ADALINE TABANLI REFERANS AKIM ÇIKARTIM YÖNTEMİ İLE PARALEL AKTİF GÜÇ FİLTRESİ DENETİMİ

Transkript

1 ADAINE TABANI REFERANS AKIM ÇIKARTIM YÖNTEMİ İE PARAE AKTİF GÜÇ FİTRESİ DENETİMİ Bara HEKĠMOĞU, Prof.Dr. Nurtt ABUT Koal Üvrsts, Svl Havaılı Yüsoulu, Uça Eltr-Eltro Baım Bölümü, Koal Üvrsts, Mühdsl Faülts, Eltr Mühdslğ Bölümü, Özt Bu maald Adal tabalı yaay sr ağlarıa (YSA) dayalı br yötm l 3-fazlı br arall atf güç fltrs (PAGF) dtm suulmatadır. PAGF amaı harmolr gdrm v ratf güç omazasyou yamatır. PAGF, Ģby doğrusal olmaya yü l arall bağlaa, br aım ayağı gb davramatadır v grl omazasyo aımlarıı ürtlms ç dtlmtdr. Dtmd ullaıla rfras aım çıartım yötm, uyarlamalı br gürültü gdr gb Ģlv gör v ds yü aımıda dğģmlr uyarlayabl Adal tabalı YSA ya dayaa br yötmdr. Örl yötm ltratürd görül bzr Adal tabalı YSA yötmlr gör daha az hsalama yamasıa rağm ayı rforması göstrbldğ farlı çalıģ ma oģulları altıda blgsayar bztm souçları l doğrulamatadır. Aahtar Klmlr: Parall atf güç fltrs, yaay sr ağları, adal, rfras aım çıartımı, uyarlamalı gürültü gdr, harmo v ratf güç omazasyou. Grş Atf güç fltrlr, gü gçtç doğrusal olmaya yülr yarattığı soruları çözümüd daha uygu br çözüm olara abul görmtdr. AGF lr stmy harmolr gdrlms v güç fatörüü ylģtrlms ç sstm bu blģlr adar faat zıt Ģartl omazasyo aımı jt drlr. E yaygı AGF türü arall atf güç fltrsdr (PAGF) v adıda alaģıldığı gb doğrusal olmaya yü arall bağlaırlar v grl omazasyo aımıı sstm jt dr Ģbd sad tml frasta aım blģ çlms sağlaya br aım ayağı gb davraırlar. Bu t atf güç fltrlr harmo v ratf güç omazasyou yaıda ayı ada dgsz v doğrusal olmaya yülrl yülmģ güç sstm d dglyblrlr []. Atf güç fltrlr (AGF) dtmd ullaıla rfras aım çıartım yötm rforması blrly tml ölçütlrd brdr. AGF lr ç brço rfras aım çıartım yötm mvuttur. Yaay sr ağları (YSA) tabalı çıartım yötm d bularda brdr. Doğrusal olmaya v blrsz sstmlr öğrm brlr saysd d arta br lgyl datlr üzr çmtdr. So yıllarda YSA tabalı farlı harmo blrlm v fltrlm tlr, özlll Adal tabalı ağlar, güç sstmlrd ullaılmaya baģlamıģtır. Adal tabalı YSA, zamala dğģ Ģartlr doğrusal brlģmd yararlaa bast, dam öğrm sstmlrdr. Eğtm olara adladırıla ağırlıları güllms, öğrm uralı dl üçü arsl ortalama gb t algortmalar ullaılara grçlģtrlmtdr. Bu doğrusal olmaya rgrsyo yötm hm hızlı hm d doğru souçlar vr br yötmdr []. Ağ yaısıı bastlğ s uygulamalarda yazılım v doaım açısıda olaylılar gtrmtdr. Bu maald örl rfras aım çıartım yötm d Adal tabalı YSA ya dayamatadır. Bu yötm doğrusal olmaya yüü Ģbd çtğ aımı atf blģ, harmo v ratf blģlrd Adal tabalı YSA yardımı l ayrıģtırılması rsb dayamatadır. Maald örl yötm ltratürd dğr bzr yötmlrd farı, doğrusal hal gtrlmģ yü aımı fadlr at tml v dğr fras blģlr ayrı ayrı hsalaması yr sad tml fras blģ hsalaı sora tolamda çıarılara dğr blģlr hsalamasıdır. Böyl omazasyo türü gör grl rfras aımlar ld dltr. Bu alamda Adal tabalı YSA b r gürültü gdr gb Ģlv görtr. tratürd uyarlamalı gürültü fltrlm olara adladırıla bu t tmld grģl v uyarlamalı br gr bslml sstmdr []. GrĢlr oluģtura Ģartlr arasıda orlâsyoda faydalaılara b rl Ģart çd gürültü Ģart (l Ģartl ayı fazda ola) gdrlmy çalıģılır [4]. Souç olara sstm çııģı, stl harmo v ratf güç blģlr tolamı olur. Bu güç blģlr arģılı gl 69

2 rfras aımlar blrldt sora PAGF l sstm ayı fazda faat trs Ģartl olara jt dllrdr. YSA ı öğrm mâ v ablytlr PAGF doğrusal olmaya yü dğģmlr d uyarlamasıı mümü ılmatadır. Örl yötm, yü aımı fadlrd tüm blģlr hsalamadığıda daha az sayıda Ģlm grtrmtdr. Ayı zamada sürl dğģ harmo blģlr grç zamalı blrlmd d t v hızlıdır. Bu maald örl yötm farlı çalıģ ma oģulları altıda blgsayar bztm yaılara ld dl souçlar suulmatadır. fadlr at tml v dğr fras blģlr ayrı ayrı hsalaması yr sad tml fras atf blģ hsalaı sora tolamda çıarılara dğr blģlr hsalamasıdır. Böyl Adal hürs daha az hsalama yaaatır. Ayrıa hm harmo hm d ratf güç omazasyou ç hr fazda t br Adal hürs ullaımı ytrl olmatadır. Örl Rfras Aım Çıartım Yötm Harmo blģlr çıartımı aım ya da güç uzayıda grçlblr. Bu maald yötm grç v saal güçlr yr aımlara dayaır. 3-fazlı br sstmd bozulumlu aımları tmsl d aģağıda fady l alalım: a s( wt ) s( wt ) () I s( wt / 3) I s( wt / 3) b s( wt / 3)... N s( wt / 3) ġl. Klas yötm rs Ģması Bu aımlar aģağıda gb d yazılablrlr: a b I s I os s( w s( wt /3) s( wt /3) os( w os( wt /3) os( wt /3) I... N s( wt s( wt s( wt ) /3) /3) () a b a b qa qb q ha hb h (3) EĢtlğ sağ tarafı üç ısımda oluģmatadır. Br v trmlr tml frasta ayalaa atf v ratf blģlr, üçüü trm s dğr fraslarda ayalaa harmo blģlr tmsl tmtdr. Rfras aım çıartım yötm (3) Ģtlğ sağıda l trm ya tml fras atf blģ dğr blģlrd ayırablrs, PAGF dtm dvrs ç rfras aımlar ld dlmģ olur. Yü aımıı tml fras blģ harmo blģlrd ayırma ç glsl olara alça gçr fltr ullaılır. Bu maald örl yötm s Adal tabalı YSA ya dayamatadır. Bu yötm ġl d göstrl ltratürd bzr YSA ya dayalı yötmlrd farı, yü aımı ġl. Örl yötm rs Ģması Örl yötm at rs Ģma ġl d göstrlmtdr. ġl d görül Adal tabalı YSA, gürültü fltrs gb çalıģa grģl v uyarlamalı br gr bslml sstmdr. GrĢlr oluģtura Ģartlr arasıda orlâsyoda faydalaara brl Ģart çd gürültü Ģart (l Ģartl ayı fazda ola) gdrlr. Ağı ğtlms ç d rformas göstrgs olara hataı arsl ortalamasıı ullaa v br yalaģı gradya azalma algortması ola drow-hoff öğrm uralı ullaılır [4]. Sstm çııģıa at fad aģağıda gbdr: 70

3 ( ( ( q ( ( ( ( h ( y( ( s wt s wt (4) (4) Ģtlğd fad doğrusal br fad olduğuda Adal tabalı YSA tarafıda olaylıla öğrlblr. Burada, YSA öğrm algortmasıı bulduğu ağırlı dğrdr v sabttr, gdrlm st gürültüdür v bu maald dğr swt dr, y( ağı çııģıdır v tml fras atf blģdr, ( s sstm çııģıdır v ( ( tml fras ratf blģ l harmo blģlr tolamı ya omazasyo aımıdır. Sstm çııģıa at (4) fads aģağıda gb yd yazılablr: y (5) ( EĢtlğ hr tarafıı ars alıırsa ağı rformas göstrgs olara aģağıda fad ld dlr. Ağı amaı bu fady mmz tmtr: ( ( (6) (6) Ģtlğ hr tarafıı ortalama olasılıları alıdığıda v v y l orlasyosuz olduğu göz öüd buludurulduğuda, aģağıda fad ld dlmģ olur: q h E (8) E YSA bu dğr ulaģablrs, rfras aım çıartımı baģarılı br Ģld grçlmģ olur. Bu dl YSA ağırlılarıı öğrlms v ağı ğtlms ç üçü arsl ortalama algortması ola drow- Hoff öğrm uralı bmsmģtr. Bu öğrm uralıa gör ağırlıları güllms v ağı ğtlms aģağıda fadlrd blrtldğ gbdr: ( ( ( ( ( ) ) ( ( ) ) ) s w( ) (9) ( ( (0) ( ( s w( Burada zama ds, (-) ağırlığı br ö dğr, ( s Ģmd dğr göstrmtdr. Bu maald ağırlığı baģlagıç dğr sıfırdır. Ayrıa öğrm atsayısı, yaısama hızı v ararlılı açısıda 0.00 sçlmģtr. Yaısama aalz, drd br fosyo ç öğrm atsayısıı 0 aralığıda sçlms durumuda max max ararlı çözüm ulaģılaağıı göstrmtdr. Burada, grģ orlasyo matrs büyü özdğrdr [4]. Örl Adal tabalı YSA ya dayaa uyarlamalı gürültü gdry at blo Ģma ġl 3 d göstrlmtdr. E E E E ( E ( E ( (7) Burada dat dlms gr husus, YSA ı E fads mmz dr br grģ Ģart br arçası ola E buda tlmyğdr. Dolayısıyla Ģtlğ soluda fad m mu m dğr YSA çııģı y, üçü arsl tahm olursa ulaģablr. Bu tahm ulaģıa hataı ars ortalama olasılı dğr aģağıda fady Ģt olur: ġl 3. Örl Adal tabalı YSA ya dayaa uyarlamalı gürültü gdr blo Ģması. Örl Parall Atf Güç Fltrs Örl PAGF yaısı ġl 4 d göstrlmtdr. PAGF, doğru aım atıa odasatör bağlamıģ grlm ara dvrl br vrdr. Yuarıda bahsdl Adal tabalı YSA l rfras aımlar ld dlmtdr. Doğru grlm PI dtly, vr doğru aım atıda odasatörü grlm sabt tutmatadır. Hstrzs aım dtly v aı syal ürt d PAGF çııģıda grç aımı, rfras aımı blrl br bat aralığı çd ta tms sağlayaa vr aahtarlama Ģartlr ürtmtdr. 7

4 ġl 4. Örl PAGF yaısı. Bztm Souçları PAGF dtm ç örl rfras aım çıartım yötm rformasıı doğrulaması amaıyla farlı çalıģ ma oģulları altıda br dz blgsayar bztm yaılmıģtır. Bu oģullar PSIM bztm rogramı l grçlģtrlmģtr. PSIM, PowrsmTh frması tarafıda özlll güç ltroğ v motor dtm uygulamaları ç tasarlamıģ hızlı br bztm rogramıdır. Ayrıa br ara modül saysd MATAB l ayı ada bztm yaablmt dolayısıyla bu rogramı dtm açısıda daha y ola özlllr ullama maı vrmtdr. Örl yötm ullaa sstm bztm modl ġl 5 d göstrlmtdr. ç ya 0 v 60 ç alımıģtır. Ayrıa ararlı hal davraıģı dıģıda gç rjm davraıģıı da lm ç örü doğrultuu yüü dğģtrlr gç rjm bztm souçları alımıģtır. ġl 6 da 0 ç a-fazıa at yü aımı a, Ģb aımı Isa v grlm Va, fltr aımı Ifa l vr doğru aım odasatörüü grlm Vd, aramtrlr at ararlı hal bztm souçları vrlmģtr. ġl 7 d s 60 ç ayı aramtrlr at ararlı hal bztm souçları vrlmģtr. ġl 6 da 0 ç tolam harmo bozulum (THB) dğr %0.7 d %.53 düģmüģ, os dğr s 0.9 d 0.99 a çımıģtır. ġl 7 d s 60 ç THB dğr %5.57 d %.9 a düģmüģ, os dğr s 0.8 d 0.99 a çımıģtır. Hr Ģld d görüldüğü gb Adal tabalı YSA ya dayaa rfras aım çıartım yötmyl dtl PAGF, ararlı hal çalıģma durumuda harmo v ratf güç omazasyouu baģarılı br Ģld grçlģtrmtdr. ġl 6. 0 ç a-fazıa at ararlı hal bztm souçları; yü aımı a (50A/dv), Ģb aımı Isa (00A/dv) v grlm Va (00V/dv), fltr aımı Ifa (50A/dv) v vr DA odasatörüü grlm Vd (50V/dv), zama t (50ms/dv). ġl 5. Örl yötm ullaa sstm PSIM bztm modl. ġl 5 d Adal YSA bloğu ġl 3 d göstrl blo Ģma l ayıdır. Sstmd 3-fazlı tam dtml örü doğrultuuu grģ bağlaa d boblr örü doğrultuuu çtğ aımı dğģm hızıı sıırlama ç oulmuģlardır. Ayı Ģld PAGF çııģıa da alça gçr fltr görv gör f boblr oulmuģtur. Bua olara vr yüs fraslarda aahtarlamasıda dolayı oluģa yüs fraslı gürültülr Ģby yasımasıı gllm ç 3-fazlı br RfCf fltrs oulmuģtur. AĢağıda bztm souçları 3-fazlı tam dtml örü doğrultuu ttlm açısıı farlı dğr ġl ç a-fazıa at ararlı hal bztm souçları; yü aımı a (50A/dv), Ģb aımı Isa (00A/dv) v grlm Va (00V/dv), fltr aımı Ifa (50A/dv) v vr DA odasatörüü grlm Vd (50V/dv), zama t (50ms/dv). 7

5 ġl 8 v ġl 9 da s ararlı hald çalıģa sstmd doğrultuu yüüü dğr t = 0.5s aıda dğģtrlr sstm gç rjm oģulu altıda bztm souçları lmģtr. PAGF, y baģarılı br harmo v ratf güç omazasyou grçlģtrmtdr. Souçlar Bu maald Adal tabalı yaay sr ağlarıa dayaa v gürültü fltrs gb çalıģa br rfras aım çıartım yötmyl arall atf güç fltrs dtm suulmuģ v aalz dlmģtr. Örl yötm, bzr yötmlr gör daha az sayıda Ģlm grtrmtdr. Ayrıa sürl dğģ harmo blģlr grç zamalı blrlmd d t v hızlıdır. Kararlı hal v gç rjm çalıģ ma oģulları altıda alıa bztm souçlarıyla da örl yötml dtl PAGF' hm harmo hm d ratf güç omazasyouu baģarıyla grçlģtrdğ doğrulamıģtır. ġl 8. 0 ç a-fazıa at gç rjm bztm souçları; yü aımı a (00A/dv), Ģb aımı Isa (00A/dv) v grlm Va (00V/dv), fltr aımı Ifa (50A/dv) v vr DA odasatörüü grlm Vd (50V/dv), zama t (50ms/dv). Kayalar [] Gao D., Su X., A Shut Atv Powr Fltr wth Cotrol Mthod Basd o Nural Ntwor, Prodgs of Itratoal Cofr o Powr Systm Thology, PowrCo 000, Vol. 3, 4-7 D. 000, , 000. [] Abdslam D.O., ra P., Flllr D., Mrl J., Powr Harmo Idtfato ad Comsato wth a Artfal Nural Ntwor Mthod, Itratoal Symosum o Idustral Eltros (ISIE'006), Motral, Caada, (006). [3] Özdmr A., A Dgtal Adatv Fltr for Dttg Harmo Atv ad Ratv Currts, Isttut of Physs Publshg, Masurmt S ad Thology, Vol 5,. 36 3, (004). [4] Haga M.T., Dmuth B.H., Bal M., Nural Ntwor Dsg, PS Publshg, Bosto, (996). ġl ç a-fazıa at gç rjm bztm souçları; yü aımı a (00A/dv), Ģb aımı Isa (00A/dv) v grlm Va (00V/dv), fltr aımı Ifa (00A/dv) v vr DA odasatörüü grlm Vd (5V/dv), zama t (50ms/dv). 73