I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  14 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   20 25 ,   p p .   55 1 ~ 5 5 9   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 1 4 . i 3 . pp 55 1 - 559          551       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   M o del predic tive  co ntrol ba sed f re quency  regula tio n of  micro g rid wit h  in tegra tion o dis tri buted  energy  reso urces       Sa rbj ee t   K a ur,   Su rbhi G up t a   El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   D e p a r t m e n t ,   C h a n d i g a r h   U n i v e r si t y ,   P u n j a b ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   2 4 ,   2 0 2 4   R ev is ed   No v   3 0 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   J an   1 9 ,   2 0 2 5       P o we g e n e ra ti o n   se c to h a b e c o m e   m o re   p re v a len in   th e   u se   o r e n e wa b le  e n e rg y   so u rc e re su lt in g   i n   m o re   c o m p lex   a n d   n o n - l in e a r   n e two rk .   M icro g ri d a re   b e c o m in g   t h e   b e st  a lt e rn a ti v e   so lu ti o n   i n   re m o te  a re a wh e re   th e   d istri b u ti o n   n e two r k   is  in fe a sib le.  Ho we v e r,   t h e   in term it ten t   n a tu re   o f   d istri b u ted   re n e wa b le  e n e r g y   r e so u rc e c a n   re su lt   in   a   g e n e r a ti o n   a n d   d e m a n d   m ism a tch   in sti g a ti n g   fre q u e n c y   v a riati o n   w h ich   is  a   c r u c ial  c o n c e rn .   Th u s,   m o d e r n   p o we s y ste m   re q u ires   in c re a sin g   i n telli g e n c e   a n d   flex ib il it y   to   c o p e   u p   wit h   t h e   g e n e ra ti o n - l o a d   m ism a tch .   Eff icie n c o n tro l   t e c h n iq u e a re   o v it a im p o rtan c e   i n   m a in tai n in g   t h e   fre q u e n c y   n e a t h e   n o m i n a v a l u e ,   a n d   th e   se lec ti o n   o t h e   c o n tr o l ler  is  c ru c ial  in   m a in tain in g   t h e   re li a b le,  e ffe c ti v e ,   a n d   ste a d y   f u n c ti o n in g   o f   t h e   p o we sy ste m .   T h e   p re se n stu d y   d e m o n stra tes   fre q u e n c y   c o n tro in   islan d e d   m icro g ri d   with   d isr u p ti o n in   lo a d   d e m a n d   u sin g   t h e   m o d e p re d ictiv e   c o n tr o b y   e fficie n tl y   m a n a g in g   th e   e n e rg y   st o ra g e   with   in te g ra ti o n   o f   larg e - sc a le  re n e wa b le  e n e rg y   so u rc e s.  Th e   e ffe c ti v e n e ss   a n d   s u p e rio r it y   o f   th e   p ro p o se d   m o d e p re d ictiv e   c o n tr o ll e r   (M P C)  is   p re se n ted   b y   c o m p a rin g   it s   p e rf o rm a n c e   with   p r o p o rti o n a in te g ra l   c o n tro ll e a n d   p r o p o rti o n a in t e g ra tu n e d   wit h   a d a p ti v e   n e u ro   fu z z y   in fe re n c e   sy ste m   (AN F IS th r o u g h   sim u lati o n s i n   M AT LAB  e n v ir o n m e n t.   K ey w o r d s :   Ad ap tiv n eu r o   f u zz y   in f er e n ce   s y s tem   Dis tr ib u ted   en er g y   s o u r ce s   L o ad   f r e q u en c y   co n tr o l   Mic r o g r id   Mo d el  p r ed ictiv e   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 :   Sar b jeet  Kau r   E lectr ical  E n g in ee r in g   Dep ar t m en t,  C h an d ig a r h   Un iv e r s ity   Gh ar au n ,   Pu n jab - 1 4 0 4 1 3 ,   I n d i a   E m ail:  s ar b jeet. ee @ cu m ail. in       1.   I NT RO D UCT I O N   m icr o g r id   is   a   s m all  en er g y   zo n th at   ca n   f u n ctio n   i n   b o th   is lan d e d   a n d   g r id - c o n n e cted   m o d e   wh ile  in teg r atin g   v ar io u s   d is tr ib u ted   en e r g y   r eso u r ce s   [ 1 ] .   Dis tr ib u ted   r eso u r ce s   in clu d co n tr o llab le  s o u r ce s   s u ch   as  d iesel  g en er ato r s ,   f u e ce lls ,   an d   b atter ies,  as  well  as  r en ewa b le  s o u r ce s   lik s o lar   an d   win d   e n er g y   s y s tem s .   T h m icr o g r i d   en co u n ter s   f r eq u e n cy   a n d   p o wer   f lu ctu atio n s   as  r esu lt  o f   t h v ar iab le  an d   u n ce r tain   n atu r o f   r e n ewa b le  s o u r ce s ,   as  well  a s   g en er atio n   an d   lo ad   d em an d   m is m atch   [ 2 ] .   I f   m icr o g r i d   is   co n n ec ted   to   t h g r id ,   th a s s o ciate d   elec tr ical  p o wer   s y s tem   ca n   p r o v id e   lo ad s .   Oth er wis e,   d is tr ib u ted   g en er atio n   m u s o p er ate  in   an   is o lated   m o d wh ile  d ea lin g   with   f lu ctu atio n s   in   lo ad   a n d   v ar iab le  r en ewa b le   en er g y   s o u r ce s ,   n ec ess itatin g   s tr ict  m icr o g r id   m an ag em en to   en s u r f r e q u en c y   an d   v o ltag s tab ilit y   an d   m ain tain   h ig h - q u ality   p o wer   d eliv er y   to   clien ts .   Ho wev er ,   d ev elo p i n g   d y n am ic   p o we r   b alan ce   b etwe en   g en er atio n   an d   d em an d   is   ch allen g in g ,   as  elec tr ical  p o wer   h as  b ec o m d er eg u lated   e n tity .   C o n s eq u en tly ,   th an aly s is   an d   d ev elo p m en t   o f   im p r o v e d   f r eq u en cy   c o n tr o ller   u n its   h av b ec o m cr u cial  in   ad d r ess in g   th e   is s u o f   p o wer   g e n er atio n   a n d   co n s u m p tio n   m is m atch es,  wh ich   ca n   lead   to   f r e q u en c y   f lu ctu atio n s   a n d   n eg ativ ely   im p ac t t h ef f icien cy   an d   r eliab ilit y   o f   m ic r o g r i d   p o wer   f lo [ 3 ] .   Fro m   th p er s p ec tiv o f   p r im ar y   r e g u latio n ,   f r e q u en c y   d r o o p   c h ar ac ter is tics   ar co m m o n l y   em p lo y ed   to   m an a g s y s tem   f r eq u e n cy   [ 4 ] - [ 8 ] .   Ho wev er ,   in   co n tr ast  to   v ast  in ter co n n ec ted   s y s tem ,   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 55 1 - 559   552   s y s tem   in er tia  o f   an   is o lated   m icr o g r id   is   s ig n if ican tly   lo w er .   C o n s eq u en tly ,   b ec a u s o f   g r o win g   p en etr atio n   o f   r en ewa b le  en e r g y   r eso u r c es,  p o wer   g en er atio n   m ay   e x p er ien ce   r a p id   f lu ctu atio n s .   Ho wev er ,   en er g y   s to r ag s y s tem s   ar lik el y   s o lu tio n   th at   ca n   co u n ter ac th ad v er s e f f ec ts   o f   r ed u ce d   i n er tia.   T h e   r eser v e   p o wer   in   th en e r g y   s to r ag d ev ices  h elp s   to   in cr ea s t h m icr o g r id   in er tia  lead in g   to   g r e ater   lo ad   f r eq u e n cy   s tab ilit y   [ 9 ] - [ 1 2 ] .   T h u s ,   to   r e aso n ab ly   co n tr o g r ea ter   s u r g cu r r en ts ,   a   h ig h - p o wer   d en s ity   s to r ag d ev ice   s u ch   as  f ly wh ee l   en er g y   s to r ag s u p er   ca p ac ito r   en er g y   s to r ag ca n   b e   u s ed   with   b att er y   en e r g y   s to r ag e   d ev ices.  Mo r eo v e r ,   th elec tr i ca v eh icle  wh en   in teg r ates  as  v eh icle - to - g r id   ( V2 G ) ,   b alan c es  th en er g y   f lo ws   [ 1 3 ]   an d   p r o v id es  f r eq u en cy   s u p p o r to   th g r id   [ 1 4 ] .   I n   th e s ci r cu m s tan ce s ,   th s tan d ar d   co n tr o tech n iq u es  m ay   n o b s u f f icien tly   co p e   as  with   th q u ick   s win g s   in   o u tp u p o wer   f r o m   r en ewa b le  en er g y   s o u r ce s ,   r esu ltin g   in   s ig n if ican an d   f r eq u e n d ev iatio n s   f r o m   th e   n o m in al  o p er atin g   f r eq u e n c y   p o in t.  Stan d a r d   p r o p o r tio n al - in te g r al  ( PI )   c o n tr o ller s   ar e   s im p le,   u s er - f r ien d ly ,   a n d   co s t - ef f ec tiv e.   No n e th eless ,   th eir   m ai n   d r awb ac k s   a r p o o r   d y n am ic   r esp o n s e,   lim ited   ac cu r ac y ,   a n d   ex ten d e d   s ettlin g   tim e.   T h er ef o r e,   it   is   cr u cial   to   in v esti g ate  an d   d e v elo p   th im p r o v e d   f r e q u en c y   co n t r o ller   u n its   in   s u ch   s itu atio n s .   T h ch o ice  o f   a n   ef f ec tiv e   co n tr o ller   is   cr itical  f ac to r   in   an aly zin g   th e   lo ad   f r eq u en cy   co n tr o o f   lar g p o wer   s y s tem   n etwo r k s ,   esp ec ially   with   th in te g r atio n   o f   r en ewa b le   an d   en er g y   s to r ag e   d ev ices.   I n tellig en co n tr o ller s   u tili zin g   o p tim izatio n   tech n i q u es  s u ch   as  m etah eu r is tic  ap p r o ac h es   lik p ar ticle  s war m   o p tim izatio n   ( PSO )   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] ,   teac h in g   lear n in g   [ 1 7 ] ,   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller s   [ 1 8 ] - [ 2 0 ]   m etah eu r is tic   ap p r o ac h es  lik g r ass h o p p er   o p tim izatio n   wer p r o p o s ed   f o r   f r eq u en cy   co n tr o [ 2 1 ] .   T h f r eq u en c y   d e v iatio n   o f   a   s tan d alo n e   m icr o g r id   was  m itig ated   with   a   d ee p   lea r n in g - b ased   m eth o d   em p lo y i n g   th e r m o s tatically   co n tr o lled   lo a d   m an a g em en [ 2 2 ] .   I t h as b ee n   s u g g ested   th at  lin ea r   q u ad r atic  r e g u lato r s   ar th o p tim al  co n tr o ller s   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] .   Ho wev er ,   th eir   im p lem en tatio n   r eq u ir es  k n o wled g e   o f   all  s y s tem   s tates  th r o u g h o u o p er atio n ,   wh ic h   ca n   b e   ch allen g i n g   in   co m p lex   p o wer   n etwo r k s   d u to   th e   lar g n u m b e r   o f   v ar i ab les  th at  in f lu en ce   p er f o r m an ce .   Ob s er v er - b ased   co n tr o is   b ec o m in g   m o r wi d ely   ac k n o wled g e d   as  r em ed y   f o r   th is   p r o b lem .   An   o b s er v er   esti m ates  th s y s tem ' s   v ar iab les,  an d   well - lik ed   s tate  esti m atio n   alg o r ith m ,   lik e   th Kalm a n   f ilter ,   ca n   b u s ed   to   esti m ate  th ese  v ar iab les  ef f icien tly   [ 2 5 ] .   Mo d el  p r ed ictiv c o n tr o ( MPC )   is   tech n iq u o f   o p tim al  co n tr o th at  s ee k s   to   m in im ize  a n   o b jectiv f u n ctio n   f o r   a   co n s tr ain ed   d y n a m ical  s y s tem   o v er   f in ite,   r e ce d in g   h o r izo n .   I is   r ap id ly   b ec o m i n g   a   v iab le   alt er n ativ f o r   m an ag i n g   v o ltag r eg u latio n ,   f r eq u en cy   co n t r o l,  p o wer   f l o w,   an d   o p tim izin g   ec o n o m ic  o p er ati o n s .   T h im p ac o f   p r ed ictiv co n tr o f o r   two   ar ea   s y s te m   f o r   s tan d al o n m icr o g r id   is   p r esen ted   [ 2 6 ] .   MPC   is   th in tellig en co n tr o ller   s u itab le  f o r   th r ap id   r esp o n s e,   r o b u s tn ess   ag ain s t lo ad   v ar iatio n s ,   an d   u n ce r tain ty   in   p a r am eter s   [ 2 7 ] - [ 3 0 ] .   T h p r im ar y   aim   o f   th is   s tu d y   is   to   ex am in th f r eq u e n cy   r esp o n s o f   m icr o g r i d   wh en   s u b jecte d   to   s u d d en   l o ad   p e r tu r b atio n s .   T h k ey   c o n tr ib u tio n   o f   th is   s tu d y   lies   in :   -   An aly s in g   th im p ac o f   en er g y   s to r ag d ev ices  o n   f r eq u e n cy   r eg u latio n   s u p p o r in   m icr o g r id ,   tak in g   in to   ac co u n t th s to ch asti b eh av io u r   o f   r e n ewa b le  en er g y   s o u r ce s .   -   Dev elo p in g   f r eq u e n cy   c o n t r o s y s tem   f o r   d am p in g   f r eq u en cy   o s cillatio n s   in   lo v o l tag m icr o g r i d s   u s in g   MPC   tech n iq u e,   wh ile  s im u ltan eo u s ly   esti m atin g   th s tates  o f   p ar am eter s   with   Kalm an   f ilter   ap p r o ac h .   T h e   r esu lts   o f   th is   s tu d y   h a v b ee n   v alid ated   ag ain s t tr ad itio n al  co n tr o ller s .   T h r em ai n in g   o f   th is   p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo ws:   s ec tio n   1   r e p r esen i n tr o d u ctio n ,   s ec tio n   2   p r esen ts   m o d ellin g   o f   m icr o g r id ,   s ec tio n   3   r e p r esen ts   th c o n tr o ller   d esig n ,   s ec tio n   4   s h o ws  th e   r esu lts   an d   f u r th er   lead s   to   d is cu s s io n ,   an d   f i n ally   th co n clu s io n .       2.   M O DE L   DE SCR I P T I O N   T h test   s y s tem   o f   th m icr o g r id   in   th is lan d ed   m o d co n s id er ed   in   th is   s tu d y   is   p r esen ted   in     Fig u r e   1.   Nu m er o u s   co m p o n e n ts   o f   m icr o g r id   m o d el   s u ch   a s   d iesel  en g in e ,   b atter y   e n er g y   s to r ag e,   f l y wh ee l   en er g y   s to r ag s y s tem ,   s o lar ,   an d   win d   tu r b i n es  ar co n s id er ed   f o r   th is   s tu d y   [ 3 1 ].   T h in cr em en tal  p o wer   f r eq u e n cy   d y n am ics  o f   th m i cr o g r id   wh ic h   s er v es  an   ar ea   with   ch an g in   lo ad   d em an d   r ep r esen ted   as  ∆PL .   T h s u r p l u s   p o wer   ∆Pm - ∆PL   is   ac co u n ted   f o r ,   b y   in c r ea s in g   th e   r ate  o f   r is o f   k in etic  en er g y   a n d   in cr ea s e d   lo ad   co n s u m p tio n   wh ic h   is   ex p r ess ed   b y   ( 1 )   r esp ec tiv ely .     = 2        +     ( 1 )     W h er ∆Pm   is   th ch an g in   m icr o g r id   p o wer   wh ich   co n s is o f   s u m   o f   th p o wer s   o f   all  th d is tr ib u ted   en er g y   s o u r ce s   an d   s to r a g d e v ice  co n n ec ted   to   s y s tem ;   is   th d am p in g   c o n s tan wh ich   r ep r esen ts   th r atio   o f   p er ce n ta g ch an g in   th l o ad   to   th at  o f   p er ce n tag c h a n g in   th f r e q u en c y   in   p er   u n it  MW/Hz ;   an d   r ep r esen th i n er tia  co n s tan o f   th r o tatin g   m ass es.  T h v ar io u s   d is tr ib u ted   en er g y   r eso u r ce s   co n n ec ted   to   th m icr o g r id   ar e   r ep r esen ted   b y   th eir   r esp ec tiv tr an s f er   f u n ctio n   [ 3 2 ] ,   [ 3 3 ]   as in d icate d   in   Fig u r 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Mo d el  p r ed ictive  co n tr o l b a s e d   fr eq u en cy   r eg u l a tio n   o f m icr o g r id   w ith   in teg r a tio n   o   ( S a r b jeet  K a u r )   553       Fig u r 1 .   Mic r o g r id   s tr u ct u r e           Fig u r 2 .   B lo ck   d iag r am   o f   m i cr o g r id       3.   M E T H O DS F O F RE Q U E NCY  CO NT RO L   T h p u r p o s o f   l o ad   f r eq u en c y   co n t r o is   to   m ain tain   t h f r eq u en cy   with in   ac ce p tab le  li m its   wh ile   s u b jectin g   d is tu r b an ce   in   l o ad .   T h co n v en tio n al  tech n iq u es   lik d r o o p   co n tr o l,  tie  lin co n tr o is   in ef f ec tiv e.   An   ef f icien co n tr o ller   is   cr u c ial  f o r   s u cc ess f u f r eq u e n cy   r eg u latio n   as  its   p r im ar y   f u n ct io n   is   to   r ed u ce   th e   er r o r   s ig n al  s o   th at  th f r eq u e n cy   d ev iatio n   b e co m es  clo s to   ze r o   an d   th f r e q u en c y   o f   th s y s tem   r etu r n s   clo s to   th n o m in al  v alu in   t h s p ec if ied   tim wh ich   is   p o s s ib le  with   th in tellig en t c o n tr o ller s   s u ch   as M P C   an d   p r o p o r tio n al  in teg r al  tu n e d   with   ad ap tiv n eu r o   f u zz y   in f er en ce   s y s tem   ( ANFI S ) .     3 . 1 .    P I   co ntr o ller   T h PI  co n tr o ller   is   p r o p o r t io n al  in teg r als  co n tr o in   wh ich   th co n tr o s ig n al  is   p r o p o r tio n al  to   b o th   th er r o r   s ig n al  an d   th i n teg r al T h m at h em atica r ep r esen tatio n   f o r   th p r o p o r tio n a l - in teg r al  co n tr o ller   is   as  ( 2 ) .     ( ) =  +  ( )      ( 2 )     T h r esp o n s o f   th e   PI  is   b etter   as  co m p ar e d   to   t h p r o p o r tio n al  an d   in teg r al  c o n tr o u s ed   s ep ar ately .   Alth o u g h   its   r esp o n s is   s lu g g is h   b u it  ca n   b en h a n ce d   if   i is   tu n ed   with   n eu r al  n etwo r k s ,   f u zz y   n etwo r k s ,   an d   ev en   lin ea r izin g   th m o d el  b ased   o n   th tr ial  an d   er r o r   m eth o d ,   Z eig ler   - Nich o las  m eth o d ,   an d   p ar ticle  s war m - b ased   ap p r o ac h   [ 3 2 ] .     3 . 2 .     P I   t un ed  wit h AN F I S   ANFI o f f er s   th ab ilit y   to   co m b in th m er its   o f   n eu r al  n et wo r k   an d   f u zz y   in f e r en ce   s y s tem s   in to   s in g le  f r am ewo r k .   Ad a p tiv n eu r o   f u zz y   in f er en ce   s y s tem   is   b ased   o n   th s et  o f   f u zz y   if   an d   th en   r u le  th at   m o d if ies   its   s tr u ctu r in   r esp o n s to   in f o r m atio n   o r   d ata  p r e s en ted   d u r in g   th lear n in g   p h a s e,   wh eth er   in ter n al   o r   e x ter n al.   T h e   ANFI was  f ed   with   t h d esire d   o r   tar g et  r esp o n s e.   T h e   d is cr ep a n cy   b et wee n   th e   p r ef e r r ed   r esp o n s an d   t h s y s tem   o u t p u r esu lts   in   an   er r o r .   T h s y s tem   is   th en   u p d ated   with   th is   er r o r ,   a n d   th e   p ar am eter s   ar e   lo g ically   c h an g ed   u n til  t h s y s tem   p er f o r m a n ce   is   d ee m ed   ac ce p tab le,   th is   p r o ce s s   is   r ep ea ted .   T h ANFI S c an   b tr ain e d   u s in g   d if f er en t o p tim izatio n   m eth o d s   [ 3 3 ] - [ 3 5 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 55 1 - 559   554   3 . 3 .     P r o po s ed  m o del pre dict iv co ntr o ller   T h m o d el  p r ed ictiv c o n tr o ll er   is   m u ltiv ar iab le  c o n tr o l   s y s tem   th at  s im u ltan eo u s ly   r eg u lates  th e   o u tp u t   b y   co n s id er i n g   all   in ter ac tio n s   b etwe en   s y s tem   v ar ia b les  wh ile  s im u ltan eo u s ly   g r a p p lin g   with   s y s tem   co n s tr ain ts .   T h is   ty p o f   co n tr o ller   is   p ar ticu lar ly   u s ef u in   s itu atio n s   in   wh ich   h ig h   lev el  o f   p r ec is io n   a n d   ad ap tab ilit y   is   r eq u ir ed .   B y   co n s id er in g   th e   r elatio n s h ip s   b et wee n   all  r elev a n v ar ia b les,  th m o d el   p r ed ictiv e   co n tr o ller   is   ab le  to   m ak m o r in f o r m ed   d ec is io n s   an d   ac h iev m o r ac cu r ate  r esu lts   wh ich   ar g en er ally   d if f icu lt  to   co n tr o u s in g   co n v en tio n al  tech n iq u es.  T h e r a r s ev er al  v ar iatio n s   o f   th M PC   tech n iq u e ,   with   th e   m ain   d if f er e n ce   b ein g   h o th o b jectiv f u n ctio n   ca n   b f o r m u lated   o r   h o s y s tem   m o d el  is   o b tain ed .   Nev er th eless ,   all  th ese  s tr ate g ies  u tili ze   s y s tem   m o d el  f o r   g en er atin g   co n tr o s ig n al   to   m in im ize  th o b jectiv f u n ctio n   [ 3 6 ] ,   [ 3 7 ] .   T h s tr u ctu r o f   m o d el  p r e d ictiv co n tr o l is sh o wn   in   Fig u r 3 .           Fig u r 3 .   Mo d el  p r e d ictiv co n tr o l       T h s tates  o f   th s y s tem   h ad   b ee n   esti m ated   b ased   o n   th o b s er v er - b ased   c o n tr o a p p r o ac h   Kalm an   f ilter .   T h e   Kalm an   f ilter   is   an   iter ativ p r o ce s s   f o r   esti m atin g   th s tate  o f   th s y s tem   wh en   in p u ts   ar u n ce r tain   an d   its   q u ick ly   esti m ates  th tr u v alu es.  I is   a   r ec u r s iv m eth o d   th at  u s es  s y s tem   p r io r   s tate   m ea s u r em en ts   an d   co n tr o l   in p u ts   to   esti m ate  th e   p r esen t   s y s tem   s tate  [ 3 8 ] .   T h s tate  s p ac e   r ep r esen tatio n   an d   o b jectiv f u n ctio n   wh ich   is   co m b in atio n   o f   th lin ea r   q u ad r atic  an d   th Kalm a n   f ilter in g   ap p r o ac h   is   r ep r esen ted   b y   ( 3 ) - ( 6 ) .     ̇ =   ( ) +   ( ) +    ( 3 )     W h er r ep r esen ts   th d if f er en ce   b etwe en   th ch an g in   p o wer   d u to   en er g y   s to r ag d ev ices  an d   lo ad   d em an d   a n d   u ( t)   r ep r esen ts   th in p u co n tr o s ig n al.   is   s tate  m atr ix ,   C   is   co n tr o o u t p u t v ec to r ,   an d   B   an d   D   ar co ef f icien t   m atr ix .     ( ) = =   ( )   ( 4 )     ( 1 , 2 ,  ) = [ 2 = 1 ( + , ) ]   2     + 1 1 ( + 1 ) 2   + 2 2 ( + 1 ) 2      = 0  = 0   ( 5 )     1   an d   2   ar th weig h in g   f ac to r ;   N1   an d   N2   ar e   th m in i m u m   an d   m a x im u m   co s tin g   h o r izo n ;   Nc  r ep r esen ts   th e   co n tr o h o r izo n ;   1   an d   2     ar t h c o n tr o l   s ig n a ls   to   th e   DG  an d   f u el  ce ll ,   r e s p ec tiv ely an d   w( t+j)   r ep r esen ts   th r ef er en ce   o v er   th f u tu r h o r izo n   N .   C o n tr o s ig n al  co n s tr ain ts   f o r   th o u t p u ar e   ad d e d   to   t h o b jectiv f u n ctio n T h ese  co n s tr ain ts   ar e   r ep r esen ted   b y   ( 7 )   to   ( 9 ).     ( + )    ( 6 )     ( + )    ( 7 )     W h er e :   ( ) = ( 1 ) + ( )     ( + 1 ) = ( 1 ) + ( ) + ( + 1 )   (8 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Mo d el  p r ed ictive  co n tr o l b a s e d   fr eq u en cy   r eg u l a tio n   o f m icr o g r id   w ith   in teg r a tio n   o   ( S a r b jeet  K a u r )   555   So lu tio n   o f   th o b jectiv f u n ctio n   ( 5 )   g i v es  th o p tim al  r esu lt  o v er   th h o r iz o n   wh i le  s u b jecte d   to   th co n s tr ain ts   s p ec if ied   b y   ( 6 )   a n d   ( 7 ) .   T h p e r f o r m an ce   i n d e x   o f   th f r eq u e n cy   c h an g es  w h ich   is   in teg r al  tim e   s q u ar o f   t h er r o r   in   t h f r e q u en cy   s ig n al  ca n   b e x p r ess ed   b y   ( 9 ) ,   wh ic h   d eter m in es  th e   ef f ec tiv en ess   o f   th co n tr o ller .   T h d etailed   s tep   b y   s tep   alg o r ith m   o f   MPC   is   d ep icted   th r o u g h   Fig u r 4 .     = | | 2 0    ( 9 )           Fig u r 4 .   Flo wch ar o f   MPC   co n tr o ller       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h m icr o g r id   d ep icted   i n   Fig u r e   1   was  d ev elo p ed   u s in g   MA T L AB   Simu lin k   2 0 2 2 .   T h n atu r o f   th win d   an d   s o lar   en er g y   p r o f iles   was   as s u m ed   to   b s to ch asti c,   wh er ea s   th v ar iatio n   in   lo ad   d em an d   was  r eg ar d e d   as  s tep   ch an g wit h   an   am p litu d o f   1   p . u .   T h p ar am eter s   o f   d is tr ib u ted   en er g y   r eso u r ce s   f o r   th e   m icr o g r id   d esig n   ar d e p icted   in   T ab le  1 .   Fig u r 5   illu s tr ates  th PV  o u tp u t,  win d   p o wer   f lu ctu atio n s ,   an d   lo ad   d em a n d   d is r u p tio n .   T h f r eq u en cy   r esp o n s o f   t h m icr o g r id   was  an aly ze d   with   an d   with o u en e r g y   s to r ag d ev ices   eq u ip p e d   with   PI  co n tr o ller s   s h o wn   in   F ig u r 6 ( a) .   T h r esp o n s f r o m   t h f ig u r in d icate s   th at  th f r eq u en cy   d ev iatio n   o v er s h o o an d   u n d e r s h o o ar e   m o r p r o n o u n ce d   wh en   th e   b atter y   an d   f ly wh ee en er g y   s to r ag e   ar e   n o co n s id er e d ,   an d   th s y s tem ' s   r esp o n s is   s lo wer   o win g   to   its   lo n g er   s ettlin g   tim e.   H o wev er ,   th r esu lts   s h o th at  th e   in c o r p o r atio n   o f   e n er g y   s to r ag e   d e v ices  in   m icr o g r id   p r o v id es  th e   f r e q u en cy   s u p p o r a n d   im p r o v es  th r esp o n s e .   Fu r th e r m o r e,   Fig u r e   6 ( b )   p r esen ts   co m p ar ativ an al y s is   o f   th f r eq u en cy   d ev iatio n   u s in g   co n tr o ller   PI,   PI  ad ju s t ed   with   ANFI S,  an d   m o d el  p r ed ictiv co n tr o wh ile  in co r p o r atin g   th b atter y   en er g y   s to r a g s y s tem   ( B E SS )   an d   f ly w h ee en er g y   s to r a g s y s tem   ( FESS )   wh ich   clea r ly   d ep icts   th at  th e   m o d el  p r ed ictiv c o n tr o ller   o u ts h in es  th co n v en tio n al   PI  co n tr o ller   a n d   PI   tu n e d   - ANFI S.  I n   co m p ar is o n ,   th e   PI  co n tr o ller   with o u tu n i n g   ex h ib its   p o o r   r esp o n s e,   as  in d icate d   b y   its   lar g e r   o s cillati o n s   in   th f r eq u e n cy   r esp o n s in   Fig u r 6 ( b ) .   Fo r   PI  co n tr o ller ,   t h tr an s ien t tim is   r elativ ely   lar g er   wh ich   s h o ws its   p o o r   r esp o n s as it ta k es a p p r o x im ately   7 . 2   s ec o n d s   to   s ettle  d o wn   t o   s tead y   s tate.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 55 1 - 559   556   T ab le  1 .   Data   f o r   th d is tr ib u ted   en er g y   r eso u r ce s   P a r a me t e r   W TG   PV   FC   DG   B ESS   F ESS   LO A D   R a t e d   p o w e r   ( kW )   1 0 0   30   70   1 6 0   45   45   2 1 0       ( a)     ( b )     ( c)       Fig u r 5 .   Per   u n it v ar iatio n   in   s o lar ,   win d ,   an d   lo ad   d em an d :   ( a)   s to ch asti v ar iatio n   o f   s o l ar ,   ( b )   v ar iatio n   in   win d   o u tp u t ,   an d   ( c)   s tep   c h an g in   lo ad           ( a)   ( b )     Fig u r 6 .   Fre q u en cy   r esp o n s e :   ( a)   ef f ec o f   en e r g y   s to r ag e   an d   ( b )   p er f o r m an ce   with   d if f e r e n co n tr o ller s       T h r esp o n s o f   t h PI  co n tr o l ler   is   en h an ce d   wh en   it  is   tr ain ed   u s in g   ANFI as  its   s tead y   s tate  er r o r   r ed u ce s   an d   th e   tr an s ien tim e   r ed u ce s   t o   ab o u 3   s ec o n d s .   T h p ar a m eter s   s elec ted   f o r   t h ANFI S - b ased   PI   ar lis ted   in   T a b le  2 .   T h e   v ar i atio n   in   t r ain in g   er r o r   with   m a x im u m   e p o ch s   a n d   test in g   o f   o u tp u v er s u s   in p u is   r ep r esen ted   in   Fig u r e   7 .   Alth o u g h   PI   tu n ed   with   ANFI r ep r esen ts   s m aller   tr an s ien tim b u th e   d ev iatio n   in   f r eq u en cy   is   n o co m p letely   elim in ate d .   Mo r eo v er ,   tr ain i n g   with   n e u r al  n etwo r k s   h as  ce r tain   lim itatio n s ,   lik c h o o s in g   ap p r o p r iate  m em b er s h ip   f u n c tio n s ,   d im en s io n ality   is s u es ,   wh ich   ca n   s o m etim es  af f ec t   t h p e r f o r m an ce .   I n   co n tr ast,  th MPC   r esu lts   in   alm o s ze r o   f r eq u e n cy   d ev iat io n   an d   th e   o s cillatio n s   in   f r eq u en cy   d ev iatio n   r esp o n s tak m u ch   less   tim e   to   s ettle  d o wn   to   its   n o m i n a v alu af ter   ex p e r ien cin g   s tep   ch an g in   l o ad   d em an d ,   it  h as  less   tr an s ien tim less   th an   as  co m p ar ed   to   o th er   co n t r o ller s   as  d ep icted   in   F ig u r 6 ( b ) ,   it   d am p en s   th o s cillatio n s   q u ick ly   an d   t h f r e q u en c y   s ettles  to   n o m in al  v al u o f   5 0   Hz   with in   ac ce p tab le   tim ef r am e.   T h co m p ar ativ r esu lts   with   th ex is tin g   liter atu r b ased   o n   m eth o d s   u s in g   s o u r ce s   o f   en e r g y   in teg r atio n   an d   p e r f o r m an ce   i n d ex   p a r am eter s   ar d ep icted   in   T ab le  3 ,   w h ich   s h o ws  th e f f ec tiv en ess   o f   th e   p r o p o s ed   wo r k .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Mo d el  p r ed ictive  co n tr o l b a s e d   fr eq u en cy   r eg u l a tio n   o f m icr o g r id   w ith   in teg r a tio n   o   ( S a r b jeet  K a u r )   557   T ab le  2 .   ANFI p ar am eter s   S . N o   P a r a me t e r s   M e m b e r s h i p   f u n c t i o n   Tr i a n g u l a r   F u z z y   r u l e s   10   N o d e s   44   Tr a i n i n g   sam p l e   1 3 8 9   M a x i m u m   e p o c h   50       T ab le  3 .   C o m p a r is o n   with   th r elate d   wo r k   R e f e r e n c e   C o n f i g u r a t i o n   S o u r c e o f   e n e r g y   M e t h o d   u se d   P e r f o r ma n c e   i n d e x   [ 3 1 ]   A C   mi c r o g r i d   M i c r o t u r b i n e ,   P V ,   F C ,   B ESS ,   F ESS ,   C H P   PSO - f u z z y   0 . 0 0 0 1 5   [ 3 0 ]   I sl a n d e d   m i c r o g r i d   W T,   P V ,   D G ,   A E,   F C ,   B ESS ,   F ESS   PSO - M P C   0 . 0 0 0 1 2 7 4   [ 3 9 ]   A C   mi c r o g r i d   D G ,   F C ,   B ESS ,   F ESS ,   W T   PSO - A B C   0 . 0 0 0 1 1   [ 4 0 ]   S t a n d a l o n e   m i c r o g r i d   DG,   F ESS ,   B ESS ,   FC   GA   0 . 0 0 0 1 8   [ 4 1 ]   H y b r i d   n e t w o r k   D G ,   W TG   Q O H S A   0 . 0 0 0 1 5 3   P r o p o se d   w o r k   I sl a n d e d   mi c r o g r i d   D G ,   F C ,   B ESS ,   F ESS ,   P V ,   W T   KF - M P C   0 . 0 0 0 1 2         Fig u r 7 .   ANFI S r esu lts :   ( a)   tr ain in g   er r o r   an d   ( b )   FIS  o u tp u t       5.   CO NCLU SI O N   I n   th is   s tu d y ,   th d y n a m ic  b eh av io r   o f   th m icr o g r id   was  an aly ze d   with   d if f e r en ty p es  o f   co n tr o ller s   w h ile  s im u ltan eo u s ly   co n s id er in g   th v ar iab le  n atu r o f   r en ewa b le  en er g y   s o u r ce s   an d   in co r p o r atin g   th e   en er g y   s to r a g d ev ices  lik b atter y   en er g y   s to r ag an d   f ly wh ee en er g y   s to r a g e .   T h in teg r atio n   o f   e n er g y   s to r ag d ev ices  p lay s   v ital  r o le  in   ad d r ess in g   th lo in er tia  is s u r esu ltin g   f r o m   th u tili za tio n   o f   r en ewa b le  en er g y   s o u r ce s .   H o wev er ,   s elec tin g   an   ef f icien t   co n tr o ller   is   o f   p ar a m o u n im p o r tan ce .   I n   t h is   r eg ar d ,   th e   m o d el  p r ed ictiv e   co n tr o ller   ( MPC )   o f f er s   an   o p tim al  s o lu tio n ,   an d   t h Ka lm an   f ilter   f u r t h er   en h an ce s   th p er f o r m a n ce   o f   t h MPC   co n tr o ller   b y   p r o m p tl y   esti m atin g   its   s tate   v ec to r .   T h p er f o r m an ce   o f   th m icr o g r id   with   th Kalm a n   f ilter - b ased   MPC   o u tp er f o r m s   b o th   PI  an d   PI  tr ain ed   with   ANFI S.       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       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   Sar b jeet  K au r                                 Su r b h i G u p ta                                  C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n           ( a)   ( b )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g ,   Vo l.  14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 55 1 - 559   558   CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in ter est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h au th o r s   c o n f i r m   t h at  th d ata   s u p p o r ti n g   t h e   f i n d in g s   o f   t h is   s t u d y   a r e   a v a ila b l wit h i n   t h e   a r ti cle .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   O .   P a l i z b a n   a n d   K .   K a u h a n i e m i ,   H i e r a r c h i c a l   c o n t r o l   st r u c t u r e   i n   mi c r o g r i d w i t h   d i s t r i b u t e d   g e n e r a t i o n :   I sl a n d   a n d   g r i d - c o n n e c t e d   m o d e ,   R e n e w a b l e   a n d   S u s t a i n a b l e   E n e r g y   Re v i e w s ,   v o l .   4 4 ,   p p .   7 9 7 8 1 3 ,   A p r .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r s e r . 2 0 1 5 . 0 1 . 0 0 8 .   [ 2 ]   H .   B e v r a n i ,   M .   R .   F e i z i ,   a n d   S .   A t a e e ,   R o b u s t   f r e q u e n c y   c o n t r o l   i n   a n   i sl a n d e d   mi c r o g r i d :   H   a n d   μ - sy n t h e si a p p r o a c h e s,   I EEE  T r a n s a c t i o n o n   S m a rt   G ri d ,   p p .   1 1 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TSG . 2 0 1 5 . 2 4 4 6 9 8 4 .   [ 3 ]   J.  Y a n g ,   Z .   Z e n g ,   Y .   Ta n g ,   J .   Y a n ,   H .   H e ,   a n d   Y .   W u ,   Lo a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   i n   i s o l a t e d   mi c r o - g r i d w i t h   e l e c t r i c a l   v e h i c l e s   b a s e d   o n   m u l t i v a r i a b l e   g e n e r a l i z e d   p r e d i c t i v e   t h e o r y ,   E n e r g i e s ,   v o l .   8 ,   n o .   3 ,   p p .   2 1 4 5 2 1 6 4 ,   M a r .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 8 0 3 2 1 4 5 .   [ 4 ]   K .   S .   R a j e sh ,   S .   S .   D a s h ,   R .   R a j a g o p a l ,   a n d   R .   S r i d h a r ,   A   r e v i e w   o n   c o n t r o l   o f   a c   m i c r o g r i d ,   Re n e w a b l e   a n d   S u st a i n a b l e   E n e r g y   Re v i e w s ,   v o l .   7 1 ,   p p .   8 1 4 8 1 9 ,   M a y   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r ser. 2 0 1 6 . 1 2 . 1 0 6 .   [ 5 ]   H .   J.   Le e ,   J.   B .   P a r k ,   a n d   Y .   H .   Jo o ,   R o b u st   l o a d - f r e q u e n c y   c o n t r o l   f o r   u n c e r t a i n   n o n l i n e a r   p o w e r   s y s t e m s:   A   f u z z y   l o g i c   a p p r o a c h ,   I n f o rm a t i o n   S c i e n c e s ,   v o l .   1 7 6 ,   n o .   2 3 ,   p p .   3 5 2 0 3 5 3 7 ,   D e c .   2 0 0 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i n s . 2 0 0 6 . 0 1 . 0 0 3 .   [ 6 ]   H .   H .   A l h e l o u ,   M . - E .   H a me d a n i - G o l sh a n ,   R .   Za m a n i ,   E .   H e y d a r i a n - F o r u sh a n i ,   a n d   P .   S i a n o ,   C h a l l e n g e a n d   o p p o r t u n i t i e s   o f   l o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   i n   c o n v e n t i o n a l ,   m o d e r n   a n d   f u t u r e   smar t   p o w e r   s y s t e ms :   a   c o m p r e h e n si v e   r e v i e w ,   E n e r g i e s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 0 ,   p .   2 4 9 7 ,   S e p .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 1 1 0 2 4 9 7 .   [ 7 ]   M .   R a n j a n   a n d   R .   S h a n k a r ,   A   l i t e r a t u r e   su r v e y   o n   l o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   c o n si d e r i n g   r e n e w a b l e   e n e r g y   i n t e g r a t i o n   i n   p o w e r   sy st e m:   R e c e n t   t r e n d a n d   f u t u r e   p r o sp e c t s,   J o u rn a l   o f   E n e r g y   S t o r a g e ,   v o l .   4 5 ,   p .   1 0 3 7 1 7 ,   Jan .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e s t . 2 0 2 1 . 1 0 3 7 1 7 .   [ 8 ]   I .   A .   K h a n ,   H .   M o k h l i s,  N .   N .   M a n s o r ,   H .   A .   I l l i a s,  L.   Jam i l a t u l   A w a l i n ,   a n d   L.   W a n g ,   N e w   t r e n d a n d   f u t u r e   d i r e c t i o n i n   l o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   a n d   f l e x i b l e   p o w e r   sy s t e m :   A   c o m p r e h e n si v e   r e v i e w ,   Al e x a n d ri a   E n g i n e e ri n g   J o u r n a l ,   v o l .   7 1 ,   p p .   2 6 3 3 0 8 ,   M a y   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e j . 2 0 2 3 . 0 3 . 0 4 0 .   [ 9 ]   M .   R .   K h a l g h a n i ,   M .   H .   K h o o b a n ,   E.   M a h b o u b i - M o g h a d d a m ,   N .   V a f a man d ,   a n d   M .   G o o d a r z i ,   A   se l f - t u n i n g   l o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   s t r a t e g y   f o r   mi c r o g r i d s:   H u m a n   b r a i n   e mo t i o n a l   l e a r n i n g ,   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   Po w e &   En e r g y   S y st e m s v o l .   7 5 ,   p p .   3 1 1 3 1 9 ,   F e b .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s. 2 0 1 5 . 0 8 . 0 2 6 .   [ 1 0 ]   M .   W .   S i t i ,   N .   T .   M b u n g u ,   D .   H .   T u n g a d i o ,   B .   B .   B a n z a ,   a n d   L.   N g o m a ,   A p p l i c a t i o n   o f   l o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   m e t h o d   t o   a   mu l t i - m i c r o g r i d   w i t h   e n e r g y   st o r a g e   s y s t e m,   J o u r n a l   o f   En e rg y   S t o r a g e ,   v o l .   5 2 ,   p .   1 0 4 6 2 9 ,   A u g .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e s t . 2 0 2 2 . 1 0 4 6 2 9 .   [ 1 1 ]   M .   A l a e t   a l . ,   F r e q u e n c y   st a b i l i z a t i o n   o f   A C   m i c r o g r i d   c l u st e r s:   A n   e f f i c i e n t   f r a c t i o n a l   o r d e r   su p e r c a p a c i t o r   c o n t r o l l e r   a p p r o a c h ,   E n e r g i e s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 4 ,   p .   5 1 7 9 ,   Ju l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 5 1 4 5 1 7 9 .   [ 1 2 ]   H .   H .   C o b a n ,   A .   R e h m a n ,   a n d   M .   M o u s a ,   L o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   o f   mi c r o g r i d   sy s t e m   b y   b a t t e r y   a n d   p u mp e d - h y d r o   e n e r g y   st o r a g e ,   W a t e r ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 1 ,   p .   1 8 1 8 ,   J u n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / w 1 4 1 1 1 8 1 8 .   [ 1 3 ]   H .   C o b a n ,   W .   Le w i c k i ,   E .   S e n d e k - M a t y si a k ,   Z.   Ł o si e w i c z ,   W .   D r o ż d ż ,   a n d   R .   M i ś k i e w i c z ,   E l e c t r i c   v e h i c l e a n d   v e h i c l e g r i d   i n t e r a c t i o n   i n   t h e   T u r k i sh   e l e c t r i c i t y   s y st e m,”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   2 1 ,   p .   8 2 1 8 ,   N o v .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 5 2 1 8 2 1 8 .   [ 1 4 ]   Y .   Ta n g ,   J.  Y a n g ,   J .   Y a n ,   a n d   H .   H e ,   I n t e l l i g e n t   l o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l l e r   u s i n g   G r A D P   f o r   i s l a n d   smar t   g r i d   w i t h   e l e c t r i c   v e h i c l e s a n d   r e n e w a b l e   r e so u r c e s,”   N e u r o c o m p u t i n g ,   v o l .   1 7 0 ,   p p .   4 0 6 4 1 6 ,   D e c .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u c o m . 2 0 1 5 . 0 4 . 0 9 2 .   [ 1 5 ]   B .   K .   S a h u ,   S .   P a t i ,   a n d   S .   P a n d a ,   H y b r i d   d i f f e r e n t i a l   e v o l u t i o n   p a r t i c l e   sw a r m   o p t i m i sa t i o n   o p t i mi s e d   f u z z y   p r o p o r t i o n a l i n t e g r a l   d e r i v a t i v e   c o n t r o l l e r   f o r   a u t o mat i c   g e n e r a t i o n   c o n t r o l   o f   i n t e r c o n n e c t e d   p o w e r   sy s t e m ,   I ET  G e n e r a t i o n ,   T ra n sm i ss i o n   &   D i st ri b u t i o n ,   v o l .   8 ,   n o .   1 1 ,   p p .   1 7 8 9 1 8 0 0 ,   N o v .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - g t d . 2 0 1 4 . 0 0 9 7 .   [ 1 6 ]   S .   K .   P a n d e y ,   S .   R .   M o h a n t y ,   N .   K i sh o r ,   a n d   J.  P .   S .   C a t a l ã o ,   F r e q u e n c y   r e g u l a t i o n   i n   h y b r i d   p o w e r   s y st e ms  u si n g   p a r t i c l e   sw a r o p t i mi z a t i o n   a n d   l i n e a r   ma t r i x   i n e q u a l i t i e s   b a se d   r o b u st   c o n t r o l l e r   d e s i g n ,   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   Po w e r   &   En e r g y   S y st e m s ,   v o l .   6 3 ,   p p .   8 8 7 9 0 0 ,   D e c .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s. 2 0 1 4 . 0 6 . 0 6 2 .   [ 1 7 ]   A .   K .   B a r i sa l ,   C o m p a r a t i v e   p e r f o r ma n c e   a n a l y s i o f   t e a c h i n g   l e a r n i n g   b a se d   o p t i m i z a t i o n   f o r   a u t o ma t i c   l o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   o f   mu l t i - s o u r c e   p o w e r   s y st e ms,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t ri c a l   Po w e &   En e rg y   S y s t e m s ,   v o l .   6 6 ,   p p .   6 7 7 7 ,   M a r .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s. 2 0 1 4 . 1 0 . 0 1 9 .   [ 1 8 ]   C .   M u ,   Y .   Z h a n g ,   H .   J i a ,   a n d   H .   H e ,   E n e r g y - s t o r a g e - b a s e d   i n t e l l i g e n t   f r e q u e n c y   c o n t r o l   o f   m i c r o g r i d   w i t h   st o c h a s t i c   mo d e l   u n c e r t a i n t i e s ,   I EEE  T r a n sa c t i o n s   o n   S m a r t   G ri d ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 4 8 1 7 5 8 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TSG . 2 0 1 9 . 2 9 4 2 7 7 0 .   [ 1 9 ]   A .   N a d e r i p o u r ,   Z.   A b d u l - M a l e k ,   I .   F .   D a v o o d k h a n i ,   H .   K a my a b ,   a n d   R .   R .   A l i ,   Lo a d - f r e q u e n c y   c o n t r o l   i n   a n   i s l a n d e d   mi c r o g r i d   P V / W T/ F C / ESS   u s i n g   a n   o p t i m a l   se l f - t u n i n g   f r a c t i o n a l - o r d e r   f u z z y   c o n t r o l l e r ,   En v i r o n m e n t a l   S c i e n c e   a n d   P o l l u t i o n   R e se a rc h v o l .   3 0 ,   n o .   2 8 ,   p p .   7 1 6 7 7 7 1 6 8 8 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 1 3 5 6 - 0 2 1 - 1 4 7 9 9 - 1.   [ 2 0 ]   A .   A n n a mr a j u   a n d   S .   N a n d i r a j u ,   R o b u s t   f r e q u e n c y   c o n t r o l   i n   a   r e n e w a b l e   p e n e t r a t e d   p o w e r   s y s t e m :   a n   a d a p t i v e   f r a c t i o n a l   o r d e r - f u z z y   a p p r o a c h ,   Pro t e c t i o n   a n d   C o n t ro l   o f   M o d e rn   Po w e r S y s t e m s ,   v o l .   4 ,   n o .   3 ,   p p .   1 1 5 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 1 6 0 1 - 0 1 9 - 0 1 3 0 - 8.   [ 2 1 ]   S .   G o u r a n - O r i m i   a n d   A .   G h a se mi - M a r z b a l i ,   L o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   o f   m u l t i - a r e a   m u l t i - so u r c e   sy s t e m   w i t h   n o n l i n e a r   st r u c t u r e s   u si n g   m o d i f i e d   g r a ss h o p p e r   o p t i mi z a t i o n   a l g o r i t h m,   Ap p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g ,   v o l .   1 3 7 ,   p .   1 1 0 1 3 5 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a s o c . 2 0 2 3 . 1 1 0 1 3 5 .   [ 2 2 ]   S .   C h a k r a b o r t y ,   S .   K a r ,   a n d   S .   R .   S a man t a r a y ,   H i e r a r c h i c a l   d u a l   l o o p   v o l t a g e   a n d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   i n   s t a n d   a l o n e   mi c r o g r i d   w i t h   p r i o r i t y   b a s e d   i n t e l l i g e n t   l o a d   ma n a g e me n t ,   El e c t ri c   Po w e r   S y s t e m R e se a rc h ,   v o l .   2 2 0 ,   p .   1 0 9 3 3 9 ,   J u l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e p sr . 2 0 2 3 . 1 0 9 3 3 9 .   [ 2 3 ]   V .   V .   G a u t a m ,   R .   L o k a ,   a n d   A .   M .   P a r i mi ,   C u b a t u r e   K a l ma n   f i l t e r   a n d   l i n e a r   q u a d r a t i c   r e g u l a t o r   f o r   l o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l ,   El e c t r i c   Po w e r   S y st e m s R e se a rc h ,   v o l .   2 2 2 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e p sr . 2 0 2 3 . 1 0 9 5 0 9 .   [ 2 4 ]   U .   M a r k o v i c ,   Z.   C h u ,   P .   A r i s t i d o u ,   a n d   G .   H u g ,   F a st   f r e q u e n c y   c o n t r o l   sch e me  t h r o u g h   a d a p t i v e   v i r t u a l   i n e r t i a   e mu l a t i o n ,   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n n o v a t i v e   S m a rt   G r i d   T e c h n o l o g i e s,  I S G T   Asi a   2 0 1 8 ,   p p .   7 8 7 7 9 2 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S G T - A si a . 2 0 1 8 . 8 4 6 7 9 2 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       Mo d el  p r ed ictive  co n tr o l b a s e d   fr eq u en cy   r eg u l a tio n   o f m icr o g r id   w ith   in teg r a tio n   o   ( S a r b jeet  K a u r )   559   [ 2 5 ]   S .   H .   S h a h a l a m i   a n d   D .   F a r s i ,   A n a l y si s   o f   l o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   i n   a   r e st r u c t u r e d   m u l t i - a r e a   p o w e r   sy s t e m   w i t h   t h e   K a l ma n   f i l t e r   a n d   t h e   LQ R   c o n t r o l l e r ,   A EU   -   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r o n i c a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   8 6 ,   p p .   2 5 4 6 ,   M a r .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e u e . 2 0 1 8 . 0 1 . 0 1 1 .   [ 2 6 ]   P .   A .   G b a d e g a   a n d   A .   K .   S a h a ,   L o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   o f   a   t w o - a r e a   p o w e r   s y st e w i t h   a   st a n d - a l o n e   mi c r o g r i d   b a s e d   o n   a d a p t i v e   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l ,   I EEE  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 i n   P o w e E l e c t r o n i c s ,   v o l .   9 ,   n o .   6 ,   p p .   7 2 5 3 7 2 6 3 ,   D e c .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J ESTP E. 2 0 2 0 . 3 0 1 2 6 5 9 .   [ 2 7 ]   C .   Z h e n g ,   T .   D r a g i c e v i c ,   a n d   F .   B l a a b j e r g ,   M o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l - b a sed   v i r t u a l   i n e r t i a   e mu l a t o r   f o r   a n   i sl a n d e d   a l t e r n a t i n g   c u r r e n t   m i c r o g r i d ,   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 8 ,   n o .   8 ,   p p .   7 1 6 7 7 1 7 7 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 2 0 . 3 0 0 7 1 0 5 .   [ 2 8 ]   X .   L i u ,   Y .   Zh a n g ,   a n d   K .   Y .   L e e ,   C o o r d i n a t e d   d i st r i b u t e d   M P C   f o r   l o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   o f   p o w e r   s y s t e m   w i t h   w i n d   f a r ms,   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 ro n i c s ,   v o l .   6 4 ,   n o .   6 ,   p p .   5 1 4 0 5 1 5 0 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI E. 2 0 1 6 . 2 6 4 2 8 8 2 .   [ 2 9 ]   H .   H .   A l h e l o u ,   M .   E.   H a me d a n i - G o l s h a n ,   E.   H e y d a r i a n - F o r u s h a n i ,   A .   S .   A l - S u mai t i ,   a n d   P .   S i a n o ,   D e c e n t r a l i z e d   f r a c t i o n a l   o r d e r   c o n t r o l   sc h e me   f o r   LF C   o f   d e r e g u l a t e d   n o n l i n e a r   p o w e r   sy s t e m i n   p r e s e n c e   o f   EV a n d   R ER ,   i n   2 0 1 8   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S m a rt   E n e r g y   S y st e m s a n d   T e c h n o l o g i e s ( S ES T ) ,   I EEE,   S e p .   2 0 1 8 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S EST. 2 0 1 8 . 8 4 9 5 8 5 8 .   [ 3 0 ]   M .   D a s h t d a r   e t   a l . ,   F r e q u e n c y   c o n t r o l   o f   t h e   i sl a n d e d   mi c r o g r i d   b a s e d   o n   o p t i m i se d   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   b y   P S O ,   I ET   Re n e w a b l e   P o w e r Ge n e r a t i o n ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 0 ,   p p .   2 0 8 8 2 1 0 0 ,   J u l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / r p g 2 . 1 2 4 9 2 .   [ 3 1 ]   H .   B e v r a n i ,   F .   H a b i b i ,   P .   B a b a h a j y a n i ,   M .   W a t a n a b e ,   a n d   Y .   M i t a n i ,   I n t e l l i g e n t   f r e q u e n c y   c o n t r o l   i n   a n   A C   m i c r o g r i d :   O n l i n e   PSO - b a se d   f u z z y   t u n i n g   a p p r o a c h ,   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   S m a rt   G ri d ,   v o l .   3 ,   n o .   4 ,   p p .   1 9 3 5 1 9 4 4 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TSG . 2 0 1 2 . 2 1 9 6 8 0 6 .   [ 3 2 ]   M .   H .   K h o o b a n ,   T.   N i k n a m,   M .   S h a s a d e g h i ,   T.   D r a g i c e v i c ,   a n d   F .   B l a a b j e r g ,   Lo a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   i n   m i c r o g r i d b a se d   o n   a   st o c h a st i c   n o n i n t e g e r   c o n t r o l l e r ,   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   S u s t a i n a b l e   E n e r g y ,   v o l .   9 ,   n o .   2 ,   p p .   8 5 3 8 6 1 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TST E. 2 0 1 7 . 2 7 6 3 6 0 7 .   [ 3 3 ]   D .   K a r a b o g a   a n d   E .   K a y a ,   A d a p t i v e   n e t w o r k   b a se d   f u z z y   i n f e r e n c e   s y st e m   ( A N F I S )   t r a i n i n g   a p p r o a c h e s :   a   c o m p r e h e n si v e   su r v e y ,   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   Re v i e w ,   v o l .   5 2 ,   n o .   4 ,   p p .   2 2 6 3 2 2 9 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 6 2 - 017 - 9 6 1 0 - 2.   [ 3 4 ]   M .   B u r a g o h a i n   a n d   C .   M a h a n t a ,   A   n o v e l   a p p r o a c h   f o r   A N F I S   mo d e l l i n g   b a se d   o n   f u l l   f a c t o r i a l   d e s i g n ,   A p p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g v o l .   8 ,   n o .   1 ,   p p .   6 0 9 6 2 5 ,   J a n .   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a so c . 2 0 0 7 . 0 3 . 0 1 0 .   [ 3 5 ]   M .   I .   M o s a a d   a n d   F .   S a l e m ,   LFC  b a s e d   a d a p t i v e   P I D   c o n t r o l l e r   u si n g   A N N   a n d   A N F I S   t e c h n i q u e s,   J o u rn a l   o f   El e c t ri c a l   S y s t e m a n d   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 ,   n o .   3 ,   p p .   2 1 2 2 2 2 ,   D e c .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j e si t . 2 0 1 4 . 1 2 . 0 0 4 .   [ 3 6 ]   J.  H u ,   Y .   S h a n ,   J .   M .   G u e r r e r o ,   A .   I o i n o v i c i ,   K .   W .   C h a n ,   a n d   J.   R o d r i g u e z ,   M o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   o f   mi c r o g r i d s     A n   o v e r v i e w ,   R e n e w a b l e   a n d   S u st a i n a b l e   E n e r g y   Re v i e w s ,   v o l .   1 3 6 ,   p .   1 1 0 4 2 2 ,   F e b .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r ser. 2 0 2 0 . 1 1 0 4 2 2 .   [ 3 7 ]   M .   U .   J a n ,   A .   X i n ,   H .   U .   R e h ma n ,   M .   A .   A b d e l b a k y ,   S .   I q b a l ,   a n d   M .   A u r a n g z e b ,   F r e q u e n c y   r e g u l a t i o n   o f   a n   i s o l a t e d   m i c r o g r i d   w i t h   e l e c t r i c   v e h i c l e s   a n d   e n e r g y   st o r a g e   sy st e i n t e g r a t i o n   u si n g   a d a p t i v e   a n d   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l l e r s,”   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   1 4 9 5 8 1 4 9 7 0 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 0 5 2 7 9 7 .   [ 3 8 ]   Z.   Zh a n g   e t   a l . ,   A d v a n c e a n d   o p p o r t u n i t i e i n   t h e   m o d e l   p r e d i c t i v e   c o n t r o l   o f   m i c r o g r i d s :   P a r t   I p r i mar y   l a y e r ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   El e c t r i c a l   P o w e r &   E n e r g y   S y st e m s ,   v o l .   1 3 4 ,   p .   1 0 7 4 1 1 ,   J a n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j e p e s . 2 0 2 1 . 1 0 7 4 1 1 .   [ 3 9 ]   A .   M o h a m ma d z a d e h   a n d   E.   K a y a c a n ,   A   n o v e l   f r a c t i o n a l - o r d e r   t y p e - 2   f u z z y   c o n t r o l   m e t h o d   f o r   o n l i n e   f r e q u e n c y   r e g u l a t i o n   i n   a c   mi c r o g r i d ,   E n g i n e e r i n g   A p p l i c a t i o n s   o f   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   9 0 ,   p .   1 0 3 4 8 3 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i 1 0 . 1 0 1 6 / j . e n g a p p a i . 2 0 2 0 . 1 0 3 4 8 3 .   [ 4 0 ]   M .   R e g a d ,   M .   H e l a i m i ,   R .   Ta l e b ,   H .   A .   G a b b a r ,   a n d   A .   M .   O t h m a n ,   F r a c t i o n a l   o r d e r   P I D   c o n t r o l   o f   h y b r i d   p o w e r   sy s t e w i t h   r e n e w a b l e   g e n e r a t i o n   u s i n g   g e n e t i c   a l g o r i t h m ,   i n   2 0 1 9   I E EE  7 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   S m a r t   En e rg y   G ri d   En g i n e e r i n g   ( S EG E) ,   I EEE,   A u g .   2 0 1 9 ,   p p .   1 3 9 1 4 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S EG E. 2 0 1 9 . 8 8 5 9 9 7 0 .   [ 4 1 ]   A .   K u m a r   a n d   G .   S h a n k a r ,   Q u a si - o p p o s i t i o n a l   h a r m o n y   s e a r c h   a l g o r i t h b a se d   o p t i m a l   d y n a m i c   l o a d   f r e q u e n c y   c o n t r o l   o f   a   h y b r i d   t i d a l - d i e sel   p o w e r   g e n e r a t i o n   sy st e m,   I ET   G e n e r a t i o n ,   T r a n sm i ss i o n   a n d   D i s t ri b u t i o n ,   v o l .   1 2 ,   n o .   5 ,   p p .   1 0 9 9 1 1 0 8 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i e t - g t d . 2 0 1 7 . 1 1 1 5 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       S a r b je e K a u r           h a s d o n e   h e B. E .   fro m   t h e   P u n jab   Tec h n ica Un i v e rsity ,   Ja lan d h a r   (P u n ja b ),   I n d ia  i n   2 0 0 5   in   El e c tri c a En g i n e e rin g .   S h e   re c e iv e d   M . E .   d e g re e   in   P o we sy ste m   a n d   E lec tri c   Driv e i n   2 0 0 8   fro m   Th a p a r   Un i v e rsity ,   P a ti a la,  I n d ia .   Cu rre n tl y ,   sh e   is  p u rsu i n g   th e   P h . D .   a we ll   a w o rk i n g   a a n   As sista n t   P ro fe ss o r   in   t h e   De p a rtme n o f   El e c tri c a l   En g i n e e rin g ,   a C h a n d i g a rh   U n i v e rsity ,   I n d ia.  He re se a rc h   in te re sts  in c lu d e   p o we sy ste m   o p e ra ti o n   a n d   c o n tr o l,   o p ti m iza ti o n   tec h n iq u e s ,   a n d   m icro g ri d s .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il sa rb jee t. e e @c u m a il . in .         Dr .   S u r b h G u p ta           o b ta in e d   h e B. Tec h .   fro m   Ku ru k sh e tra  Un iv e rsity ,   Ku ru k s h e tra  (Ha ry a n a ) ,   I n d ia.   Re c e iv e d   h e M a ste r’s  d e g r e e   fro m   P u n jab   Tec h n ica l   Un iv e rsity ,   Ja lan d h a (P u n ja b In d ia ,   a n d   Do c t o ra te d e g re e   in   El e c t rica En g in e e ri n g   fr o m   P EC   Ch a n d i g a rh ,   In d ia ,   i n   2 0 1 8 .   C u rre n tl y ,   sh e   is  w o rk i n g   a P r o fe ss o a Ch a n d ig a rh   Un i v e rsity ,   G h a ra u n ,   P u n ja b ,   In d ia.  S h e   h a m o re   th a n   1 8   y e a rs  o tea c h in g   e x p e rien c e   a n d   g u i d e d   m a n y   re se a rc h   sc h o lars .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :   su rb h i. c g c @g m a i l. c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.