An integrated series active power filter combined with a PV-battery system based on a fuzzy logic controller to enhance power quality for various linear and non-linear loads

Abstract

Rapid capacity development and the incorporation of new loads are adding complexity to the distribution power system. As a result, the distribution system faces additional power quality issues, particularly with increasingly sensitive equipment and distributed generation. The goal of this work is to design, model, and evaluate series active power filters (SAPFs) integrated with energy management for an independent solar storage system, using a multi-stage DC-DC converter. The objective focuses on mitigating voltage harmonics and grid disturbances resulting from diverse loads (linear, non-linear, and combined) and integrating renewable energy (PV). Control is achieved through an intelligent fuzzy logic controller (FLC) and a PI controller to ensure a stable DC voltage and reduce the total harmonic distortion (THD) of the voltage to less than 5 %. Швидке розширення потужностей та включення нових навантажень ускладнюють систему розподілу електроенергії. В результаті система розподілу стикається з додатковими проблемами якості електроенергії, особливо через дедалі чутливе обладнання та розподілену генерацію. Метою роботи є проєктування, моделювання та оцінка послідовних активних фільтрів потужності (SAPF), інтегрованих з управлінням енергією, для незалежної системи сонячного накопичення енергії, з використанням багатоступеневого перетворювача постійного струму. Мета зосереджена на зменшенні гармонік напруги та коливань у мережі, що виникають внаслідок різних навантажень (лінійних, нелінійних та комбінованих) та інтеграції відновлюваної енергії (PV). Керування досягається за допомогою інтелектуального контролера з нечіткою логікою (FLC) та PI-контролера для забезпечення стабільної напруги постійного струму та зменшення загального коефіцієнта гармонійних спотворень (THD) напруги до менш ніж 5 %.