Implementation of Cuckoo Search Optimized Firing Scheme in 5-Level Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter for Power Quality Improvement

Q: 이 논문에서 정의한 Cuckoo Search(CS) 알고리즘이란 무엇인가?

Cuckoo Search(CS) 알고리즘은 2009년 Xin-she Yang과 Suash Deb이 제안한 휴리스틱 최적화 기법으로, 뻐꾸기 새의 산란 행동에 영감을 받아 개발되었다. 이 알고리즘은 다른 최적화 기법에 비해 조정해야 할 매개변수가 적어 구현이 용이하며, 비선형 최적화 문제 해결에 효율적이다. 전역 최적화 문제에서 지역 및 전역 탐색 간의 균형을 유지하는 능력이 뛰어나다.

Q: Cuckoo Search 최적화 기반 발사 방식이 다중 레벨 인버터의 전력 품질을 어떻게 향상시키는가?

연구 결과, Cuckoo Search 최적화 기반 발사 방식은 다중 레벨 인버터의 스위칭 각도를 최적화하여 고조파를 최소화하고 기본 전압 출력을 원하는 값에 가깝게 유지한다. 이는 총 고조파 왜곡(THD)을 현저히 감소시키고, 역률을 0.91에서 0.98로 개선하며, 효율을 20% 향상시켜 전력 품질을 전반적으로 개선한다.

Deepshikha Singla; P.R.Sharma

학술저널

저자정보: Deepshikha Singla (YMCA University of Science and Technology) P.R.Sharma (YMCA University of Science and Technology)

저널정보: 전력전자학회 JOURNAL OF POWER ELECTRONICS JOURNAL OF POWER ELECTRONICS Vol.19 No.6

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Multilevel inverters have appeared as a successful and utilitarian solution in many power applications. The prime objective of an inverter is to keep the fundamental component of the output voltage of a multilevel inverter at a preferred value. Equally important is the need to keep the harmonic components in the output voltage within stated harmonic limits. Therefore, the basis of this research is to develop a harmonic minimization function that optimizes the switching angles of cascaded H-bridge multilevel inverter. Due to benefits of the Cuckoo Search (CS) algorithm, it is applied to determine the switching angles, which are further used to generate the switching pattern for firing the H-bridges of multilevel inverter. Simulation results are compared with SPWM based firing scheme. The switching frequency for SPWM firing scheme is taken as 200 Hz since the switching losses are increased when switching frequency is high. To validate the ability of Cuckoo Search optimized firing scheme in minimization of harmonics, experimental results obtained from hardware prototype of Five Level Cascaded H-Bridge Multilevel Inverter equipped with a FPGA controller are presented to verify the simulation results.

#Cascaded H-Bridge multilevel inverters #Cuckoo Search (CS) algorithm #Harmonic minimization #Power quality #Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM)

배경 및 목적
대상 및 방법론
분석 및 수행
결과 및 의의

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