I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  1 6 ,   No .   3 ,   Sep tem b er   2 0 2 5 ,   p p .   1 6 0 8 ~ 1 6 1 9   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 1 6 . i3 . p p 1 6 0 8 - 1 6 1 9          1608     J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Lo w vo ltag e f a ult  ride - throug h ope ra tion o a  photo - v o ltaic  sy stem conn ect ed  utilit y  grid  by usi ng  dyna mic   v o ltag e suppo rt  s cheme       Sa t y a na ra y a na   B ura da 1 ,   K o t t a la   P a dm a 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c E n g i n e e r i n g A n i l   N e e r u k o n d a   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y   &   S c i e n c e s   ( A N I TS) V i sak h a p a t n a m ,   I n d i a   2 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 ,   A n d h r a   U n i v e r si t y ,   V i sa k h a p a t n a m,  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   Dec   1 6 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma y   3 1 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u l 2 3 ,   2 0 2 5       Th is  re se a rc h   su g g e sts  a   c o n tro l   tec h n iq u e   th a t   m a k e u se   o f   a   m icro g ri d ' s   e n e rg y   st o ra g e   a n d   to   e n a b le  l o v o lt a g e   rid e   t h ro u g h   (LVRT)   p ro c e ss   with   a   flex ib le  d y n a m ic  v o lt a g e   s u p p o rt   (DV S sy ste m .   F irst,   th e   re q u ire m e n ts  fo r   th e   m icro g rid ' m a x imu m   DV S   a r e   sta ted ,   to g e th e with   a n   e x p lan a ti o n   o h o w   th e se   re q u irem e n ts  d e p e n d   o n   th e   c h a ra c teristics   o t h e   a n a lo g o u s   n e two rk   th a t   th e   m icro g ri d   se e s.  In   o rd e to   c re a te  a   flex ib le  DV S   re g a rd l e ss   o th e   c h a n g i n g   sy ste m   c ircu m sta n c e s,  re fe re n c e   sig n a ls  fo c u rre n ts  th a a re   d e riv e d   fro m   m a x imu m   v o lt a g e   trac k i n g   tec h n iq u e   a re   su g g e ste d   i n   th is  re se a rc h .   Th e se   sig n a ls   tak e   i n to   a c c o u n th e   c h a ll e n g e s   in v o l v e d   with   re a ti m e   p a ra m e ter  a ss e ss m e n in   th e   c o n t e x o tran sie n v o lt a g e   d isru p ti o n s.  S e c o n d ,   a   c o n tro sc h e m e   is  su g g e ste d   t o   a ll o a   m icro g r id ' e n e rg y   sto r a g e - b a se d   LVRT  o p e ra ti o n .   T h ir d ly ,   a   n o v e a p p ro a c h   to   e n e rg y   st o ra g e   siz i n g   fo LVRT   o p e ra ti o n   is   o ffe re d ,   tak i n g   i n to   a c c o u n t   th e   c o rre sp o n d in g   n e two r k   c h a ra c teristics ,   g rid   c o d e   re q u ire m e n ts,  a n d   t h e   ra te d   c u rre n v a lu e   o t h e   p o we e lec tro n ic c o n v e rter.  Re a l - t ime   M ATLAB  sim u latio n s f o lo w - v o lt a g e   sy m m e tri c a fa u lt s a re   u se d   to   v a l id a te t h e   su g g e ste d   c o n tr o tec h n i q u e .   K ey w o r d s :   Activ cu r r en t   D y n a m i c   v o l t a g e   s u p p o r t   s y s t em   E n er g y   s to r ag u n it   Gr id   n etwo r k   L o v o ltag r id th r o u g h   R ea ctiv cu r r en t   T r ip   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 :   Saty an ar ay an B u r a d a   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics  E n g in ee r i n g   An il Ne er u k o n d I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y   &   Scien ce s   ( ANI T S)   Vis ak h ap atn am ,   An d h r Pra d e s h   5 3 1 1 6 2 ,   I n d ia   E m ail:  s aty an ar ay an a. ee e@ an its . ed u . in       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   lig h o f   th eir   g r o win g   p e n etr atio n ,   th r eq u ir e m en f o r   m a n d ated   s er v ices  s u ch   as  v o ltag f au lt  r id e - th r o u g h   ( VFR T )   f u n ctio n in g   f r o m   m icr o g r id / p h o to v o ltaic   u n it  ( PV  u n it)  is   in cr ea s in g ly   es s en tial  to   p r eser v in g   th u tili ty   g r id ' s   r eliab ilit y   an d   p er m a n en ce .   Acc o r d in g   to   th g r id   co d [ 1 ] ,   th VFR T   tec h n iq u e   n ec ess itates  th at  th g r id - c o n n ec te d   p h o to v o ltaic  u n it r em ain   lin k ed   to   th m icr o g r id   u n til th v o ltag d if f er en ce s   m ain tai n   with in   VFR T   ch ar ac ter is tic  cu r v e.   T h e   g en e r ato r   u n it   is   also   r esp o n s ib le  f o r   m ain tain in g   th n ea r b y   v o ltag e   b y   r e g u latin g   th e   ac tiv e   a n d   r ea ctiv p o wer   o f   its   to tal  p o wer   p r o d u ctio n .   I n   a d d itio n   t o   r eq u ir in g   VFR T   o p er atio n   f r o m   th e   DE R ,   th I E E E   1 5 4 7 : 2 0 1 8   n o r m ,   wh ich   was ju s t r elea s ed ,   also   in clu d ed   n u m b er   o f   o th e r   f ea tu r es,  s u ch   as  m u ltip le  p e r f o r m an ce   ar ea s   th at  co m u n d er   th VFR T   ch ar ac ter is tics ,   n ee d s   f o r   d y n am ic  v o ltag s u p p o r ( DVS) ,   m icr o g r id   u n u s u al  p e r f o r m an ce   g r o u p   class if icatio n ,   an d   co n s ec u t iv VFR T   n ee d s   [ 2 ] .   T h p o ten tial  o f   th g r id - f o llo win g   PV  u n it  with   in v er ter - co n n ec ted   DVS  to   s wap   an   ap p r o p r iate  am o u n o f   cu r r en with   th e   n etwo r k   d u r in g   ex tr em v o ltag f l u ctu atio n s   en h an ce s   th n etwo r k ' s   v o ltag p r o f ile  a n d   av e r ts   s itu atio n s   th at  ca n   ca u s VFR T   o r   tr ip   o p er atio n s .   T h m ain   v ar iab les  th at  d ictate  h o m u ch   v o ltag s u p p o r t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Lo w   vo lta g fa u lt  r id e - th r o u g h   o p era tio n   o f a   p h o t o - vo lta ic  s ystem  co n n ec ted     ( S a ty a n a r a ya n a   B u r a d a )   1609   th g r id - f o llo win g   PV u n it c an   p r o v id a r its   cu r r en o u tp u t's   m ag n itu d e   an d   p h ase  an g le   [ 3 ] .   Fo r   th e   p u r p o s e   o f   m ain tain in g   v o lta g with in   lim its   d u r in g   th VFR T   o p er atio n ,   v ar iety   o f   ce n tr alize d   an d   d ec en tr alize d   tech n iq u es  th at   d e p en d   o n   th e   cu r r en t   co n tr o o f   th p o wer   el ec tr o n ic  c o n v e r ter   a r o u tlin ed   in   t h wo r k s .   T h is   ad d r ess es  co n tr o t h at  r elies  o n   s tead y   r ea ctiv e   cu r r e n [ 4 ] ,   v o ltag e   v ar iatio n   with   r ea ctiv cu r r en [ 5 ] ,   [ 6 ] .   T h au th o r s   in   [ 7 ]   u s r ea ctiv p o wer   m o d u lato r   a p p r o ac h   to   ass is t   an d   im p r o v th v o l tag b y   co m p u tin g   th s tan d ar d   o r   r e f er en ce   v alu f o r   r ea ctiv e   p o wer .   T h is   ap p r o ac h   tak es  in t o   c o n s id er atio n   b o th   t h r ea ctiv e   p o wer   p r o d u ce d   b y   th p o s itiv s eq u en ce   v o ltag at  th e   p o in o f   co m m o n   co u p lin g   ( PC C )   an d   th e   ca p ac ito r   u s ed   in   th f ilter .   W h en   n ec ess ar y ,   th af o r e m en tio n e d   tech n i q u es  r ed u ce   r ea p o wer   in   o r d e r   to   m ak s p ac to   p r o v id e   t h co n tin u o u s   r ea ctiv p o wer   n ee d e d   in   th ev en o f   s ev er v o ltag s win g s .   T h u t ilit y   g r id ' s   m ed iu m   an d   h ig h   v o ltag p o r tio n ,   wh e n   th r atio   o f   th lin es'  r ea ctan ce   to   r esis tan ce   ( X/ R )   is   lar g e,   is   th o n ly   ar ea   wh er DVS  o p er atio n   h as  p r o v en   ef f ec tiv e,   d esp ite  en c o u r ag in g   f i n d in g s .   R ea ctiv cu r r en d ep en d en c y   o n   v o ltag s u p p o r t   is   s h if ted   to   r e al  cu r r en t   in jectio n   th r o u g h   d is tr ib u tio n   f ee d er s   o f   th e   m icr o g r id   with   lo w   v alu es  o f   X/R .   f ew  p iece s   o f   liter a tu r d is cu s s   th DV f r o m   th PV  u n it  th at  i s   in teg r ated   to   t h g r id   with   f ac in g   lo v o ltag p r o f ile.   s en s itiv ity   ev alu atio n   is   p er f o r m e d   [ 8 ] ,   an d   th e   m ax im u m   cu r r en lim it  o f   th i n v er te r   [9 ]   is   u s ed   to   o p tim ize  r ea cu r r en in f u s io n   o v er   th v o ltag s ag   as  th b asi s   f o r   cu r r en co n tr o l.  T h is   im p r o v e d   th v o ltag e;  H o wev er ,   it  is   n o to   th m ax im u m   o r   p ea k   v o l tag th at  is   n ec ess ar y   f o r   VF R T   o p er atio n   u n d er   s u b s tan tial  f lu ctu atio n s   in   v o ltag e.   Fu r th er m o r e,   n o o n o f   th af o r em en tio n e d   tech n iq u es  ca n   p r o v i d th DVS   wh ile  ad ap tin g   to   ch an g in g   n e two r k   co n d itio n s .   T h e   s t u d y   b y   C a m a c h o   e t   a l .   [ 3 ]   s h o w s   h o w   t h e   i n v e r t e r ' s   m a x i m u m   v o l t a g e   s u p p o r t   d e p e n d s   o n   t h e   n e t w o r k ' s   X /R   r at i o .   I m o s t l y   a c c u r a t r e a l - ti m e   ass e s s m e n t   o f   t h e   f l u c t u a ti n g   i m p ed a n c e   o f   t h e   g r i d   i s   e s t a b li s h e d ,   c a n   t h e   h i g h es t   D VS   b e   r e a l i ze d .   A n   i d e a v o l t a g s u p p o r t   c o n t r o l   f o r   l o w - v o l t a g e   g r i d s   e x p e r i e n c i n g   f a u l t s   is   s u g g es t e d   i n   [ 1 0 ] T o   m a k e   t h e   D V S   o p e r a ti o n a l   wh i l e   p e r f o r m i n g   t h e   V FR T   p r o c e d u r e ,   t h e   a u t h o r s ,   h o w e v e r ,   m a d e   t h e   ass u m p t i o n   t h a t   t h e   g r i d ' s   X /R   r a ti o   w as   k n o w n   i n   a d v a n c a n d   p r o p o s e d   t h a w i d e - b a n d   s y s te m   i d e n t i f ic a t i o n   t ec h n i q u e s   b e   u s e d   t o   g e t   t h e   g r i d ' s   X /R   r a t i o   [ 1 1 ] [ 1 2 ] .   N e v e r t h e l e s s ,   a   n u m b e r   o f   v a r i a b l e s ,   s u c h   a s   t h e   p e r t u r b a t i o n   s i g n a l' s   m a g n i t u d e   a n d   b a n d w i d t h   a n d   t h e   e x i s t e n c e   o f   d y n a m i c   c o m p o n e n t s   w it h i n   t h s y s te m ,   a f f e c t   h o w   a c c u r a t e   t h e s e   a p p r o a c h e s   a r e .   A f t e r   c o n d u c t i n g   a   t h o r o u g h   q u a n t i t a t i v e   e x a m i n a t i o n ,   t h w r i t e r s   h a v e   as c e r ta i n e d   t h at   a   c o u p l e   o f   a d d i t i o n a c h a r a c t e r i s t i c s   o f   t h e   c o m p a r a b le   n e tw o r k   s e e n   b y   t h P u n i t,  w h i c h   t h e   f o l l o w i n g   s e c ti o n   a d d r e s s es ,   a s   w el l   a s   t h e   r e a ct an c e   t o   r e s i s ta n c e   r a t i o   o f   t h e   T h e v e n i n   i m p e d a n c e   a c r o s s   t h e   m i c r o g r i d   n e tw o r k ,   d e t e r m i n e   t h e   p e a k   v o l t a g e   t h a th e   P u n i c a n   s u p p o r t .   T h e   el ec t r i c   g r i d ' s   d y n a m ic   n a t u r e   a n d   t h e   f a u l t   v o l t a g e' s   b r i e f   d u r a t i o n   m a k e   i t   e x t r e m e l y   d i f f i c u l t   t o   m e as u r e   o r   e s ti m a t e   n e a r - a c c u r at e   e q u i v a l e n t   n et w o r k   m e t r i c s   i n   r e a l - t i m e .   I n   o r d e r   t o   p r o v i d e   m ax i m a l   DV d e s p i t e   f l u c t u a ti n g   n e t w o r k   c o n d i t i o n s ,   t h e r e   is   a n   i m m e d i at e   r e q u i r em e n t   t o   g e n e r at e   i n v e r t e r   c u r r en t   c o m p a r i s o n s   d es p i t g e n u i n e l y   a n a l y z i n g   s i m i l ar   s y s te m   c h a r a c te r i s t i cs .   I m a y   o c c a s i o n a ll y   b e   n e c ess a r y   t o   co n s t r a i n   r e al   c u r r e n t   d u r i n g   v o l t a g e   s u p p o r t   d u r i n g   V FR T   o p e r a t i o n   i n   o r d e r   t o   al l o w   s p a c e   f o r   r e a ct i v e   c u r r e n t ,   p r o v i d e d   t h a t   t h P s y s t em   f u n c t i o n s   a t h m a x i m u m   p o w e r   p o i n t   t r a c k i n g   ( M P P T )   s ta t e   [ 1 3 ] .   T h i s   w o u l d   r e s u l t   a t   t h e   i n v e r t e r ' s   DC   l i n k ,   t h e r e   i s   a   d i s p a r it y .   u s i n g   a n   e l e c t r i c a l   e n e r g y   s t o r ag e   d e v i c e   a t   t h e   D C   b u s   o r   a   c r o w b a r   n e t w o r k   [ 1 4 ] [ 1 5 ] ,   u s i n g   o f f - M P P T   s t a t e   f o r   t h e   P V   s o u r c e ,   a n d   o v e r s i z i n g   t h e   i n v e r t e r s   [ 1 6 ]   a r e   a   f ew   p o t e n t i al   o p t i o n s .   T h e   c o s o f   e n e r g y   s t o r a g t e c h n o l o g i e s   h as   d e c r e a s e d ,   a n d   t h e i r   a p p l i c a t i o n   a r e as   h a v e   e x p a n d e d   d u e   t o   r e c e n t   a d v a n c e m e n t s   i n   t h e   f ie l d   [ 1 7 ] .   T h e   t e c h n i q u e ,   w h i c h   i s   c o n n e c t e d   w i t h   a n   e n e r g y   s t o r a g e   d e v i c e   u s e d   a t   t h e   i n v e r t e r s   D C   b u s ,   s t o r e s   s o l ar   p o w e r   t h a t   w o u l d   o t h e r wi s b e   w as t e d   a n d   c a n   o f f e r   e x t r f u n c t i o n s   t o   t h e   u ti l it y   g r i d   o r   m i c r o g r i d ,   s u c h   a s   e l e c t r ic a l   i n e r t i a ,   b l a c k   s t a r o p e r a t i o n ,   f a s t   f r e q u e n c y   r e s e r v e s ,   a n d   f r e q u e n c y   f a u l t   r i d e - t h r o u g h   a s s is t a n ce .   A d d i t i o n a l l y ,   t h e   n e tw o r k   v o l t a g e   c a n   b e   s u p p o r t e d   b y   t h e   e n e r g y   s t o r a g e   d u r i n g   p e r i o d s   o f   l o w   g e n e r a t i n g   o u t p u t s   f r o m   s o l a r   P V   u n i t s   [ 1 8 ] .   T h e r e   i s   c u r r e n t l y   n o   g e n e r a l   a p p r o a c h   t h a t   m e a s u r e s   t h e   e n e r g y   s to r a g e ' s   c o n t r i b u t i o n   t o   f a u l r i d e - t h r o u g h   o p e r a t i o n   a n d   i ts   s i z i n g   d es i g n   f o r   t h is   a p p r o a c h .   F u r t h e r m o r e ,   i n   l i g h t o f   f a u l t   r i d e - t h r o u g h   p e r f o r m a n c e   u s i n g   e n e r g y   s t o r a g e   d e v i c e s ,   m a n a g i n g   t h e   s t o r a g e   o f   e l e c t r i c a l   e n e r g y   i n   c o n c e r t   w it h   a d d i t i o n al  r e n e w a b l e   e n e r g y   s o u r c e s   a n d   s t o r i n g   e l e m e n ts   es s e n ti a l   t o   a ch i e v i n g   a d a p t i v e   D VS - b a s e d   VF R T   o p e r a ti o n   [ 1 9 ] .   T h e   d is cu s s io n   ab o v e   m ak es  i clea r   th at  co n tr o s tr ateg y   t h at  en s u r es  DVS  th at  is   r esp o n s iv to   s h if tin g   n etwo r k in g   ci r cu m s tan ce s   am id   s ig n if ican t   v o lta g f lu ctu atio n s   an d   p er m its   VFR T   m icr o g r id   p er f o r m an ce   in   f lu ctu atin g   s y s tem   co n d itio n s ,   wh ile  tak in g   in to   ac co u n p er h ap s   th in v o lv em e n o f   th m icr o g r id ' s   b u ilt - in   p o wer   r e s er v e ,   h as  n o y et   b ee n   ac k n o wled g ed .   B elo is   th s u m m ar y   o f   th e   wo r k s   p r in cip al  ac co m p lis h m en ts .     Utilizin g   th ex tr em v o lta g tr ac k in g   ( E VT )   m eth o d ,   f le x ib le  DVS  ap p r o ac h   d eter m in es  th m icr o g r id   o u tp u ch ar ac ter is tics   o f   ac tiv cu r r en to   en ab le  o p tim al  v o lt ag s u p p o r at  th in ter co n n ec t ed   p o in o f   g r id   an d   in v er ter ,   ca lled   as   p o in t   o f   co m m o n   co u p lin g   ( PC C ) ,   an d   p r o d u ce s   r ef e r en ce   v alu e s   f o r   ac tiv an d   r ea ctiv cu r r e n t in   th e v en t o f   an   ex ter n al  v o ltag d ef ec t.     Flex ib le   DVS  with   b aselin p ar am eter s   f o r   cu r r en ts ,   f a u lt   d etec tio n ,   a n d   en er g y   s to r ag co n tr o l   ar al l   co m b in ed   in   th is   co n tr o l m eth o d   to   e n ab le  lo w - v o ltag e   f a u lt  r id e - th r o u g h   f u n ctio n in g   o f   th s y s tem .     A   n o v el  a p p r o ac h   to   ass ess in g   th e   r o le   o f   m icr o g r id 's  en er g y   s to r ag e   b ased   o n   th e   in v er ter   m ax im u m   cu r r en r atin g ,   th VFR T   ch ar ac ter is tic,   an d   p o ten tial  ad v er s co m p ar ab le  n etwo r k   co n f ig u r atio n s   to   ass e s s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 1608 - 1 6 1 9   1610   wh eth er   th er is   en o u g h   s to r ag ca p ac ity   o f   elec tr ic  en er g y   to   s u p p o r th f a u lt  r id e - th r o u g h   o p er atio n   with   th s u g g ested   DVS  ap p r o ac h .       2.   VO L T AG E   CO NT RO L   AN RE AC T I V E   P O WE M A NAG E M E N T   B M I CRO G RID   Fig u r 1   [ 4 ]   s h o ws  an   id en tic al  n etwo r k   o f   th s y s tem .   T h e   PV  u n it  an d   in v er ter   r ep r esen t   cu r r en r eso u r ce   ( ,  ) ,   th f ilter   im p ed a n ce   an d   im p ed a n ce   o f   th lo c al  lo ad   ar e   m o d elled   with   ,  ,   th lin e   im p ed an ce   th at  jo in s   th s u b s t atio n   with   th m icr o g r id   is   d es ig n ed   as   , ,   th r em ain in g   lo ad   im p ed an ce   a t   th s u b s tatio n   is   tak en   as    ,  ,   th e   f au lt  im p ed an ce   is   g iv en   as   ,  ,   at  th s u b s tatio n ,   an d   it  is   ,  b ey o n d   it  an d   ,  . T h f o llo win g   ex p r ess io n   p r o v id es  th c o r r esp o n d in g   T h ev e n in   im p e d an ce   o b s er v ed   ac r o s s   th e   in v er ter   p o in ts   at  th tim o f   f au lt c o n d itio n s .     | ,  | = ,  + ,  =  ,   , +  ,  ,   ,  +  , + ,    ( 1 )     Wh e re   (2 ):     ,  =  ,  ,  ,   ,  ,  +  .  ,  + ,  ,    ( 2 )     i n   s im ilar   v ein ,   th m icr o g r id ' s   T h ev en in   v o ltag is   lis te d   as ( 3 ) .     | ,  | =  ,  2 ,  +  ,   , ,  ( ,  + ,  ) (  ,  2 +  , 2 ) + × ,    ( 3 )     I n   ( 4 )   an d   ( 5 ) .     ,  =  ,  ,   ,  + ,    ( 4 )     = 2 ,  (  , ,  +  , ,  ) + ,  ,  ,  +  , ,  ,    ( 5 )     Fig u r 2   d ep icts   m o d if ied   co m p ar ab le  cir c u it  with   b alan ce d   f au lt,  tak in g   in t o   ac co u n | ,  |   an d   | ,  | .   As a  r esu lt,  th in v er ter   v o lta g is   ex p r ess ed   as  ( 6 ) .     ,  = | ,  | + | ,  × ,  | ( + )   ( 6 )     W h er β  is   th an g le  m ad b y   th in v er ter   cu r r e n with   th v o ltag an d   | ,  |   is   th T h ev en in   eq u iv alen v o ltag n o tice d   at  th co m m o n   co u p lin g   p o in t   wh en   th m icr o g r id   is   n o t   p r o v id in g   a n y   cu r r en t,  an d   th s u b s eq u en ter m   is   th s u p p o r t   v o ltag th at  ca m ab o u as  r esu lt  o f   th m icr o g r id 's  cu r r en t   p r o v is io n .   T h ( 7 )   is   d is p lay   o f   th PC C   v o ltag in d icate d   in   ( 6 ) .     | ,  | = ,  2 + 2 + 2 | ,  ×  |  ( )   ( 7 )     W h er e   ( 8 ) :      = ,  × ,    ( 8 )     h er β  s tated   p o s itiv s eq u en c cu r r en t c o m p o n en ts   o f   th m icr o g r id s   cu r r en t.     =  1 ( ,  ( ) ,  ( ) )   ( 8 )     W h er ,  ( ) ,  ( )   r ep r esen ts   th r esp ec tiv p o s itiv s eq u en ce   co m p o n en ts   o f   ac tiv an d   r ea ctiv cu r r en ts   o f   th m icr o g r id .   Usi n g   ( 7 )   an d   ( 8 ) ,   th e   r elatio n s h i p   th at  en s u es is   cr ea ted   to   attain   h ig h er   v o ltag s ce n ar io s .     ( ,  ( ) ,  ( ) ) =  ( )   ( 9 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Lo w   vo lta g fa u lt  r id e - th r o u g h   o p era tio n   o f a   p h o t o - vo lta ic  s ystem  co n n ec ted     ( S a ty a n a r a ya n a   B u r a d a )   1611   I is   r ec o m m en d ed   to   o p er ate  t h m icr o g r i d   as  an   ac tiv e   p o w er   s in k   at  lo wer   f ield   ex citatio n   ca s es  an d   an   ac tiv e   s o u r ce   o f   en er g y   at  h ig h er   ex c itatio n   ca s es,  r esp ec tiv ely ,   to   ac h iev th h ig h e r   an d   lo wer   v alu es  o f   v o ltag e   at  th co m m o n   c o u p lin g   p o in a cc o r d in g   to   ( 9 ) .   T h is   in d icate s   th at  th r ef er en ce   v alu es  o f   ac tiv e   an d   r ea ctiv e   cu r r en t   s h o u ld   b e   n eg ativ e   an d   p o s itiv e   f o r   th e   u n d er - ex cita tio n   ca s es,  an d   th e   o th e r   way   ar o u n d   f o r   th o v er - ex citatio n   s ce n ar io   o f   th m ic r o g r id .   T h cu r r en p r o d u ce d   b y   th m icr o g r id   at  e x ce s s iv v o l tag at  th co m m o n   co u p lin g   p o in t   is   s o lely   d eter m in ed   b y   =  1 ( ,  ,  )   wh ich   is   ca lled   as   im p ed an ce   an g le  wh en   δ    0   ( b ec au s o f   PLL   s y n ch r o n izat io n   o r   n etwo r k   co n d itio n s ) .   B u u s u ally   tan   ( δ  −  ζ )   is   u s ed   to   g en er ate  c u r r e n r ef er en ce s   in s tead   o f t a n ,   wh en   δ     0   ( d u r in g   tr an s ien ts ) .   W ith   r ef er en ce   to   ( 6 ) ,   th m a x im u m   an d   lo west  v o ltag m ag n itu d es a r d ep en d en t o n   th v al u es o f   | ,  | | ,  | an d   | ,  | .   T h ey   r em ain   co n s tan t d esp ite   v ar iatio n s   in   δ  a n d   ζ ,   p r o v id ed   th at  , th p u Z   r em ain s   co n s tan t.  T h m ax im u m   DVS  is   f ac ilit ated   b y   alter in g   th e   r ef er en ce   v alu es  f o r   th e   ac tiv e   an d   r ea ctiv e   cu r r en ts   ( ,  ( ) , ,  ( ) )   o f   th in v er ter   in   ac co r d an ce   with   ( 9 ) ,   d ep en d i n g   o n   th o p tim u m   cu r r en ca p ab ilit y   o f   th in v er ter   | ,   | | |   lis ted   b elo w .   T h is   is   b ec au s t h r atio   o f   th d ir ec an d   q u ad r at u r co m p o n en ts   o f   cu r r en in   th in v e r ter   ( ,  ( ) , ,  ( ) )   wh en   th h ig h est  v o ltag is   ac h iev ed   is   r elied   o n   δ  o r   ζ ,   o r   two   o f   th em ,   as sh o wn   in   ( 9 ) .     ( ,  ( ) ) 2 + ( ,  ( ) ) 2 = | ,  | | |   ( 1 0 )       V g I i n v M i c r o g r i d L o c a l   l o a d   a n d   f i l t e r s P C C D i s t r i b u t i o n   l i n e s   a n d   s u b s t a t i o n   l o a d s F a u l t R e m a i n i n g   N e t w o r k Z f i l t Z l n Z e x Z F Z m   I i n v V t h Z t h P C C V i n v M I C R O G R I D     Fig u r 1 .   An   id e n tical   n etwo r k   o f   m icr o g r id   in ter f ac ed   to   t h g r id     Fig u r 2 .   Mo d if ied   c o m p ar a b l cir cu it    with   b alan ce d   f a u lt       3.   CO NT RO L   D E S I G F O L VR T   T E CH NIQU E   O F   M I CRO G R I D   Fig u r 3   p r esen ts   an   an aly ze d   s y s tem   f o r   g r id   g r id - in ter f ac e d   m icr o g r id   an d   s u g g ested   c o n tr o llin g   ap p r o ac h .   I t   ex p a n d s   th e   an al o g o u s   cir c u it  o f   Fig u r e   1 .   g r id - co n n ec ted   in v er te r   co n n e cts  th PV  u n it  a n d   en er g y   s to r ag d ev ice,   wh ich   m ak u p   th m icr o g r id ,   to   th r em ain in g   n etwo r k   at  th p o in o f   co m m o n   co u p lin g   v ia  th eir   r esp ec tiv co n v er ter s   [ 4 ] .   T h is   g r ap h ic  s h o ws th co n tr o l sch em u s ed   to   allo VFR T   f u n ctio n in g   o f   m icr o g r id   with   an   ad a p tiv d y n am ic  v o lta g s u p p o r t sch em e.   T h co n tr o l stra teg y   p r im ar i ly   co v er s   th g r id - co n n ec ted   i n v er ter ,   en er g y   s to r ag co n v er ter ,   a n d   PV u n it c o n v er ter   c o n tr o ller s .     3 . 1 .   P u nit  c o ntr o ller   T h MPPT  alg o r ith m   is   u s ed   to   r eg u late  th u n id ir ec tio n al  c o n v er ter   ( DC - DC )   co n n ec tin g   PV u n it,   allo win g   it  to   d r aw  th m ax im u m   p o wer   o u o f   th PV  u n it  ev en   wh en   th VFR T   f u n ctio n   is   in   p r o g r ess .   T o   d o   th is ,   th e   MPPT  co n tr o ller   r ec eiv es  m ea s u r ed   d ata  f r o m   th PV  ter m in al  v o ltag an d   cu r r en (   )   wh ich   it u s es to   cr ea te  th s witch in g   p u ls es to   th u n id ir ec tio n al  D C - DC   co n v er ter   th r o u g h   t h d u ty   cy cle  (  ).     3 . 2 .   Co ntr o ller  f o s t o r a g o f   e lect rica e nerg y   Pre d icate d   o n   th DC   b u s   s ig n alin g   m eth o d o lo g y ,   co n tr o m ec h an is m   s ch em [ 20 ]   is   d ev elo p ed   t o   r eg u late  th in p u v o ltag f o r   th in v er ter   an d   en a b le  th p o wer   co n tr o b etwe en   d if f er en g ad g ets  th at   co m m u n icate   with   th e   DC   lin e .   T h e   en er g y   s to r ag o n ly   ac tiv ates  as  s o o n   as  t h v o ltag at   t h DC   lin e   c h an g es  f r o m   th n o m i n al  v o ltag (  ,  )   b y   m o r th an   ± 2 . 5 an d   r eg u lates  it  with in   ± 5 %.  I n   co n tr ast,  th in v er ter   r eg u lates  th v o ltag e   at   th e   D C   lin k   u n til  ± 2 . 5 o f   1   p u .   W ith   r ef er en ce   to   Fig u r 3 ,   t h v o ltag d e v iatio n   ass o ciate d   with   th DC   b u s   v o ltag (  )   is   co m p u ted   o n ce   it  is   ca lcu lated   an d   tr an s f o r m ed   i n to   th p er   u n it   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 1608 - 1 6 1 9   1612   v alu (  ,  ) .   T h e   d ea d - zo n b lo c k   g u ar an tees  th e   d ev iatio n   in   v o l tag th at  is   g r ea ter   th a n   ± 2 . 5 %   o f    ,    ar e   o n ly   s en to   th co n tr o ller   o r   r e g u lato r ,   wh ich   u s es  th PI  co n tr o ller   to   g en er ate   ,    wh ich   is   r ef er en ce   v alu e   o f   th cu r r en in   th e n er g y   s to r ag d e v ice.   T h c u r r en c o n tr o llin g   tech n iq u en s u r es  th at   th en er g y   s to r ag e   u n it o b s er v ed   p e r   u n it   cu r r en ( ,  ) ,   co m p lies   with   th s u p p lied   b aselin an d   p r o d u ce s   th ap p r o p r iate  d u ty   cy cle  (  ) ,   wh ich   g e n er ates  p u ls wid th   m o d u latio n   p u ls es.  T h DC   cr o wb a r   tech n o lo g y   d i s s ip ates  s u r p lu s   p o wer   in to   h ea t e n er g y ,   r estrictin g   th DC   lin k   v o ltag e   at  +5 % [ 21 ].     3 . 3 .   G rid - co nn ec t ed  inv er t er   co ntr o ller   Acc o r d in g   t o   Fi g u r e   3 ,   t h e   in v e r t er   co n n e cte d   t o   t h e   DC   li n k   o p e r a tes   d u r i n g   VFR T   o p er ati o n   b y   o b tai n i n g   t r i g g er in g   p u ls es   t h r o u g h   p u ls e   wi d t h   m o d u lati o n   a p p r o a c h   ac co r d i n g   t o   t h e   r ec o m m en d ed   r e f e r e n c e   v al u es   f o r   ac ti v e   a n d   r ea cti v e   c u r r en t.   T h e   v o l ta g e   an d   cu r r e n t   v al u es  o f   t h e   f il te r   ( , ) ,   w h i c h   a r e   t h e   lo ca l   v a r i ab les ,   ar e   t r a n s f o r m e d   in to   v al u es   p e r   u n i t   a n d   s u p p lie d   t o   t h e   c o n t r o lle r .   Usi n g   t h e   P ar k   tr a n s f o r m ati o n ,   a n   en h a n ce d   p h ase - l o c k e d   lo o p   ( PLL )   d et er m i n es t h d at r e g a r d in g   γ   w h i ch   is   t h p h as a n g le  o f   i n v v   a n d   u s es  it   to   co m p u te  th cu r r e n a n d   v o lta g c o m p o n e n v a lu es  i n   t h f o r m   o f   d q - a x is   ( ,  (  ) , ,  (  ) )   [ 2 2 ] .   I n   a d d it io n ,   ,    is   c o m p ar ed   t o   t h I E E E   1 5 4 7 : 2 0 1 8   s t a n d ar d s '   APC - I I   VFR T   ch ar ac t er is ti i n   o r d er   t o   i d e n ti f y   t h e   VFR T   s tate   an d   t o   ac ti v at o r   d ea cti v at e   t h e   T R I P   s i g n al ,   as  wel as  s tr i n g   o f   VFR T   ev en ts   [ 2 ] .   W h ile   t h ac t iv e   cu r r e n t   r ef er e n c ( ,  ( ) )   o f   th in v e r te r   is   o b t ai n e d   d u r i n g   s ta b le   o p e r a ti o n   o f   t h s y s t em ,   th e   r ef er en ce   v al u e   f o r   r ea c ti v e   c u r r en ( ,  ( ) )   c an   b e   p r o d u c e d   t h r o u g h   ap p r o p r i ate   P I   co n t r o ll er s .   T h e   c u r r e n t   c o n t r o ll er   d e v ic e,   f le x i b l e   d y n a m i c   v o lta g e   s u p p o r t   a p p r o a c h   ta k es   t h e   u s e   o f   v o lt ag es   a lo n g   wi th   in v er t e r   c u r r e n ts   i n   d q   a x is   f o r m   ( ,  (  ) , ,  (  ) )   t o   p r o d u c  ,  ( )  ,  ( )   a n d   to   m o n it o r   t h e   r e f e r e n c v a lu es  o f   c u r r e n t   s ig n als   [ 2 3 ] .       G R I D M P P T   A l g o r i t h i m P W M E n e r g y   s t o r a g e   d e v i c e p u   c o n v e r s i o n S P W M I n v e r t e r   d c   b u s   v o l t a g e   c o n t r o l l e r C u r r e n t   c o n t r o l l e r A d a p t i v e   d y n a m i c   v o l t a g e   s u p p o r t   s c h e m e P u   c o n v e r s i o n a b c   t o   d q   c o n v e r s i o n E - P L L D e a d   Z o n e P W M C u r r e n t   c o n t r o l l e r E n e r g y   s t o r a g e   d c   b u s   v o l t a g e   c o n t r o l l e r D C - A C   b i d i r e c t i o n a l   c o n v e r t e r ( g r i d   - c o n n e c t e d   i n v e r t e r ) T r i p V F R T / / / R e a l   p o w e r   c o n t r o l l e r R e a c t i v e   p o w e r   c o n t r o l l e r V F R T   a n d   T R I P   d e t e c t i o n P C C   V O L T A G E   C O N T R O L L E R V F R T V F R T V F R T T R I P V F R T   c h a r a c t e r s t i c / / / P V   B L O C K ~ D C - D C   b i - d i r e c t i o n a l   c o n v e r t e r D C   b u s D C - D C   u n i d i r e c t i o n a l   c o n v e r t e r pu  C o n v e rs i o n d q   t o   a b c   c o n v e rs i o n pv i pv v pv D e ss i , e s s pu i , e s s pu i e s s D , dc pu v , dc pu v dc v , dc pu v () , d pi pu i , inv pu v () , dq inv pu v () , dq inv pu i () , d inv pu i () , q inv pu i () , () , q e st pu d e st pu I I m a x , inv pu I m a x , inv pu I () , d inv pu i () , q pi pu i inv i inv v , inv pu i , inv pu v () , dq inv pu i () , dq inv pu v ( ) , d inv pu v () , () , q e st pu d e st pu I I P a s s i v e   f i l t e r s P C C     Fig u r 3 .   S u g g ested   co n tr o ll er   to   r eg u late  th VFR T   f u n cti o n in g   o f   th s y s tem   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Lo w   vo lta g fa u lt  r id e - th r o u g h   o p era tio n   o f a   p h o t o - vo lta ic  s ystem  co n n ec ted     ( S a ty a n a r a ya n a   B u r a d a )   1613   T h r ea an d   r ea ctiv p o wer   c o n tr o ller s ,   r esp ec tiv ely ,   cr ea te   th in v er ter ' s   s u itab le  r ef er en ce   v alu es  f o r   th cu r r en ts   ( () , d i n v p u i , () , q i n v p u i )   d ep en d   o n   th e   s u g g ested   f lex ib le  DVS   ap p r o ac h ,   wh en   f au lt  r id t h r o u g h   is   o cc u r r in g   cir c u m s tan ce s   o n   t h n etwo r k   ( VFR T   =   1 ) .   T h VFR T   d etec tin g   b lo c k   g en er ates  th T r ip   =   in s tr u ctio n   a n d   i n ter r u p ts   th e   SP W p u ls es  to   th in v er ter   in   th e   s itu atio n   w h en   t h v o lta g ch a n g e   is   g r ea ter   th an   th s tan d ar d   d ev iatio n   o f   VFR T   [ 2 4 ] .   DC   b u s   an d   an   ef f icien en er g y   s to r ag m e ch an is m   attac h ed   to   th m icr o g r id   ar n ee d ed   f o r   t h s u g g ested   co n tr o ap p r o ac h   u s in g   t h ad a p tiv DVS  s ch e m e.   C o n s eq u en tly ,   th f o llo win g   s ec tio n   ex am i n e s   th f u n ctio n   o f   th e   m ec h a n i s m   to   s to r e   th e   en er g y   an d   th ab ilit y   n ee d ed   f o r   attain in g   th in ten d ed   f a u lt   r id e - th r o u g h   o p er atio n .       4.   F UNCTI O AND  DE SI G O F   E NE RG S T O RAG E   D E VIC E   T o   m ak th s u g g ested   DVS  s ch em p o s s ib le,   en er g y   s to r ag m u s p lay   cr u cial  r o le  in   p r eser v in g   th m icr o g r id ' s   DC   b u s   v o ltag e.   As  r e s u lt,  th s to r ag d ev ice  p ar am eter s   lik m ax im u m   en er g y   an d   m ax im u m   p o wer   ar d eter m i n ed   with   f lex ib le  d y n am ic  v o ltag ap p r o ac h   to   ac tiv ate  th f au lt  r id t h r o u g h   p r o ce s s   f o r   th s y s tem ,   an d   th am o u n t o f   s to r ag o f   elec tr ical  en er g y   th at  is   av ailab le  is   th en   ass e s s ed .   E n er g y   s en t to   th e   g r id   wh ile  m ain tain in g   c o n s tan p o wer   s u p p ly   is   f r eq u en tl y   im p ac ted   b y   v ar iatio n s   i n   t h PC C   v o ltag e.   A   d is p ar ity   in   p o wer   o cc u r s   at  th DC   lin k   wh en   th m icr o g r id   em p lo y s   th PV  u n it' s   f u ll  o u tp u p o wer .   T h is   im b alan ce   r esu lts   f r o m   th PV  u n it' s   m ax im u m   p o wer   o u t p u b ein g   less   th an   th p o wer   s u p p lied   u s in g   th e   in v er ter .   T h f o llo win g   f o r m u l p r o v i d es a ctiv p o wer   t h at  is   f ed   in to   t h in v e r ter .     ,  = ,  ( ) × ,  ( )  ,    ( 1 1 )     W h er e    ,    is   th DG  u n it's   av ailab le  p o wer   o u t p u t.  No n et h e less ,   a ctiv an d   r ea ctiv cu r r en ts   m u s b m an ag ed   in   o r d er   to   s u p p ly   f lex ib le  DVS,   o v er   VFR T   p er f o r m an ce   ac co r d in g   t o   n etwo r k   s tate  with in   th e   in v er ter   c u r r en t   ca p ac ity ,   ac c o r d in g   to   t h s tu d y   co n d u cted   in   s ec tio n   2 .   I n   o r d e r   to   ac h i ev th DVS  wh ile   en s u r in g   th in v er te r   o p er ates  s af ely ,   th v alu o f   d - a x is   cu r r e n to   q - ax is   cu r r en r atio   p u m p ed   f r o m   th in v er te r   m u s th er ef o r e   f o llo ( 9 ) ,   an d   th in v er ter   ca n   s u p p l y   p e ak   cu r r e n th at  is   s p ec if ied   i n   ( 1 0 ) .   T h p o wer   im b alan ce   ( ,  )   th at  o cc u r s   at  th m icr o g r id ' s   DC   b u s   d u r in g   v o ltag ch an g es is   p r o v id e d   b elo u s in g   th ex p r ess io n   f o r   ,  ( )   f r o m   ( 1 1 ) ,   wh er r e p r esen ts   (  ,  ,  )   lo v o ltag co n d itio n s   an d   (  ,  + ,  )   r ep r esen ts   h ig h   v o ltag c o n d it io n s .     ,  =  ,  ,  =  ,  ,  ( ) × ,  1 + (  ,  ( )  ,  ( ) ) 2   ( 1 2 )     T o   k ee p   th DC   b u s   v o ltag s tead y ,   en er g y   s to r ag e   m u s b u s ed   to   r ed u ce   t h is   b r ief   b u n o ticea b le  p o wer   d is p ar ity   at  th DC   lin k .   Fo r   l o v o ltag f au lt c o n d itio n s , ( ) , d in v p u v is   m ain tain ed   at  1 p u ,   with   m a x , i n v p u I =1 . 2   p u   b ein g   th d ef au lt v al u e.   T h m in im a l a n d   m ax im u m   g e n er atio n   f r o m   th PV u n it a r r e p r esen ted   b y   th co n to u r s   f o r   , p v p u P   =   0   p u   a n d   1   p u ,   r e s p e c t i v e l y   [ 2 5 ] .   T h e   e n e r g y   s t o r a g e   d e v i c e   m u s t   c h a r g e   i n   o r d e r   f o r   , i m b p u P t o   b e   p o s i t i v e ,   a n d   v i c e   v e r s a .   T h e r e f o r e , , i m b p u P c a n   b e   u s e d   t o   d e t e r m i n e   t h e   e n e r g y   s t o r a g e   d e v i c e' s   m a x i m u m   p o w e r   r a t i n g .   W h e n ( ) , d in v p u v i s   r e p l a c e d   i n   ( 1 2 )   w i t h   t h e   V F R T   c h a r a ct e r is t i c   v o l ta g e ,   l e t   , VFRT im b p u P   r e p r e s e n t   t h e   p o w e r   d i s p a r i t y   a t h e   D C   l i n k   o r   DC   b u s .   t h e   e n er g y   s t o r a g e   d e v i c e' s   n e c es s a r y   p o w e r   r a t i n g   i s   p r o v i d e d   b y   ( 1 3 ) .       ,  = ×  ( | ,   | )   ( 1 3 )     W h er th s af ety   f ac to r   ( s =1 . 0 5 )   tak es  in to   ac co u n th e   i m p ac o f   th e   lo s s es  in cu r r ed   d u r i n g   t h p o wer   co n v er s io n   p h ases .   T h elec tr ical  en er g y   s wap p ed   b y   th s to r ag d ev ice  is   also   p r o v id e d   b y   ( 1 3 ) ,   e n co m p ass in g   th im p ac t   o f   t h q u a n tity   o f   VFR T   o cc u r r en ce s   ( VFRT N ) .   T h is   is   ex p r ess ed   in   W att - s ec .       =   ×   ,  × 0 ×    ( 1 4 )     H er VFRT t   is   th VFR T   ch ar ac ter is tic's  tim in   s ec o n d s ,   an d   b P   is   th b ase  p o wer   to   tr an s f er   n o r m al  v alu es   in to   p er   u n it.  T h n ec ess ar y   e n er g y   s to r ag d e v ice' s   p o wer   an d   en er g y   r atin g s   ar f o u n d   u s in g   ( 1 3 )   an d   ( 1 4 ) .   T h is   an aly s is   ca n   b e   u s ed   as   a   g u id e   to   co n f ir m   th at  t h m ic r o g r id ' s   cu r r e n e n er g y   s to r ag e   d ev ice   is   ad e q u ate   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 1608 - 1 6 1 9   1614   an d ,   if   n ec ess ar y ,   to   u p d ate   it  to   in co r p o r ate  th ap p r o p r iate  en er g y   s to r ag s o   th a th f lex ib le  DVS   m eth o d o l o g y   ca n   s u p p o r t V FR T   f u n ctio n in g .       5.   SI M UL A T I O R E S UL T S   m icr o g r id   th at  s to r es  en er g y   u s in g   s u p er ca p ac ito r s   ( SC )   an d   p h o t o v o ltaic  s o lar   p o w er   ( PV)   as  d is tr ib u ted   g en e r ato r s   ( DG) ,   d ep icted   in   Fig u r 3 ,   is   ex a m in ed   u s in g   MA T L AB   s o f twar to   s im u late  th e   s u g g ested   co n tr o s tr ateg y ' s   p er f o r m a n ce .   T ab le  1   co n tain s   lis o f   th s y s tem   p ar am eter s .   T h b asic  v alu es   tak en   in t o   ac c o u n t   f o r   ea c h   u n it  co n v er s io n   ar e   5 0   Hz  f o r   f r eq u en c y ,   4 1 5   V   f o r   AC   v o ltag e,   an d   1 0   k VA  f o r   AC   p o wer   an d   1 0   k W   f o r   DC   p o wer .   Sin ce   s y m m etr ical  f au l ts   ty p ically   h av th wo r s p o s s ib le  im p ac wi th in   th s y s tem ,   in   co n tr ast  to   d if f er en k in d s   o f   f ailu r es,  o n l y   s y m m etr ical  f au lts   ar ta k en   i n to   ac co u n in   t h is   s im u latio n   s tu d y .   I is   ass u m e d   th at  t h in v er ter   h as  a   m ax i m u m   c u r r en t   r atin g   o f   1 . 2   p u .   p o s itiv ac tiv e   p o wer   v alu is   in ter p r eted   as  it  is   d eliv er ed   to   th DC   lin k   o r   DC   b u s   th r o u g h o u th is   s ec tio n ,   an d   co n v er s ely .   C o m p ar ab ly ,   r ea ctiv e   p o wer   t h at  is   p o s itiv in d icate s   th at   r e ac tiv p o wer   is   b ei n g   ad d e d   to   th g r id .   T h is   s tu d y   tak es in t o   ac co u n t t h m ax im u m   PV  u n it   g en er atio n   at  ev e r y   s tag e.     5 . 1 .     L o v o lt a g e   f a ult  ride - t hro ug h   o pera t io n f o f a ult  v o lt a g wit hin   VF RT   cha ra ct er is t ics   T h lo w - v o ltag r id e - th r o u g h   ( L VR T )   o p er atio n   o f   th m icr o g r id   is   p r esen ted   i n   th is   ch ap ter .   Fig u r 4   s h o ws  th e   ir r ad iatio n   cu r v d u r in g   t h co u r s o f   2 0   s ec o n d s .   Fig u r 5   illu s tr a tes   h o th MPPT  co n tr o ller   tr ac k s   th MPP with   9 9   p er ce n t e f f icien cy .   T h e   s y s tem   ex p er ien ce s   a   3 - φ   f au lt a 3 . 5   s ec   f o r   tim o f   2   s ,   c r ea tin g   v o ltag o f   0 . 6 7 1   p e r   u n it a t   th p o in t   o f   co m m o n   c o u p lin g   ( PC C ) .   T h er ef o r e,   th e   VFR T   p u ls is   ac tiv ated   d u r in g   th f au lt tim e ,   an d   th e   VFR T   d etec tin g   b lo c k   g en er ates th T R I P=1   in s tr u ctio n   an d   c o n tin u es   th SP W p u ls es  to   th e   in v e r ter   if   t h er is   a   v o ltag d is r u p t io n   with in   th e   VFR T   ch ar ac te r is tics   ( as  s h o wn   in   Fig u r es 6 ( a ) - 6 ( c) ) .   W h en   lo v o ltag f a u lt  o cc u r s ,   th in v er ter   u s es  its   1 . 2   p u   o v e r - cu r r en lim it  an d   b e g in s   in jectin g   ac tu al  an d   r ea ctiv e   cu r r en b ased   o n   as  s h o wn   in   Fig u r e   7 .   Ac co r d in g l y ,   as   s ee n   in   Fig u r e   8 ,   th in v e r ter ' s   ac tiv an d   r ea ctiv p o wer   is   d eliv er ed   in to   th s y s tem .   Fu r th er m o r e,   Fig u r 9   s h o ws  th ac tu a p o wer   ex ch a n g ed   b etwe en   th e n er g y   s to r ag e   d e v ice,   th i n v er ter ,   an d   th e   PV  u n it.  T o   k ee p   th e   v o ltag e   at  th DC   lin k   o r   DC   b u s   ar o u n d   ± 1 . 0 5   p u ,   th en er g y   s to r ag s y s tem ' s   e lectr ical  p o wer   s u p p ly   is   m o d if ied   b ased   o n   th ch an g in   r ea l   p o wer   o f   th in v er ter .   As  th p o in o f   co m m o n   co u p lin g   ( P C C )   v o ltag d o es   n o b ec o m less   th an   th L V R T   v o ltag d u r in g   th f au lt  tim e,   th in v er ter   r em ain s   c o n n ec te d   to   th e   g r id ,   s u p p lies   r ea ctiv p o wer   ( s ee   Fig u r e   1 0 ) ,   a n d   p r o v i d es   d ep e n d ab le  with   s tead y   f au lt  r id e - th r o u g h   f u n ctio n in g   with   n o   ef f ec t   o n   th e   PV  ar r ay ' s   MPPT  p er f o r m an ce .   W ith   th s u g g ested   co n tr o tech n iq u e,   th v o ltag at  th co m m o n   co u p lin g   p o in is   in cr ea s ed   to   0 . 9 2   p u   an d   th in v er ter   s u p p lies   r ea ctiv p o wer   till   th PC C   v o ltag r ea ch es   its   n o m in al  v alu e.   ( r ef er   to   Fig u r es 1 1   a n d   1 2 ) .             Fig u r 4 .   I r r ad iatio n   cu r v e     Fig u r 5 .   MPPT  e f f icien c y       T ab le  1 .   Sy s tem   s p ec if icatio n s   P a r a me t e r   V a l u e   P V   U n i t   1 5   mo d u l e o f   3 7 . 3   V   ( v o l t a g e   a t   M P P ) ,   8 . 6 6   ( c u r r e n t   a t   M P P ) ;   1 0   k W   ( p o w e r   a t   M P P )   S u p e r c a p a c i t o r   b a n k   2 0   u n i t o f   1 3 0   F ,   5 V   mo d u l e s   DC - D C   u n i d i r e c t i o n a l   c o n v e r t e r   10   k W ,   4 1 5 / 4 1 5   V ,   1 0   k H z   I n v e r t e r   c o n n e c t e d   t o   t h e   g r i d   3   p h a se ,   4 1 5 ( D C ) / 4 1 5   V ( A C ) ,   1 0   k V A ,   1 0   k H z   F i l t e r s   4 5 0   V A R ,   3   p h ,   C   fi l t e r ,   L   f i l t e r   L   =   6   mH   Th r e e - p h a s e   t r a n sf o r mers   2 2 0 / 4 1 5   V ,   1 0   k V A ,   w i n d i n g 1   c o n n e c t i o n   ( Y g ) ,   w i n d i n g 2   c o n n e c t i o n   ( D e l t a   ( D 1 ) )   R e st   o f   t h e   n e t w o r k   3   p h a se ,   4 1 5   V ,   5 0   H z ,   s h o r t   c i r c u i t   r a t i o   =   8 ,   X / R   r a t i o   =   0 . 5     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Lo w   vo lta g fa u lt  r id e - th r o u g h   o p era tio n   o f a   p h o t o - vo lta ic  s ystem  co n n ec ted     ( S a ty a n a r a ya n a   B u r a d a )   1615       ( a)   ( b )     ( c)     Fig u r 6 .   Fau lt  r i d e - th r o u g h   p ar am eter s ( a)   L VR T   &   PC C   v o ltag e ,   ( b )   L VR T   p u ls e ,   an d   ( c)   T R I P si g n al             Fig u r e   7 .   I n v er te r   lin cu r r en ts     Fig u r e   8 .   I n v er te r   ac tiv an d   r ea ctiv p o wer             Fig u r e   9 .   R ea l p o wer   o f   m ic r o g r id   co m p o n e n ts     Fig u r 1 0 .   R ea ctiv p o wer   f r o m   th in v er te r       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  16 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 1608 - 1 6 1 9   1616         Fig u r 1 1 .   PC C   p h ase  v o ltag es     Fig u r 1 2 .   PC C   p h ase  v o ltag es in   m ag n if ied   v iew       5 . 2   L o VF RT   o pera t io n f o f a ult  v o lt a g e   e x ce eds   VF RT   c ha ra ct er is t ics   T h L VR T   p r o ce s s   o f   t h m icr o g r id ,   i f   th v o ltag v al u at  P C C   ex ce ed s   th VFR T   ch ar ac ter is tics ,   i s   p r esen ted   in   th is   ch ap ter .   T h s y s tem   ex p er ien ce s   3 - φ  f au lt   with   lo f au lt im p ed an ce   at  3 . 5   s ec   f o r   tim o f   2   s ,   cr ea tin g   v o ltag e   at  PC C   l ess   th an   VFR T   ch ar ac ter is tics   as  s h o wn   in   Fig u r 1 3 .   I n   F ig u r 1 3 ,   it  is   o b s er v ed   th at  th PC C   v o ltag at  3 . 8   s e is   0 . 4 9   p u ,   wh ich   is   less   th an   th VFR T   ch ar ac ter is tics .   T h er ef o r e,   th VFR T   p u ls is   ac tiv ated   d u r in g   th f a u lt  tim e ,   an d   th e   VFR T   d etec tin g   b lo c k   g en er ates  th T R I P   =   0   in s tr u ctio n   an d   in ter r u p ts   th SP W p u ls es  t o   th in v er ter   if   th e r is   v o ltag d is r u p tio n   th at   ex ce ed s   th VFR T   ch ar ac ter is tics   ( r ef er   t o   Fig u r es   1 4 ( a )   a n d   14 ( b ) ) .   W h en   th e   VFR T   d etec tin g   b l o ck   g en er ates   th T R I P   =   0   in s tr u ctio n   an d   i n ter r u p ts   th e   SP W p u ls es  to   th in v er ter ,   th er is   n o   c o n n ec tio n   b etwe en   th e   in v er ter   an d   th g r id .   T h er ef o r e,   th in v er te r   ca n n o t tr an s f er   cu r r en ts   to   th g r id   as sh o wn   in   Fig u r e   1 5 .   Fu r th er m o r e ,   Fig u r 1 6   s h o w s   th ac tu al  p o wer   ex c h an g e d   b etwe en   th en er g y   s to r ag e   d ev ice,   th in v er ter ,   a n d   th PV  u n it.  W h en   th g r i d   is   d is co n n ec ted   f r o m   th in v er te r ,   th PV  p o wer   i s   tr an s f er r ed   to   t h e   s to r ag e   d e v ice.   T o   k e ep   t h v o ltag at  t h DC   lin k   o r   DC   b u s   ar o u n d   ± 1 . 0 5   p u ,   th e   en er g y   s to r ag e   s y s tem ' s   elec tr ical  p o wer   s u p p ly   is   m o d if ied   b ased   o n   th ch a n g in   r e al  p o wer   o f   th in v er ter .   Fu r th er m o r e ,   as  s ee n   in   Fig u r 1 7 ,   th in v er ter ' s   ac tiv an d   r ea ctiv p o wer   is   d eliv er ed   in t o   th s y s tem .   I t is o b s er v ed   i n   Fig u r 1 7   t h at  th in v er te r   s u p p lies   r ea ctiv p o wer   f r o m   f a u lt o cc u r r en ce   tim ( 3 . 5   s ec )   to   3 . 8   s ec ,   wh en   t h in v er ter   d is co n n ec ts   f r o m   th g r id   n etwo r k   t h er is   n o   p o wer   tr a n s f er   ta k es  p la ce   f r o m   th e   in v er ter   to   th g r id   n etwo r k .   As  th e   in v er ter   is   d is co n n ec ted   f r o m   th u tili ty   g r id   at  3 . 8   s ec ,   af ter   t h f au lt  clea r an ce ,   th e   v o ltag at   PC C   will b eq u al   t o   th e   g r id   n o m in al  v o ltag e ,   th a t is 1   p u   as d ep icted   in   Fig u r e   1 8 .   T h e   PC C   p h ase  v o ltag es in   th zo o m ed   v er s io n   ar s h o wn   i n   Fig u r 19.           Fig u r 1 3 .   L VR T   an d   PC C   v o ltag es           ( a)   ( b )     Fig u r 1 4 .   Fau lt  r id e - th r o u g h   p ar am eter s ( a)   L VR T   p u ls a n d   ( b )   T R I P si g n al   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4       Lo w   vo lta g fa u lt  r id e - th r o u g h   o p era tio n   o f a   p h o t o - vo lta ic  s ystem  co n n ec ted     ( S a ty a n a r a ya n a   B u r a d a )   1617       Fig u r 1 5 .   I n v e r ter   lin c u r r en ts             Fig u r 1 6 .   R ea l p o wer   o f   m icr o g r id   c o m p o n en ts     Fig u r 1 7 .   I n v e r ter   ac tiv a n d   r ea ctiv p o wer             Fig u r 1 8 .   PC C   p h ase  v o ltag es     Fig u r 1 9 .   PC C   p h ase  v o ltag es in   m ag n if ied   v iew       6.   CO NCLU SI O N   T h liter atu r e   th at  is   n o ac ce s s ib le  ad d r ess es  VFR T   p r o b le m s h o wev er ,   its   ap p r o ac h es   d o   n o tak e   in to   ac co u n th e   v ar y i n g   n etwo r k   s itu atio n s   p r esen am id   s y s tem   m alf u n ctio n s .   I n s tead ,   th e y   ar s o lely   o n   r ea l,   p u r ely   o n   r ea ctiv cu r r en t,  o r   m ix   o f   th two .   I n   t h is   wo r k ,   co n tr o ap p r o ac h   t h at  m ak e s   u s o f   th en er g y   s to r ag s y s tem ' s   as s is tan ce   is   p r o v id e d ,   a n d   its   ef f ec tiv e n ess   is   ass e s s ed   f o r   r a n g o f   o p er atin g   s ce n ar i o s ,   in clu d in g   Sev er al  is s u es  r elate d   to   v ar io u s   f a u lt  v o ltag es  an d   lo VFR T .   I n   o r d er   to   en s u r th b est  DVS   p o s s ib le,   th p r o p o s ed   DVS  tech n iq u ad ap tiv ely   d eter m in es  th m icr o g r id ' s   ac tu al  an d   r ea ctiv cu r r en o u tp u t   ac co r d in g   t o   v ar io u s   cir cu m s tan ce s   d ev elo p in g   th r o u g h o u th VFR T   p r o ce d u r e.   W ith   th e   s u g g ested   co n tr o l   s tr ateg y ,   it  h as  b ee n   s h o wn   th at  m icr o g r id   r u n n i n g   at  m in i m al  VFR T   v alu es  is   ca p ab le  o f   s u p p ly in g   f le x ib le  v o ltag ass is tan ce   f o r   u n a n t icip ated   f au lt  in cid e n ts   with in   th e   g r id ,   g u a r an teein g   t h in v er ter ' s   s ec u r e   f u n ctio n in g   b y   ab id i n g   b y   th e   m ax im u m   c u r r e n lim it,  an d   i m p r o v in g   th u tili ty   g r id ' s   VFR T   ca p ab ilit y   b y   to ler atin g   m o r s ev er f a u lts .   T h is   wo r k ' s   s izin g   tech n iq u e   f o r   th e   s to r ag d e v ice' s   n ec ess ar y   p o wer   r atin g   s er v es  as  g u id f o r   ad ap tin g   t h en er g y   s to r ag th at  is   p r esen tly   ac ce s s ib le  to war d s   m o d est  VFR T   r u n n in g   o n   m icr o g r id .   Fu tu r r esear ch   m ig h ex a m in h o th e   m icr o g r id   f u n ctio n s   in   u n b alan ce d   f au lt  s ce n ar io s ,   an d   s u g g est  s tr ateg y   f o r   m an a g in g   th f lex ib le  DVS  th at  m a k es  u s o f   b o t h   co m p o n e n ts   o f   v o ltag an d   c u r r en i n   th p o s itiv an d   n eg ativ s eq u en ce   th r o u g h o u t V FR T   f u n cti o n in g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.