Design of green hydrogen-based shunt active power filter for distribution networks using a modified red-tailed hawk algorithm

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a new metaheuristic algorithm (MRTHA) for optimal tuning of controllers in hybrid hydrogen-solar-battery systems, with comparative validation.

🏢実務担当者:Offers a design framework for hydrogen-enabled active power filters that can be simulated and potentially implemented for distribution network power quality improvement.

現代社会において、再生可能エネルギー源の重要性はますます高まっている。これらの電源が電力電子機器を介して配電系統に組み込まれる場合、電力品質（PQ）問題が発生する可能性がある。本研究では、カスケードHブリッジ5レベルコンバータベースの並列型アクティブ電力フィルタ（SHAPF）を、バッテリエネルギー貯蔵システム（BESS）、水素燃料電池（HFC）、および太陽エネルギーシステム（SES）とDCバスに統合することにより、PQ問題を扱う。太陽光発電は水素の生成に利用され、その水素がHFCに供給されて電力を生成する。ここでは、獲物の逃避という概念に基づいて設計された、改良型レッドテールホーク（RTH）アルゴリズム（MRTHA）と呼ばれる新しいアルゴリズムを提案する。これは、局所的なトラップを回避し、大域的な探索を改善し、早期収束を防ぐことにより、RTHの全体的な性能を向上させることを目的とする。SHAPFの比例積分マルチ共振コントローラ（PI-MRC）、比例積分微分コントローラ（PIDC）、HFC、SES、BESS内の昇圧コンバータ（BOC）、昇降圧コンバータ（BUBOC）のゲイン値は、MRTHAを用いて最適に選択される。さらに、このアルゴリズムは、THDを最小化し、力率を向上させながらDCバス電圧を安定に維持することを目的として、並列フィルタおよびBOC/BUBOCの最適な抵抗値とインダクタンス値を計算するためにも使用される。加えて、効率的なエネルギーマネジメントが開発され、異なる種類の負荷、HFCタンク圧力、およびPV日射条件の下で検証される。システムの性能を評価するために3つの異なるテストシナリオが使用され、その結果は、粒子群最適化（PSO）、ホタルアルゴリズム（FFA）、生物地理学ベース最適化（BBO）、および比例積分コントローラ（PIC）とファジィ論理コントローラ（FLC）を用いた従来の3レベルコンバータを用いて達成された結果と比較される。結果は、提案手法がIEEE規格を十分に満たし、他の手法よりも低いTHDを達成することを明確に示している。この手法はMATLAB/Simulink 2022bを用いて作成された。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

In the modern world, renewable energy sources are becoming increasingly important. Power quality (PQ) issues may arise, if these sources are incorporated in distribution system via power electronic equipment. This study handles PQ problems by considering a cascaded H-Bridge 5level converter-based shunt active power filter (SHAPF) integrated with a Battery Energy Storage System (BESS), Hydrogen Fuel Cell (HFC) and a Solar Energy System (SES) to the DC bus. The solar power is utilized to generate hydrogen, which is supplied to HFC to generate power. Here, A new modified red-tailed hawk (RTH) algorithm called as (MRTHA) is designed with the idea of escaping the prey to improve the overall performance of the RTH by avoiding the local traps, improving the global exploration and preventing premature convergence. The gain values of the proportional integral multi-resonant controller (PI-MRC), proportional integral derivative controller (PIDC) of SHAPF, boost converter (BOC), buck boost converters (BUBOC) in the HFC, SES and BESS are chosen optimally using MRTHA. However, this algorithm is also employed to compute the optimal resistance and inductance values for the shunt filter and BOC/BUBOC with an objective of minimizing THD, enhancing power factor while maintain DC bus voltage stable. Additionally, an efficient energy management is developed and validated under different types of loads, HFC tank pressure and PV irradiation conditions. Three distinct testing scenarios are used to assess the system’s performance, and the outcomes are compared with those achieved using Particle Swarm Optimization (PSO), Firefly algorithm (FFA), Biogeography-Based Optimization (BBO), and traditional three-level converters with proportional integral controller (PIC) and Fuzzy logic controller (FLC). The outcomes clearly show that the suggested approach achieves THD that is well within IEEE standards and lower than those of the other approaches. The technique was created with MATLAB/Simulink 2022b.

• semanticscholar https://doi.org/10.1177/00202940261434653first seen 2026-05-15 19:36:18 · last seen 2026-07-09 05:46:05