STATCOM İLE BİR ENERJİ İLETİM SİSTEMİNDE GERİLİM KONTROLÜ THE VOLTAGE CONTROL IN AN ENERGY TRANSMISSION SYSTEM BY STATCOM

Transkript

1 STATCOM İLE BİR ENERJİ İLETİM SİSTEMİNDE GERİLİM KONTROLÜ M. Mustafa ERTAY 1, Zafer AYDOĞMUŞ 2 1 Düzce Ünerstes Teknk Eğtm Fakültes Elektrk Eğtm Bölümü Düzce, mustafaertay@duzce.edu.tr 2 Fırat Ünerstes Teknk Eğtm Fakültes Elektrk Eğtm Bölümü Elazığ, zaydogmus@frat.edu.tr Gelş Tarh: Kaul Tarh: ÖZET Güç sstemlernde gerlm kararlılığı çok önemldr. Reaktf güç akışlarının sstem gerlm e kararlılığı üzernde çok etkl olduğu lnmektedr. STATCOM reaktf güç kompanzasyonu çn kullanılan konerter taanlı FACTS (Esnek Alternatf Akım İletm Sstemler) chazlarından rdr. Bu çalışmada r enerj letm sstemndek dağıtım arasında, yük değşmlerne karşın STATCOM le ara gerlmnn kontrolü yapılmıştır. Öncelkle STATCOM çalışma prens ncelenmş, daha sonra STATCOM e enerj letm sstem le lgl denklemler erlmştr. Dağıtım arasında STATCOM kurulu olan u enerj letm sstemnn enzetm MATLAB/Smulnk ortamında gerçekleştrlmştr. Benzetm sonuçlarında; STATCOM un ara gerlmn stenen değerlerde tuttuğu, yük değşmlerne karşın hızlı r şeklde reaktf güç kompanzasyonu sağladığı e sstemn gerlm kararlılığını yleştrdğ gözlenmştr. Anahtar Kelmeler: Gerlm Kararlılığı, FACTS, STATCOM, Reaktf Güç Kompanzasyonu THE VOLTAGE CONTROL IN AN ENERGY TRANSMISSION SYSTEM BY STATCOM ABSTRACT Voltage stalty s ery mportant n power systems. It s known that reacte power flows are ery effcent on the system oltage and stalty. STATCOM s one of the conerter ased FACTS deces used for reacte power compensaton. In ths study, at the dstruton us of an energy transmsson system, n spte of load aratons, control of the us oltage hae een done wth STATCOM. Frstly STATCOM operaton s nestgated and then the equatons related wth STATCOM and energy transmsson system s gen. The smulaton of ths energy transmsson system whch the STATCOM nstalled at dstruton us s realzed n the MATLAB/Smulnk enronment. In the smulaton results; It has een seen that STATCOM hold the us oltage at desred alues, nspte of load aratons reacte power compensaton s proded ery fast and oltage stalty of the system s mproed. Key Words: Voltage stalty, FACTS, STATCOM, Reacte Power Compensaton 1. GİRİŞ Modern endüstr e yük talenn hızlı üyümes le güç sstem gerlm kararsızlığı sstem kararlılığının rnc tehdd olmuştur. Özellkle güç sstemnn kontrol çn çok karmaşık hale gelmes g durumlarda gerlm kararlılığı çok önemldr [1]. Gerlm kararlılığı, r güç sstemnn normal çalışma koşullarında e ozucu r etkye maruz kaldıktan sonra sstemdek ütün aralarda sürekl kaul edlelr gerlmler sağlama yeteneğ olarak tanımlanalr [2]. Güç sstemnn gerlm kararlılığına etk eden rçok etken ulunmaktadır; yetersz reaktf güç, otomatk uyarı sstem e unun generatöre ağlı olan denetleycler, gerlm ağımlı yükler, yük gerlm düzenleme transformatörler, letm sstemnde gerlm yleştrmek üzere yerleştrlmş statk ar 91

2 kompanzatörler.. Reaktf güç kompanzasyonu hem letm kapastes hem de gerlm kararlılığını yleştrmede çoğu kez en etkn metottur.[1] İletm e dağıtım sstemlernde reaktf güç kontrolü yen letm hatlarının yapımındak zorluklardan dolayı özel r dkkat kazanmıştır. Çeresel e ekonomk faktörler rçok kere yen letm hattı projelern engellemştr [3]. İndüktf reaktf güç akışları enerj e letm kapastesn harcamakta e gerlm düşümüne neden olmaktadır. Bu ger güç akışını düzeltmek çn ler reaktf güç (gerlme göre ler fazlı akım) sağlanarak akımın gerlmle aynı fazlı olması sağlanır. Reaktf güç statk eya dnamk VAR kaynaklarından sağlanmaktadır [4]. Reaktf güç akış kontrolü uygun r gerlm profl sağlamak çn sat reaktör e kapastör gruplarının uygulaması le aşlamıştır. Bu chazların kullanımı yük değşmlernden kaynaklanan gerlm dalgalanmalarını mnmze etmş e kayıpları azaltmıştır [3]. AC güç sstemlernde, reaktf güç prolemlernn üstesnden gelmek amacıyla uzun yıllardır mekank anahtarlamalı kapastör e reaktör grupları kullanılmaktadır. Ancak kapastör e reaktör anahtarlamalarını kontrol etmek güç mühendsler çn öneml r sorun olmuştur. Çünkü yaaş ceap zamanlarından ötürü öyle elemanlar geçc olaylar esnasında gerekl kompanzasyonu sağlayamaz e ozucu etklerle karşı karşıya kaldıktan sonra gerçekten sstem kararlılığını düşürelrler [5]. İletm hattı anahtarlamaları, gerlm çökmeler, kısa dereler, yük değşmler g dnamk ozucu etklere destek ermek çn reaktf güç kontrolü, stenen gerlm seyeler e sstem kararlılığını sağlamak amacıyla yeterl e hızlı olmak zorundadır. Bu karakterstkler FACTS (Esnek Alternatf Akım İletm Sstemler) denetleycler kullanılarak elde edlelr. Bu chazlar arasında lk olarak TCR (Trstör kontrollü reaktör),tsc (Trstör anahtarlamalı kapastör), TCSVC (Trstör kontrollü statk ar kompanzatör) g trstör taanlı chazlar kullanılmıştır. Günümüzde se GTO, IGBT, IGCT g kontrollü anahtarlar taanlı chazlarda uygulanmaktadır. Bu chazlar çersnde Gerlm kaynaklı konertere dayanan STATCOM (Statk Senkron Kompanzatör) en çok kullanılan chazlardan rsdr. [3]. STATCOM ugüne kadar k en hızlı reaktf güç kompanzasyon chazıdır. STATCOM reaktf akımı ssteme enjekte ederek eya sstemden tüketerek ulunduğu yerdek gerlm düzenleyelr. Bu nedenle gerlm kararlılığı, geçc kararlılık eya yüklenelrlk eğer gerlm düzenleyc hızlı e kararlı ceap errse fazlasıyla yleştrlelr [6,7]. Bu çalışmada STATCOM kurulu olan r enerj letm sstemnn MATLAB/Smulnk enzetm gerçekleştrlmştr. Öncelkle STATCOM çalışma prens ncelenmş daha sonra letm sstemne at denklemler, STATCOM dnamk denklemler e kontrol şeması erlmştr. Verlen dnamk denklemler e kontrol şeması kullanılarak STATCOM kurulu olan güç sstem MATLAB/Smulnk kullanılarak modellenmştr. STATCOM Kontrol yapısı, AC e DC kısım gerlmlernn kontrolüne dayanmaktadır. Yapılan enzetm çalışmalarında dağıtım arasındak, yük değşmlerne göre reaktf güç kompanzasyonu le gerlm kontrolü yapılmıştır. An yük değşmler e farklı karakterde yük çeştler uygulanarak STATCOM un dnamk ceaı ncelenmştr. Benzetm sonuçları grafkler halnde erlmştr. 2. STATCOM (Statk Senkron Kompanzatör) STATCOM letm hattına şönt olarak ağlanan r FACTS chazıdır. Lteratürde STATCON eya ASVC (Gelşmş Statk Var Kompanzatör) olarak adlandırıldığı çalışmalarda olmuştur. Şekl 1 de STATCOM dere konfgürasyonu gösterlmektedr. Bast olarak STATCOM ağlantı transformatörü, konerter e r DC kapastörden arettr. Burada V AC sstem gerlmn V 0 se STATCOM çıkış gerlmn fade etmektedr. TCSVC g reaktf şönt kompanzasyon çn kullanılalr. Bağlı ulunduğu ara gerlmn düzenlemek çn letm hattına reaktf güç sağlayalr eya letm hattından reaktf güç tüketelr. 92

3 Şekl 1. STATCOM Dere Konfgürasyonu. STATCOM çıkışında şeeke frekansında, kontrol edlelr genlkte e faz açısında, dengel üç faz gerlmler elde edlr. Bu düzenlemede AC sstem le aygıt arasındak sürekl durum güç alışerş genel olarak reaktftr. STATCOM e AC sstem arasındak reaktf güç alış erş konerter çıkış gerlmnn üyüklüğünü düzenleyerek kontrol edlr. Eğer STATCOM çıkış gerlmnn üyüklüğü AC sstem gerlmnn üyüklüğünü geçerse ( V O >V ) I akımı transformatör reaktansı yolu le STATCOM dan AC ssteme akar e chaz letm hattı çn reaktf güç üretr. Konerter çıkış akımı letm hattı gerlmnden 90 0 lerdedr. Bu durumda chaz kapastf modda çalışmış olur. Şekl 2.(a) da u durum gösterlmektedr. Eğer STATCOM çıkış gerlmnn üyüklüğü AC sstem gerlmnn üyüklüğünden küçük olursa ( V O <V ) akım transformatör reaktansı yolu le AC sstemden STATCOM a akar e chaz letm hattından reaktf güç tüketr. Konerter akımı letm hattı gerlmnden 90 0 gerdedr. Bu durumda chaz ndüktf modda çalışmış olur. Şekl 2 () de u durum gösterlmektedr. Eğer konerter çıkış gerlm le letm hattı gerlmlernn üyüklükler eşt se (V O = V) AC sstem le chaz arasında herhang r reaktf güç alışerş olmaz [8]. (a) () Şekl 2. STATCOM Reaktf güç alışerş durumları (a) Reaktf güç üretm (Kapastf mod) () Reaktf güç tüketm (İndüktf mod). Kapastör, konerter çn gerekl DC gerlm sağlamak amacıyla kullanılmaktadır. Konerter çıkış gerlm le AC sstem gerlm arasındak faz farkına ağlı olarak kapastör şarj eya deşarj olmaktadır. Sürekl durumda konerter çıkış gerlm AC sstem gerlmnden ger fazda tutularak sstemden çeklen aktf güç (küçük mktarda) le transformatör e konerter kayıpları karşılanmaktadır [8,9]. 93

4 Aynı göre yapan TCSVC den çok üstün özellkler ardır. Ceap süres TCSVC ye göre çok hızlıdır. Reaktf güç üretmek çn kapastör grupları eya reaktör grupları kullanmadığı çn rezonans noktası oluşturma potansyel yoktur. STATCOM, kapastör grupları eya reaktör grupları kullanmadığı e yüksek kapastel yarı letken güç aygıtlarının arlığından dolayı küçük r kurulum alanı gerektrr. Eğer dc kapastöre ek olarak uygun r enerj depolama aygıtı le ağlanırsa, STATCOM le aktf güç kontrolü de mümkündür. (a) Şekl 3. (a) STATCOM V-I karakterstğ () TCSVC V-I karakterstğ. Şekl 3 te TCSVC e STATCOM V-I karakterstkler erlmştr. Alçak gerlmlerde STATCOM un akım sağlama kapastes TCSVC den çok daha ydr. STATCOM herhang r sstem gerlm değernde tam kapastf eya tam ndüktf çıkış akımı sağlayalr. STATCOM tarafından sağlanan reaktf güç kompanzasyonu mktarı TCSVC tarafından sağlanan reaktf güç mktarından daha fazladır çünkü TCSVC de düşük r gerlm düzeynde reaktf güç gerlmn kares le orantılı olarak azalırken STATCOM da gerlm le doğrusal olarak azalır. Bu STATCOM un reaktf güç denetlenelrlğn TCSVC den üstün kılmaktadır [10]. 3. BENZETİMİ YAPILAN GÜÇ SİSTEMİ Bu çalışmada şekl 4 te erlen güç sstemnn enzetm yapılmıştır. Tüm sstemn modellenmesnde d-q koordnatlarında erlen denklemler kullanılmıştır. Kullanılan ütün denklemlerdek ncelkler per-unt değerlerdr. Enerj letm sstem temel k maknel r sstemdr. V s e V r dengel üç fazlı gerlmler üreten snüzodal gerlm kaynaklarıdır. Burada STATCOM un deal kontrol edlelr, snüzodal gerlm kaynağı olduğu arsayılmıştır. STATCOM u V sh gerlm kaynağı temsl etmektedr. STATCOM DC kısım eşdeğer Şekl 4 tek derede yer almamaktadır. DC kısım eşdeğer ayrı olarak STATCOM model çersnde sunulmaktadır. STATCOM u sstemde enerj letm sstem üzerndek r yük stasyonuna yerleştrlmştr. Enerj letm sstem urada k ölüm olarak yan letm hattı 1 e letm hattı 2 olarak adlandırılmıştır. () Şekl 4. Benzetm yapılan güç sstem 94

5 SATCOM e letm sstem parametreler; R s = , X s =0.075, X sh = 0.15, R sh = 0.01, cap = 2.0, g cap = 0.02, V s =1.0 30, V r =1.0 0 şeklndedr [11]. Bütün değerler per-unt olarak erlmştr. Sstemn az değerler S =100 MVA, V =400kV şeklndedr. Burada Rs e Xs sırasıyla letm hattı rezstansı e reaktansıdır. g cap e cap u eşdeğer derede gösterlmeyen e ölüm de sunulan STATCOM DC kapastörün sırasıyla kondüktansı e süseptansıdır. Rsh e Xsh sırasıyla şönt ağlantı transformatörü rezstansı e reaktansıdır. V sh STATCOM u temsl eden deal germ kaynağı. Vs e Vr sırasıyla erc e alıcı uç kaynak gerlmlerdr STATCOM Model Şönt reaktf akım le letm hattına reaktf güç sağlayarak ara gerlmnn kontrolü yapılalr. Şönt reaktf güç enjeksyonu le ara gerlmnn kontrolü çn STATCOM şönt akımı aktf e reaktf akım leşenlerne ayrılır. Bu leşenlerden aktf akım STATCOM ara 1 gerlm (V1) le aynı fazlı reaktf akım se u gerlm le dk fazlıdır [11]. Üç faz ncelkler aşağıdak T 1 dönüşüm matrs le ds-qs koordnatlarına dönüştürülür. T 1 = ds qs o = T1 a c ds qs o = T1 [1] ds-qs ncelkler se T 2 dönüşüm matrs le d-q koordnatlarına dönüştürülür. T 2 [2] cosθ = snθ snθ cosθ d = T ds q 2 qs 0 0 d q o = T 2 ds qs 0 a c Buna göre STATCOM konerter akımı d-q koordnatlarında aşağıdak g erlelr. d dsh dt [3] d qsh dt [4] Rshω = x dsh sh Rshω = x qsh sh + ω ω qsh dsh ω + x sh ω + x sh ( V V ) dsh 1d ( V V ) qsh 1q STATCOM akımı d-q leşenler aşağıdak g aktf e reaktf leşenlerne dönüştürülelr. rsh psh [5] = = dsh dsh cosθ snθ + qsh qsh snθ cosθ 95

6 Burada θ açısı; hesaplanır [11]. V1d θ = tan 1 şeklnde fade edlr. Bara gerlm V 1 rms değer olup aşağıdak şeklde V 1q = V1 d V1q V + [6] Şekl 5. STATCOM kontrol şeması Şekl 5 tek şemada aktf e reaktf akımlar aşağıdak g d-q leşenlerne dönüştürülelr. dsh = rsh cosθ + psh snθ = snθ + cosθ qsh [7] rsh psh Şekl 5 tek şema görüldüğü g ara gerlm le STATCOM DC kapastör gerlmn kontrol etmede kullanılan r şemadır. Burada kullanılan k PI kontrolör le STATCOM aktf e reaktf akım referans leşenler ayarlanmaktadır. Bu akım leşenler d-q leşenlerne dönüştürülerek şönt akım kontrol loğunda, denklem 3 e 4 ten STATCOM çıkış gerlm hesaplanalmektedr STATCOM DC Gerlm Model Kararlı r gerlm elde etmek çn DC gerlmn uygun r model gelştrlmeldr. Böyle r dere şekl 6 da görülmektedr. Bu model anlık aktf güç denges prensne dayanmaktadır [12,13]. Şekl 6. STATCOM DC kısım eşdeğer deres Bu model kullanılarak STATCOM DC gerlm çn aşağıdak dnamk denklem elde edlr. dv dt dc g = cap ω V cap [8] 96 dc ω + cap I dc

7 Blndğ g V dc gerlm STATCOM kontrol değşkenlernn r fonksyonudur. Buna göre güç denges prensne dayanarak STATCOM DC gerlm aşağıdak g yazılalr. dv gcapω dc V = dt [9] cap dc ω Vdshdsh + V + cap Vdc qsh qsh 3.2. Enerj İletm Sstem Model Enerj letm sstem, letm hattı 1 model e letm hattı 2 modelnden oluşmaktadır. İletm hattı 1 modelnde, ara 1 gerlm V 1 hesaplanmaktadır. İletm hattı 1 model çn aşağıdak denklemler kullanılmıştır [14]. xs dd V 1 d = Rsd + xsq + V ω dt [10] x d s q V 1 q = Rsq xsd + V ω dt [11] sd sq Burada d e q akımları STATCOM, letm hattı e yük akımı d e q leşenlernn toplamıdır. V sd e V sq kaynak gerlm d-q leşenlerdr. İletm hattı 2 modelnde hat akımı I h hesaplanmaktadır. İletm hattı 2 model çn denk. 12 e 13 kullanılmıştır. d dt dh [12] d qh dt R ω ω s dh = + ωqh + 2d xs xs R ω ω s qh = ωdh + 2q xs xs ( V V ) rd ( V V ) rq [13] 3.3. Yük Model Yük STATCOM ulunan sstemde ara 1 kısmına ağlanmıştır. Bu yük yerel r yüktür. Yük akımı matematksel olarak aşağıdak g fade edlmektedr. Yük urada gerlm ağımlı r güç tüketcs olarak temsl edlmektedr [14]. I yük = V [14] Pyük = fp( V Q yük = fq( V [15] ( P ± jq ) yük yük yük arası yük arası yük arası ) ) 97

8 4. SİSTEMİN SİMULİNK BENZETİMİ STATCOM kurulu olan enerj letm sstemnn smulnk model şekl 7 de gösterlmektedr. Sstemn smulnk model 3. ölümde elde edlen matematksel denklemler e STATCOM kontrol şeması kullanılarak modellenmştr. Şekl 7. STATCOM kurulu olan güç sstemnn smulnk model (Şekl 4). Şekl 8. STATCOM kurulu olan güç sstemnn smulnk model prensp şeması (şekl 7). 98

9 Şekl 8 dek prensp şemasında görüldüğü g letm hattı 1 loğundan elde edlen ara 1 gerlm (V 1 ), STATCOM loğunda referans değer le karşılaştırılmaktadır. Aradak hata PI kontrolöre gönderlmektedr. Bara 1 gerlm (V 1 ), şönt konerter akımı (I sh ) le düzenlenmektedr. Aynı zamanda letm hattı 1 loğundan elde edlen snθ e cosθ lgler STATCOM loğuna e yük modelne gönderlmektedr. Bara 1 gerlmne lşkn Snθ e Cosθ lgler le STATCOM aktf e reaktf akımları e yük akımları, d-q leşenlerne dönüştürülmektedr. Bara 1 gerlmnn düzenlenmesnde rol oynayan şönt akım (Ish) e yük akımı (Iy) letm hattı 1 loğuna erlmektedr STATCOM Model STATCOM model ölüm 3 te erlen lgl kontrol şeması kullanılarak modellenmştr [11]. Bu şema lteratürde sıkça kullanılan r şemadır. Şekl 9 da STATCOM modelnde, İletm hattı 1 loğundan elde edlen V 1 gerlm e DC gerlm model loğundan elde edlen Vdc gerlm, STATCOM model loğunda referans değerler le karşılaştırılmaktadır. Aradak hata PI kontrolörlere gönderlmektedr. PI kontrolör çıkışları, şönt akım aktf e reaktf referans leşenlerdr. Şönt akım aktf e reaktf referans leşenler letm hattı 1 loğundan elde edlen snθ e cosθ lgler le şönt akım kontrolü loğunda d e q leşenlerne dönüştürülmektedr [14]. Şekl 9. STATCOM model STATCOM DC gerlm Model Şekl 10. STATCOM DC gerlm Model STATCOM DC gerlm model ölüm 3 te erlen lgl denklemler kullanılarak smulnk loklarıyla modellenmştr. İletm hattı 1, letm hattı 2 e yük model ölüm 3.2 e 3.3 te erlen denklemler kullanılarak modellenmştr. 99

10 5. BENZETİM SONUÇLARI Benzetm çalışmasında değşken yükte, reaktf güç desteğ le ara 1 gerlmnn kontrolü yapılmıştır. Benzetm parametreler; V s =1 30 pu, V r =1 0 pu, V ref =1 pu, V dcref =3.4 pu. Yük, 0.1 t 0.2 aralığında P+jQ=3+j2.25, 0.2 t 0.3 aralığında P-jQ=3-j2.25 pu, ara 1 gerlm kontrolü t=0.04 te dereye grmektedr. STATCOM ara 1 gerlm kontrolü t= 0.3 te dere dışı kalmaktadır. Yük t=0.1 de dereye grmekte e t= 0.3 te dere dışı kalmaktadır. Elde edlen sonuçlar aşağıdak gdr. Şekl 11. Bara 1 gerlmnn t =0.05 te genşletlmş grafğ. Şekl 12. STATCOM çıkış gerlmnn (rms) zamana göre değşm. Şekl 13. STATCOM akımı Iqsh leşennn zamana göre değşm. Şekl 11 de görüldüğü g t= 0.1 sn de P+jQ endüktf yükü dereye grdğ zaman ara 1 gerlm azalarak yaklaşık 0.98 pu değern almaktadır. Azalan ara 1 gerlm çok kısa sürede STATCOM ara 1 gerlm kontrolü le referans değer olan 1 pu değerne yükseltlmektedr. STATCOM 0.1 t 0.2 aralığında ssteme reaktf güç 100

11 sağlamakta e kapastf çalışmaktadır. Şekl 12 den görüldüğü g STATCOM çıkış gerlm değer endüktf yük dereye grdğ zaman (t= 0.1) yükselmektedr. Bu durum ssteme reaktf güç sağlandığı anlamına gelmektedr. Şekl 13 te se unlara paralel olarak 0.1 t 0.2 aralığında, STATCOM reaktf akımının (Iqsh) poztf olduğu görülmektedr. P+jQ yükü t=0.2 de dere dışı kalmaktadır. P-jQ kapastf yükü t=0.2 de dereye grdğ zaman (Şekl 11) ara 1 gerlm yükselerek yaklaşık 1.02 pu değern almaktadır. Yükselen ara 1 gerlm çok kısa sürede STATCOM ara 1 gerlm kontrolü le referans değer olan 1 pu değerne düşürülmektedr. STATCOM 0.2 t 0.3 aralığında sstemden reaktf güç çekmekte e ndüktf çalışmaktadır. Şekl 12 den görüldüğü g STATCOM çıkış gerlm değer kapastf yük dereye grdğ zaman (t= 0.2) azalmaktadır. Bu durum sstemden reaktf güç çekldğ anlamına gelmektedr. Şekl 13 te se unlara paralel olarak 0.2 t 0.3 aralığında, STATCOM reaktf akımının (Iqsh) negatf olduğu görülmektedr. P-jQ yükü t=0.3 te dere dışı kalmaktadır. Şekl 14. STATCOM reaktf gücünün zamana göre değşm. Şekl 15. DC gerlmn zamana göre değşm. Şekl 16. (a) STATCOM kompanzasyon karakterstğ. 101

12 Şekl 14 ten görüldüğü g STATCOM 0.1 t 0.2 aralığında ssteme kapastf reaktf güç sağlamakta, 0.2 t 0.3 aralığında se sstemden ndüktf reaktf güç çekmektedr. Şekl 15 te se STATCOM DC gerlmnn değşm görülmektedr. Yük değşmlernde DC gerlmde kısa sürel değşmler olsa da gerlmn sat e kararlı olduğu görülmektedr. Şekl 16. (a) da STATCOM kompanzasyon karakterstğ görülmektedr. Endüktf yük dereye grdğ zaman (t=0.1) şekl 16. () de görüldüğü g STATCOM akımı gerlmden yaklaşık 90 o lerde olmakta e kapastf çalışma yapılmaktadır. Kapastf yük dereye grdğ zaman se (t=0.2) şekl 16. (c) de görüldüğü g STATCOM akımı gerlmden yaklaşık 90 o gerde olmakta e endüktf çalışma yapılmaktadır. Şekl 17 e şekl 18 de se sırasıyla STATCOM çıkış gerlm e kaynak gerlm (Vs) a fazlarının değşm görülmektedr. Elde edlen sonuçlar lteratürle uyumludur [15,16,17]. Şekl 16. () STATCOM t=0.15 te genşletlmş kompanzasyon karakterstğ. (Vsha: STATCOM çıkış gerlm a fazı, Isha: STATCOM çıkış akımı a fazı, V1a: Bara 1 gerlm a fazı) Şekl 16. (c) STATCOM t=0.25 te genşletlmş kompanzasyon karakterstğ. (Vsha: STATCOM çıkış gerlm a fazı, Isha: STATCOM çıkış akımı a fazı, V1a: Bara 1 gerlm a fazı) 102

13 Şekl 17. STATCOM üç faz çıkış gerlmnn zamana göre değşm. Şekl 18. Kaynak üç faz gerlmnn zamana göre değşm. Şekl 19. Bara 1 aktf e reaktf güç akışlarının zamana göre değşm. Şekl 20. STATCOM kontrolü e STATCOM kontrolü olmadan ara 1 gerlmnn karşılaştırmalı olarak zamana göre değşm 103

14 Şekl 21. STATCOM kontrolü e STATCOM kontrolü olmadan ara 1 reaktf güç akışının karşılaştırmalı olarak zamana göre değşm. Şekl 20 de karşılaştırmalı olarak kompanzatörün ara 1 gerlmnn kontrolüne etks görülmektedr. Kompanzatörsüz ssteme göre yük değşmlernde gerlm stenen referans değerne ulaşmaktadır. Şekl 21 de kompanzatörsüz ssteme göre reaktf güç akışlarının STATCOM le azaltıldığı görülmektedr. 6. SONUÇLAR Bu çalışmada r enerj letm sstemndek dağıtım arasında STATCOM le gerlm kontrolü yapılmıştır. Yapılan enzetm çalışmasında ssteme endüktf e kapastf yükler eklendğnde STATCOM le gerekl reaktf güç kompanzasyonunun hızlı r şeklde sağlandığı görülmüştür. Buna paralel olarak ara gerlm değernn an yük değşmler e farklı yük karakterlerne rağmen stenen referans değern aldığı gözlenmştr. Kompanzatörün dnamk ceaı hızlıdır. Elde edlen sonuçlar lteratürle uyumludur. STATCOM un geleneksel mekank anahtarlamalı chazlara göre daha hızlı r kompanzasyon sağladığı açıktır. Reaktf güç akışlarının sstem üzernde gerlm kararlılığı açısından olumsuz etkler oluşturduğu görülmüştür. Bu olumsuz etkler STATCOM le reaktf güç akışları azaltılarak hızlı r şeklde gderlelr. Benzetm sonuçları STATCOM un letm sstem gerlm kararlılığını yleştrdğn e sstemn güenlrlk e kapastesn artırmaya yardımcı olduğunu göstermştr. KAYNAKLAR [1] M.H. Haque, Best locaton of SVC to mproe frst swng stalty lmt of a power system, Electrc PowerSystem Research, ol.77, pp , (2007). [2] P. Kundur, Power System Stalty and Control, McGraw Hll,Unted States of Amerca, (1994). [3] N.G. Hngoran and L. Gyugy. Understandng FACTS:concepts and technology of flexle ac transmsson systems,ieeepress. New York, (1999). [4] Fangxng (Fran) L, D. Tom Rzy, Brendan Kry, John Kueck,Ndeye K. Fall, Reacte Power from Dstruted Energy,The Electrcty Journal, Volume 19, Issue 10, s Decemer (2006). [5] M. M. Olera, Power Electroncs for Mtgaton of Voltage Sags and Improed Control of AC Power Systems, Stockholm 2000 Doctoral DssertatonRoyal Insttute of Technology Phd thess, (2000). [6] L.Gyugy. Fundamentals of Thyrstor-Controlled Statc Var Compensators n Electrc Power System Applcatons. IEEE Specal Symposum on Applcaton of Statc ar systems for systems dynamc performance, IEEE 87'Mol87-5-PWR, s 8-27 (1987). [7] C. Schauder, M. Gemhardt, E. Stacey, T. Lemak, Gyugy L. Cease T.W.. Edrs A. Operaton of ±l00 Mar TVA STATCON, IEEE Tram. PowerDeIery, ol. 12, no. 4, , (1997). 104

15 [8] E. Uzunoc, C. A. Canzares Reee J.Fundamental Frequency Model of Statc Synchronous Compensator, North Amercan Power Symposum (NAPS),Larame, Wyomng, 49-54, (1997). [9] U. Emnoglu, S. Herdem, T.Yalçınöz, nertör temell facts chazları kullanarak Reaktf güç kompanzasyonu le gerlm kontrolü, Elektrk -elektronk -lgsayar mühendslg 10. Ulusal kongres, , (2002). [10] J. Pasera, J. Reed, G. F.Takeda, M. Artsuka, T. FACTS and Custom Power Equpment for the Enhancement of Power Transmsson System Performance and Power Qualty, Symposum of Specalsts n Electrc Operatonal and Expanson Plannng (VII SEPOPE) Curta, Brazl, May 21-26, (2000). [11] K. R., Padyar, A.M. Kulkarn, Control Desgn and Smulaton of Unfed Power Flow Controller, IEEE Transactons on Power Delery, Vol. 13, No. 4, , (1998). [12] Q. Yu, L. Norum, T. Undeland, S. Round, Inestgaton of Dynamc Controllers for a Unfed Power Flow Controller, ndustral Electroncs, Control, and Instrumentaton, Proceedngs of the 1996 IEEE IECON 22nd Internatonal Conference on Volume 3, 5-10 Aug. (1996). [13] C. Schauder,; H.; Mehta, Vector analyss and control of adanced statc VAr compensators Generaton,, Transmsson and Dstruton [see also IEE Proceedngs-Generaton, Transmsson and Dstruton], IEEE Proceedngs C Volume 140, Issue 4, , (1993). [14] M.M. Ertay, Enerj letm sstemlernn UPFC le kontrolü,yüksek Lsans Tez, Fırat Ünerstes Fen Blmler Ensttüsü, (2006). [15] K. K. Sen, Statcom - Statc synchronous Compensator: Theory, Modelng, and Applcatons 99WM706, IEEE Transmsson and Dstruton Commttee of the IEEE Power Engneerng Socety for pulcaton n the IEEE Power Engneerng Socety s 1999 Wnter Meetng Conference Proceedngs (1999). [16] M. S. El-Mours, and A. M. Sharaf. Noel Controllers for the 48-Pulse VSC STATCOM and SSSC for Voltage Regulaton and Reacte Power Compensaton, IEEE Transactıons On Power Systems, Vol. 20, No. 4, Noemer (2005). [17] N. Voraphonpput and S. Chatratana, STATCOM Analyss and Controller Desgn for Power System Voltage Regulaton, IEEE/PES Transmsson and Dstruton Conference & Exhton: Asa and Pacfc Dalan, Chna,(2005). 105