Search

Elektrik enerjisinin üretim-tüketim dengesinin korunması, değişik yük taleplerinin karşılanması veya sistemde meydana gelebilecek geçici ve kalıcı arızaların elimine edilmesi oldukça önemlidir. Yaşam kalitesini artırmak için geliştirilen yeni cihazların dengesiz güç tüketimleri ve sürekli artan enerji ihtiyacı elektrik güç sistemlerinin enerji kalitesini, şebeke verimini ve enerji verimini düşürmektedir. Giderek karmaşık hale gelen elektrik şebekelerindeki başlıca problemler; aktif-reaktif güç dengesizlikleri, harmonikler, gerilim dengesizlikleri, geçici ve kalıcı arızalar olarak sıralanabilir. Bu çalışmada yaklaşık olarak 20 MW kurulu güce sahip olan bir dal-budak elektrik şebekesi aktif-reaktif güç dengesi ve gerilim kalitesi analiz edilerek şebekede meydana gelen güç dengesizlikleri ve arızalar tespit edilmiştir. Şebekedeki reaktif güç problemini elimine etmek için şebekeye dinamik kontrollü OG ve AG kompanzasyon uygulaması yapılmış ve bu uygulamayla aktif-reaktif güç dengesi, izin verilen yasal sınırlar içinde olacak şekilde ayarlanmıştır. Yapılan dinamik kompanzasyon uygulaması sayesinde şebeke güç oranları belirtilen sınırlar içinde tutulmuş ve gerilimi daha kararlı hale getirilirken güç faktöründe de iyileştirme sağlanmıştır.

Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Her geçen gün yarı iletken teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak, güç elektroniği cihazlarının kullanımı da artmaktadır. Anahtarlamalı elemanların artmasıyla birlikte şebekeye olumsuz etki oluşturan ve güç kalitesinin bozulmasına neden olan akım harmonikleri de artmaktadır. Akım harmoniklerinin azaltılması ve güç faktörü değerinin uygun değerlerde tutulması, güç kalitesinin iyileştirilmesine yardımcı olmaktadır. Bu nedenle güç faktörünün düzeltilmesi için geliştirilen yöntemler günümüzün güncel konuları arasında yer almaktadır. Bu tezde, ortalama akım kontrol yöntemi kullanılarak güç faktörünün düzeltilmesi ayrıntılı olarak incelenmiştir. Çalışmada, güç faktörünün düzeltilmesi için yükseltici tip dönüştürücü opolojisi kullanılmıştır. Bu araştırmanın temel amacı güç faktörünü yüksek değerde tutup, çıkıştaki doğru gerilimi istenilen düzeyde kontrol etmektir. Devrenin genel yapısında, alternatif akım sinyali tam dalga doğrultucudan geçirilerek, elde edilen doğru gerilim evirici girişine verilmektedir. Yüksek frekansta elde edilen alternatif gerilim, kablosuz enerji aktarımı yapılarak, çıkışta tekrar doğrultucu ile doğru gerilime dönüştürülmektedir. Güç faktörü bire yakın değerde tutularak, şebekeden yüke aktarılan aktif gücün maksimum seviyede tutulması sağlanmıştır. Yapılan çalışmada, PI denetleyici referans akımı üretmek amacıyla iç döngüde kullanılmış, Kesirli PD denetleyici, PD tipi Kayan Kipli denetleyici ve Bulanık Mantık denetleyici ise dış döngüde çıkış gerilimini kontrol etmek için kullanılmıştır. Denetleyicilerin katsayıları parçacık sürü optimizasyon yöntemi ile optimize edilmiştir. Denetleyicilerin performans karşılaştırmaları çıkış gerilimine göre değerlendirilmiştir. En iyi sonuç PD tipi Kesirli Kayan Kipli kontrolör kullanılarak elde edilmiştir., In parallel with the developments in semiconductor technology, using of power electronic devices is increasing day by day. With the increase of switched elements, harmonic currents, which have negative effect on network and cause deterioration of power quality. In order to improve power quality, the power factor value should keep at appropriate values. For this reason, methods developed for power factor correction are among the current issues. In this thesis, power factor correction is detailed examined by using the average current control method. In this study, boost type converter topology is used to correct power factor. The main purpose of this research is to control direct voltage at desired output level by keeping power factor near to unity. In general, structure of circuit, alternating current signal is passed through full-wave rectifier and obtained direct voltage is given to inverter input. The alternating voltages are obtained at high frequency and passed from wireless energy transfer system and then rectified. By keeping power factor close to unity, it is ensured that active power transferred from grid to load is kept at maximum level. In the study, PI controller is used in inner loop to produce reference current, Fractional PD controller, PD-Type Sliding Mode controller and Fuzzy Logic controller are used to control reference output voltage at outer loop. The coefficients of controllers are optimized by particle swarm optimization method. Performance comparisons of controllers were evaluated according to output voltage. The best result is obtained by using PD-Type Fractional Order Sliding Mode controller., Bu tez çalışması Balıkesir Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Birimi tarafından 2022/012 nolu proje ile desteklenmiştir.

Elektrik tesislerinde doğrusal olmayan yükler artışı beraberinde harmonik bozulmaları meydana getirmektedir. Önemli güç kalitesi problemi olan harmoniklerin giderilmesi büyük önem kazanmıştır. Bu çalışmada alçak gerilim şebekeleri için üç fazlı aktif filtre tasarım ve benzetim çalışması yapılmıştır. Tez çalışmasında, ilk olarak aktif güç filtreleri üzerine literatür taraması yapılmıştır. Harmonik tanımlamaları, harmoniklerin elektrik şebekelerinde etkileri ve toplam harmonik bozulma limitleri gibi hususlar değerlendirilmiştir. Tez çalışmasındı alçak gerilim şebekeleri için şönt aktif filtre tasarım ve benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Aktif filtre tasarımında anlık reaktif güç ve güç denge teorisi olmak üzere iki farklı yöntem kullanılmıştır. Kullanılan yöntemlerin filtreleme performansı nonlinear yük davranışı sergileyen üç fazlı tam dalga doğrultuculu sistem üzerinden incelenmiştir. Harmoniklerin giderilmesi için önerilen iki yöntemin performans karşılaştırılması yapılmış ve sonuçlar yorumlanmıştır. Current harmonics occur due to increase of non-linear loads in electrical grids. In recent years, elimination of current harmonics has gained great importance for energy quality in power grids. In this study was investigated Three Phase Active Power Filter Design and Simulation for Low Voltage Networks. In this thesis literature review has made on active power filters, issues such as harmonic definitions, effects of harmonics on electrical networks and Total Harmonic Distortion (THD) limits have been evaluated. In addition, shunt active filter design and simulation studies were carried out for low voltage networks. In this approach instantaneous reactive power and power balance theory applied and filtering performance of the two-method investigated on a three-phase full-wave rectifier system that exhibits behavior of nonlinear loads. The performance of the two proposed methods for the elimination of harmonics has been evaluated.

Danışman: PROF. DR. BAKİ KOYUNCU Yer Bilgisi: İstanbul Gelişim Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering, Gelişmekte olan ülkelerde enerji ihtiyacı her yıl artmaktadır. Güç sistemlerinde enerjinin verimli kullanılması ve sistem kapasitesinden maksimum fayda sağlanması için gerilim ve akım arasındaki faz açısının mümkün olduğunca küçük olması, başka bir deyimle bu açının kosinüsü olan güç faktörünün 0,95 ilâ 1,00 arasında bir değerde tutulması istenir. Ancak günümüzde çoğu tüketici cihaz, manyetik enerji gereksiniminden vb. sebeplerden dolayı endüktif enerjiye de ihtiyaç duymakta, güç faktörü (GF) değerleri 0.6 ilâ 0.8 arasında değişmektedir. Bu nedenle de dağıtım şebekesinden başlayarak iletim sistemi ve üretim santrallerine kadar tüm elektrik sistem bileşenlerinin kapasitesinden yeterince yararlanılamamaktadır. Çünkü üretilen görünür gücün önemli bir kısmı reaktif güç olarak harcanmaktadır. Ayrıca gerilim düşümlerine, enerji kayıplarına da neden olmaktadır. Öte yandan günümüzde elektronik devreler içeren cihazların daha çok kullanılması ve bu tür yüklerin hem güç faktörlerinin düşük ve hem de harmonik akım içermesi nedeniyle sorun karmaşık hale gelmiştir. Bu çalışmada öncelikle güç faktörünün önemi, teknik özellikleri, makro ve mikro ekonomik ülke kalkınmasına faydaları, analiz yapılarak araştırılmıştır. Çalışmada ayrıca güç faktörü düzeltme yöntemleri pasif ve aktif yöntemler olmak üzere ayrı ayrı incelenerek birbirlerine göre üstünlükleri araştırılmıştır. Çalışmada ayrıca 150 W gücünde anahtarlama modlu bir güç kaynağı için sürekli iletim modunda çalışan boost tipi güç faktörü düzeltme (GFD) devresi tasarlanarak MATLAB/Simulink Toolbox'da simüle edilmiş ve GF'nin 0,99 olduğu görülmüştür. Çalışmanın son bölümünde söz konusu GFD devresi gerçekleştirilmiş ve test edilerek simülasyon sonuçlarıyla karşılaştırılmış ve giriş gerilimine bağlı olarak GF'nin %97 ilâ %99 arasında olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca gerçekleştirilen GFD devresinin THD analizi yapılmış ve IEC 61000-3-2'ye uyumlu olduğu sonucuna varılmıştır., Energy needs in developing countries are increasing every year. For efficient use of energy in power systems and maximum benefit from system capacity, it is desired that the phase angle between the voltage and current is as small as possible, in other words keeping the power factor (PF) between 0.95 and 1.00. But nowadays, most devices need inductive reactive energy and PF values vary between 0.6 and 0.8. For this reason, the capacity of all electrical system components, from distribution network to transmission system and power plants, cannot be utilized sufficiently. Because a significant part of the apparent power produced is spent as reactive power. It also causes voltage drops and energy losses. On the other hand, nowadays the problem is complicated by the use of devices containing electronic circuits and the fact that such nonlinear loads have both low PF's and harmonic currents. In this study, first of all, the importance of power factor, technical features, benefits of macro and microeconomic are investigated. In addition, power factor correction (PFC) methods were examined separately and passive and active methods were investigated. In addition, in the study, the boost type PFC circuit, which is running in continuous conduction mode for a 150 W switching mode power supply, is designed and simulated in MATLAB/Simulink Toolbox and calculated PF value is 0.99. In the last part of the study, this PFC circuit was performed and tested and compared with the simulation results and it was found that the PF is between 97% and 99% depending on the input voltage. In addition, the THD analysis of the PFC circuit was performed and it was concluded that it was compliant with IEC 61000-3-2.

Balcı, Murat Erhan (Balıkesir Author), In this paper, the nonactive part of the apparent power is decomposed into three different components. The qualitative and quantitative analyses show that reactive power component of the power decomposition gives the power of the optimum compensation capacitor under the voltage wave shape of the system. In addition to that, it is seen from the analysis that the unity power factor compensation under nonsinusoidal conditions with a simple capacitor is not a feasible issue due to the powers drawn by the nonlinear variations of the load conductance and susceptance with the frequency., Bu çalışmada sinüzoidal olmayan şartlarda görünür gücün aktif olmayan parçası üç farklı güç bileşenine ayrılmıştır. Bu güç bileşenlerinden biri olan reaktif gücün, en iyi kompanzasyon kondansatörünün sistemde var olan gerilim şartlarında çekeceği gücü verdiği niteliksel ve niceliksel analizlerle gösterilmiştir. Bununla beraber analiz sonuçlarından; sinüzoidal olmayan şartlarda basit bir kondansatörle güç faktörünün tam kompanzasyonunun, yük iletkenliğinin ve süseptansının frekansa bağlı doğrusal olmayan değişimlerinden kaynaklanan güçler sebebiyle mümkün olmadığı görülmüştür.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2008, Bu çalışmada, üç fazlı, dört iletkenli, darbe genişlik modülasyonlu, gerilim kaynağı tipi doğrultucunun yüksek başarımla denetlenmesini sağlayan yeni bir kontrol yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntemde, gerilim çevriminde oransal-integral (PI) lineer denetleyici kullanılmaktadır. Akım çevriminde her faz akımını kontrol etmek için durağan eksen takımında temel bileşen ve harmonik bileşenler için rezonans süzgeçleri kullanılmaktadır. Akım kontrolünün dinamik başarımını arttırmak için rezonans süzgeç grubuna paralel bağlı oransal kazanç eklenmiştir. Şebeke gerilimi ileri beslemesi kullanılarak giriş akımının durağan ve dinamik başarımı iyileştirilmektedir. Rezonans süzgeçlerinin tasarımı ve uygulama kolaylıkları ile ilgili detaylı bilgi verilmektedir. Üç fazlı, dört iletkenli, darbe genişlik modülasyonlu, gerilim kaynağı tipi doğrultucunun durağan ve dinamik başarımı ayrıntılı olarak incelenmiştir. Denetim yönteminin başarımı teori, bilgisayarla benzetim ve deneysel çalışmalarla doğrulanmıştır., In this study, a new control method for the high performance three-phase four-wire voltage source PWM rectifier is proposed. A proportional integral type linear controller is employed in the voltage control loop. The current controllers of each phases of the rectifier are composed of stationary frame resonant filters for the fundamental and harmonic frequency components. A proportional gain is connected parallel to the resonant filter bank for improving the dynamic performance of the current controller. Input voltage feedforward loop enhances the input current steady state and dynamic performance. The resonant filter design and practical implementation details are given. The steady state and dynamic performance of the three phase four wire voltage source PWM rectifier is investigated in detail. The proposed control method is proven by means of theory, simulations, and experiments., Yüksek Lisans, M.Sc.