THE ELIMINATION OF HARMONICS IN SOLAR ENERGY SYSTEMS

Yıl 2018, Sayı: 041, 23 - 34, 16.12.2018

Alparslan Tüfekçi , Onur Özdal Mengi , Özgür Tomak

Öz

In this study, we discuss the elimination of the
harmonics on the loads that are fed by solar energy, which is the source of
renewable energy. Solar energy is a renewable energy source. Since the
resulting energy is DC voltage, it is necessary to convert this energy into AC
voltage accordingly. Especially alternative current loads should be fed
properly. Difficult electronic arrangements such as rectifiers and inverters
cause harmonics. Otherwise, non-linear loads cause corruption. For this reason,
harmonics need to be examined before the energy generated from solar panels is
transferred to the system. Classification of harmonics, determination of
species and methods of elimination are discussed here. Since the system works
completely independent of the network, filters and loads designed to solve
harmonic problems are important. These filters should be developed correctly
and should not bring an extra burden to the system. All different filters
designed for the work done in MATLAB / Simulink environment have been tried and
the results have been compared. The results shed light on the question of which
type of filter to use.

Anahtar Kelimeler

energy source, filter, photovoltaic, harmonics

GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİNDE HARMONİKLERİN GİDERİLMESİ

Öz

Bu
çalışmada, yenilenebilir enerji kaynağı olan güneş enerjisi ile beslenen yükler
üzerindeki harmoniklerin ortadan kaldırılması konusu tartışılmaktadır. Güneş
panellerine düşen güneş ışığının bir sonucu olarak enerji elde edilir. Ortaya
çıkan enerji DC gerilim olduğundan, bu enerjiyi uygun şekilde AC gerilime
dönüştürme ihtiyacı doğar. Özellikle alternatif akım yükleri uygun şekilde
beslenmelidir. Doğrultmaç ve invertörler gibi güç elektronik düzenlemeleri
harmoniklere neden olur. Bunun dışında doğrusal olmayan yükler bozulmaya neden
olur. Bu nedenle güneş panellerinden üretilen enerjinin sisteme aktarılmadan
önce harmoniklerin incelenmesi gerekir. Burada harmoniklerin sınıflandırılması,
türünün belirlenmesi ve ortadan kaldırma yöntemleri tartışılmaktadır. Sistem
şebekeden tamamen bağımsız çalıştığı için, harmonik problemlerini çözmek için
tasarlanmış filtreler ve yükler önem kazanmaktadır. Bu filtrelerin doğru bir
şekilde geliştirilmesi ve sisteme fazladan bir yük getirmemesi gerekmektedir.
MATLAB / Simulink ortamında yapılan çalışma için tasarlanan tüm farklı
filtreler denenmiş ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar,
hangi tip filtrenin kullanılacağı sorusuna ışık tutmaktadır.

Anahtar Kelimeler

Yenilenebilir enerji kaynağı, filtre, fotovoltaik, harmonikler

Kaynakça

• [1] Li, J., Yan, H., Tang, G., Jiang, P., Bo, B., (2004), Simulation study of the series active power filter based on nonlinear immune control theory. In Electric Utility Deregulation, Restructuring and Power Technologies. Proceedings of the 2004 IEEE International Conference, 2, 758-762.
• [2] Zhan, Y., Ding, Y. F., Cheng, H. Z., Zeng, D. J., (2004), A robust support vector algorithm for harmonics analysis of electric power system [J], Proceedings of the Csee, 12, 009.
• [3] Qian, H., Zhao, R., Chen, T., (2007), Interharmonics analysis based on interpolating windowed FFT algorithm. IEEE Transactions on Power Delivery, 22(2), 1064-1069.
• [4] Karuppanan, P., Mahapatra, K. K., (2010), Shunt Active Power Line Conditioners for compensating harmonics and reactive power. In Environment and Electrical Engineering (EEEIC), 9th International Conference, 277-280.
• [5] Uyarel, A. Y., Öz, E. S., (1987), Güneş Enerjisi ve Uygulamaları, Birsen Yayınevi,
• [6] Mengi, O.Ö., (2018), A Five-Level H-Bridge STATCOM for an Off-Grid PV Solar Farm under Two Controllers PI and PIλ-MPC Hybrid, International Journal of Photoenergy, 2018, 14.
• [7] Tadros, Y., Salama, S. and Höf, R., (1992), “Three level IGBT Inverter”. 23rd Ann. Power Electron. Specialists Conf.,
• [8] Arillaga, J., Bradley, D. A. and Bodger, P. S., (1985), Power System Harmonies, John Wiley & Sons Ltd., Norwich.
• [9] IEEE 519, (1992), Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems, IEEE Standards Department, New Jersey.
• [10] Benjamin, C.K., (1991), Automatic Control System, Sıxth Edition Prentice Hall International Editions, Englewood Cliffs,
• [11] Ay, S., (1996), “Alçak Gerilim Tesislerindeki Gerilim Harmonikleri Ve Filtre Tasarımı”, Kaynak Elektrik Dergisi, Sayı: 95.
• [12] Tüfekçi, A. (2018),.“Yenilenebilir Enerji Sistemlerinde Harmonik Analizi”, Giresun Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi,