Güç sistemlerindeki harmoniklerin ve araharmoniklerin bilgisayar destekli modellemesi ve simülasyonu

Abstract

Elektrik enerjisinin talebinde meydana gelen artış ile birlikte, daha güvenilir ve daha kaliteli enerjiye ihtiyaç duyulmaya başlanmıştır. Bu kavram elektrik mühendisliği alanında `güç kalitesi` başlığı ile yerini almıştır. Günümüzde sanayide kullanılan güç elektroniği elemanları, transformatörler, ark fırınları, konverterler vb. harmonik yayan elemanlar güç kalitesinin bozulmasına sebep olmuş ve sonuç olarak da harmoniklerden kurtulma yollarına bizi sevketmiştir. Kaliteli elektrik enerjisinin sağlanabilmesi için enerjinin devamlılığı, gerilimin ve frekansın stabilliği, güç faktörünün 1'e yakınlığı, faz gerilimleri dengesi ve gerilimdeki harmonik miktarlarının belli değerlerde kalması gibi bazı kriterler göz önünde bulundurulmalıdır.Yapılan bu tez çalışmasında, güç sistemindeki harmonik ve araharmoniklerin analizi yapılabilmesi için ve sistemdeki oluşan etkinin görülebilmesi amacı ile MATLAB / Simulink programında seri aktif güç filtresi, farklı nonlineer yüklere karşı modüle edilip simülasyonu yapılmıştır. Sistemdeki harmonikler ve araharmoniklerin yok edilmesinin ve filtrelemeye karşı vermiş oldukları tepkinin görülebilmesi için FFT analiz programı ile sonuçlar gösterilmiştir. Nonlineer yükleri olan güç sistemindeki harmonik ve araharmoniğin filtrelemeden önce ve filtrelemeden sonraki oluşturduğu sonuçlar analiz edilmiş ve incelenmiştir. İnceleme sonucunda alınabilecek önlemler ile ilgili önerilerde bulunulmuştur.

With the increasing demand for electrical energy, the need for more reliable and quality energy has started. This concept has taken its place in the field of electrical engineering with the title of `power quality`. Today, harmonic emitting elements such as power electronics, transformers, arc furnaces and converters used in industry have caused the deterioration of power quality and as a result, they have led us to get rid of harmonics. In order to provide quality electrical energy, some criteria such as continuity of energy, stability of voltage and frequency, proximity of power factor to 1, balance of phase voltages and remaining harmonic amounts in voltage should be taken into consideration.In this thesis study, in order to analyze the harmonics and interharmonics in the power system and to see the effect on the system, the serial active power filter was modulated and simulated against different nonlinear loads in the MATLAB/Simulink program. In order to eliminate the harmonics and interharmonics in the system and to see their response to filtering, the results are shown with the FFT analysis program. The results of harmonics and interharmonics in the power system with nonlinear loads before and after filtering have been analyzed and examined. As a result of the examination, suggestions were made regarding the measures to be taken.