Fazların bağımsız olarak kontrol edildiği üç seviyeli bir STATKOM'un reaktif güç kompanzasyonu amacıyla tasarlanması
Design of a three-level STATKOM for reactive power compensation of unbalanced phases
Yazar: HABİB BEHPOOR
Danışman: PROF. DR. IŞIK ÇADIRCI
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde elektrik iletim sistemlerinin büyümesi ve daha karmaşık bir yapıya kavuşmasıyla birlikte çeşitli güç kalitesi sorunları da gündeme gelmektedir. İletim sistemi planlaması yapılırken sistemin ihtiyaçlarını karşılayacak elektrik iletim hattı, transformatör merkezi v.b. genel çözümlerin yanında sistemin belirli kısımlarında meydana gelen, güç kalitesini ve arz güvenilirliğini etkileyen problemlerin de sistemi olumsuz yönde etkileyeceği hesaba katılarak yerel çözümler üzerinde de durulmalıdır. Elektrik sistemlerinin daha verimli işletilmesi, stabilitenin ve güç kalitesinin arttırılması amacıyla geleneksel çözümlere alternatif olarak FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) adı verilen sistemler geliştirilmiş ve bu kapsama giren çeşitli teknolojik uygulamalar dünyanın farklı bölgelerinde kullanılmaya başlanmıştır. FACTS genel olarak AA İletim sistemlerinde dinamik gerilim, empedans ve faz açısı kontrolü sağlayan sistemler olarak tarif edilebilir.STATKOM (Statik/Senkron Kompansator) FACTS kapsamında değerlendirilen, yük akışı kontrolü sağlayan, geçici kararlılık sınırlarını iyileştiren, terminal gerilimi düzenlemesi sağlayan ve baraya şönt bağlanan güç elektroniği çevirgeçlerine dayalı bir sistemdir. STATKOM terminallerindeki gerilim düşük olduğu zaman reaktif güç üretimi yaparak, gerilim yüksek olduğu zaman ise reaktif güç tüketerek gerilim regülasyonunu sağlar. Bu işlemin gerçekleştirilmesi için gerilim kaynaklı çevirgeç (voltage source converter) ve bu yapının içinde de güç elektroniği anahtarlama elemanları (GTO,IGBT v.b.) kullanılmaktadır. Bu tez kapsamında dünyada uygulanan STATKOM teknolojileri incelenmiş, iletim sisteminde kullanılmak üzere çok seviyeli, alternatif STATKOM sistemleri PSCAD yazılımı kullanılarak modellenmiş, bu model üzerinde kararlı durum ve dinamik başarım analizleri yapılmıştır. Özellikle dengesiz sistemlerde her üç fazın bağımsız olarak kontrol edilebildiği üç seviyeli bir STATKOM'un tasarlanmasına yönelik çalışmalar yapılmıştır. STATKOM'un elektrik sisteminde meydana gelebilecek çeşitli problemler karşısında verdiği tepkiler çeşitli benzetimler yapılarak incelenmiştir.

Abstract:
In recent years, as the electrical power systems are extending and incorporating complex structures some power quality problems start to arise. During transmission system planning, besides general system solutions like transmission line and substation investments that will fulfill the system requirements, it should be noticed that some disturbances occurring locally, which affect the power quality and supply reliability may cause problems for the entire system and some local precautions should be taken. In order to operate the electrical systems more efficiently and to increase the power quality and system stability, as an alternative to the traditional solutions, FACTS (Flexible AC Transmission Systems) have been developed and installation of systems including FACTS technologies have been initiated in different parts of the world. FACTS can be generally described as equipment providing dynamic voltage, impedance and phase angle control in electrical power systems.STATCOM which is one of the FACTS technologies is a device that can be used in power flow control, improving the transient stability margins and regulating the terminal voltage. It is connected as a shunt device to the busbar and contains power electronic devices to achieve its goal. STATCOM maintains voltage regulation as it supplies reactive power when the terminal voltage is high and consumes reactive power when it is low. It uses a circuit topology which is named as Voltage Source Converter which contains power electronic switches (GTO, IGBT,IGCT etc.) in order to achieve this process. Within this thesis study, the STATCOM technologies that are used in different parts of the world have been examined, computer models have been developed for the multi-level STATCOM alternatives for possible use in electrical transmission systems, by PSCAD software. Some steady state and transient analyses have been carried out by the use of this computer model, and the results of this study are used towards a design of a three-level STATCOM whose all three phases can be controlled independently , for especially unbalanced loads. The response of the STATCOM against voltage regulation problems that can occur in the transmission system has been examined by making some computer simulations.