Application and simulation of static synchronous series compensator (SSSC) in electric power transmission grids

Abstract

Statik Senkron Seri Kompanzatör (SSSK) güç aktarım kapasitesini artırmak, sistemi dengelemek, enerji tedarikçilerinin tıkanıklığın neden olduğu sorunları çözmesine yardımcı olmak ve iletim sisteminin ekonomik değerini en üst düzeye çıkarmak için güç sistemi parametrelerini değiştirmede etkili bir araçtır. SSSK, iletim hattına seri olarak değişken büyüklüğe sahip ve ideale yakın sinüzoidal voltaj enjekte eden bir katı hal voltaj kaynağı invertörü içermektedir. İletim hattına seri bağlanmış kuplaj transformatörü dışında STATCOM ile benzer yapıdadır. İnverterdeki kayıpları telafi etmek için, enjekte edilen voltajın, hat akımı ile aynı fazda olan bir kısmı kullanılır.Bu tezin amacı, SSSK'nın elektrik iletim şebekelerindeki performans ve uygulamalarını incelemektir. SSSK topolojisi ve çalışma prensibi açıklanmaktadır. Daha sonra, güç iletim şebekesinde SSSK uygulamaları gösterilmektedir. Araştırmanın sonuçları, MATLAB ailesinin bir ürünü olan Simscape Power Systems kullanılarak simüle edilmiştir. Simülasyon, Güç Salınımlı Sönümleme Kontrol Cihazı devredeyken ve devre dışındayken SSSK operasyonunun incelenmesini kapsamaktadır.

The Static Synchronous Series Compensator (SSSC) is an effective tool in improving power system parameters to increase power transfer capacity, stabilize the system, help energy suppliers solve problems caused by congestion and maximize the economic value of transmission systems. An SSSC incorporates a solid-state voltage source inverter that injects a close-to-ideal sinusoidal voltage of a variable magnitude in series with the transmission line. It has a similar structure to the Static Synchronous Compensator (STATCOM) with the exception of the coupling transformer that is connected in series with the transmission line. To compensate for the losses in the inverter, a part of the inserted voltage that is in-phase with the transmission line current is used.The objective of this thesis is to study the behavior and applications of the SSSC in electric power transmission networks. SSSC topology and principle of operation are explained. Then, SSSC applications in power transmission grids are illustrated. The results of the research are simulated using Simscape Power Systems, a product of the MATLAB family. The simulation is comprised of SSSC operations with and without a Power Oscillation Damping Controller (POD).