Üç seviyeli H-köprü evirici tabanlı D-STATKOM'un sinirsel bulanık ağ ile denetimi
Control of three level H-bridge inverter based D-STATCOM by neuro-fuzzy controller
Yazar: RESUL ÇÖTELİ
Danışman: DOÇ. DR. BEŞİR DANDIL ; YRD. DOÇ. DR. FİKRET ATA
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Bulanık mantık = Fuzzy logic ; Eviriciler = Inverters ; Reaktif güç kontrolü = Reactive power control ; Sinirsel bulanık mantık = Neuro fuzzy logic ; Yapay zeka = Artificial intelligence

Özet:
Günümüzde kritik yüklerin kullanımının yaygınlaşması, elektrik güç kalitesi üzerine yapılan çalışmaların artmasına neden olmuştur. Sabit kondansatör-reaktör grupları ve Statik Var Kompanzatörler, reaktif güç ve harmonik gibi elektrik güç kalitesi problemlerini iyileştirmek amacıyla dağıtım sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Mikroişlemci ve yarı iletken anahtar teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak, son yıllarda diğer kompanzatörlere göre cevap hızları yüksek olan evirici tabanlı kompanzatörler dağıtım sistemlerinde kullanılmaya başlanmıştır.Bu tez çalışmasında, evirici tabanlı bir Güç Kalitesini Düzelten Aygıt (GKDA) olan Dağıtım STATKOM'un (D-STATKOM) deneysel kurulumu gerçekleştirilmiş ve gerçekleştirilen deneysel kurulumun çıkış reaktif gücü, faz açı ve dolaylı akım denetim yöntemleri ile denetlenmiştir. Bu denetim yöntemleri genellikle sabit parametreli Oransal+İntegral (PI) denetleyiciler ile gerçekleştirilmektedir. PI denetleyiciler doğrusallaştırılmış sistem denklemleri kullanılarak belirli bir çalışma noktası için bozucu girişler ve kenetleme etkisi ihmal edilerek tasarlanırlar. D-STATKOM doğrusal olmayan, zamanla değişen parametreli ve değişen referansa sahip bir sistem olduğundan, D-STATKOM'un denetimi için tasarlanan PI denetleyiciler iyi bir performans göstermeyebilir. Bu nedenle D-STATKOM'un reaktif gücünün denetiminde kullanılan faz açı ve dolaylı akım denetim yöntemleri dayanıklı ve doğrusal olmayan bir denetleyici olan Sinirsel Bulanık Denetleyici (SBD) ile gerçekleştirilmiştir. D-STATKOM'un denetimi için DS1103 denetleyici kartı kullanılmış ve denetim algoritmaları MATLAB/Simulink'te hazırlanmıştır. Her iki denetim yönteminde sabit parametreli PI denetleyici ve SBD kullanılması durumlarına ilişkin deneysel kurulumun reaktif güç sağlayabilme performansı, referans reaktif akım bileşeninin dSPACE'in ControlDesk ortamında gerçek zamanlı değiştirilmesiyle gözlemlenmiş ve elde edilen deneysel sonuçlar verilmiştir.

Abstract:
Nowadays, widespread use of critical loads has been caused increasing of the studies on the quality of electrical power. Fixed capacitor-reactor groups and Static Var Compensators are widely used in distribution systems in order to improve the electrical power quality problems such as reactive power and harmonics. By the developments in microprocessor and semiconductor technology, inverter based compensators which have fast response when compared with other compensators have been used in distribution systems.In this thesis, experimental setup of Distribution STATCOM (D-STATCOM) which is an inverter based power quality conditioner devices is implemented and its output reactive power is controlled by Phase Angle and Indirect Current Control methods. These control methods commonly are carried out by means of Proportional+Integral (PI) controllers with fixed parameters. PI controllers are designed by using linearized system equations for specific operating point and neglecting disturbances and cross-coupling effects. These controllers designed for D-STATCOM?s control cannot show a good performance because of the nonlinear structure, time-varying parameters and changing reference signals of D-STATCOM. Therefore, phase angle and indirect current control methods used in control of D-STATCOM?s output reactive power are performed by neuro-fuzzy controller which is nonlinear and robust controller. DS1103 control card is used for D-STATCOM?s control and control algorithms are prepared in MATLAB/SimulinkBy using PI controller with fixed parameters and neuro-fuzzy controller in both control methods, the reactive power providing performance of laboratory setup are observed by changing reference reactive current in dSPACE ControlDesk environment as real-time and experimental results are given.