Published February 23, 2024 | Version v1
Publication Open

Development of renewable energy fed three-level hybrid active filter for EV charging station load using Jaya grey wolf optimization

Creators

  • 1. Siddhartha Medical College
  • 2. Annamalai University
  • 3. İstanbul Nişantaşı Üniversitesi
  • 4. Vellore Institute of Technology University
  • 5. Hawassa University

Description

This work develops a hybrid active power filter (HAPF) in this article to operate in conjunction with the energy storage system (ESS), wind power generation system (WPGS), and solar energy system (SES). It employs three level shunt voltage source converters (VSC) connected to the DC-bus. Optimization of the gain values of the fractional-order proportional integral derivative controller (FOPIDC) and parameter values of the HAPF is achieved using the Jaya grey wolf hybrid algorithm (GWJA). The primary objectives of this study, aimed at enhancing power quality (PQ), include: (1) ensuring swift stabilization of DC link capacitor voltage (DCLCV); (2) reducing harmonics and improving power factor (PF); (3) maintaining satisfactory performance under different combinations of loads like EV charging load, non linear load and solar irradiation conditions. The proposed controller's performance is evaluated through three test scenarios featuring different load configurations and irradiation levels. Additionally, the HAPF is subjected to design using other optimization algorithms such as genetic algorithm (GA), particle swarm optimization (PSO), and ant colony optimization (ACO) to assess their respective contributions to PQ improvement.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يطور هذا العمل مرشح طاقة نشط هجين (HAPF) في هذه المقالة ليعمل جنبًا إلى جنب مع نظام تخزين الطاقة (ESS) ونظام توليد طاقة الرياح (WPGS) ونظام الطاقة الشمسية (SES). ويستخدم ثلاثة محولات مصدر جهد تحويلة (VSC) متصلة بناقل التيار المستمر. يتم تحقيق تحسين قيم الكسب لوحدة التحكم في المشتقات المتكاملة التناسبية (FOPIDC) وقيم المعلمات لـ HAPF باستخدام خوارزمية جايا الرمادية الهجينة (GWJA). تشمل الأهداف الأساسية لهذه الدراسة، التي تهدف إلى تعزيز جودة الطاقة (PQ)، ما يلي: (1) ضمان الاستقرار السريع لجهد مكثف وصلة التيار المستمر (DCLCV) ؛ (2) تقليل التوافقيات وتحسين عامل القدرة (PF) ؛ (3) الحفاظ على الأداء المرضي في ظل مجموعات مختلفة من الأحمال مثل حمل شحن السيارة الكهربائية والحمل غير الخطي وظروف الإشعاع الشمسي. يتم تقييم أداء وحدة التحكم المقترحة من خلال ثلاثة سيناريوهات اختبار تتميز بتكوينات الحمل المختلفة ومستويات التشعيع. بالإضافة إلى ذلك، يخضع HAPF للتصميم باستخدام خوارزميات تحسين أخرى مثل الخوارزمية الجينية (GA)، وتحسين سرب الجسيمات (PSO)، وتحسين مستعمرة النمل (ACO) لتقييم مساهماتها في تحسين PQ.

Translated Description (French)

Ce travail développe un filtre de puissance actif hybride (HAPF) dans cet article pour fonctionner en conjonction avec le système de stockage d'énergie (ESS), le système de production d'énergie éolienne (WPGS) et le système d'énergie solaire (ses). Il utilise trois convertisseurs de source de tension en dérivation (VSC) connectés au bus CC. L'optimisation des valeurs de gain du contrôleur de dérivées intégrales proportionnelles d'ordre fractionnaire (FOPIDC) et des valeurs de paramètres du HAPF est réalisée à l'aide de l'algorithme hybride de loup gris de Jaya (GWJA). Les principaux objectifs de cette étude, visant à améliorer la qualité de l'alimentation (PQ), comprennent : (1) assurer une stabilisation rapide de la tension du condensateur de liaison CC (DCLCV) ; (2) réduire les harmoniques et améliorer le facteur de puissance (PF) ; (3) maintenir des performances satisfaisantes sous différentes combinaisons de charges telles que la charge de charge EV, la charge non linéaire et les conditions d'irradiation solaire. Les performances du contrôleur proposé sont évaluées à l'aide de trois scénarios de test présentant différentes configurations de charge et différents niveaux d'irradiation. En outre, le HAPF est soumis à une conception utilisant d'autres algorithmes d'optimisation tels que l'algorithme génétique (GA), l'optimisation de l'essaim de particules (PSO) et l'optimisation des colonies de fourmis (ACO) pour évaluer leurs contributions respectives à l'amélioration du PQ.

Translated Description (Spanish)

Este trabajo desarrolla un filtro de potencia activa híbrido (HAPF) en este artículo para operar en conjunto con el sistema de almacenamiento de energía (ESS), el sistema de generación de energía eólica (WPGS) y el sistema de energía solar (ses). Emplea tres convertidores de fuente de voltaje de derivación de nivel (VSC) conectados al bus de CC. La optimización de los valores de ganancia del controlador derivado integral proporcional de orden fraccional (FOPIDC) y los valores de los parámetros del HAPF se logra utilizando el algoritmo híbrido de lobo gris Jaya (GWJA). Los objetivos principales de este estudio, destinados a mejorar la calidad de la energía (PQ), incluyen: (1) garantizar una rápida estabilización del voltaje del condensador de enlace de CC (DCLCV); (2) reducir los armónicos y mejorar el factor de potencia (PF); (3) mantener un rendimiento satisfactorio bajo diferentes combinaciones de cargas como carga de carga EV, carga no lineal y condiciones de irradiación solar. El rendimiento del controlador propuesto se evalúa a través de tres escenarios de prueba con diferentes configuraciones de carga y niveles de irradiación. Además, el HAPF se somete a diseño utilizando otros algoritmos de optimización como el algoritmo genético (GA), la optimización de enjambre de partículas (PSO) y la optimización de colonias de hormigas (ACO) para evaluar sus respectivas contribuciones a la mejora de PQ.

Files

s41598-024-54550-7.pdf.pdf

Files (4.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:732fa06b93e6ae0087b16e24e938d459
4.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطوير فلتر هجين نشط ثلاثي المستويات لتغذية الطاقة المتجددة لتحميل محطة شحن السيارات الكهربائية باستخدام جايا جراي وولف الأمثل
Translated title (French)
Développement d'un filtre actif hybride à trois niveaux alimenté en énergie renouvelable pour la charge de la station de charge de VE à l'aide de l'optimisation Jaya Grey Wolf
Translated title (Spanish)
Desarrollo de un filtro activo híbrido de tres niveles alimentado con energía renovable para la carga de estaciones de carga de vehículos eléctricos utilizando la optimización Jaya Grey Wolf

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4392107794
DOI
10.1038/s41598-024-54550-7

Is supplement to
https://openalex.org/W4382929618 (Other)
https://openalex.org/W4289363416 (Other)
https://openalex.org/W4224929845 (Other)
https://openalex.org/W2911298097 (Other)
https://openalex.org/W2810491476 (Other)
https://openalex.org/W2579953099 (Other)
https://openalex.org/W2396484480 (Other)
https://openalex.org/W2105205629 (Other)
https://openalex.org/W2059654856 (Other)
https://openalex.org/W2050685650 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W2767236019
  • https://openalex.org/W2887981961
  • https://openalex.org/W2951346941
  • https://openalex.org/W3015786463
  • https://openalex.org/W3016628302
  • https://openalex.org/W3018228037
  • https://openalex.org/W3026526991
  • https://openalex.org/W3029943339
  • https://openalex.org/W3037189523
  • https://openalex.org/W3107439420
  • https://openalex.org/W3133747185
  • https://openalex.org/W3135333942
  • https://openalex.org/W3157359152
  • https://openalex.org/W3164172623
  • https://openalex.org/W3177512491
  • https://openalex.org/W3188394399
  • https://openalex.org/W3200372262
  • https://openalex.org/W4206246349
  • https://openalex.org/W4210417523
  • https://openalex.org/W4296492631
  • https://openalex.org/W4309686611
  • https://openalex.org/W4367674248