This paper introduced a decentralized voltage control strategy for dc microgrids that is based on the droop method. The proposed distributed secondary voltage control utilizes an average voltage sharing scheme to compensate the voltage deviation caused by the droop control. Through nonexplicit communication, the proposed control strategy can perform precise terminal voltage regulation and enhance the system reliability against system failures. The distributed voltage compensators that resemble a centralized secondary voltage controller are implemented with the bi-proper anti-wind-up design method to solve the integration issues that necessarily lead to the saturation of the controller output efforts. The proposed concept of pilot bus voltage regulation shows the possibility of managing the terminal voltage without centralized structure. Moreover, the network dynamics are illustrated with a focus on cable resonance mode based on the eigenvalue analysis and small-signal modeling; analytical explanations with the development of equivalent circuits give a clear picture regarding how the controller parameters and droop gains affect the system damping performance. The proposed derivative droop control has been demonstrated to damp the oscillation and to improve the system stability during transients. Finally, the effectiveness and feasibility of the proposed control strategy are validated by both simulation and experimental evaluation.

Multilevel inverter (MLI) design for high voltage and high power applications faces challenges such as unequal power losses and junction temperatures. To address the issues of decreased efficiency and reliability, this paper introduces two innovative pulse width modulation (PWM) approaches, such as Enhanced Level Shifted PWM (ELS-PWM) and Enhanced Phase Shifted PWM (EPS-PWM). They are designed for five-level neutral point clamped (NPC) H-Bridge Configurations (FLNPCHC), which are further cascaded to form MLIs. These methods leverage modified modulating waves and restructured triangular waves to improve power quality, balance power distribution, and ensure uniform power allocation across the inverter legs. The result is identical switch utilization rates, reduced switching times, lower junction temperatures, and enhanced overall efficiency of the FLNPCHC-MLI. These approaches are validated through MATLAB simulations and tested using a 1 kVA laboratory prototype. The outcomes demonstrate significant improvements in total harmonic distortion (reduced to approximately 2.3%) and efficiency (increased to approximately 97.8%), offering a promising solution for high-voltage applications.

This paper presents a novel dual-function photovoltaic (PV) inverter design that simultaneously offers power generation and power quality enhancement. It details a thorough design process for the inverter control system, tasked with extracting maximum power from the PV system and integrating it into the grid. Moreover, the inverter doubles as a shunt active filter, detecting and mitigating harmonic currents from the load. The control scheme also incorporates a series active filter to correct voltage imbalances from the grid, providing voltage stability during sags and swells. The novelty of this research lies in the controller design process, seamlessly integrating the PV system with a Unified Power Quality Conditioner (UPQC), which comprises both series (SEF) and shunt active power filters (SAPF), enabling coordinated operation between the PV system and UPQC. The paper details the development and performance evaluation of a three-phase PV-UPQC system, incorporating a dual-stage 17-kW PV array. The system's efficacy under various conditions-including voltage sags, swells, changes in irradiance, unbalanced loads, and load fluctuations-was rigorously tested. The study shows that the PV-UPQC system significantly improves power quality at optimal PV operation, advancing the integration of photovoltaic technology with power quality solutions.

This study presents a novel control strategy for Photovoltaic (PV) power plant controllers, emphasizing their integral role in grid regulations. Modern PV power plants are increasingly required to participate intelligently in grid services during operation. Our proposed PV power plant controller is a smart, sophisticated structure, capable of operating in various modes based on the network status. It monitors the charging level of the connected Battery Energy Storage System (BESS) and the demand load to ensure effective battery management. In islanded microgrids, especially those powered by PV systems, maintaining the health of BESS is crucial. We introduce a grid-forming operation and a battery saving (BS) mode for BESS. The BESS operates in two primary modes: discharging when demand exceeds PV-generated power, and charging when generation surpasses demand. A significant challenge arises as the battery nears its maximum State of Charge (SOC max ), risking overcharging and reduced lifespan. To address this, we propose an algorithm that adjusts the PV system to operate sub-optimally, deviating from the Maximum Power Point Tracking (MPPT) mode. This adjustment prevents engagement of the charging mode at SOC max . Simulation results show that our algorithm facilitates seamless transitions between battery modes during grid formation, ensuring voltage and frequency stability without compromise.