Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi

Abstract

Gelişen teknolojiyle birlikte, endüstriyel uygulamalarda kullanılan yüklerin büyük bir kısmı endüktif yüklerden oluşmaktadır. Endüktif yükler, yapıları gereği endüktif reaktif enerji tüketmektedirler. Tüketilen bu reaktif enerji, sistemin kalitesinde ve verimliliğinde düşüşe ve güç faktöründe sorunlara neden olmaktadır. Esnek alternatif akım iletim sistemleri (FACTS), güç sisteminin performansını ve kalitesini arttırmada önemli bir rol oynamaktadır. FACTS sistemiyle donatılmış bir güç sisteminin kontrolü daha hızlı ve kolaydır. Dağıtım Statik Senkron Kompansatör (D-STATCOM), güç kalitesini arttırmak için kullanılan en yaygın FACTS cihazıdır. Reaktif güç kontrolü içinde kullanılan D-STATCOM, dağıtım sistemlerinde güç kalitesini arttırmak için kullanılan şönt bağlı bir cihazdır. D-STATCOM şebeke ile reaktif güç alış verişinde bulunarak, gerilim dalgalanmalarını önler. Bu çalışmada şebekelerde güç kalitesini arttırmak için Matlab/Simulink programı kullanılarak D-STATCOM modellemesi yapılmış ve benzetim sonuçları incelenmiştir. Modellenen sistemde, iki ayrı test yükü kullanılmıştır. Bu yüklerin dağıtım hattında meydana getirdiği güç kalitesi problemleri ise modellenen D-STATCOM aracılığıyla giderilmeye çalışılmıştır. Yapılan benzetime göre, D-STATCOM şebekeye bağlandığında, sistemdeki gerilim dalgalanmasının ve toplam harmonik distorisyonunun (THD) büyük oranda azaldığı doğrulanmış ve D-STATCOM'un şebekedeki değişken yüklerin neden olduğu gerilim artışını veya çökmesini büyük ölçüde giderdiği görülmüştür.

The current industrial applications are based on inductive loads due to developing technology. The inductive loads consume inductive reactive energy owing to their electrical structures. The consumed reactive energy causes to decrease in power quality and efficiency of the system in addition to power factor deficiencies. The flexible alternating current transmission systems (FACTS) play an important role in improving the performance and quality of the power system. The control of power systems that are equipped with FACTS systems are accomplied faster and easier comparing to regular compensations. The Distribution Static Synchronous Compensator (D-STATCOM) is the most common FACTS device used to increase power quality. D-STATCOM, also used for reactive power control, is a shunt connected device which is used to improve power quality in distribution systems. D-STATCOM exchanges reactive power with mains and prevents voltage fluctuations. In this study, D-STATCOM modeling has been performed in order to improve the power quality in grids by using Matlab/Simulink software and the simulation results were examined. Two separete test loads were used in the modeled system. The power quality problems caused by these loads on the distribution line were tried to be eliminated through the modeled D-STATCOM. According to the simulation results, it is confirmed that the voltage fluctuation and total harmonic distortion (THD) on the load side are remarkably reduced when the D-SATCOM is connected to the network and D-STATCOM has been seen to greatly improve the voltage rise or sagging caused by variable loads in the network.