Yüksek doğru gerilimli enerji iletim sistemlerinde optimum DGM anahtarlama açılarının yapay sinir ağı ile üretilmesi

Abstract

ÖZET Bir güç sisteminin verimini olumsuz yönde etkileyen en önemli unsurlardan biri harmoniklerdir. Harmoniklerin ana kaynağı güç sistemlerinde bulunan ve doğrusal olmayan bir karakteristik gösteren kontrol ve kumanda sistemleri, anahtarlama elemanları, transformatörler, ani değişen yükler, vb. dir. Aktarılan güç oranının büyümesi kayıpları da önemli ölçüde artıracağından, bu kayıpların en önemli faktörü konumunda bulunan harmoniklerin giderilmesi de güç sistemi tasannu için oldukça önemli bir konudur. Büyük ölçekli güç sistemlerinde doğru gerilimle enerji iletimi (DGEİ), alternatif gerilimle enerji iletimine göre çok daha verimli, kolay kontrol edilebilen ve güvenilir olması, ayrıca aktarılabilen gücün iletim uzaklığı ile ters orantılı olarak azalmaması nedeniyle günümüzde tercih edilmektedir. DGEİ 'nde kullanılan eviricilerde ateşleme açılarının optimum olarak hesaplanması doğrusal olmayan bir optimizasyon problemidir. Harmoniksiz, dolayısıyla yüksek verimli ve ekonomik bir sistem elde edilmesi için kullanılacak ateşleme açılan kümelerinin doğru, hızlı olarak hesaplanması gerekir. Bu hızı ve güvenilirliği sağlamak amacıyla günümüz kontrol sistemlerinde en çok kullanılan yöntem yapay sinir ağlan (YSA) dır. Bu çalışmada önce güç sistemi harmonikleri, etkin güç süzgeçleri, YSA, darbe genişlik modülasyonu (DGM) ve DGEÎ hakkında bilgi verilmiş daha sonra doğrusal olmayan sistem kontrolünde büyük avantajlara sahip olması nedeniyle DGEİ sistemlerinde optimum evirici anahtarlama açı kümelerinin YSA ile hesaplanması amaçlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Güç Sistemi Harmonikleri, Etkin Güç Süzgeçleri, Yapay Sinir Ağları (YSA), Harmonik Eliminasyonlu Darbe Genişlik Modülasyonu (DGM), Doğru Gerilimle Enerji İletimi (DGEİ).

SUMMARY One of the most important factor which causes to the additional losses and therefore effects the power system efficiency is harmonics. The sources of these harmonics are nonlinear control systems, time varying and variations in load in power systems. When processed power increases, the rate of losses also increase. Therefore the elimination of harmonics in large scaled power systems is very important for the economical concepts. Today, in large scaled power systems, working with direct current (DC) is more reliable, controllable and efficient than alternative current (AC). In addition to these factors, transferred power is not decreasing by distance in high voltage direct current (HVDC) systems. The calculation of firing angles in inverters used in HVDC systems is a nonlinear optimization problem and can not be solved on-line methods. In order to obtain a harmonic free thereby more efficient and economical system, the calculation of firing angles must be realized in a fast and reliable manner. Artificial neural network (ANN) is used in recent years in order to overcome these requirements in control systems. In this study, at first brief descriptions of power system harmonics, active filtering, ANN, harmonic eliminated pulse width modulation (PWM) and HVDC are introduced. Due to the advantages in nonlinear system control, the calculation of optimum firing angles in HVDC inverter systems, is implemented by ANN. Key Words: Power System Harmonics, Active Filtering, Artificial Neural Networks (ANN), Harmonic Eliminated Pulse Width Modulation (PWM), High Voltage Direct Current Systems (HVDC) VII