ŞEBEKE DESTEKLİ HARMONİK GERİLİM KAYNAĞININ TASARIMI VE UYGULAMASI

Transkript

1 Gazi Üni. Müh. Mim. Fak. Der. J. Fac. Eng. Arch. Gazi Uni. Cilt 25, No 4, , 21 Vol 25, No 4, , 21 ŞEBEKE DESTEKLİ HARMONİK GERİLİM KAYNAĞININ TASARIMI VE UYGULAMASI Metin KESLER * e Engin ÖZDEMİR ** * Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Bilecik Üniersitesi, Gülümbe 112, Bilecik ** Elektrik Eğitimi Bölümü, Teknik Eğitim Fakültesi, Kocaeli Üniersitesi, Umuttepe 4138, Kocaeli metin.kesler@bilecik.edu.tr, eozdemir@kocaeli.edu.tr (Geliş/Receied: ; Kabul/Accepted: ) ÖZET Bu çalışmada, genel amaçlı güç kalitesi deneysel çalışmalarında e aktif güç filtre deneysel laboratuar ortamında kullanmak üzere, gerilim kaynaklı harmonik e güç kalitesi problemleri oluşturmak amacıyla şebeke destekli Harmonik Gerilim Kaynağı (HGK) tasarımı açıklanmakta e yeni bir denetim yöntemi ile uygulama sonuçları erilmektedir. Önerilen sistem, alçak gerilim seiyesinde 5kW lık bir prototip ile test edilerek gerçek zamanlı uygulama e fizibilite çalışmaları sunulmaktadır. Farklı tipte gerilim kaynaklı güç kalitesi problemlerinde kullanılabilecek (harmonikler, dengesizlik, çökme-yükselme, b.) karmaşık matematiksel hesaplamalar gerektirmeyen oldukça basit bir denetim yöntemi önerilmektedir. Anahtar Kelimeler: Harmonik gerilim kaynağı, harmonikler, aktif güç filtresi, güç kalitesi. DESIGN AND IMPLEMENTATION OF GRID BASED HARMONIC VOLTAGE SOURCE ABSTRACT This paper presents design and implementation of a new type of grid-based harmonic oltage source (HVS) that can be used in general power quality experimental studies and experimental actie power filter applications in order to create oltage source harmonics and power quality problems. Their experimental results and feasibility of the proposed system were explained in detail. The proposed system has been tested in real time low oltage leel in a 5 kw laboratory prototype. The proposed method has ery easy mathematical calculations in order to create different types of oltage source based power quality problems (harmonics, unbalances, and oltage sag and swell etc.). Keywords: Harmonic oltage source, harmonics, actie power filter, power quality. 1. GİRİŞ (INTRODUCTION) Modern güç dağıtım sistemlerinin bileşenleri olan güç elektroniği temelli donanımlar hızlı bir şekilde artmaktadır. Bu cihazlar güç işletmelerinde esnek kontrol, düşük maliyet e boyutlarının küçük olması gibi çok yönlü aantajlar sunmaktadır. Diğer yandan, bu cihazların işletilmesiyle, harmoniklerin oluşmasına e reaktif güç bileşenleri gibi güç kalitesi problemlerinin üretilmesine sebep olmaktadır. Güç kalitesi hassas yükler için önem arz etmektedir. Çünkü hassas yükler, gerilim dalgalanmaları e harmoniklerden olumsuz etkilenmekte, hatalı çalışmakta eya arızalanmaktadır. Güç elektroniğinde kullanılan yarı iletkenlerin birçoğu güç kalitesi problemlerine sebep olmakta e harmonik kaynak olarak çalışmaktadır. Örneğin anahtarlamalı güç kaynakları, ayarlı sürücüler e doğrultucular birer harmonik kaynak olarak çalışmaktadır [1-4,17]. Elektrik şebekesinde meydana gelen güç kalitesi problemleri her geçen gün daha da artmakta e önemli kayıplara neden olmaktadır. Günümüzde enerji erimliliğinin korunması e güç kalitesinin artırılması önemli bir sorun oluşturmaktadır. Şebekeden beslenen hassas yükler, gerilim kaynaklı güç kalitesi problemlerine (harmonikler, gerilim çökmesi e yükselmesi, dengesizlik e kısa süreli kesintiler b.) karşı duyarlıdırlar. Bu nedenle güç kalitesi sorunları e çözüm yolları araştırılmaktadır.

2 M. Kesler e E. Özdemir Şebeke Destekli Harmonik Gerilim Kaynağının Tasarımı e Uygulaması Son zamanlarda ülkemizde e dünyada elektrik enerji kalitesini e erimliliğini artırmak için bilim adamları tarafından çok sayıda çalışma yapılmaktadır. Güç kalitesinin iyileştirilmesini yönelik laboratuar ortamında yapılan çalışmalarda, araştırmacıların önemli sorunlarından birisi de kaynak gerilimindeki harmonik seiyelerinin çok düşük olması e bazı güç kalitesi sorunlarının deneysel olarak iyi analiz edilememesidir. Bu nedenle çoğu çalışmada harmonik gerilim kaynağına ihtiyaç duyulmaktadır. Ürün geliştirmeye yönelik Ar-Ge çalışmalarında e laboratuar ortamında yapılan gerilim kaynaklı güç kalitesi testlerinde e aktif güç filtrelerle ilgili çalışmalarda, Harmonik Gerilim Kaynağı (HGK) kullanılarak gerilim kaynaklı güç kalitesi problemlerinin incelenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, farklı gerilim kaynaklı güç kalitesi problemlerinin üretilmesi amacıyla kullanılabilecek basit, ekonomik e yüksek performanslı bir harmonik gerilim kaynağı üretecinin tasarımı e deneysel uygulama sonuçları erilmektedir. 2. HARMONİK GERİLİM KAYNAĞI TASARIMI (DESIGN OF HARMONIC VOLTAGE SOURCE) Günümüzdeki deneysel çalışmalarda kullanılan harmonik üreten gerilim kaynakları e benzer güç kalitesi problemi üreticileri düşük güçte üretilmekle birlikte yüksek maliyetli ticari ürünlerdir [5]. Bu çalışmada, deneysel laboratuar ortamında, kaynak gerilim harmoniğinin düşük olması nedeniyle, kaynak geriliminde daha yüksek gerilim kaynaklı harmonik e güç kalitesi problemleri oluşturmak amacıyla şebekeye seri bağlı Harmonik Gerilim Kaynağı (HGK) tasarımı açıklanmaktadır. Böylece kaynak gerilimi HGK ile değişik harmonik seiyelerinde bozulmakta e gerilim kaynaklı harmonik e güç kalitesi problemlerinin aktif filtre sistemleri ile düzeltilme çalışmalarına imkân sağlanmaktadır. Şekil 1 de şebeke destekli HGK genel bağlantı blok şeması erilmektedir. 3 3-Fazlı Kaynak Kabc Tabc Habc Kabc RKabc ikabc LKabc idabc 3-Fazlı Diyotlu Doğrultucu + = CDAC Tabc 3-Fazlı IGBT İnerter CFabc Habc ifabc RFabc LFabc ikabc 3 3-Fazlı Harmonik Kaynağı Şekil 1. Şebeke destekli HGK genel blok şeması (The grid based HVS general block diagram) 3. HGK DENETİM STRATEJİSİ (HVS CONTROL STRATEGY) 3-fazlı 4-telli güç sistemlerinde yük gerilimleri genelde temel pozitif sıralı bileşenlerden oluşmaktadır. Fakat dengesiz e doğrusal olmayan yük durumlarında temel pozitif sıralı bileşenle birlikte negatif e sıfır sıralı bileşenlerde bulunmaktadır. HGK sisteminde gerilim harmonikleri oluşturmak için, kaynak gerilimlerinin temel pozitif sıralı bileşenlerinin ayırt edilmesi gerekmektedir. Bu nedenle kaynak gerilimlerin temel pozitif sıralı bileşenlerini tespit etmek için faz kilitlemeli çerim (PLL) deresi kullanılmaktadır [5-7,17]. Senkron Referans Yapı (SRY) tabanlı denetim yöntemi 1991 yılında S. Bhattacharya [9] tarafından önerilmiştir. Literatürde SRY tabanlı birçok çalışma yapılmıştır [9-16]. a-b-c koordinatlarından d-q- senkron referans koordinatlarına dönüşüm yapabilmek için sistem gerilim senkron bilgisine ihtiyaç duyulmaktadır. Sistem gerilimiyle senkron olabilmek için PLL yapıları kullanılmaktadır. PLL girişine kaynak gerilimleri uygulanarak üretilen ωt, sistemin ωt ile senkronize olduğunda d-q- senkron referans yapı, sistem gerilimiyle senkron dönmektedir. d-q- yapıda gerilim ektörünün açısal konumu aynı zamanda senkron referans yapının da açısal konumunu göstermektedir [14-16,17]. 3-fazlı 4-telli sitemlerde, d-q- koordinatlarına dönüşümü yapılan akımın d ekseni üzerinde bulunan d pozitif sıralı gerilime karşılık gelmektedir. q ekseni üzerinde bulunan q bileşeni, d bileşenine göre dik olduğu için negatif sıralı gerilime karşılık gelmektedir. d e q bileşenlerine dik olan ekseni üzerinde bulunan bileşeni ise gerilimin sıfır sıralı bileşenine karşılık gelmektedir [9,1,16,17] SRY Tabanlı HGK Denetim Algoritması (SRF Based HVS Control Algorithm) Bu çalışmada, SRY tabanlı HGK sisteminin denetimi önerilmektedir. Önerilen SRY tabanlı HGK nın denetim algoritması, kaynak gerilimleri ( Kabc ) e yük gerilimleri ( Yabc ) olmak üzere toplam ik ayrı noktadan ölçüm alınarak gerçekleştirilmektedir. SRY tabanlı HGK denetim algoritması hem ölçüm sayısının az olması hem de denetim algoritmasının basit e kolay uygulanabilir olması nedeniyle aantajlı görünmektedir. Şekil 2 de önerilen SRY tabanlı HGK denetim algoritması blok şeması görülmektedir. Denetim algoritması blok şemasında görüldüğü gibi üretilmek istenilen e 7. harmonikler sisteme dâhil edilebilmektedir. Ayrıca isteğe bağlı olarak harmoniklerin bireysel olarak eya birlikte üretilme imkânı da sağlanmaktadır [17]. Önerilen SRY tabanlı HGK denetim algoritması kaynak gerilimi ile eşzamanlı çalışmakta e kaynak geriliminde harmonik, gerilim dengesizlileri, gerilim çökme e yükselme gibi güç kalitesi problemlerini de üretebilmektedir. Önerilen SRY tabanlı HGK denetim 796 Gazi Üni. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 4, 21

3 Şebeke Destekli Harmonik Gerilim Kaynağının Tasarımı e Uygulaması M. Kesler e E. Özdemir algoritmasında, ilk önce kaynak geriliminde mecut harmonikler düzeltilmekte e sadece istenilen harmonikler üretilmektedir. Ka Kb Kc wt PLL [T] wt K Kd Kq AGF 3 3wt 3d ref [T] -1 3.harmonik K= Kd Kq= 5d ref wt [T] -1 ' Ka ' Kb ' Kc 3a 3b 3c 5wt [T] -1 5.harmonik 7d ref 5 7 5a 5b 5c 7wt [T] -1 7.harmonik e diğer harmonikler 7a 7b 7c ' ha ' hb ' hc Ha Hb Hc ' Ha HGK ' Hb Sinüzoidal Gerilim ' Hc Denetim PWM Şekil 2. Önerilen SRY tabanlı HGK denetim algoritması blok şeması (The proposed SRF based HVS control block diagram) a-b-c koordinatlarında kaynak gerilimleri d-q- koordinatlarına Denklem (1) de erilen [T] çerim matrisi e PLL deresi ile üretilen ωt kullanarak denklem (3) de erildiği gibi çerilmektedir. 3-fazlı harmonikli kaynak gerilimleri, d-q- koordinatlarına dönüşümü yapılan e d e q eksenlerinde bulunan anlık kaynak gerilimleri Kd e Kq hem AA ( ~ Kd e ~ Kq ) hem de DA ( Kd e Kq ) bileşenleri içermektedir. Kd e Kq nun AA bileşenleri kaynak gerilimin harmonik e negatif sıralı bileşeninden meydana gelmektedir. DA bileşenleri ise gerilimin pozitif sıralı bileşeninden oluşmaktadır. Kaynak gerilimine ait sıfır sıralı K gerilimi ise kaynağın dengesiz olması durumunda oluşmaktadır. 1/ 2 1/ 2 1/ 2 2 T = sin(wt) sin(wt - 2π/3) sin(wt + 2π/3) (1) 3 + cos(wt) cos(wt- 2π/3) cos(wt 2π/3) 1/ 2 sin(wt) cos(wt) T = 1/ 2 sin(wt - 2π/3) cos(wt - 2π/3) (2) 3 1/ 2 sin(wt + 2π/3) cos(wt + 2π/3) K Kd Kq T = Ka Kb Kc G AH G AL GBH GBL GCH GCL (3) Kaynak geriliminde mecut olan harmoniklerin düzeltilmesi için algoritmada d-q- koordinatlarına dönüşümü yapılan kaynak geriliminin Kd bileşeni kullanılmaktadır. d ekseninde Kd gerilimi alçak geçiren filtre yöntemi uygulanarak DA bileşeni Kd elde edilmektedir. Denklem (2) de erilen ters çerim matrisi [T -1 ] girişine, kaynak geriliminin Kd bileşeni e PLL ile üretilen ωt kullanarak Denklem (4) de erildiği gibi kaynak gerilimlerinin temel pozitif sıralı bileşeni olan e kaynak gerilim harmoniklerini filtreleme işlemlerinde kullanılmak üzere referans gerilimler (' Ka ' Kb e ' Kc ) üretilmektedir [17]. ' ' ' Ka Kb Kc = T -1 Kd (4) Kaynak gerilimine eklenmek istenen 3. harmonik referans gerilimleri, denklem (3) de erilen ters çerim matrisi [T -1 ] girişine, üretilmek istenen 3. harmoniğin genliği referans olan bileşeni e 3d ref PLL ile üretilen ωt nin 3 katı alınarak denklem (5) de erildiği gibi hesaplanmaktadır. 3a 3b 3c = T -1 3d ref (5) Kaynak gerilimine eklenmek istenen 5. e 7. harmonik referans gerilimler, ters çerim matrisi [T -1 ] girişine, üretilmek istenen 3. e 5. harmonik genliklerin referansları olan 5d ref e bileşenleri e PLL ile üretilen ωt nin 5 e 7 7d ref katı alınarak Denklem 6 e Denklem 7 de erildiği gibi hesaplanmaktadır. Aynı şekilde kaynak gerilimine eklenmek istenilen diğer harmonikler (9., 11, 13,. s..) yukarıda anlatılan yöntemle ilae edilebilmektedir. 3a 3b 3c 7a 7b 7c = T = T d ref 7d ref (6) (7) Harmonilerin toplamı Denklem 8 de erildiği gibi hesaplanmaktadır. Gazi Üni. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 4,

4 M. Kesler e E. Özdemir Şebeke Destekli Harmonik Gerilim Kaynağının Tasarımı e Uygulaması i Ka i Kb i Kc i Kn 1-Fazlı Seri Transformatörler + + i Ya i Yb i Yc i Yn Yabc A B C N 3-Fazlı Kaynak Kabc Şalter i Da i Db i Dc i Cn i Ca i Cbi Cc Şalter Habc 3-Fazlı Harmonik Gerilim Kaynağı Q AH Q BH Q CH C 1 DA1 L Cabc C 2 DA2 Q AL Q BL Q CL R Cabc C Cabc Q AH Q AL Q B H Q BL Q CH Q CL IGBT Sürücü Kabc Harmonik Gerilim Kaynağı Denetim Algoritması Habc i Cabc Şekil 3. Şebeke destekli HGK denetim blok şeması (The grid based HVS control block diagram) ' ' ' ha hb hc = 3a 3b 3c + 5a 5b 5c + 7a 7b 7c (8) Kaynak geriliminde mecut olan harmonikleri düzeltip e sadece istenilen harmonikleri üreten referans filtre gerilimleri denklem 9 da erildiği gibi hesaplanmaktadır. ' ' ' Ha Hb Hc ' = ' ' Ka Kb Kc ' + ' ' ha hb hc (9) Böylece kaynak gerilimine istenilen harmonikleri enjekte edecek referans gerilimler (' Ha ' Hb e ' Hc ) elde edilmektedir. HGK denetim algoritması tarafından üretilen referans harmonik gerilimleri ' Ha ' Hb e ' Hc ile HGK çıkış hat gerilimleri Ha Hb e Hc sinüzoidal PWM (SPWM) denetleyici tekniği kullanarak anahtarlama sinyalleri üretilmektedir [17]. 4. SONUÇLAR VE TARTIŞMA (RESULTS AND DISCUSSION) Bu bölümde, geliştirilen HGK denetim algoritmasının deneysel çalışmaları açıklanmaktadır. Tablo 1 de uygulaması yapılan HGK sisteminin parametreleri erilmektedir. Uygulamada, HGK öncesi e sonrası olmak üzere çalışma iki aşamalı gerçekleştirilmektedir. Şekil 3 de HGK denetim algoritması denetim blok diyagramı erilmektedir. Tablo 1. HGK sistem parametreleri (HVS system parameters) Parametreler Değeri 38 Gerilimi Kaynak Kabc V rms /f-f Frekansı f 5 Hz Gerilimi V DA 537 V 3-Fazlı diyotlu Ic 75 A doğrultucu DA Bara Kondansatör1 C 1 22 μf Kondansatör2 C 2 22 μf AA Hat Endüktansı L Habc 1,5 mh Harmonik Gerilim Kaynağı Filtre Direnci R Habc 5 Ω Filtre Kondansatörü C Habc 26 μf Anahtarlama Frekansı f pwm ~18 khz 1-Fazlı Seri S 5,4 kva Transformatörler Oran 1/3 HGK laboratuar düzeneğinin fotoğrafı Şekil 4 de erilmektedir. HGK deneysel düzeneğinde, denetim algoritması TI firması ürünü olan TMS32F28335 DSP yongası kullanılarak yürütülmektedir. DC bara gerilimi 537V seiyesinde iki adet seri bağlı 22 uf kondansatör kullanılmıştır. Kaynak e yük gerilimleri LEM LV 25P alan etkili algılayıcılarla ölçülmektedir. HGK güç katında SEMIX 11GD128Ds IGBT modülü kullanılmaktadır. Bu IGBT modülü, aşırı akım e kısa dere koruma e giriş-çıkış arasında elektriksel yalıtım özelliklerine sahip CONCEPT 6SD16EI IGBT sürücüsü ile anahtarlanmaktadır [17]. 798 Gazi Üni. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 4, 21

5 Şebeke Destekli Harmonik Gerilim Kaynağının Tasarımı e Uygulaması M. Kesler e E. Özdemir harmonik enjekte edilmiş kaynak gerilimleri HGK sonrası harmonik dağılımı deneysel sonuçları erilmektedir. Şekil 6 (c) de görüldüğü gibi kaynak gerilimde mecut olan %2,6 oranındaki harmoniklere % 6,5 oranında 9. harmonik ilae edilmektedir. (a) Şekil 4. HGK deneysel düzeneğin fotoğrafı (HVS experimental setup photograph) Şekil 5 de (a) kaynak gerilimleri Kabc HGK öncesi e sonrası dalga şekilleri, (b) kaynak gerilimleri HGK öncesi harmonik dağılımı, (c) %11,3 oranında sadece 3. harmonik enjekte edilmiş kaynak gerilimleri HGK sonrası harmonik dağılımı deneysel sonuçları erilmektedir. Şekil 5 (c) de görüldüğü gibi kaynak gerilimde mecut olan %2,6 oranındaki harmoniklere %11,3 oranında 3. harmonik ilae edilmektedir. (b) (c) Şekil 6. (a) Kaynak gerilimleri Kabc HGK öncesi e sonrası dalga şekileri, (b) kaynak gerilimleri HGK öncesi harmonik dağılımı, (c) 9. harmonikleri enjekte edilmiş kaynak gerilimleri HGK sonrası harmonik dağılımı deneysel sonuçları (a- Supply oltage before and after HVS operated, b- supply oltage harmonic spectrum before HVS operation, c- only 9. harmonic added supply oltage harmonic spectrum) Şekil 7 de kaynak gerilimleri Kabc 7. e 9. harmonikler enjekte edilmiş HGK öncesi e sonrası dalga şekleri e Şekil 8 de kaynak gerilimleri Kabc 11. harmonik enjekte edilmiş HGK öncesi e sonrası dalga şekleri deneysel sonuçları erilmektedir. (a) Kabc HGK öncesi (b) Kabc HGK sonrası (c) Şekil 5. (a) Kaynak gerilimleri Kabc HGK öncesi e sonrası dalga şekileri, (b) kaynak gerilimleri HGK öncesi harmonik dağılımı, (c) sadece 7. harmonik enjekte edilmiş kaynak gerilimleri HGK sonrası harmonik dağılımı deneysel sonuçları (a- Supply oltage waeforms before and after HVS operated, b- supply oltage harmonic spectrum before HVS operation, c- only 7. harmonic added supply oltage harmonic spectrum) Şekil 6 da (a) kaynak gerilimleri Kabc HGK öncesi e sonrası dalga şekilleri, (b) kaynak gerilimleri HGK öncesi harmonik dağılımı, (c) %6,5 oranında sadece 9. Gazi Üni. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 4, 21 Şekil 7. Kaynak gerilimleri Kabc 7. e 9. harmonikler enjekte edilmiş HGK öncesi e sonrası dalga şekleri deneysel sonuçları (Supply oltage experimental waeforms before and after HVS injected 7. and 9. harmonics) 799

6 M. Kesler e E. Özdemir Şebeke Destekli Harmonik Gerilim Kaynağının Tasarımı e Uygulaması Şekil 8. Kaynak gerilimleri Kabc 11. harmonik enjekte edilmiş HGK öncesi e sonrası dalga şekleri deneysel sonuçları (Supply oltage experimental waeforms before and after HVS injected 11. harmonics) (b) HGK denetim algoritması ile kaynak gerilimlerinde dengesizliklerde oluşturulabilmektedir. Şekil 9 (a) e (b) de kaynak gerilimlerinde oluşturulan dengesizlikler HGK öncesi e sonrası dalga şekilleri deneysel sonuçları erilmektedir. Şekil 9 (c) e (d) de görüldüğü gibi a fazı HGK öncesi 224,4 Vrms etkin değeri HGK sonrasında 259,1 Vrms etkin değerine yükseltilmektedir. b fazı HGK öncesi 224,3 Vrms etkin değeri HGK sonrasında 188,2 Vrms etkin değerine düşürülmektedir. c fazı HGK öncesi 225,5 Vrms etkin değeri HGK sonrasında 23,2 Vrms etkin değerine tutularak fazlar arasında dengesizlik oluşturulmaktadır. Şekil 9 (e) e (f) de dengesizliklerle ilgili HGK öncesi e sonrası harmonik analizörle alınmış değerler erilmektedir. (c) (e) (d) (f) HGK denetim algoritması ile kaynak gerilimlerinde anlık gerilim çökmesi eya yükselmesi de oluşturulabilmektedir. Şekil 1 (a) da kaynak gerilimlerinde oluşturulan gerilim çökmesi HGK öncesi e sonrası dalga şekilleri deneysel sonuçları erilmektedir. Şekil 11 (a) e (b) de görüldüğü gibi a fazı HGK öncesi 224,4 Vrms etkin değeri HGK sonrasında 186,7 Vrms etkin değerine düşürülmektedir. b fazı HGK öncesi 224,3 Vrms etkin değeri HGK sonrasında 193,3 Vrms etkin değerine düşürülmektedir. c fazı HGK öncesi 225,5 Vrms etkin değeri HGK sonrasında 193,4 Vrms etkin değerine düşürülmekte e 3 fazda aynı anda gerilim çökmesi oluşturulmaktadır. Şekil 9. (a) e (b) kaynak gerilimlerinde oluşturulan dengesizlikler HGK öncesi e sonrası dalga şekilleri, (c) - (f) dengesizliklerle ilgili HGK öncesi e sonrası harmonik analizörle alınmış değerlerin deneysel sonuçları (a,b-unbalanced supply oltage waeforms before and after HVS operated, c,f- unbalanced operation experimental results of before and after HVS operation) Şekil 1. Kaynak gerilimlerinde oluşturulan gerilim çökmesi HGK öncesi e sonrası dalga şekilleri deneysel sonuçları (Supply oltage sag waeforms before and after HVS operated) (a) 8 Gazi Üni. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 4, 21

7 Şebeke Destekli Harmonik Gerilim Kaynağının Tasarımı e Uygulaması M. Kesler e E. Özdemir (a) (b) Şekil 11. (a) e (b) kaynak gerilim çökmesi ile ilgili HGK öncesi e sonrası harmonik analizörle alınmış değerlerin deneysel sonuçları (b and c oltage sag experimental hramonic analyzer results before and after HVS operation) 5. SONUÇLARIN DEĞERLENDİRİLMESİ (CONCLUSIONS) Bu çalışmada, genel amaçlı güç kalitesi deneysel çalışmalarında kullanmak üzere, gerilim kaynaklı harmonik içeren güç kalitesi problemleri meydana getirmek amacıyla şebeke destekli HGK tasarımı açıklanmakta e önerilen yeni bir denetim yöntemi ile deneysel uygulanma sonuçları erilmektedir. Gerilim kaynaklı farklı güç kalitesi problemlerinde kullanılabilecek (harmonikler, dengesizlik, çökmeyükselme, b.) karmaşık matematiksel hesaplamalar gerektirmeyen oldukça basit bir denetim yöntemi önerilmektedir. Önerilen denetim yöntemi, 38 olt alçak gerilim seiyesinde 5kW lık bir deneysel prototip ile test edilerek oldukça başarılı gerçek zamanlı uygulama çalışmaları e fizibilite sonuçları sunulmaktadır. Sonraki çalışmalarda HGK asıtasıyla, kaynak geriliminde daha yüksek gerilim kaynaklı harmonik e güç kalitesi problemleri oluşturarak, birleşik güç kalite düzenleyicisi sistemi ile düzeltilme çalışmaları e deneysel sonuçları erilmesi planlanmaktadır. KAYNAKLAR (REFERENCES) 1. Dugan, R.C., McGranaghan, M.F., Santoso,S. Beaty, H.W., Electrical Power Systems Quality, Second Edition, McGraw-Hill, ISBN X, Ewald F. Fuchs, Mohammad A.S. Masoum, Power Quality in Electrical Machines and Power Systems, Academic Press, Grady, W.M.; Santoso, S., "Understanding power system harmonics", IEEE Power Engineering Reiew, Volume: 21 Issue: 11, 8-11, No Gyugyi, L. e Strycula, E., Actie AC Power Filters, IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Chicago, USA, , October Meşe, H., Şentürk, O.S. Haa, A.M., Basit Yapılı 3-SSR li Bir Şebeke Gerilim Çökmesi Üreteci, EVK 29, III. Enerji Verimliliği e Kalitesi Sempozyumu, Kocaeli, 66-7, Aredes, M., Heumann, K., Watanabe,E. H., "An uniersal actie power line conditioner", IEEE Trans. on Power Deliery, Vol. 13, No.2, , Aredes, M., Actie Power Line Conditioners, Doktor Ing. Thesis, Technischen Uniersität Berlin March Peng, F. Z., OTT, G. W., Adams, D. J., Harmonic and Reactie Power Compensation on the Generalized Instantaneous Reactie Power Theory for Three-Phase Four-Wire Systems. IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 13, No. 6, , Bhattacharya, S., Dian, D.M., Banerjee, B. "Synchronous Reference Frame Harmonic Isolator Using Series Actie Filter", Proc. 4th EPE, Florence, Vol. 3, 3-35, Bhattacharya, S., Frank, T.M., Dian, D.M., Banerjee, B. Actie filter system implementation, IEEE Industrial Application Magazine, 47-63, September/October Bhattacharya, S., Dian, D., Synchronous frame based controller implementation for a hybrid series actie filter system, IEEE Industry Applications Conference, , Marques, G.D., V. Pires F., Malinowski, M. Kazmierkowski M. An Improed Synchronous Reference Frame Method for Actie Filters EUROCON 27, The International Conference on Computer as a Tool, , Bhattacharya, S. T., Frank M., D. Dian, M. and Banerjee, B., Parallel actie filter system implementation and design issues for utility interface of adjustable speed drie systems, Industry Applications Conference, Thirty-First IAS Annual Meeting, IAS '96, Conference Record of the 1996 IEEE, , (1996). 14. Marques, G.D., A comparison of actie power filter control methods in unbalancedand nonsinusoidal conditions, Proceedings of the 24th Annual Conference of the IEEE, IECON Industrial Electronics Society, Volume 1, Issue 31, ol.1, , Kaura, V., Blasko, V., Operation of a phase locked loop system under distorted utility conditions, IEEE Transactions on Industry Applications, Volume 33, Issue 1, 58 63, Limongi, L.R., Bojoi, R., Pica, C., Profumo, F., Tenconi, A., Analysis and Comparison of Phase Locked Loop Techniques for Grid Utility Applications, PCC apos;7 Power Conersion Conference, Nagoya, , Kesler M., Birleşik Güç Kalite Düzenleyicisinin Senkron Referans Yapı Tabanlı Uygulama Tasarımı e Analizi, Doktora tezi, Kocaeli Üniersitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 21. Gazi Üni. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 25, No 4, 21 81

8