BULANIK MANTIK KONTROLLÜ STATİK SENKRON KOMPANZATÖRLERİN TASARIMI VE UYGULAMASI

Benzer belgeler
Statik senkron kompanzatörün bulanık mantık temelli kontrolör ile tasarımı ve analizi

TRİSTÖR KONTROLLÜ SERİ KAPASİTÖRÜN BULANIK MANTIK İLE KONTROLÜNÜN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

Güç Sisteminde SVC ve STATCOM Denetleyici Etkilerinin İncelenmesi

TRAFO BAĞLANTILARINA DAYALI ÇOK DARBELİ STATCOM TASARIM ÇALIŞMALARI

Alçak Gerilimde Aktif Filtre ile Akım Harmoniklerinin Etkisinin Azaltılması

Anahtar sözcükler: FACTS, Tristör Anahtarlamalı Kapasitör, Kompanzasyon, Gerilim Regülasyonu, Matlab

DAĞITIM SİSTEMİNDE YER ALAN STATİK VAr KOMPANZASYONU SİSTEMLERİNİN DENGESİZ YÜK KOŞULLARINDA GERİLİM REGÜLASYONA KATKISININ İNCELENMESİ

AÇ-KAPA KONTROLLÜ FACTS CİHAZLARI İLE YÜK KOMPANZASYONU

EVK Enerji Verimliliği, Kalitesi Sempozyumu ve Sergisi Haziran 2015, Sakarya

Facts cihazlarının gerilim kararlılığına etkisinin incelenmesi. Effects of facts devices voltage stability

ENDÜSTRİYEL BİR TESİSTE DİNAMİK KOMPANZASYON UYGULAMASI

ELEKTRİK TESİSLERİNDE HARMONİKLERİN PASİF FİLTRE KULLANILARAK AZALTILMASI VE SİMÜLASYONU. Sabir RÜSTEMLİ

FAZ KAYDIRICI TRANSFORMATÖRLERİN STATİK GERİLİM KARARLILIĞI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

DENEY 5: ALTERNATİF AKIMDA FAZ FARKI (R, L VE C İÇİN)

Bölüm 1 Güç Elektroniği Sistemleri

7-SEVĐYELĐ STATCOM PROTOTĐPĐ ĐÇĐN YAPILAN TASARIM VE MODELLEME ÇALIŞMALARI

Fatih. M. NUROĞLU 1, Ayşen BASA ARSOY 2. Kocaeli Üniversitesi Özet. Abstract.

T.C. İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ STATİK SENKRON KOMPANZATÖRÜN PID KONTROLÖR İLE KONTROLÜ. Mustafa KARATAŞ TEZ YÖNETİCİSİ

Deney 3 5 Üç-Fazlı Tam Dalga Tam-Kontrollü Doğrultucu

ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DEVRE ANALİZİ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYONU ve REZONANS HESAPLARI

TEK BÖLGELİ GÜÇ SİSTEMLERİNDE BULANIK MANTIK İLE YÜK FREKANS KONTRÜLÜ

Cihazın Bulunduğu Yer: Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü B-Blok, Enerji Verimliliği Laboratuvarı

Murat Genç Elektrik ve Elektronik Mühendisi TÜBİTAK-UZAY

BÖLÜM 3 ALTERNATİF AKIMDA SERİ DEVRELER

TRİSTÖR ANAHTARLAMALI KAPASİTÖR (TSC) VE TRİSTÖR ANAHTARLAMALI REAKTÖR-TABANLI STATİK VAr KOMPANZATÖR ÜN (TSR-TABANLI SVC) PI İLE KONTROLÜ

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

GÜÇ SİSTEMLERİ KONFERANSI Kasım 2018 Ankara

DENGESİZ GÜÇ AKIŞI ANALİZLERİ İÇİN SABİT HIZLI ASENKRON GENERATÖRLÜ RÜZGAR TÜRBİNİ MODELİ BÖLÜM 1: GENERATÖR MODELİ

DENEY-4 RL DEVRE ANALİZİ. Alternatif akım altında seri RL devresinin analizi ve deneysel olarak incelenmesi.

Yrd. Doç. Dr. Mustafa NİL

Bölüm 3 AC Devreler. 1. AC devrede, seri RC ağının karakteristiklerini anlamak. 2. Kapasitif reaktans, empedans ve faz açısı kavramlarını anlamak.

Termik Türbinli Bir Alanlı Güç Sisteminin Bulanık Mantık Tabanlı Kontrolör İle Yük Frekans Kontrolü Analizi

Minumum Kayıplar İçin Güç Şebekelerinde Statcom Yerinin ve Değerinin Yer çekimsel Arama Algoritması Kullanılarak Belirlenmesi

DENEY TARİHİ RAPOR TESLİM TARİHİ NOT

Alişan Ayvaz 1, Muammer Özdemir 2. Amasya Üniversitesi Ondokuz Mayıs Üniversitesi Özet. 1.

ELEKTRİK TESİSLERİNDE HARMONİKLERİN PASİF FİLTRE KULLANILARAK AZALTILMASI VE SİMÜLASYONU

Pasif devre elemanları (bobin, kondansatör, direnç) kullanarak, paralel kol olarak tasarlanan pasif

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

EET-202 DEVRE ANALİZİ-II DENEY FÖYÜ OSİLOSKOP İLE PERİYOT, FREKANS VE GERİLİM ÖLÇME

BİR FAZ BEŞ SEVİYELİ İNVERTER TASARIMI VE UYGULAMASI

Şekil-1. Doğru ve Alternatif Akım dalga şekilleri

Eleco 2014 Elektrik Elektronik Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, Kasım 2014, Bursa

Elektrikli Araçlar İçin Çift Çevrim Destekli DA Motor Kontrol Uygulaması

TEK FAZLI VE ÜÇ FAZLI KONTROLSÜZ DOĞRULTUCULAR

GENETEK. Güç Sistemlerinde Kısa Devre Analizi Eğitimi. Güç, Enerji, Elektrik Sistemleri Özel Eğitim ve Danışmanlık San. Tic. Ltd. Şti.

Statik güç eviricilerinin temel görevi, bir DA güç kaynağı kullanarak çıkışta AA dalga şekli üretmektir.

ELEKTRİK MÜHENDİSLERİ ODASI GÜÇ SİSTEMLERİNDE HARMONİKLER VE FİLTRELEMELERİN İNCELENMESİ

Akıllı Sistemlerde Yenilikler ve Uygulamaları Sempozyumu. 29 Eylül 1 Ekim 2016 DÜZCE BİLDİRİLER KİTABI. Editör:

Akım Modlu Çarpıcı/Bölücü

DA-DA BUCK, BOOST VE BUCK-BOOST KONVERTER DENEY SETĐ TASARIMI VE UYGULAMASI

ÖZGEÇMİŞ. Profesör Elektrik-Elek. Mühendisliği Melikşah Üniversitesi Yönetilen Yüksek Lisans ve Doktora Tezleri 6.1. Yüksek Lisans Tezleri

Kıyıcı Beslemeli DA Motorun Oransal İntegral ve Bulanık Mantık Oransal İntegral Denetleyicilerle Hız Kontrolü Karşılaştırılması

4.4. Gerilim Kararlılığının Temel Geçici Hal Durumu

T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ STATİK VAR KOMPANZASYON SİSTEMLERİNİN HARMONİKLER BAKIMINDAN İNCELENMESİ MUHAMMED ALİ KOYUNCU

Kompanzasyon ve Harmonik Filtreleme. Eyüp AKPINAR DEÜ

Üç-faz Tam Dalga (Köprü) Doğrultucu

BİLGİSAYAR YÜKLERİNİN HARMONİK AKTİVİTE KESTİRİMİ VE HARMONİK ANALİZİ

SERİ BAĞLI TAM KÖPRÜLÜ ÇOK SEVİYELİ STATCOM PROTOTİPİ TASARIMI

Anahtarlama Modlu DA-AA Evirici

Alçaltıcı DA-DA Çevirici Analiz ve Tasarımı

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI VII. DENEY FÖYÜ

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

Samet Biricik Elk. Y. Müh. Elektrik Mühendisleri Odası 28 Ocak2011

Yrd. Doç. Dr. Süleyman ADAK Mardin Artuklu Üniversitesi. İstasyon Yerleşkesi / Mardin Tel Faks.:

DSP TABANLI GERİLİM KAYNAKLI ŞÖNT AKTİF GÜÇ FİLTRESİ UYGULAMASI

Alçak ve Orta Gerilim Tesislerinde Reaktif Güç Kompanzasyonu

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Uyarlamalı Bulanık-PI Denetim Esaslı Dinamik Senkron Kompanzatör ile Reaktif Güç Kompanzasyonu Benzetim Çalışması

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI IV. DENEY FÖYÜ

ELEKTRİK MOTOR SÜRÜCÜLERİ: PWM AC KIYICILAR

Nonlineer Yükleri İçeren Enerji Sistemleri İçin Filtreli Reaktif Güç Kompanzasyonu ve Sistemin MATLAB & Simulink Modeli ile Simülasyonu

T.C. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ORTA GERİLİM DAĞITIM SİSTEMLERİNDE REAKTİF GÜÇ KOMPANZASYON TEKNİKLERİNİN İNCELENMESİ

KISIM 1 ELEKTRONİK DEVRELER (ANALİZ TASARIM - PROBLEM)

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

Temel Devre Elemanlarının Alternatif Gerilim Etkisi Altındaki Davranışları

DOĞRU AKIM (DC) ALTERNATİF AKIM (AC) VE STATİK (ST) TİP UYARTIM SİSTEMLERİNİN PERFORMANSLARININ ANALİZİ

TİRİSTÖR KONTROLLU REAKTÖR TASARIMINDA AKIM HARMONİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Güç Sistemlerinde Gerilim Kararlılığını Etkileyen Faktörler

ÜÇ FAZLI ALTI SEVİYELİ PWM İNVERTER İLE BESLENEN ASENKRON MOTORUN MATLAB/SİMULİNK UYGULAMASI. Hüseyin GÜZELCİK 1,

Yüksek gerilimli doğru akım iletim sistemleri için aktif doğru akım filtresi tasarımı ve simülasyonu

Elektrik Makinaları I

SSSC tabanlı kaskad kontrolör ile güç sistem kararlılığının iyileştirilmesi

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ. Derece Alan Üniversite Yıl Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Üniversitesi

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Power Electronic Circuits (Güç Elektroniği Devreleri)

GENİŞ SPEKTRUMLU HARMONİK FİLTRE PERFORMANSI DEĞERLENDİRMESİ

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF MULTIMETER BASED ON MICROCONTROLLER

Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl

Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü

Deney 10: Analog - Dijital Dönüştürücüler (Analog to Digital Converters - ADC) Giriş

Optik Filtrelerde Performans Analizi Performance Analysis of the Optical Filters

GÜÇ SİSTEM ANALİZLERİNİN ENERJİ VERİMLİLİĞE ETKİLERİ

Doç. Dr. Ersan KABALCI. AEK-207 Güneş Enerjisi İle Elektrik Üretimi

EREĞLİ ELEKTRİK DAĞITIM ŞEBEKESİNDE GENETİK ALGORİTMA VE NEWTON RAPHSON YÖNTEMLERİYLE REAKTİF GÜÇ OPTİMİZASYONUNUN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

Transkript:

BULANIK MANTIK KONTROLLÜ STATİK SENKRON KOMPANZATÖRLERİN TASARIMI VE UYGULAMASI F. Arzu Aksoy 1 Tankut Yalçınöz 2 1,2 Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, Niğde Üniversitesi, Niğde 1 e-posta: farzukorkmaz@hotmail.com Özetçe Statik senkron kompanzatör (STATCOM) sistemin ihtiyacı olan aktif ve reaktif güç kompanzasyonunu sağlamak için DC giriş gerilimini AC çıkış gerilimine dönüştüren gerilim kaynaklı invertör tabanlı bir aygıttır. Bu çalışmada STATCOM tasarımı ve kontrolü MATLAB/SIMULINK, güç sistemleri blokseti ve bulanık mantık araç kutucuğu kullanılarak yapılmıştır. Yapılan simülasyon çalışmalarında elde edilen sonuçlardan; bulanık mantık kontrolörlü STATCOM, PI kontrollü STATCOM dan çok daha iyi dinamik tepki verdiği bulunmuştur. 1. Giriş Dünyamızda elektrik enerjisine duyulan ihtiyacın her geçen gün biraz daha artması, enerji üretiminin gittikçe pahalılaşması, taşınan enerjinin de kaliteli, ucuz ve hakiki iş gören aktif enerji olmasını zorunlu hale getirmektedir. Güç sistemlerinde aktif güç akışının yanında yükün ve sistemin gereksinimini karşılayabilmek için reaktif güç akışı da olmaktadır. Aktif güç generatörden yüklere iletilir oysa reaktif güç için böyle bir zorunluluk yoktur. Reaktif gücün gereksinim duyulan noktaya en yakın yerde üretilmesinde elektrik sisteminin en iyi koşullarda çalıştırılması açısından büyük yarar vardır. Elektrik sisteminin ve yüklerin reaktif güç gereksinimlerinin belirli teknikler kullanılarak karşılanması reaktif güç kompanzasyonu olarak adlandırılır [1-16]. FACTS (Esnek AC İletim Sistemleri) teknolojisi, yüksek akım ve gerilim kapasitesine sahip güç elektroniği elemanları kullanılarak geliştirilmiş olup hat empedansı kontrolü ve reaktif güç kompanzasyonu yaparak güç sistemlerinde gerilim/akım kontrolüne olanak sağlar [17]. STATCOM sisteme paralel bağlanan FACTS ailesinin bir üyesidir. STATCOM un temel çalışma prensibi bir DC kapasitör bağlı bir gerilim kaynaklı konvertör kullanılarak transformatör kaçak reaktansı gerisindeki kontrol edilebilir bir AC gerilim kaynağının üretilmesidir. STATCOM ve sistem arasındaki reaktif güç değişimi transformatör kaçak reaktansında gerilim farkını üretir. STATCOM un çıkışı reaktif gücün kontrolü vasıtasıyla güç sisteminin sönümlenmesini iyileştirilebilir. Sistem sönümlenmesini iyileştirme STATCOM un kontrol sinyali kadar kontrol stratejisinin seçimine de bağlı olabilir [14]. Son yıllarda bir çok çalışmada, lineer kontrol tekniklerini kullanan STATCOM kontrolörlerinin dizaynı için metotlar önerilmiş ve uygulamalar yapılmıştır [1]. Literatürde mevcut olan bu makalelerin bir çoğunda, STATCOM kontrol yapısı olarak PID kontrolörler kullanılmıştır [2, 3, 4, 5, 6, 7-12]. Bunun yanında kontrol stratejisi olarak Lyapunov un kararlılık kriteri de kullanılmıştır [13]. Yada sistem genel blok diyagramları ve fiziksel özellikleri ve özel elemanların sistem 2 e-posta: tyalcinoz@nigde.edu.tr performansındaki rolleri belirlenerek, bu elemanların uygun bağlanmasıyla ve bu sistem formunun değişken elemanlarının matematiksel olarak geliştirilmesiyle statik kompanzatör kontrol sistemlerinin MATLAB modeli yapılabilir [14,16]. Bu çalışmada STATCOM, MATLAB/SIMULINK ortamında incelenecektir. Burada STATCOM önce PI kontrolörle daha sonra ise bulanık mantık kontrolör ile kontrol edilerek iki baralı dinamik yüklü sistem için, STATCOM suz, PI kontrollü STATCOM lu ve bulanık mantık kontrollü STATCOM lu durumların simülasyon sonuçları karşılaştırılacaktır. 2. STATCOM un Yapısı ve Çalışma Prensibi STATCOM, güç sistem karalılığını, gerilim regülasyonunu, güç faktörünü, reaktif güç kompanzasyonunu düzenlemek ve reaktif güç kompanzasyonu vasıtasıyla gerilimi kontrol etmek ve akım harmoniklerinin eliminasyonu için kullanılmıştır [18, 19]. STATCOM donanımı, gerilim kaynaklı konvertör (VSC), bir kapasitör ve konvertör kontrolüne dayanır. Bir yükseltici transformatör üzerinden bir güç sistemine bağlanır [2]. Bir STATCOM, kontrol edilebilir genlik ve faz açısı ile temel frekansta bir üç fazlı dengeli sinüzoidal gerilim üreten bir ideal senkron makineye benzer. Bu ideal makinenin eylemsizliği yoktur, pratik olarak anlıktır, var olan sistem empedansında önemli değişiklikler yapmaz ve reaktif güç üretir (kapasitif veya endüktif). STATCOM, paralel reaktif güç kompanzatörü olarak çalışması ve performans karakteristiğinin ideal, senkron, hareketli kompanzatör ile benzer olması nedeniyle statik senkron kompanzatör olarak adlandırılmıştır [20]. STATCOM un temel yapısı Şekil 1 de gösterildiği gibi bir kaçak reaktans gerisindeki kontrol edilebilir AC gerilim üreten, bir gerilim kaynaklı invertör kullanımıdır. V sin(ω t ) δ inv P Q V ψ Bağlantı Transformatörü Kontrol Şekil 1: Genelleştirilmiş STATCOM blok diyagramı Q ref P ref

δ inv Şekil 1 de gösterilen, Qref ve Pref referans sinyalleri, çıkış geriliminin faz açısını ve V çıkış geriliminin genliğini belirler. ω faz kaymasının kontrolünün bir sonucu aktif gücün değişimi elde edilir. Aktif gücün değişimi sadece DC gerilimin kontrolü için kullanılır. AC sistem ve invertör arasındaki (DC enerji depolama cihazına sahip) aktif güç değişimi, AC sistem gerilimi ve invertör çıkış gerilimi arasındaki faz açısı değiştirilerek kontrol edilebilir. İnvertör çıkış gerilimi AC sistem geriliminden ileriyse invertör AC sistem için aktif güç üretir. Bu işlem için enerji DC enerji depolama kaynağı tarafından sağlanır. Tersine invertör çıkış gerilimi AC sistem geriliminden geriyse invertör AC sistemden aktif güç çeker. Bu durumda kapasitör şarj olur. Aynı kontrol mekanizması, invertör reaktif güç üretimi ve çekimi için kullanıldığında uygun gerilim için DC kapasitör şarjlı tutularak kullanılabilir. Kontrolörün bu tipi farklı anahtarlamalı güç çeviricileri kullanılarak yerine getirilebilir. 3. Bulanık Mantıkla Kontrol Bulanık kontrolörler, çok kesin matematiksel modelleri olmadan tasarlanabilen, bir çok avantajı olan kural tabanlı kontrolörlerdir [22]. Modern güç sistemleri kompleks, coğrafi olarak geniş alanlara dağılmış ve çok yüksek lineer olmayan sistemlerdir. Üstelik, güç sistemi çalışma durumları zamanla değişme gösterir. Bu belirsizlikler, yalnız çalışma koşulları ve lineer sistem modeline dayanan geleneksel kontrolördeki güç sistemi kararlılık problemlerini çok daha zorlaştırmaktadır. Bu nedenle bulanık mantık kontrol yaklaşımı, geleneksel yaklaşım için bir tamamlayıcı olarak son yıllarda daha ilgi çekici olmuştur. Bulanık kontrolörün bir çok önemli avantajı vardır. Bulanık kontrolörde insanlara ait bilgiler kolaylıkla kontrol kanunlarına çevrilebilir [23, 24]. Bulanık kontrolör, lineer olmayan bir kontrolördür ve lineer kontrolörde ki gibi sistem modeli, parametreler ve çalışma şartlarının değişimine duyarlı değildir. Bu özellikler bulanık kontrolörü güç sistemleri uygulamaları için çok ilgi çekici yapmaktadır [23]. Bulanık kontrolörler, bir sistemin kararlılığını artırabilen güçlü kontrol teknikleridir [1]. Sistem çalışma şartları değiştiğinde sistem performansını düşürmesi ve matematiksel model gerektirmesi PI kontrolörlerin dezavantajlarındandır. Diğer taraftan lineer olmayan uyarlanabilir kontrolörlerin, sistemin çalışma şartlarını iyi bir şekilde kontrol etme yetenekleri vardır [1, 25]. Bulanık mantık kontrolörler lineer olmayan dinamik bir sisteme kolayca uygulanabilir [24]. Bu yüzden PI kontrolörler yerine bulanık mantık kontrolörler tercih edilmektedir. Bulanık mantığın kavramsal olarak anlaşılması kolaydır. Bulanık mantığın altındaki matematiksel kavram çok basittir. Bulanık mantığı hoş yapan onun karmaşık olmamasından ziyade doğallığındandır. Bulanık mantık esnektir. Bulanık mantık sıradan kontrol sistemleriyle karıştırılabilir. Bulanık sistemin sıradan kontrol sistemlerinin yerini alma zorunluluğu yoktur, birçok durumda bulanık mantık bu sistemlerin uygulamalarını kolaylaştırır [24]. V abc I abc ωt ÖLÇÜM SİSTEMİ PLL V meas PQ 4.2. Ölçüm Sistemi Bloğu I q ωt V REF I qref + - Sigma 180-7.5 der GERİLİM REGÜLATÖRÜ K PI Alpha ωt AKIM REGÜLATÖRÜ PI DARBE ÜRETECİ Şekil 2: STATCOM kontrol bloğu PULSE Ölçüm sistemi bloğu, sistem gerilimi (Vabc), sistem akımı (Iabc), PLL çıkışındaki ωt ve frekans sinyallerini giriş olarak kabul eder. Çıkışında ise Vmeas, PQ ve Iq sinyallerini üretir. Ölçüm sistemi bloğu Şekil 3 de gösterilmiştir. Ölçüm sistemi bloğu içinde, gerilim ölçümü, reaktif akım ölçümü, PQ hesaplama, ortalama değer ve filtreler blokları mevcuttur. Şekil 3: Ölçüm sistemi bloğu 4.3. Gerilim ve Akım Regülatörlerine ait Bloklar STATCOM bloğu içerisinde mevcut olan diğer bir blokta gerilim regülatörü bloğudur. Bu bloğun içerisinde, Şekil 4 de gösterilen PI kontrolör bulunmaktadır. 4. Matlab Ortamında STATCOM Modeli 4.1. STATCOM Kontrol Bloğu Şekil 2 de gösterilen STATCOM kontrol bloğunda, ölçüm sistemi, gerilim regülatörü, akım regülatörü, PLL ve ateşleme darbesi üreteci blokları yer almaktadır. Şekil 4: Gerilim regülatörü bloğunda bulunan PI kontrolör Buradaki PI kontrolörün görevi AC sistem ile terminal gerilimi arasındaki reaktif güç değişimini kontrol etmektir.

Şekil 4 den de görüldüğü gibi ölçülen V meas sinyali, değeri 1 olan referans sinyali ile karşılaştırılarak bir hata sinyali üretilir. Gerilim regülatöründeki PI kontrolör yerine kullanılan bulanık mantık kontrolörün ise Şekil 5 ve Şekil 6 da gösterildiği gibi elde edilmiştir. Bu durumda Şekil 4 de gösterilen PI kontrolörlü yapı yerine bulanık mantıklı kontrol yapısı kullanıldığında Şekil 7 de gösterilen yapı elde edilir. PI kontrolörün kullanıldığı diğer bir blok ise akım regülatörü bloğudur. Akım regülatöründe de gerilim regülatöründe olduğu gibi Iq ve Iq_ref sinyalleri karşılaştırılarak bir hata sinyali üretilir. Akım regülatöründeki PI kontrolör Şekil 8 de gösterilmiştir Akım regülatörü bloğunun giriş ve çıkış dalga şekilleri kullanılarak elde edilen ve kontrolör yerine konacak bulanık mantık kontrolörün Şekil 9 ve Şekil 10 da gösterilmiştir. Şekil 8: Akım regülatörü bloğunda bulunan PI kontrolör Şekil 5: Bulanık mantık kontrolü gerilim regülatörünün giriş Şekil 9: Bulanık mantık kontrolü akım regülatörünün giriş Şekil 6: Bulanık mantık kontrolü gerilim regülatörünün çıkış Şekil 10: Bulanık mantık kontrolü akım regülatörünün çıkış Şekil 7: Bulanık mantık kontrolü gerilim regülatörü

5. Simülasyon Sonuçları 5.1. İki Baralı STATCOM suz Devrenin Simülasyon Sonuçları Şekil 11 de, incelenecek olan dinamik yüklü modelin blok diyagramı verilmiştir. Dinamik yük 120 MW aktif güçlü ve 120 MVar reaktif güçlü ve 380 KV gerilimi olan bir yük seçilmiştir. akımı Şekil 12 (b) de gösterilmiştir. Bu devrede herhangi bir kompanzasyon yapılmamıştır. Şekil 12 (a) dan da görüldüğü gibi, V yük gerilimi 0.1 sn den itibaren 0.9659 pu e düşmüştür. Şimdi PI kontrollü ve bulanık mantık kontrollü durumlar incelenerek sonuçlar karşılaştırılacaktır. 5.2. Dinamik Yüklü, İki Baralı, PI Kontrollü STATCOM Yapısı Dinamik yüklü, iki baralı, PI kontrollü STATCOM yapısına ait blok diyagramın MATLAB/SIMULINK ortamındaki görüntüsü Şekil 13 de gösterilmiştir. STATCOM suz duruma göre sistemdeki gerilim dalgalanmaları önemli ölçüde azalmıştır ve yük gerilimi 0.9659 pu dan 0.9995 pu ya yükselmiştir. Bu devreye ait simülasyon sonuçları Şekil 14 (a) ve Şekil 14 (b) gösterilmiştir. Dinamik yüklü devre PI kontrollü STATCOM ile kontrol edildiğinde yük akımındaki dalgalanmalar azaldığı gibi yük gerilimi de yükselmiştir. Şekil 11: Dinamik yüklü, iki baralı devrenin blok diyagramı 1.6 1.4 1.2 Yük Gerilimi (pu) 1 0.8 0.6 0.4 0.2 Şekil 12: (a) Dinamik yük modeline bağlı STATCOM suz devrede yük gerilimi Şekil 13: Dinamik yüklü, iki baralı, PI kontrollü STATCOM devresi 1.1 400 1.05 Yük Akimi (Amper) 350 300 250 200 Yük Gerilimi (pu) 1 0.95 0.9 150 Şekil 12: (b) Dinamik yük modeline bağlı STATCOM suz devrede yük akımı Şekil 11 de gösterilen dinamik yüklü sistemin davranışı incelenmiştir. Devreye ait yük gerilimi Şekil 12 (a) da ve yük Şekil 14: (a) PI kontrollü STATCOM lu yapıda yük gerilimi

Yük Akimi (Amper) 350 300 250 devresinin simülasyon sonuçları Şekil 15 de görülmektedir. Şekil 15 (a) dan da görüldüğü gibi gerilim dalgalanmaları giderilmiş ve yük gerilimi 1.011 pu e yükselmiştir. Tablo 1 de STATCOM suz, PI kontrollü ve bulanık mantık kontrollü durumlarda elde edilen yük gerilimi değerleri tablo halinde gösterilmiştir. Tablo 1 den de görüldüğü üzere, PI Kontrollü STATCOM yük barasının pu gerilim değerini artırmakla beraber bulanık mantık kontrolör yük barasının gerilimini, PI kontrolörden daha fazla artırmaktadır. 200 150 Zaman(sn) Şekil 14: (b) PI kontrollü STATCOM lu yapıda yük akımı Tablo 1: STATCOM suz, PI ve bulanık mantık kontrollü durumlarda elde edilen yük gerilimi STATCOM suz Devre V yük (pu) PI Kontrolör V yük (pu) Bulanık mantık Kontrolör V yük (pu) 0.9659 0.9995 1.011 Yük Gerilimi (pu) 1.3 1.2 1.1 1 0.9 0.8 0.7 Şekil 15: (a) Bulanık mantık kontrollü STATCOM devresinde yük gerilimi Yük Akimi (Amper) 400 350 300 250 200 150 100 Şekil 15: (b) Bulanık mantık kontrollü STATCOM devresinde yük akımı 5.3. Dinamik Yüklü, İki Baralı, Bulanık Mantık Kontrollü STATCOM Yapısı Şekil 13 de gösterilen devredeki STATCOM kontrolörü bloğu içinde verilen PI kontrolörün yerine tasarlanan bulanık mantık kontrolörlerin kullanılması durumun inceleyelim. Bulanık mantık kontrollü, iki baralı ve dinamik yüklü STATCOM 6. Sonuçlar Bu çalışmada Statik senkron kompanzatör tasarımı MATLAB/SIMULINK, güç sistemleri blokseti ve bulanık mantık araç kutucuğu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Burada STATCOM önce PI kontrolörle daha sonra ise bulanık mantık kontrolör ile kontrol edilerek iki baralı dinamik yüklü sistem için, STATCOM suz, PI kontrollü STATCOM lu ve bulanık mantık kontrollü STATCOM lu durumların simülasyon sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonuçlardan da görüldüğü gibi yük gerilimi bulanık mantık kontrolörlü STATCOM lu sistemde daha çok artmıştır. İncelenen sistemde STATCOM umulduğu gibi gerilim regülasyonunu hatasız bir biçimde düzenlemektedir. Sonuç olarak STATCOM u bulanık mantık kontrolör ile kontrol etmek daha etkin bir sonuç sağlamıştır. 7. Teşekkür Bu çalışma TÜBİTAK tarafından 104M235 nolu TÜBİTAK KARİYER projesi çerçevesinde desteklenmiştir. 8. Kaynakça [1] Mohagheghi S., Harley R. G., Venayagamoorthy G. K., Intelligent Control Schemes for a Static Compensator Connected to a Power Network, Second Iternational Conference on Power Electronics Machines and Drivers, vol. 2, pp. 594-599, 2004. [2] Matsuno K., Iyoda I., Oue Y., An Experience of FACTS Development 1980s and 1990, 2002 IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition : Asia Pacific, vol. 2, pp. 1378-1381, 6-10 Oct. 2002., Alfa Yayınları, Bölüm 8, Ocak 2002. [3] Yalçınöz T., Erbaş H., Yücel İ., Esnek Alternatif Akım İletim Sistemlerinde Kullanılan Elemanlar, Kaynak Elektrik, Enerji, Elektrik, Aydınlatma, Elektronik ve Otomasyon Mühendisliği Dergisi, No. 151, pp. 110-113, Kasım 2001. [4] Haque M.H., Use of Energy Function to Evaluate the Additional Damping Provided by a STATCOM, Electric Power Systems Research,, vol. 72, no. 2, pp. 195, 2004. [5] Reed G. Paserba J. Croasdaile T. Takeda M., Morishima N.,Hamasaki Y., Thomas L.,Allard W., STATCOM Application at VELCO Essex Substation, IEEE/PES,

Transmission and Distribution Conference and Exposition 2001, vol. 2, pp. 1133-1138, 2001. [6] Eminoğolu U., Herdem S., Yalçınöz T., İnvertör Temelli FACTS Cihazları Kullanılarak Reaktif Güç Kompanzasyonu İle Gerilim Kontrolü, Elektrik- Elektronik-Bilgisayar Müh.10. Ulusal Kongresi, 18-21 Eylül. [7] Moursi M. S., Sharaf A. M., Novel Controllers for 48- Pulse VSC STATCOM and SSSC for Voltage Regulation and Reactive Power Compensation, IEEE Transactions on Power Systems, vol. 20, no. 4 pp. 1985-1997, Nov. 2005. [8] Norouzi A.H., Sharaf A. M., Two Control Schemes to Enhance the Dynamic Performance of the STATCOM and SSSC, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 20, no. 1, pp. 435-442, Jan. 2005. [9] Norouzi A.H., Sharaf A. M., A Novel Control for the STATCOM Stability Enhancement, 2003 IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition, vol 1, pp. 24-29, 7-12 Sept. 2003. [10] Abido M. A., Weindl Ch., Herold G., STATCOM- Based Damping Stabilizaers for Power System Stability Enhancement, 11th International Power Electronics and Motion Control Conference EPE-PEMC 2004, 2-4 Sept. 2004, Report A12. [11] Moon G. W., Predictive Current Control of Distribıtion Static Compensator for Reactive Power Compensation, vol. 146, No. 5, pp. 515-520, Sept. 1999. [12] Voraphonpiput N., Chatratana S., STATCOM Analysis and Controller Design for Power System Voltage Regulation, IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exhibition: Asia and Pacific Daliani, China, pp.1-6, 15-18 Aug. 2005. [13] Assis T.M.L., Watanabe E.H., Pilatto L.A.S., Analysis of Steady State and Dynamic Performance of a Static Synchronous Compensator (STATCOM), The IPST Conference, pp. 219, 2001. [14] Kumkratug P., Haque M.H., Improvement of Damping of a Power System by STATCOM, AUPEC 2003, Australasion Universities Power Engineering Conference Chrischurch, New Zealand, pp. 122, 28 September-1 Octaber 2003. [15] TMMOB, Elektrik Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi Reaktif Güç Kompanzasyonu seminer notları, İstanbul, 1999. [16] Bayram M., Kuvvetli Akım Tesislerinde Reaktif Güç Kompanzasyonu, Birsen Yayınevi, Bölüm 1, Ocak 2000. [17] Yixin N., On M. L., Zyenyu H., Shousun C., Baolin Z., Fuzzy Logic Damping Controller for FACTS Devices in Interconnected Power Systems., 1999 IEEE International Symposium on Circuits and Systems, vol. 5, pp. 591-594, 30 May.-2 June 1999. [18] Zhang X. P., Handschin E., Yao M., Multi-Control Functional Static Synchronous Compensator (STATCOM) in Power System Steady-State Operation, Electric Power Systems Researh, vol. 72, no. 3, 2004. [19] Freitas W., Morelato A., Comparative Study Between Power System Blockset and PSCAD/EMTDC for Transient Analysis of Custom Power Devices Based on Voltage Source Converter, International Conference on Power Systems Transients - IPST'2003, vol. 1, pp.1-6, New Orleans, Estados Unidos, 2003. [20] Eminoğlu U., Herdem S., Yalçınöz T., Değişken Yüklü Güç Sistemlerinin Gerilim Kontrolünde SVC ve STATCOM FACTS Kontrolörlerinin Performanslarının Karşılaştırılması, EVK 2005, I. Enerji Verimliliği ve Kalitesi Sempozyumu, 17-18 Mayıs 2005. [21] Yolaç U. Tristör Kontrollü Seri Kapasitör ve Uygulamaları Yüksek Lisans Tezi, N.Ü.F.B.E., Niğde, Temmuz 2005. [22] Chen G, Ying H., Stability Analysis of Nonlinear Fuzzy PI Control Systems, The Third International Conference on Industrial Fuzzy Control and Intelligent Systems, pp. 128-133, 1-3 Dec. 1993. [23] Mak L. O., Ni Y. X., Shen C. M., STATCOM with Fuzzy Controllers for Interconnected Power Systems, Electric Power Research, vol 55, pp. 87-95, 2000. [24] The MathWorks, Inc, MATLAB, Fuzzy Logic Toolbox User s Guide, 2002. [25] Mohagheghi S., Venayagamoorthy G. K., Rajagopalan S., Harley R. G., Hardware Implamentation of a Mamdani Fuzzy Logic Controller for a Static Compensator in a Multimachine Power System, Industry Application Conference, vol. 2, pp. 1286-1291, 2-6 Oct. 2005.