Optimal Design of Double Tuned Filter Using LAGRANGE interpolation method to Attenuate THD in Power System

Mohamed.M.Almelian; Elhadi Emhemed Aker; Mohammad A Omran; N. M. Elasager; Ibrahim Mohamed Yosser

doi:10.65419/albahit.v5i3.151

المؤلفون

Mohamed.M.Almelian Department of Electrical Engineering, Higher Institute of Science and Technology Mezdah, Libya المؤلف
Elhadi Emhemed Aker Department of Electrical Engineering, Higher Institute of Science and Technology Gharian, Libya المؤلف
Mohammad A Omran Faculty of Engineering, College of Technical Sciences, Ben-Walid, Libya المؤلف
N. M. Elasager Faculty of Engineering, College of Technical Sciences, Ben-Walid, Libya المؤلف
Ibrahim Mohamed Yosser Department of Electrical Engineering, Higher Institute of Science and Technology Mezdah, Libya المؤلف

DOI:

https://doi.org/10.65419/albahit.v5i3.151

الكلمات المفتاحية:

المرشح السلبي مزدوج الضبط، التشوه التوافقي الكلي، الأحمال غير الخطية، طريقة لاغرانج

الملخص

تنتشر الأحمال غير الخطية، بما في ذلك محولات القدرة الإلكترونية وأفران القوس الكهربائي، على نطاق واسع في كلٍّ من البيئات الصناعية والسكنية. ومع زيادة انتشار هذه الأحمال، تزداد التيارات التوافقية المحقونة مرة أخرى في شبكة التغذية، مما يؤدي إلى ارتفاع التشوه التوافقي الكلي (THD) والتسبب في مجموعة من الأعطال في المعدات الكهربائية.

ومن بين التقنيات المتاحة للحد من التوافقيات الحالية، يأتي المرشح السلبي مزدوج الضبط (Double-Tuned Passive Filter). حيث يعمل هذا النوع من المرشحات على تقليل القدرة غير الفعالة من خلال استخدام عناصر سلبية لتوفير تعويض محلي للقدرة غير الفعالة عند التردد الأساسي.

يقدم هذا العمل تصميماً أمثل لمرشح مزدوج الضبط باستخدام طريقة استيفاء لاغرانج بهدف تخفيض التوافقيات في نظام القدرة الكهربائية. حيث تم استخدام استيفاء لاغرانج للحصول على المعاملات المثلى للمرشح.

وقد أكدت المحاكاة التي أُجريت باستخدام برنامج MATLAB SIMULINK أن التصميم الناتج يحقق الحدود والمعايير المعترف بها، مثل تلك المحددة في المعيار IEEE 519..

المراجع

1. Grady, W. Mack, and Surya Santoso. "Understanding power system hannonics." IEEE Power Engineering Review 21.11 (2001): 8-11.

2. Yong, B. H., and V. K. Ramachandaramurthy. "Double Tuned filter design for harmonic mitigation in grid connected solar PV." Power and Energy (PECon), 2014 IEEE International Conference on. IEEE, 2014.

3. IEEE Standard Association. "519-1992. IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonics Control in Electric Power Systems." New York: IEEE Inc (1992).

4. McGranaghan, M., and G. Beaulieu. "Update on IEC 61000-3-6: Harmonic emission limits for customers connected to MV HV and EHV." Transmission and Distribution Conference and Exhibition. 2006.

5. Fujita, Hideaki, Takahiro Yamasaki, and Hirofumi Akagi. "A hybrid active filter for damping of harmonic resonance in industrial power systems." IEEJ Transactions on Industry Applications 118.10 (1998): 1193-1200.

6. HE, Yi-hong, and Heng SU. "A New Method of Designing Double–tuned Filter." Proc. of the 2nd International Conference on Computer Science and Electronics Engineering (ICCSEE 2013). 2013.

7. Tan, Jun Zhe, and Rodney HG Tan. "Double-tuned harmonic passive filter design for harmonic mitigation at LV distribution network caused by electric vehicle on-board charger." 2023 Innovations in Power and Advanced Computing Technologies (i-PACT). IEEE, 2023.‏

8. Widagdo, Reza Sarwo, Kukuh Setyadjit, and Izzah Aula Wardah. "Analysis and Mitigation of Harmonics Distortion with Optimization Capacitor Banks and Single-Tuned Passive Filters." Jambura Journal of Electrical and Electronics Engineering 5.2 (2023): 204-209.‏

9. Pasaribu, Faisal Irsan, et al. "A New Damped Double-Tuned Filter to Improve Power Quality and System Performance for Nonlinear Household Loads." IEEE Open Access Journal of Power and Energy 13 (2026): 76-87.‏

10. Malik, Mochamad Irlan, et al. "Hybrid Double-Tuned and High-Pass Filter for Harmonic Mitigation in Inverter HVAC Systems." ELECTRON Jurnal Ilmiah Teknik Elektro 6.2 (2025): 139-152.

11. Soomro, Dur Muhammad, and M_ M_ Almelian. "Optimal design of a single tuned passive filter to mitigate harmonics in power frequency." (2015).

12. Memon, Zubair Ahmed, Mohammad Aslam Uquaili, and Mukhtiar Ali Unar. "Harmonics mitigation of industrial power system using passive filters." arXiv preprint arXiv:1605.06684 (2016).

13. Berrut, Jean-Paul, and Lloyd N. Trefethen. "Barycentric lagrange interpolation." Siam Review 46.3 (2004): 501-517.

14. Cheepati, Kumar Reddy, Sardar Ali, and M. Surya Kalavathi. "Performance Analysis of Double Tuned Passive Filter for Power Quality." International Journal of Control Theory and Applications9.07 (2016): 3295-3305.

15. Dastfan, Ali, Hossain Yassami, and Mohammad Reza Rafiei. "Optimum design of passive harmonic filter by using game theory concepts." Intelligence Systems in Electrical Engineering Journal4.4 (2014): 13-22.

16. Anooja, C. L., and N. Leena. "Passive Filter For Harmonic Mitigation Of Power Diode Rectifier And SCR Rectifier Fed Loads."International Journal of Scientific & Engineering Research 4.6 (2013).

17. Modeling and Simulation of Energization Overvoltage Phenomena During Capacitor Switching Transient. (2026). Albahit Journal of Applied Sciences, 5(1), 126-140. https://doi.org/10.65419/albahit.v5i1.122

18. Modeling the Performance and Frictional Head Losses of the Control Oil Pump at Derna Steam Power Plant. (2025). Albahit Journal of Applied Sciences, 4(1), 161-170. https://doi.org/10.65419/albahit.v4i1.54

19. Quantitative Analysis of Renewable Energy Systems Efficiency and Reliability: A Meta-Study of Solar, Wind, and Energy Storage Experimental Data. (2025). Albahit Journal of Applied Sciences, 4(1), 9-17. https://doi.org/10.65419/albahit.v4i1.38