Reaktif güç kompanzasyonu eğitimi için sanal bir laboratuvarın oluşturulması

Günümüzde enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Buna karşılık enerjinin elde edildiği fosil kaynaklar giderek azalmaktadır. Bu nedenle var olan enerjiyi mümkün olduğu kadar yüksek verimle kullanmak gerekmektedir. Elektrik enerjisi ihtiyacının karşılanması konusunda var olan sistemlerin daha verimli kullanılabilmesi için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmaların başında reaktif güç kompanzasyonu gelmektedir. Reaktif güç iletim hatlarında kayıpları arttırır, hattın güç iletim kapasitesini azaltır ve hat sonundaki gerilimin genliğinde büyük değişmelere sebep olur. Bu nedenle AC güç sistemlerinde iletilebilir gücü arttırmak ve kayıpları azaltmak için reaktif güç kompanzasyonu yapmak gerekmektedir. Ayrıca, uzun iletim hatlarındaki aşırı gerilim dalgalanmaları, hattın belli noktalarında güç akış kontrolörleri ile kompanzasyon yaparak kontrol edilmektedir. Uzun süreden beri geleneksel kondansatör ve reaktör grupları ile kompanzasyon yapılsa da bu sistemlerin en büyük dezavantajı sistemde oluşan değişmelere hızlı cevap verememeleridir. Bu nedenle iletim sistemlerinin hızlı kompanzasyon ihtiyacına cevap verebilen güç elektroniği elemanları tercih edilmeye başlanmıştır. FACTS (FlexibleAlternatingCurrentTransmissionSystems, Esnek Alternatif Akım İletim Sistemleri) olarak adlandırılan bu aygıtlar geleneksel kompanzasyon sistemlerine göre çok daha esnek ve kontrol edilebilirdir. 1980'li yıllarda ortaya atılmış olan FACTS kavramı yeni bir kavram olduğundan, laboratuvar ortamlarında uygulama imkânı olmadığından ve bu alanda hazırlanmış eğitim materyali yetersizliğinden dolayı lisans düzeyindeki öğrenciler tarafından yeterince bilinmemektedir. Teknik hesaplar için yüksek seviyeli programlama dili niteliğindeki Matlab (MatrixLaboratory) programı mühendislik alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kontrol sistemleri, güç sistemleri, havacılık, otomotiv, savunma alanı ve bilimsel hesaplamaların olduğu birçok alanda kullanılabileceği gibi diğer programlama dillerinde fazla sayıda işlem ile yapılan problem çözümleri Matlab ile daha kısa şekilde çözülebilmektedir. Ayrıca birçok araç kutusu içermektedir. Matlab'ın grafiksel kullanıcı arayüzü olan Matlab GUI (Graphical User Interface) de bu araçlardan bir tanesidir. İçerdiği nesneler ve nesnelerin kullanım kolaylığı, diğer Matlab araçlarıyla ilişkilendirilebilmesi ve esnek yapısı sayesinde her türlü arayüz çalışmasında kullanılabilecek bir araçtır. Bu çalışmada, enerji sistemleri ve elektrik-elektronik mühendisliğinin önemli bir konusu olan reaktif güç kompanzasyonu ile ilgili Matlab tabanlı arayüz (GUI) kullanılarak sanal bir laboratuvar oluşturulmuştur. Kompanzasyon ile ilgili sistemleri öğrenip test etmek için kullanılan yazılımların öğrenilmesi ve uygulaması hem zaman kaybına neden olmakta hem de asıl amaçtan uzaklaşılmasına neden olmaktadır. Bu amaçla Matlab GUI ile hazırlanan arayüz ve bu arayüzden erişilebilen Simulink uygulamaları, kullanıcıların çok iyi bir matematik, güç elektroniği ve programlama bilgisine ihtiyaç duymadan, kompanzasyon eğitimine imkân sağlamıştır. Anahtar Kelimeler: Matlab, GUI, Simulink, Reaktif Güç, Kompanzasyon, FACTS, STATCOM, D-STATCOM, SVC, SSSC, TCSC, UPFC, Sanal Laboratuvar.