Desing and Analysis of D-STATCOM for Improving Power Quality in Micro Grids

Abstract

Endüstriyel uygulamalarda kullanılan yüklerin büyük bir kısmı gelişen teknolojiyle birlikte endüktif yüklerden oluşmaktadır. Endüktif yükler, yapıları gereği endüktif reaktif enerji tüketmektedirler. Tüketilen bu reaktif enerji, sistemin kalitesinde ve verimliliğinde düşüşe ve güç faktöründe sorunlara neden olmaktadır. Esnek alternatif akım iletim sistemleri (FACTS), güç sisteminin performansını ve kalitesini arttırmada önemli bir rol oynamaktadır. FACTS sistemiyle donatılmış bir güç sisteminin kontrolü daha hızlı ve kolaydır. Dağıtım Statik Senkron Kompanzatör (D-STATCOM), güç kalitesini arttırmak için kullanılan en yaygın FACTS cihazıdır. Reaktif güç kontrolü için kullanılan D-STATCOM, dağıtım sistemlerinde güç kalitesini arttırmak amacıyla kullanılan şönt bir cihazdır. D-STATCOM şebeke ile reaktif güç alış verişinde bulunarak gerilim dalgalanmalarını önler. Bu çalışmada, güç kalitesi problemlerinin kaynağında yok edilebilmesi için dağıtım hattıyla reaktif güç alışverişi yapan ve gerilim kaynaklı dönüştürücü temeline dayanan D-STATCOM’un modellenmesi MATLAB Simulink kullanılarak yapılmış ve benzetim sonuçları incelenmiştir. Modellenen sistemde, 4 km uzunluğunda bir dağıtım hattı, hat sonunda kompanzasyon için kullanılan D-STATCOM, 16,40 kVA (10kW+13kVAR) ve 22,36 kVA (10kW+20kVAR) gücünde iki ayrı test yükü kullanılmıştır. Bu yüklerin dağıtım hattında meydana getirdiği güç kalitesi problemleri modellenen D-STATCOM aracılığıyla giderilmeye çalışılmıştır. Yapılan benzetime göre, D-STATCOM şebekeye bağlandığında, sistemdeki gerilim dalgalanmasının ve toplam harmonik distorisyonunun (THD) büyük oranda azaldığı doğrulanmıştır. Sonuç olarak, D-STATCOM’un şebekedeki değişken yüklerin neden olduğu gerilim artışını veya çökmesini büyük ölçüde giderdiği, güç kaybını azalttığı ve buna bağlı olarak da gerilim kararlılığını arttırdığı gösterilmiştir.