r v alu o f   th AC   cu r r en t.  T h o b jectiv f u n ctio n   th at  p er f o r m s   o p tim ally   b etwe en   i( k )   an d   i * ( k+1 )   is   s h o wn   in   ( 1 0 ) .     ( + 1 ) = |  ( + 1 )  ( + 1 ) | 2 + |  ( + 1 )  ( + 1 ) | 2     ( 1 0 )     Her e   ,  ( + 1 )   is   th p r e d icted   c u r r en t   at  th k+1   wo r k in g   cy cle   in   th αβ   c o o r d in ate  s y s tem T h e   ab o v e   ca lcu latio n   is   r ep ea ted   in   ea ch   s am p lin g   cy cle.   Ass u m in g   th s am p lin g   tim T s   is   s m all  en o u g h ,   th e n     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 2 7 2 6 - 2 7 3 4   2730   , ( + 1 ) , ( ) T h is   m ea n s   th at  th ap p lied   cu r r en v alu d o es  n o ch an g in   th en tire   p r ed ictio n   d o m ain   a n d   th o b jectiv f u n c tio n   ( 1 0 )   is   r ewr itten   as f o llo w s   ( 1 1 ) .     ( + 1 ) = |  ( )  ( + 1 ) | 2 + |  ( )  ( + 1 ) | 2            (1 1 )     T h co s f u n ctio n   ( 1 1 )   at  ti m k+1   is   ev alu ated   f o r   ea c h   s tate  co r r esp o n d i n g   to   alte r n atin g   cu r r en an d   m in im izes it  to   s elec t a n d   ap p l y   to   tim k .       t ( k ) t ( k + 1 ) t ( k - 1 ) t ( k + 2 ) t ( k + 3 ) 0 i ( k ) i ( k + 1 ) i ( k ) i * ( k ) i t i * ( k )     Fig u r 3 .   Mo d el  to   p r ed ict  alte r n atin g   cu r r en u s in g   th FC S - MPC   m eth o d       3 . 2 .     Appl y   F CS - M P t o   a   C H B   co nv er t er   wit h sev en  v o lt a g lev els   W ith   th C H B   co n v er ter   as  s h o wn   in   Fig u r 1 ,   it  ca n   g en e r ate  7   o u tp u v o ltag e   lev els  ( i.e .   M = 7 ) .   T h en ,   K M = M 3 = 343   is   th e   to ta n u m b er   o f   v o ltag e   s tates  o n   th th r ee   p h ases   o f   th e   C HB .   Fro m   th is ,   we   ca n   k n o th at  th n u m b er   o f   v o lta g v alu es  ( )   th at  n ee d   to   b ca lcu lated   is   3 4 3 ,   s o   in   ea ch   s am p lin g   p er io d   T s ,   th o b jectiv e   f u n ctio n   n ee d s   to   b ca lc u lated   ac co r d in g   to   ( 1 1 ) .   T h n u m b er   o f   tu r n s   i s   3 4 3   t o   ap p ly   f o r   s ev en - lev el  C HB .   T h o b jectiv f u n ctio n   ( 1 2 )   is   u s ed   to   d eter m in th o p tim al  wo r k i n g   s tate  o f   th cu r r en t,   th er eb y   s elec tin g   t h ap p r o p r i ate  s witch in g   s tate  o f   th c o n v er ter .   T h e   alg o r ith m   f lo c h ar f o r   im p lem en tin g   th m eth o d   is   s h o wn   in   Fig u r e   4 .       C al c ul at e  t he  c os t  f unc t i on J ( k + 1 ) ac c or di ng t o e qua t i on  ( 11 ) No Y e s Y e s No C hoo s e  t he  opt i m al  s w i t c hi ng s t at e P e r f or m  s w i t c hi ng  o f  val v e s  S xj P e r f or m   m e as ur e m e nt   v gj ( k ) i gj ( k ) J ( k + 1 J m i n   ? S xj   S xj ( k and J m i n   J ( k + 1 ) 1 : 343 i * g _ α β   ( k ) C onv e r t  i gj ( k + 1 t o i g _ α β   ( k + 1 ) 343 ? C al c ul at e  i gj ( k + 1 )   ac c or di ng t o e qua t i on  ( 9 )     Fig u r 4 .   Alg o r ith m   f l o ch ar t to   im p lem en t FC S - MPC   f o r   C HB   co n v er ter     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Op timiz in g   s w itch in g   s ta tes u s in g   a   cu r r en t p r ed ictive  co n tr o l a lg o r ith fo r     ( A n   Th i H o a i Th u   A n h )   2731   T h p r o ce s s   to   elim in ate  th in ap p r o p r iate  s witch in g   s tate  is   s elec ted   in   s h o r tim th a n k s   to   th co n tr o ller ' s   q u ick   p r o ce s s in g   b ased   o n   t h p r o g r am m in g   al g o r ith m   in   Fig u r 4 .   T h is   p r o ce s s   is   s m al en o u g h   n o to   af f ec t   C HB 's  ac tiv itie s .   W ith   s in u s o id al  r ef er e n ce   cu r r en t,   th H - b r id g es  p er f o r m   v alv s witch in g   with   o p tim al  w o r k in g   s tates  an d   will  cr ea te   s tep p e d   o u tp u t   v o ltag e   with   7   lev els,  co r r esp o n d in g   to   co n n ec tin g   th r ee   H - b r id g es  in   s er ies  o n   ea ch   p h ase  o f   th C HB   co n v er ter .   Ho wev e r ,   as  th n u m b e r   o f   lev els  in cr ea s es,  p r o g r am m in g   p r o g r am s   m u s p er f o r m   ca lc u latio n s   with   v er y   lar g am o u n o f   ca lcu latio n s   in   s m all  s am p lin g   tim e.   T h at  ca n   m ak p r o ce s s in g   an d   g en er ati n g   th o u tp u t sig n al  ta k lo n g   tim e.       4.   S I M UL AT I O N   O F   C U RR E N T   P R E D I C T I O N   C O NT RO L   M E T H O D   F O R   T H RE E - P H A SE   C H B   Simu late  th C HB   co n v er ter   u s in g   th FC S - MPC   co n tr o m eth o d   with   t h p ar am eter s   g iv en   in   T ab le  1 .   T h s im u latio n   m o d el  is   im p lem en ted   o n   MA T L AB /SIM UL I NK  s o f twar e.   T h s im u latio n   r esu lts   ar p er f o r m ed   f r o m   th tim t h co n v er ter   s tar ts   wo r k in g   to   0 . 1 s   an d   a r s h o wn   i n   Fig u r es  5   to   9 .       T ab le  1 .   Simu latio n   p ar am eter s   P a r a me t e r   V a l u e   U n i t   DC - l i n k   V dc   2 0 0   V   I n d u c t a n c e   v a l u e   L   10   mH   R e si st o r   v a l u e   R   6     S a mp l i n g   c y c l e   T s   2 0 0   µs   V o l t a g e   o f   t h e   p o w e r   g r i d   3 8 0   V   F r e q u e n c y   o f   t h e   p o w e r   g r i d   50   Hz       Fig u r 5   s h o ws  th e   AC   cu r r e n r esu lts   o n   all  th r ee   p h ases   o f   th e   C HB   co n v er ter .   T h r e s u lts   s h o th at  th cu r r en s h ap is   s in u s o id al  an d   th er is   n o   tr an s ien wh en   th cu r r e n is   o p er atin g   s tead ily ,   th ese   r esu lts   m ee th p o wer   q u ality   r eq u ir em e n ts   wh en   th co n v er ter   is   co n n ec ted   to   th g r id .   T h AC   cu r r en o f   p h ase  is   s h o wn   in   Fig u r 6 ,   wh ich   s h o ws  th at  th cu r r en f o llo ws  th r ef er en ce   cu r r e n an d   g iv es  v er y   f ast   r esp o n s with   tim in ter v al  o f   0 . 0 0 1   s ec o n d s .   T h is   s h o ws   th at  th r esp o n s o f   th e   MPC   is   v er y   g o o d   an d   g iv es th d esire d   r esu lt in   t h f ir s t c y cle  with   co n s tan t v alu es   in   th f o llo win g   cy cles.       0 0 . 02 0 . 04 0 . 06 0 . 08 0 . 1 - 40 - 20 0 20 40 T i m e s   ( s ) C u r r e n t   ( A ) i ga i gb i gc   0 0 . 02 0 . 04 0 . 06 0 . 08 0 . 1 - 40 - 20 0 20 40 0 0 . 0 0 2 0 . 0 0 4 0 . 0 0 6 0 . 0 0 8 0 . 01 - 20 0 20 40 r e f . m e a s . T i m e s   ( s ) C u r r e n t   ( A ) i * a i a     Fig u r 5 .   T h r ee - p h ase  AC   cu r r en t w h en   C HB   is   co n n ec ted   t o   th g r id     Fig u r 6 .   Gr id - co n n ec ted   AC   cu r r en o f   p h ase  a       0 0 . 02 0 . 04 0 . 06 0 . 08 0 . 1 - 1 0 0 0 - 5 0 0 0 5 0 0 1 0 0 0 T i m e s   ( s ) V o l t a g e   ( V )   0 0 . 02 0 . 04 0 . 06 0 . 08 0 . 1 - 1 0 0 0 - 5 0 0 0 5 0 0 1 0 0 0 T i m e s   ( s ) V o l t a g e   ( V ) i ga i gb i gc     Fig u r 7 .   Vo ltag e   at  th o u tp u t   o f   p h ase  o f   th co n v er ter     Fig u r 8 .   AC   v o ltag o f   th e   C HB   co n v er ter   in jecte d   in to   th g r i d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 2 7 2 6 - 2 7 3 4   2732   T h o u tp u v o ltag o f   p h ase  is   s h o wn   in   Fig u r 7 ,   wh ich   is   th o u tp u v o ltag o f   th e   co n tr o ller .   T h r esu lts   s h o th at  th er ar e   s ev en   lev els o f   o u tp u t v o ltag e ,   th lev els ar v er y   clea r   an d   th er is   n o   co n f lict   b etwe en   th lev els.   Fig u r 8   s h o ws  th v o ltag p atter n   o n   th AC   s id o n   all  th r ee   p h ases   o f   th co n v er ter   to   s u p p ly   t h p o wer   g r id .   I t   s h o w s   th at  th e   co n v er ter   o p e r ates  well  an d   s tab ly   in   th e   f ir s wo r k in g   cy cle.   Per f o r m   Fo u r ier   an aly s is   o f   th v o ltag v g   u p   to   th 2 0 th   h ar m o n ic,   i n   tim in ter v als  o f   0 - 0 . 1   s   as  s h o wn   in   Fig u r 9 .   T h T HD  v alu o f   t h v o ltag af ter   a n aly s is ,   we  g et   th e   r e s u lt  o f   T HD = 1 . 8 4 %,  i n   wh ich   th er e   ar v er y   f ew   h ig h - o r d er   h ar m o n ics  with   lar g am p litu d e,   th is   clea r ly   s h o ws  th a d v an ta g o f   t h C HB   m u lti - lev el  co n v er ter   wh en   c alcu latin g   d ig ital  ca n ce llatio n .   Qu a n tify   th s witch in g   s tate  f o r   th e   cir cu it  an d   ac h ie v th e   g o al  o f   o p tim izin g   v alv e   s witch in g ,   r ed u cin g   th e   n u m b er   o f   tim es  ca lcu latin g   th e   o b jectiv f u n ctio n   to   c r ea te   v o ltag an d   cu r r e n q u ality   t h at  r ea ch   th d esire d   v alu e.   T h is   m ea n s   th MPC   co n tr o ller   p r o v i d es  p r ec is e   tr ac k in g   with   lo T HD  d is to r t io n   an d   lo cu r r en t r ip p le.       T i m e   ( s ) 0 0 . 01 0 . 02 0 . 03 0 . 04 0 . 05 0 . 06 0 . 07 0 . 08 0 . 09 0 . 1 S i g n a l   m a g . - 5 0 0 0 5 0 0 S e l e c t e d   s i g n a l c y c l e s F F T   w i n d o w   ( i n   r e d ) :   c y c l e s F r e q u e n cy  ( Hz ) 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 M a g   ( %   o f   F u n d a m e n t a l ) 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 F u n d a m e n t a l   ( 50 Hz )   =   509 . T H D 1 . 64 %     Fig u r 9 .   Fo u r ier   an al y s is   r esu lts   o f   v o ltag v g       5.   CO NCLU SI O N   T h is   ar ticle  p r esen ts   p r ed ictiv co n tr o m eth o d   f o r   C HB   c o n v er ter s .   Fro m   t h r eq u ir e m en ts   o f   th AC   s id o u tp u p ar am eter s   o f   th C HB   co n v er ter ,   th FC S - MPC   co n tr o m eth o d   is   b u ilt  to   p r ed ict  th f u t u r e   cu r r en v alu e,   a n d   t h en   o p tim ize  th co r r esp o n d i n g   s witch i n g   s tate  an d   v o ltag e.   ap p lies   t o   th c u r r en t   s tate.   T h p r o ce s s   is   p er f o r m ed   b y   t h o b jectiv f u n ctio n   a p p lied   to   th th r ee - p h ase  C HB   co n v er ter   an d   s h o ws  th e   v o ltag lev el  o n   th AC   s id e.   T h ad v a n tag o f   t h is   co n tr o p r o ce s s   is   th at  it  ac ts   q u ick ly ,   r ed u cin g   th v alv e   s witch in g   f r eq u e n cy   d u to   o p tim izin g   th e   s witch in g   s tates,  th er eb y   r ed u cin g   lo s s es  an d   im p r o v in g   th e   ef f icien cy   o f   th co n v er ter .   T h s im u latio n   r esu lts   h av ev alu ated   th at  th o p er atin g   p r o ce s s   m ee ts   th r eq u ir em e n ts   f o r   th ab ilit y   t o   cr ea te  s in u s o id al  cu r r en t   s ig n al  th at  ad h er es  to   th s et  v alu e.   T h MPC   co n tr o m eth o d   clea r ly   s h o ws  ad v an tag es  s u ch   as  ea s o f   d esig n ,   an d   ab ilit y   to   r e s p o n d   q u ick l y   an d   ac cu r ately .   MPC   also   h as  s o m d is ad v an tag es  s u c h   as:  r e q u ir in g   th p r o ce s s o r   to   o p e r a te  co n tin u o u s ly   with   h ig h   co m p u tatio n al  i n ten s ity .       F UNDING   I NF O R M A T I O   Ou r   p ap e r   is   f in an cially   s u p p o r ted   b y   th Un i v er s ity   o f   T r an s p o r an d   C o m m u n icatio n s   ( UT C )   an d   T h u y lo i U n i v er s ity   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         Op timiz in g   s w itch in g   s ta tes u s in g   a   cu r r en t p r ed ictive  co n tr o l a lg o r ith fo r     ( A n   Th i H o a i Th u   A n h )   2733   AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   An   T h i H o ai  T h u   An h                               T r an   Hu n g   C u o n g                                 C     C o n c e p tu a li z a ti o n   M     M e th o d o l o g y   So     So ftwa re   Va     Va li d a ti o n   Fo     Fo rm a a n a ly sis   I     I n v e stig a ti o n   R     R e so u rc e s   D   :   D a ta Cu ra ti o n   O   :   Wr it in g   -   O ri g in a Dra ft   E   :   Wr it in g   -   Re v iew   &   E d it i n g   Vi     Vi su a li z a ti o n   Su     Su p e rv isi o n   P     P ro jec a d m in istrati o n   Fu     Fu n d in g   a c q u isi ti o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est       DATA AV AI L AB I L I T   T h au th o r s   co n f ir m   th at  th e   d ata  s u p p o r tin g   th f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar av ailab le  with in   th e   ar ticle .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   C .   L a mn a t o u ,   D .   C h e mi sa n a ,   a n d   C .   C r i st o f a r i ,   S m a r t   g r i d a n d   smar t   t e c h n o l o g i e i n   r e l a t i o n   t o   p h o t o v o l t a i c s ,   st o r a g e   sy s t e ms ,   b u i l d i n g a n d   t h e   e n v i r o n me n t ,   R e n e w a b l e   E n e r g y ,   v o l .   1 8 5 ,   p p .   1 3 7 6 1 3 9 1 ,   F e b .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 2 1 . 1 1 . 0 1 9 .   [ 2 ]   J.  A n t o n a n z a s ,   N .   O so r i o ,   R .   Es c o b a r ,   R .   U r r a c a ,   F .   J.   M a r t i n e z - de - P i s o n ,   a n d   F .   A n t o n a n z a s - T o r r e s,   R e v i e w   o f   p h o t o v o l t a i c   p o w e r   f o r e c a s t i n g ,   S o l a En e r g y ,   v o l .   1 3 6 ,   p p .   7 8 1 1 1 ,   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 6 . 0 6 9 .   [ 3 ]   M .   G .   D e   G i o r g i ,   P .   M .   C o n g e d o ,   a n d   M .   M a l v o n i ,   P h o t o v o l t a i c   p o w e r   f o r e c a st i n g   u si n g   s t a t i s t i c a l   me t h o d s:   i mp a c t   o f   w e a t h e r   d a t a ,   I ET  S c i e n c e ,   Me a s u reme n t   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   8 ,   n o .   3 ,   p p .   9 0 9 7 ,   M a y   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - sm t . 2 0 1 3 . 0 1 3 5 .   [ 4 ]   A .   A sr a r i ,   T.   X .   W u ,   a n d   B .   R a m o s,  A   h y b r i d   a l g o r i t h f o r   sh o r t - t e r so l a r   p o w e r   p r e d i c t i o n   -   su n s h i n e   st a t e   c a se  st u d y ,   I EEE   T ra n s a c t i o n o n   S u s t a i n a b l e   E n e r g y ,   v o l .   8 ,   n o .   2 ,   p p .   5 8 2 5 9 1 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TST E. 2 0 1 6 . 2 6 1 3 9 6 2 .   [ 5 ]   J.  L.   S á n c h e z - G a r c í a ,   E.   Es p i n o sa - J u á r e z ,   a n d   J.  J .   F l o r e s,  S h o r t   t e r p h o t o v o l t a i c   p o w e r   p r o d u c t i o n   u si n g   a   h y b r i d   o f   n e a r e s t   n e i g h b o r   a n d   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k s,”   i n   2 0 1 6   I E EE  PE S   T r a n sm i ss i o n   a n d   D i s t ri b u t i o n   C o n f e r e n c e   a n d   Ex p o s i t i o n - L a t i n   Am e ri c a ,   PE S   T   a n d   D - L 2 0 1 6 ,   2 0 1 7 ,   p p .   1 6 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TD C - LA . 2 0 1 6 . 7 8 0 5 6 5 8 .   [ 6 ]   M .   C o p p o l a   e t   a l . ,   M o d u l a t i o n   t e c h n i q u e   f o r   g r i d - t i e d   P V   m u l t i l e v e l   i n v e r t e r ,   i n   2 0 1 6   I n t e rn a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   Po w e r   El e c t r o n i c s ,   E l e c t r i c a l   D ri v e s,   A u t o m a t i o n   a n d   M o t i o n   ( S PE ED AM ) ,   Ju n .   2 0 1 6 ,   v o l .   6 0 ,   n o .   1 ,   p p .   9 2 3 9 2 8 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S P EED A M . 2 0 1 6 . 7 5 2 5 9 8 0 .   [ 7 ]   B .   X i a o ,   L.   H a n g ,   J.  M e i ,   C .   R i l e y ,   L.   M .   To l b e r t ,   a n d   B .   O z p i n e c i ,   M o d u l a r   c a s c a d e d   H - b r i d g e   m u l t i l e v e l   P V   I n v e r t e r   w i t h   d i s t r i b u t e d   M P P f o r   g r i d - c o n n e c t e d   a p p l i c a t i o n s,   I E EE  T r a n s a c t i o n o n   I n d u s t ry  Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   5 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 2 2 1 7 3 1 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI A . 2 0 1 4 . 2 3 5 4 3 9 6 .   [ 8 ]   W .   M a o   e t   a l . ,   A   r e sea r c h   o n   c a sc a d e d   H - b r i d g e   m o d u l e   l e v e l   p h o t o v o l t a i c   i n v e r t e r   b a se d   o n   a   sw i t c h i n g   m o d u l a t i o n   s t r a t e g y ,   En e r g i e s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 0 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 2 1 0 1 8 5 1 .   [ 9 ]   A .   A l h e j j i   a n d   M .   I .   M o s a a d ,   P e r f o r man c e   e n h a n c e me n t   o f   g r i d - c o n n e c t e d   P V   s y st e ms   u s i n g   a d a p t i v e   r e f e r e n c e   P I   c o n t r o l l e r ,   Ai n   S h a m s E n g i n e e ri n g   J o u rn a l ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   p p .   5 4 1 5 5 4 ,   M a r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a s e j . 2 0 2 0 . 0 8 . 0 0 6 .   [ 1 0 ]   S .   M .   G o e t z ,   C .   W a n g ,   Z .   L i ,   D .   L.   K .   M u r p h y ,   a n d   A .   V .   P e t e r c h e v ,   C o n c e p t   o f   a   d i st r i b u t e d   p h o t o v o l t a i c   mu l t i l e v e l   i n v e r t e r   w i t h   c a sca d e d   d o u b l e   H - b r i d g e   t o p o l o g y ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   El e c t ri c a l   P o w e a n d   En e rg y   S y s t e m s ,   v o l .   1 1 0 ,   p p .   6 6 7 6 7 8 ,   S e p .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s. 2 0 1 9 . 0 3 . 0 5 4 .   [ 1 1 ]   M .   W u ,   Y .   W .   Li ,   H .   Ti a n ,   Y .   L i ,   a n d   K .   W a n g ,   M o d i f i e d   c a r r i e r - o v e r l a p p e d   P W M   w i t h   b a l a n c e d   c a p a c i t o r a n d   e l i mi n a t e d   d e a d - t i me   s p i k e s   f o r   f o u r - l e v e l   N N P C   c o n v e r t e r s u n d e r   l o w   f r e q u e n c y ,   I E EE  J o u rn a l   o f   Em e r g i n g   a n d   S e l e c t e d   T o p i c s i n   P o w e r   El e c t r o n i c s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   6 ,   p p .   6 8 3 2 6 8 4 4 ,   D e c .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / j e st p e . 2 0 2 1 . 3 1 0 3 2 7 3 .   [ 1 2 ]   Y .   Z h a n g ,   X .   Y u a n ,   X .   W u ,   Y .   Y u a n ,   a n d   J .   Z h o u ,   P a r a l l e l   i m p l e me n t a t i o n   o f   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   f o r   m u l t i l e v e l   c a sc a d e d   H - B r i d g e   S TA T C O M   w i t h   l i n e a r   c o mp l e x i t y ,   I EEE  T r a n s a c t i o n o n   I n d u s t ri a l   El e c t r o n i c s ,   v o l .   6 7 ,   n o .   2 ,   p p .   8 3 2 8 4 1 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / t i e . 2 0 1 9 . 2 9 0 1 6 4 7 .   [ 1 3 ]   A .   Le w i c k i   a n d   M .   M o r a w i e c ,   S t r u c t u r e   a n d   t h e   sp a c e   v e c t o r   m o d u l a t i o n   f o r   a   me d i u m‐ v o l t a g e   p o w e r e l e c t r o n i c t r a n sf o r mer   b a s e d   o n   t w o   s e v e n l e v e l   c a sca d e   H b r i d g e   i n v e r t e r s,”   I ET  El e c t ri c   P o w e A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 5 1 4 1 5 2 3 ,   M a y   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - e p a . 2 0 1 8 . 5 8 8 6 .   [ 1 4 ]   K .   G ó r e c k i ,   K .   R o g o w sk i ,   a n d   R .   B e n i a k ,   Th r e e - l e v e l   N P C   i n v e r t e r   S V M   i mp l e m e n t a t i o n   o n   d e l f i n o   D S C ,   I FA C - Pa p e rsO n L i n e ,   v o l .   5 2 ,   n o .   2 7 ,   p p .   2 5 2 2 5 6 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i f a c o l . 2 0 1 9 . 1 2 . 6 4 7 .   [ 1 5 ]   F .   S e b a a l y ,   H .   V a h e d i ,   H .   Y .   K a n a a n ,   N .   M o u b a y e d ,   a n d   K .   A l - H a d d a d ,   D e si g n   a n d   i m p l e me n t a t i o n   o f   s p a c e   v e c t o r   m o d u l a t i o n - b a s e d   sl i d i n g   m o d e   c o n t r o l   f o r   g r i d - c o n n e c t e d   3 L - N P C   i n v e r t e r ,   I EEE   T r a n s a c t i o n o n   I n d u st r i a l   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   6 3 ,   n o .   1 2 ,   p p .   7 8 5 4 7 8 6 3 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 6 . 2 5 6 3 3 8 1 .   [ 1 6 ]   J.  W e i d o n g ,   L .   W a n g ,   J.  W a n g ,   X .   Zh a n g ,   a n d   P .   W a n g ,   A   c a r r i e r - b a s e d   v i r t u a l   s p a c e   v e c t o r   mo d u l a t i o n   w i t h   a c t i v e   n e u t r a l - p o i n t   v o l t a g e   c o n t r o l   f o r   a   n e u t r a l - p o i n t - c l a m p e d   t h r e e - l e v e l   i n v e r t e r ,   I EE T ra n sa c t i o n o n   I n d u st r i a l   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   6 5 ,   n o .   1 1 ,   p p .   8 6 8 7 8 6 9 6 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 8 . 2 8 0 8 9 2 6 .   [ 1 7 ]   N .   M .   El - N a g g a r ,   M .   A .   Esm a e e l ,   a n d   S .   A b u - Z a i d ,   C o m p a r a t i v e   p e r f o r man c e   o f   m o d u l a r   w i t h   c a s c a d e d   H - b r i d g e   t h r e e   l e v e l   i n v e r t e r s,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e ri n g   ( I J E C E) ,   v o l .   1 3 ,   n o .   4 ,   p p .   3 8 4 7 3 8 5 6 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 2 7 2 6 - 2 7 3 4   2734   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 3 i 4 . p p 3 8 4 7 - 3 8 5 6 .   [ 1 8 ]   M .   R i c c o ,   L .   M a t h e ,   E.   M o n mas so n ,   a n d   R .   Te o d o r e s c u ,   F P G A - b a se d   i mp l e me n t a t i o n   o f   M M C   c o n t r o l   b a s e d   o n   so r t i n g   n e t w o r k s,”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   9 ,   p .   2 3 9 4 ,   S e p .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 1 0 9 2 3 9 4 .   [ 1 9 ]   M .   A .   N .   K a si r a n ,   A .   P o n n i r a n ,   N .   N .   M .   S i a m,   M .   H .   Y a t i m,  N .   A .   C .   I b r a h i m ,   a n d   A .   M d   Y u n o s,   D C - D C   c o n v e r t e r   w i t h   5 0   k H z - 5 0 0   k H z   r a n g e   o f   sw i t c h i n g   f r e q u e n c y   f o r   p a ssi v e   c o m p o n e n t   v o l u me  r e d u c t i o n ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J EC E) ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 1 4 1 1 2 2 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 1 i 2 . p p 1 1 1 4 - 1 1 2 2 .   [ 2 0 ]   G .   A .   P a p a f o t i o u ,   G .   D .   D e me t r i a d e s,  a n d   V .   G .   A g e l i d i s,  Te c h n o l o g y   r e a d i n e ss  a ss e ssm e n t   o f   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   i n   med i u m -   a n d   h i g h - v o l t a g e   p o w e r   e l e c t r o n i c s,”   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   I n d u s t ri a l   El e c t ro n i c s ,   v o l .   6 3 ,   n o .   9 ,   p p .   5 8 0 7 5 8 1 5 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 6 . 2 5 2 1 3 5 0 .   [ 2 1 ]   Y .   S a n g sef i d i ,   S .   Zi a e i n e j a d ,   a n d   A .   M e h r i z i - S a n i ,   Lo w   sw i t c h i n g   f r e q u e n c y - b a s e d   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   o f   a   g r i d - c o n n e c t e d   v o l t a g e - so u r c e d   c o n v e r t e r ,   I EE E   T ra n sa c t i o n o n   E n e rg y   C o n v e rsi o n ,   v o l .   3 2 ,   n o .   2 ,   p p .   6 8 6 6 9 7 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TE C . 2 0 1 6 . 2 6 4 2 1 2 3 .   [ 2 2 ]   T.   F a u l w a ss e r ,   S .   L u c i a ,   M .   S c h u l z e   D a r u p ,   a n d   M .   M ö n n i g m a n n ,   Te a c h i n g   M P C :   w h i c h   w a y   t o   t h e   p r o mi s e d   l a n d ? ,   I FA C - Pa p e rsO n L i n e ,   v o l .   5 4 ,   n o .   6 ,   p p .   2 3 8 2 4 3 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i f a c o l . 2 0 2 1 . 0 8 . 5 5 1 .   [ 2 3 ]   Y .   J i a n g ,   W .   W a n g ,   H .   S h u ,   a n d   J.   Zh a n g ,   M o d e l   p r e d i c t i v e   P I   c i r c u l a t i n g   c u r r e n t   c o n t r o l   f o r   m o d u l a r   m u l t i l e v e l   c o n v e r t e r ,   El e c t r o n i c s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 2 ,   p .   2 6 9 0 ,   J u n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s 1 2 1 2 2 6 9 0 .   [ 2 4 ]   X .   G a o ,   W .   Ti a n ,   Z .   Z h a n g ,   a n d   R .   K e n n e l ,   M o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   w i t h   e x t r a p o l a t i o n   st r a t e g y   f o r   t h e   a r m   c u r r e n t   c o mm u t a t i on  c o n t r o l   o f   mo d u l a r   mu l t i l e v e l   c o n v e r t e r   o p e r a t i n g   i n   q u a si   t w o - l e v e l   mo d e ,   i n   I C PE  2 0 1 9   -   EC C As i a   -   1 0 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   P o w e r E l e c t r o n i c s   -   E C C E   Asi a ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 6 0 1 6 5 .   d o i :   1 0 . 2 3 9 1 9 / i c p e 2 0 1 9 - e c c e a si a 4 2 2 4 6 . 2 0 1 9 . 8 7 9 7 1 9 2 .   [ 2 5 ]   H .   K a d h u m,  A .   J.  W a t s o n ,   M .   R i v e r a ,   P .   Za n c h e t t a ,   a n d   P .   W h e e l e r ,   M o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   o f   a   m o d u l a r   m u l t i l e v e l   c o n v e r t e r   w i t h   r e d u c e d   c o m p u t a t i o n a l   b u r d e n ,   En e r g i e s ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 1 ,   p .   2 5 1 9 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 7 1 1 2 5 1 9 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS         An  Th H o a Th u   An h           re c e iv e d   h e e n g in e e (1 9 9 7 ) ,   M . Sc .   (2 0 0 2 d e g re e in   In d u strial  Au to m a ti o n   E n g in e e ri n g   fro m   Ha n o U n iv e rsit y   o S c ien c e   a n d   Tec h n o l o g y   a n d   c o m p lete d   P h . D .   d e g re e   in   2 0 2 0   fro m   Un i v e rsity   o Tra n sp o r a n d   C o m m u n ica ti o n (UTC).   No w,  sh e   is   a   lec tu re o F a c u l ty   o El e c tri c a a n d   El e c tr o n ic  E n g i n e e rin g   u n d e Un iv e rsity   o f   Tran sp o rt   a n d   C o m m u n ica ti o n s   (UTC).   He r   c u rre n t   in tere sts  in c l u d e   p o we r   e lec tro n ic   c o n v e rters ,   e lec tri c   m o t o d ri v e ,   sa v in g   e n e rg y   so l u ti o n a p p li e d   fo in d u str y   a n d   tran sp o rtati o n .   S h e   c a n   b e   c o n tac t e d   a e m a il h tan h . k td @ u tc.ed u . v n .         Tr a n   H u n g   Cu o n g           re c e iv e d   h is   E n g i n e e (2 0 1 0 ),   M . Sc .   (2 0 1 3 )   d e g re e i n   In d u strial  Au t o m a ti o n   E n g i n e e rin g   fr o m   Ha n o Un iv e rsity   o f   S c ien c e   a n d   Tec h n o lo g y ,   a n d   c o m p lete d   P h . D .   d e g re e   in   2 0 2 0   fro m   Ha n o Un iv e rsity   o S c ie n c e   (HU S T).   No w,  h e   is  a   lec tu re o F a c u lt y   o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ic  E n g i n e e rin g   u n d e T h u y L o Un iv e rsity   s   (TL U).   His  c u rre n t   in tere sts  in c lu d e   p o we e lec tro n ic  c o n v e rters ,   e lec tri c   m o to d riv e ,   c o n v e rt   e lec tri c it y   fro m   re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e to   t h e   g r id ,   sa v i n g   e n e r g y   so l u ti o n a p p li e d   f o g rid   a n d   tran s p o rtati o n .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il c u o n g th @ tl u . e d u . v n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.