Adaptif harmonik enjeksiyonu yöntemiyle seri aktif güç filtresinin benzetimi

Abstract

Yarı-iletken teknolojisi son yüzyılda hızla gelişerek güç elektroniği elemanlarının sahada daha sık kullanımının önünü açmıştır. Ancak bu elemanların yüksek frekanslarda anahtarlama yapıyor olması ve doğrusal olmayan yük karakteristiklerinden dolayı güç sistemlerinde güç kalitesi problemi ortaya çıkmıştır. Güç elektroniği elemanlarını bünyesinde bulunduran ve elektrik sistemlerinde kendine sıklıkla kullanım alanı bulan bu cihazlar sistem üzerinde bazı bozucu etkilere sahiptirler. Bu etkilerden en önemlileri harmonik oluşumu ve sistemden reaktif güç çekilmesidir. Bu sorunların üstesinden gelebilmek için pasif filtre kullanımı geleneksel bir yaklaşım olmakla beraber; değişen yük koşullarına ayak uyduramaması, sabit kompanzasyon için uygun olması ve en önemlisi şebeke veya yük ile rezonansa girmesi gibi dezavantajları nedeniyle son zamanlarda aktif güç filtreleri harmonik filtreleme ve reaktif güç kompanzasyonu amacıyla daha sık kullanılmaya başlanmıştır. Bu tez çalışmasında, kaynak tarafında yaşanan gerilim düşmesi ve yükselmesi gibi problemlerden dolayı meydana gelen harmoniklerin ve elektriğin üretimi sırasında kaynakta oluşabilecek harmonik bileşenlerin yük gerilimde herhangi bir değişikliğe sebep olmadan giderilmesi için bir kontrol algoritması önerilmiştir. Bu algoritma Normalleştirilmiş En Küçük Kareler (NEKK) yöntemine dayalı Adaptif Harmonik Enjeksiyonu (AHE) algoritmasıdır. Algoritma zaman alanında uygulanabilen uyarlanabilir bir referans işaret oluşturma algoritmasıdır. Algoritmanın uygulandığı devre topolojisi Gerilim Kaynaklı Evirici (GKE) kullanılarak oluşturulan 3 fazlı3 telli Seri Aktif Güç Filtresi yapısıdır. Burada amaç, AHE algoritması ile elde edilen tahmini referans işaretlerinin GKE'yi anahtarlaması ve sisteme basılacak harmoniğin doğru tespit edilmesini sağlamaktır. GKE girişindeki anahtarlama işaretlerinin elde edilmesinde Uzay Vektör DGM (UVDGM) kullanılmış ve sistemin benzetimi Matlab2021a/Simulink ara yüzü kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre THB (Toplam Harmonik Bozulma) değerlerinin kabul edilebilir sınırlarda olup olmadığı değerlendirilmiştir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar göstermektedir ki önerilen AHE algoritması, gerilim harmoniklerinin giderilmesi konusunda oldukça başarılı bir yöntemdir.