Reaktif Güç Desteği için Kullanılan Üç Seviyeli H-Köprü Evirici Tabanlı D-STATKOM’un dq-Eksen Akımlarının Bulanık Oransal İntegral Denetleyici ile Denetimi

Yıl 2019, , 431 - 442, 27.09.2019

Hakan Açıkgöz , Resul Çöteli

https://doi.org/10.35234/fumbd.541537

Öz

Güç sistemlerinde gerilim kararlılığı ve reaktif güç kompanzasyonu en önemli problemlerden biridir. Geleneksel olarak gerilim kararlılığı ve reaktif güç kompanzasyonu için kondansatör veya endüktans grupları kullanılmaktadır.  Son yıllarda, iletim ve dağıtım sistemlerinin reaktif güç kompanzasyonunda geleneksel kompanzatörlere göre cevap hızları daha iyi olan dönüştürücü tabanlı dağıtım kompanzatörleri kullanılmaktadırlar. Dağıtım Statik Senkron Kompanzatör (D-STATKOM), dağıtım sistemlerinde yaygın olarak kullanılan dönüştürücü tabanlı bir dağıtım kompanzatörüdür. Bu çalışmada, üç seviyeli H-köprü evirici tabanlı D-STATKOM’un dq-eksen akımları Bulanık Oransal + İntegral (Bulanık-PI) denetleticiyi ile denetlenmiştir. Bu amaçla, D-STATKOM’un deneysel düzeneği hazırlanmıştır. Deneysel çalışmalar için DS1103 denetleyici kart kullanılmıştır. Bulanık-PI akım denetimli D-STATKOM’un dinamik performansı bekleme durumundan kapasitif çalışma durumuna geçiş, bekleme durumundan endüktif çalışma durumuna geçiş, kapasitif çalışma durumundan endüktif çalışma durumuna geçiş ve son olarak endüktif çalışma durumundan kapasitif çalışma durumuna geçiş olmak üzere dört farklı çalışma şartı için test edilmiştir. Bu çalışma şartları altında Bulanık-PI akım denetimli D-STATKOM’un istenilen aktif (d-ekseni) ve reaktif (q-ekseni) akımı çok kısa sürede sağladığı, dq-eksen akım bileşenlerinde ve DA-hat gerilimlerinde sürekli durum hatasının olmadığı gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Reaktif güç kompanzasyonu, D-STATKOM, dq-eksen akımı, Bulanık-PI denetleyici

Kaynakça

• Singh B, Saha R, Chandra A, Al-Haddad K. Static synchronous compensators (STATCOM): a review. IET Power Electron, 2008;2: 297-324.
• Singh B, Jayaprakash P, Kothari DP, Chandra A, Al-Haddad K. Comprehensive study of D-STATCOM configurations IEEE Trans Ind Informat, 2014; 10(2): 854-870.
• Cetin A, Ermis M. VSC-Based D-STATCOM With Selective Harmonic Elimination. IEEE Trans Ind Appl, 2009;45(3): 1000-1015.
• Deniz E, Coteli R, Dandil B, Tuncer S. Design and implementation of three level H-bridge inverter based D-STATCOM. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 2011;26(2): 289-298.
• Kumar P, Kumar N, Akella AK. A simulation based case study for control of D-STATCOM. ISA Trans, 2014;53(3): 767-775.
• Singh B, Kumar S, Sabha D, Arya R. An improved control algorithm of D-STATCOM for power quality improvement. Int J Electr Power Energy Syst, 2015;64: 493-504.
• Rahim AHMA, Nowicki EP, Bakhashwain JM. Fuzzy STATCOM Control Strategies for Power System Stabilization, ACSE Journal, 2006;6(2): 1-9.
• Hosseini SH, Rahnavard R, Ebrahimi Y. Reactive Power Compensation in Distribution Networks with STATCOM by Fuzzy Logic Theory. In: IEEE 2006 Power Electronics and Motion Control Conference, 14-16 Aug. 2006; Shanghai, China: IEEE. pp. 1-5.
• Ahmad MT, Narendra K, Bhim S. Generalised neural network-based control algorithm for DSTATCOM in distribution systems. IET Power Electron 2017;10: 1529-1538.
• Jayachandran J, Sachithanandam RM. Neural network-based control algorithm for DSTATCOM under nonideal source voltage and varying load conditions. Can J Elect Comput E, 2015; 38: 307-317.
• Coteli R, Acikgoz H, Dandıl B, Tuncer S. Real-time implementation of three-level inverter-based D-STATCOM using neuro-fuzzy controller, Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, 2018;26: 2088-2103.
• Eswaran T, Suresh Kumar V. Particle swarm optimization (PSO)-based tuning technique for PI controller for management of a distributed static synchronous compensator (D-STATCOM) for improved dynamic response and power Quality. J Appl Res Technol, 2017;15(2): 173-189.
• Liu F, Mei S, Lu Q, Ni Y, Wu FF, Yokoyama A. The nonlinear internal control of STATCOM: theory and application, Int J Electr Power Energy Syst, 2003; 25; 421-430.
• Dawood A. D-STATCOM modelling for voltage stability with fuzzy logic PI current controller. Int J Electr Power Energy Syst, 2016;76: 129-135.
• Coteli R, Dandil B, Ata F. Fuzzy-PI current controlled D-STATCOM. Gazi University Journal of Science, 2011; 24:91-99.
• Suryanarayana H, Mahesh KM. Fuzzy logic based supervision of dc link PI control in a DSTATCOM. In: IEEE 2008 India Conference; 11–13 December 2008; Kanpur, India: IEEE. pp. 1-6.
• Valderrábano A, Juan MR. D-STATCOM regulation by a fuzzy segmented PI controller. Electr Pow Syst Res 2010; 80: 707.
• Nagesh G, Mahesh KM, Manoj Kumar MV. SRF based current controller using PI and HC regulators for D-STATCOM with SPWM switching. Int J Electr Power Energy Syst, 2015;67: 87-100.
• Petitclair P, Bacha S, Ferrieux JP. Optimized linearization via feedback control law for a STATCOM. In: 32nd Industry Applications Conference; 5–9 October 1997; New Orleans, LA, USA. New York, NY, USA: IEEE. pp. 880-885.
• Petitclair P, Bacha S, Rognon JP. Averaged modelling and nonlinear control of an advanced static VAr compensator. In: IEEE 1996 Power Electronics Specialists Conference; 23–27 June 1996; Baveno, Italy. New York, NY, USA: IEEE. pp. 753-758.
• Zadeh LA. Fuzzy Sets. Inform Con, 1965; 8(3): 338-353.