Dağıtım sistemlerinde harmonikli güç akışı algoritmalarının ve yük modellerinin karşılaştırılması
Comparison of the distribution system harmonic power flow algorithms and load models
Yazar: ONUR ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. M. HAKAN HOCAOĞLU
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Güç akışı analizi, güç sistemlerinde bilinmeyen gerilim ve\veya güçdeğerlerinin kısıtlamalar altında bulunmasını amaçlar. Böylece bulunan sonuçlaragöre sistem planlanabilir ve en iyi şartlarda çalıştırılabilir. İletim sistemleri içinkullanılan geleneksel güç akışı algoritmaları dağıtım sistemlerinin güç akışıhesabında yetersiz olabilmektedir. Diğer taraftan güç sistemlerinde harmonik üretenyüklerin artmasıyla birlikte güç akışı algoritmalarının yeniden ifade edilmesi ihtiyacıdoğmuştur. Bu sebeplerden dolayı dağıtım sistemleri için harmonik güç akışıalgoritmaları geliştirilmiştir. Bu algoritmalar, geleneksel güç akışının verilerine ekolarak sistemdeki akım ve gerilim harmonik bozulma miktarları, rezonansproblemleri ve harmonik kaynaklarının yerleri hakkında da bilgi vermeleri açısındanönemli araçlardır. Algoritmaların güvenirliliği sadece algoritmaların yapılarına değilharmonik üreten yük modelinin hassasiyetine de bağlıdır. Bu açıdan harmonik üretenyüklerin hassas bir şekilde modellenmesi önemli bir konudur.Bu çalışmada literatürde bulunan harmonik güç akışı algoritmaları hakkındabilgi verilmiş ve laboratuar şartlarında elde edilen çeşitli yük modelleri ile 3 baralıbir sistem için deneysel olarak uygulanmıştır. Analiz sonuçları ölçüm verileri ilekarşılaştırılmış ve algoritmalar hata oranlarına göre değerlendirilmiştir. Ayrıcaalgoritmalar yük modellerine göre karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Analizsonucunda hesaplanan temel harmonik gerilimleri ile ölçülen temel harmonik gerilimetkin değerlerinin birbirine yakın olduğu görülmüştür. Diğer taraftan elde edilenTHD sonuçları karşılaştırıldığında algoritmalar arasında küçük değerlerde farklarınolduğu tespit edilmiştir. 3 baralı test sistemi için algoritmalardan elde edilensonuçların teyidi yapıldıktan sonra algoritmalar 10 ve 69 baralı radyal dağıtım testsistemleri için uygulanmış ve parametrik analizler yapılarak elde edilen sonuçlardeğerlendirilmiştir.

Abstract:
A power flow study aims to obtain unknown voltages and/or power quantitiesunder constrains of the systems. Thus, according to obtained results, the system canbe planned and operated under optimal conditions. Conventional load flowalgorithms used for transmission system may become inefficient in the load flowevaluation of the distribution system. On the other hand, with the continuous increaseof the harmonic producing loads, the need of reformulation of conventional powerflow algorithms have been araised. Due to this fact, harmonic power flow algorithmsfor distribution systems are developed. The algorithms are very important tools dueto the fact that they give information on the level of harmonic distortions of voltageand current waveforms, occurrence of resonance problems and location of theharmonic sources. Reliability of the algorithms depends on not only the structure ofthe algorithms but also sensitivity of the harmonic producing load models. In thisrespect, accurate modelling of harmonic producing loads is another important issuethat is addressed in this thesis.In this study, a detailed and critical review on the harmonic power flowalgorithms is provided. In addition to that, the reviewed algorithms applied to anexperimental 3 bus test system. The results are validated against the measured data.Furthermore the algorithms are examined comparatively through load models. It?sseen that the fundamental harmonic voltages calculated after analysis and theeffective values of measured fundamental harmonic voltages are similar. On theother hand when the THD results are compared it?s determined that there are smalldiscrepancies between the algorithms. After the verification process they areimplemented to 10 and 69 bus radial distribution test systems and the results arediscussed.