Yıl: 2021 Cilt: 24 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 361 - 372 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.2339/politeknik.696779 İndeks Tarihi: 18-06-2021

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

Öz:
Endüstriyel uygulamalarda kullanılan yüklerin büyük bir kısmı gelişen teknolojiyle birlikte endüktif yüklerden oluşmaktadır.Endüktif yükler, yapıları gereği endüktif reaktif enerji tüketmektedirler. Tüketilen bu reaktif enerji, sistemin kalitesinde veverimliliğinde düşüşe ve güç faktöründe sorunlara neden olmaktadır. Esnek alternatif akım iletim sistemleri (FACTS), güçsisteminin performansını ve kalitesini arttırmada önemli bir rol oynamaktadır. FACTS sistemiyle donatılmış bir güç sistemininkontrolü daha hızlı ve kolaydır. Dağıtım Statik Senkron Kompanzatör (D-STATCOM), güç kalitesini arttırmak için kullanılan enyaygın FACTS cihazıdır. Reaktif güç kontrolü için kullanılan D-STATCOM, dağıtım sistemlerinde güç kalitesini arttırmakamacıyla kullanılan şönt bir cihazdır. D-STATCOM şebeke ile reaktif güç alış verişinde bulunarak gerilim dalgalanmalarını önler.Bu çalışmada, güç kalitesi problemlerinin kaynağında yok edilebilmesi için dağıtım hattıyla reaktif güç alışverişi yapan ve gerilimkaynaklı dönüştürücü temeline dayanan D-STATCOM’un modellenmesi MATLAB Simulink kullanılarak yapılmış ve benzetimsonuçları incelenmiştir. Modellenen sistemde, 4 km uzunluğunda bir dağıtım hattı, hat sonunda kompanzasyon için kullanılan DSTATCOM, 16,40 kVA (10kW+13kVAR) ve 22,36 kVA (10kW+20kVAR) gücünde iki ayrı test yükü kullanılmıştır. Bu yüklerindağıtım hattında meydana getirdiği güç kalitesi problemleri modellenen D-STATCOM aracılığıyla giderilmeye çalışılmıştır.Yapılan benzetime göre, D-STATCOM şebekeye bağlandığında, sistemdeki gerilim dalgalanmasının ve toplam harmonikdistorisyonunun (THD) büyük oranda azaldığı doğrulanmıştır. Sonuç olarak, D-STATCOM’un şebekedeki değişken yüklerinneden olduğu gerilim artışını veya çökmesini büyük ölçüde giderdiği, güç kaybını azalttığı ve buna bağlı olarak da gerilimkararlılığını arttırdığı gösterilmiştir.
Anahtar Kelime:

Desing and Analysis of D-STATCOM for Improving Power Quality in Micro Grids

Öz:
The current loads in 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 decrements 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 accomplished more rapidly and easily comparing to regular compensations. The Distribution Static Synchronous Compensator (D-STATCOM) is the most common FACTS device used to increase power quality. DSTATCOM, 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, a D-STATCOM that is based on voltage source converter and exchanges reactive power with the distribution line to eliminate power quality problems at the source has been modelled in MATLAB Simulink software and the simulation results were examined. In the modelled system, 4 km distribution line has been modelled with two separate test loads at 16.40kVA (10kW+13kVAR) and 22.36kVA (10kW+20kVAR) rated power, and the D-STATCOM model at the end of the line. The power quality problems caused by these loads on the distribution line were tried to be eliminated through the modelled 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-STATCOM is connected to the network. As the result, D-STATCOM has been shown to greatly overcome the voltage rise or sags caused by variable loads in the network, to reduce power loss and accordingly improve the voltage stability.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Ertay M.M. ve Aydoğmuş Z., “Statcom ile bir enerji iletim sisteminde gerilim kontrolü”, Dumlupınar Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü Der., 21: 1302-3055, (2010).
  • [2] Zin A.A.M., Moradi M., Khairuddin A., Zareen N., Naderipour A.R. and Moradi M., ‘‘A comprehensive comparison of facts devices for enhancing static voltage stability’’, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 11: 21, (2016).
  • [3] Pattathurani L., Dwibedi R.K. and Sivachidam B.P., ‘‘A voltage controlled dstatcom for power quality improvement’’, IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering, 10(6): 27-34, (2015).
  • [4] Awasthi V.M. and Huchcle V.A., ‘‘Reactive power compensation using D-STATCOM’’, 2016 International Conference on Energy Efficient Technologies for Sustainability, India, 583-585, (2016).
  • [5] Mokhtari A., Gherbi F.Z., Mokhtar C., Kerrouche K.D.E. and Aimer A.F., ‘‘Study analysis and simulation of a static compensator D-STATCOM for distribution systems of electric power’’, Leonardo Journal of Sciences, 25: 117-130, (2014).
  • [6] Sirjani R. and Jordehi A.R., “Optimal placement and sizing of distribution static compensator (D-STATCOM) in electric distribution networks: A review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 77: 688-694, (2017).
  • [7] Rohouma W., Balog R.S., Peerzada A.A. and Begovic M.M., “D-STATCOM for harmonic mitigation in low voltage distribution network with high penetration of nonlinear loads”, Renewable Energy, 145: 1449-1464, (2019).
  • [8] Ghosh A. and Ledwich G., “Power Quality Enhancement Using Custom Power Devices”, Kluwer Academic Puplishers, USA, (2002).
  • [9] IEEE Std 1159-1995, ‘‘IEEE recommended practice for monitoring electric power quality’’, (1995).
  • [10] Çöteli R., “Üç seviyeli H köprü evirici tabanlı dstatkom’un sinirsel bulanık ağ ile denetimi”, Doktora Tezi, Fırat Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, (2010).
  • [11] Kabalci E., “Converter and output filter topologies for statcoms”, Static Compensators (STATCOMs) in Power Systems, Springer, Singapore, (2015).
  • [12] Pattathurani L., Dwibedi R.K. and Sivachidam B.P., “A voltage controlled D-STATCOM for power quality improvement”, IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering, 10(6): 27-34, (2015).
  • [13] Gencer E., “Orta gerilim şebekelerinde gerilim sarkmalarında D-STATCOM’un etkileri”, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, (2018).
  • [14] Mokhtari A., Gherbi F.Z., Mokhtar C., Kerrouche K.D.E. and Aimer A.F., “Study analysis and simulation of a static compensator D-STATCOM for distribution systems of electric power”, Leonardo Journal of Sciences, 25: 117- 130, (2014).
  • [15] Deniz E., Tuncer S. and Gencoglu M.T., “Voltage regulation in a distribution system by using statcom with three level diode clamped inverter”, 5. International Advanced Technologies Symposium, Karabük, 1-7, (2009).
  • [16] Çetin A., “Desing and implementation of a voltage source converter based statcom for reactive power compensation and harmonic filtering”, Doktora Tezi, Orta Doğu Teknik Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, (2007).
  • [17] Rashid M.H., ‘‘Güç Elektroniği’’, Nobel Yayınevi, Ankara, (2016).
APA Kabalci E, Taşdemir O (2021). Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi. , 361 - 372. 10.2339/politeknik.696779
Chicago Kabalci Ersan,Taşdemir Oğuz Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi. (2021): 361 - 372. 10.2339/politeknik.696779
MLA Kabalci Ersan,Taşdemir Oğuz Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi. , 2021, ss.361 - 372. 10.2339/politeknik.696779
AMA Kabalci E,Taşdemir O Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi. . 2021; 361 - 372. 10.2339/politeknik.696779
Vancouver Kabalci E,Taşdemir O Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi. . 2021; 361 - 372. 10.2339/politeknik.696779
IEEE Kabalci E,Taşdemir O "Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi." , ss.361 - 372, 2021. 10.2339/politeknik.696779
ISNAD Kabalci, Ersan - Taşdemir, Oğuz. "Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi". (2021), 361-372. https://doi.org/10.2339/politeknik.696779
APA Kabalci E, Taşdemir O (2021). Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi. Politeknik Dergisi, 24(2), 361 - 372. 10.2339/politeknik.696779
Chicago Kabalci Ersan,Taşdemir Oğuz Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi. Politeknik Dergisi 24, no.2 (2021): 361 - 372. 10.2339/politeknik.696779
MLA Kabalci Ersan,Taşdemir Oğuz Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi. Politeknik Dergisi, vol.24, no.2, 2021, ss.361 - 372. 10.2339/politeknik.696779
AMA Kabalci E,Taşdemir O Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi. Politeknik Dergisi. 2021; 24(2): 361 - 372. 10.2339/politeknik.696779
Vancouver Kabalci E,Taşdemir O Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi. Politeknik Dergisi. 2021; 24(2): 361 - 372. 10.2339/politeknik.696779
IEEE Kabalci E,Taşdemir O "Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi." Politeknik Dergisi, 24, ss.361 - 372, 2021. 10.2339/politeknik.696779
ISNAD Kabalci, Ersan - Taşdemir, Oğuz. "Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi". Politeknik Dergisi 24/2 (2021), 361-372. https://doi.org/10.2339/politeknik.696779