Abstract— This paper deals with a single-phase distributed gen- eration (DG) system with active power filtering (APF) capability, devised for utility current harmonic compensation. The idea is to integrate the DG unit functions with shunt APF capabilities, because the DG is connected in parallel to the grid. With the proposed approach, control of the DG unit is performed by in- jecting into the grid a current with the same phase and frequency of the grid voltage and with an amplitude depending on the power available from renewable sources. On the other hand, load harmonic current compensation is performed by injecting into the alternating current system harmonic currents like those of the load but with an opposite phase, thus keeping the line current almost sinusoidal. Both detection of the grid voltage fundamental and computation of the load harmonic compensation current have been performed by two neural adaptive filters with the same structure, one in a configuration “notch” and the other in the complementary configuration “band.” The “notch” filter has been used to compute the compensationg current by eliminating only the contribution of the fundamental of the load current, whereas the “band” configuration is able to extract the fundamental of the coupling point voltage. Furthermore, because the active power generation and the APF features require current control of com- ponents at different frequencies, respectively, a multiresonant current controller has been adopted. The methodology has been tested successfully both in numerical simulation and experimen- tally on a suitably devised test setup. The stability analysis of the proposed control approach has been performed in the discrete domain.

چکيده:  این مقاله به بررسی یک سیستم DG تکفاز با قابلیت فیلترینگ توان اکتیو (APF) اختصاص دارد که جهت جبرانسازی هارمونیک جریان شبکه طراحی شده است. ایده این طرح، شامل ترکیب و یکپارچه سازی وظایف واحد DG با قابلیت های APF شنت (موازی) می باشد ؛ چرا که سیستم DG به صورت موازی با شبکه متصل می شود. در روش پیشنهادی، کنترل واحد DG از طریق تزریق جریانی با فرکانس و فاز مشابه با ولتاژ شبکه و دامنه متناسب با توان قابل دسترس منابع تجدید پذیر، به شبکه، صورت می پذیرد. از سوی دیگر، جبرانسازی جریان هارمونیک بار از طریق تزریق جریان های هارمونیک مشابه با جریان های هارمونیک بار و البته با فاز مخالف، به جریان متناوب، انجام می شود؛ به گونه ای که جریان خط تقریبا در حالت سینوسی حفظ شود. فرآیند آشکار سازی پایه ولتاژ شبکه و فرآیند محاسبه جریان جبرانسازی هارمونیک بار، به وسیله دو فیلتر تطبیقی عصبی با ساختار واحد صورت می پذیرد که یکی از آنها دارای پیکربندی notch (فیلتر شکافی) و دیگری داراي پیکربندی مکمل band (فیلتر باند) می باشد. از فیلتر شکافی برای محاسبه جریان جبرانسازی استفاده می شود که این امر از طریق حذف اثر پایه جریان بار صورت می پذیرد. از سوی دیگر، پیکربندی باند، قادر به استخراج پایه ولتاژ نقطه کوپلینگ می باشد. بعلاوه با توجه به اینکه ویژگی های تولید توان اکتیو و نیز APF (فیلترینگ توان اکتیو) نیازمند کنترل جریان اجزاء در فرکانس های مختلف می باشند؛ یک کنترل کننده جریان multi resonant انتخاب شده و مورد استفاده قرار می گیرد. روش مورد استفاده، به صورت موفقیت آمیز از طریق شبیه سازی عددی و نیز عملیات آزمایشگاهی بر روی یک مجموعه آزمون دارای طرح مناسب، تست شده است. آنالیز پایداری روش کنترل پیشنهادی در حوزه گسسته انجام می شود.