Serious problems related to Power Quality exists recently due to extensive implementation of power circuit devices, mainly rectifiers, inverters and switching in power systems and manufacturing industries. One of the major issues is introducing harmonics for current and voltage causing alteration in output waveform, voltage-distortion, voltage degrading, equipment local heating, etc. Loads that are non-linear such as UPS, SMPS, and speed drives results introducing harmonics in a current waveform. These draw in the component of current having reactive power from the bus bar, and thus, causes an imbalance in bus current waveform. Hence to eliminate the problems of harmonics, many techniques had been used and set for better power quality but there are always drawbacks related to energy consumption, reliability, and protection. Shunt Active Power Filter (SAPF) was introduced for compensating reactive power and eliminating harmonics for three-phase nonlinear loads. The proposed techniques combine both Model Predictive Control (MPC) algorithm for SAPF regulation and the "Iterative" Adaptive Linear Neuron (ADALINE) network for generating reference current with the least energy consumption. Three-phase load current had been sensed, harmonics are estimated and using Least Mean Square Algorithm (LMS) based ADALINE, online calculation of weights has been performed to get the optimum reference signal for Model Predictive Control. Three different algorithms for both MPC and ADALINE LMS are presented with results for controlling switching frequency, reducing calculation time and filtering the reference signal of SAPF using different options of switching (IGBT/MOSFET). DC voltage regulation of SAPF had been performed by a PI controller. Three different reference frames are used in simulation to satisfy all purposes; D-Q frame for DC regulation, three-phase (ABC) for ADALINE LMS algorithm and (alfa-beta) frame for Model Predictive Control algorithm. Total Harmonic Distortion (THD) is used for harmonic investigation and analysis. Simulation and results are presented to show the effectiveness of the proposed techniques. Selection options had been shown and discussed for practical implementation, matching with the proposed algorithms. Outstanding results had been reached, by combining the proposed algorithms, THD dropped from 29% up to (0.34% - 2.04%) THD for "one switching at a time" based algorithm with lower sampling time. The proposed results show the effect of different sampling time on each algorithm. Results are maintaining a unity power factor in grid thanks to the ADALINE LMS algorithm. The results follow IEEE-IEC standard for THD < 5% In conclusion, selecting the proper algorithm depends on the trade-off between the cost and the performance. 0.34% THD algorithm can be used in case MOSFET switching had been selected, while 2.04% THD will be more suitable if IGBT switching inverter had been selected. Sampling time is, currently, covered by a wide range of ADC which guarantees practical implementation algorithms.

Di recente si sono verificati gravi problemi legati alla qualità dell'energia a causa della vasta implementazione di dispositivi per circuiti di potenza, principalmente raddrizzatori, inverter e commutazione nei sistemi di alimentazione e nelle industrie manifatturiere. Uno dei problemi principali è l'introduzione di armoniche per la corrente e la tensione che causano l'alterazione della forma d'onda di uscita, la distorsione di tensione, il degrado della tensione, il riscaldamento locale dell'apparecchiatura, ecc. una forma d'onda corrente. Questi assorbono il componente di corrente che ha potenza reattiva dalla barra del bus e quindi provoca uno squilibrio nella forma d'onda della corrente del bus. Quindi, per eliminare i problemi delle armoniche, molte tecniche erano state utilizzate e impostate per una migliore qualità dell'energia, ma ci sono sempre degli svantaggi legati al consumo di energia, affidabilità e protezione. È stato introdotto lo Shunt Active Power Filter (SAPF) per compensare la potenza reattiva ed eliminare le armoniche per i carichi non lineari trifase. Le tecniche proposte combinano l'algoritmo Model Predictive Control (MPC) per la regolazione SAPF e la rete "Iterative" Adaptive Linear Neuron (ADALINE) per generare corrente di riferimento con il minimo consumo di energia. La corrente di carico trifase è stata rilevata, le armoniche sono stimate e utilizzando ADALINE basato sull'algoritmo quadrato minimo (LMS), è stato eseguito il calcolo online dei pesi per ottenere il segnale di riferimento ottimale per il controllo predittivo del modello. Vengono presentati tre diversi algoritmi per MPC e ADALINE LMS con risultati per il controllo della frequenza di commutazione, la riduzione dei tempi di calcolo e il filtraggio del segnale di riferimento di SAPF utilizzando diverse opzioni di commutazione (IGBT / MOSFET). La regolazione della tensione CC di SAPF era stata eseguita da un controller PI. Nella simulazione vengono utilizzati tre diversi frame di riferimento per soddisfare tutti gli scopi; Frame D-Q per regolazione DC, trifase (ABC) per algoritmo ADALINE LMS e frame (alfa-beta) per algoritmo Model Predictive Control. La distorsione armonica totale (THD) viene utilizzata per indagini e analisi armoniche. Simulazione e risultati sono presentati per mostrare l'efficacia delle tecniche proposte. Le opzioni di selezione erano state mostrate e discusse per l'implementazione pratica, abbinando gli algoritmi proposti. Risultati eccezionali sono stati raggiunti, combinando gli algoritmi proposti, THD è sceso dal 29% fino a (0,34% - 2,04%) THD per algoritmo basato su "una commutazione alla volta" con tempo di campionamento inferiore. I risultati proposti mostrano l'effetto di diversi tempi di campionamento su ciascun algoritmo. I risultati mantengono un fattore di potenza unitario nella griglia grazie all'algoritmo ADALINE LMS. I risultati seguono lo standard IEEE-IEC per THD <5% In conclusione, la selezione dell'algoritmo corretto dipende dal compromesso tra costo e prestazioni. L'algoritmo THD dello 0,34% può essere utilizzato nel caso in cui fosse stata selezionata la commutazione MOSFET, mentre il THD del 2,04% sarebbe più adatto se fosse stato selezionato l'inverter di commutazione IGBT. Il tempo di campionamento è attualmente coperto da una vasta gamma di ADC che garantisce algoritmi di implementazione pratica.