Akilli şebekeler için kati hal transformatörünün tasarimi ve gerçekleştirilmesi

Akıllı güç dağıtım sistemleri, gelişmiş ülkelerde artan enerji talebini karşılamak için umut verici teknolojiler olarak ortaya çıkmıştır. Akıllı şebekelerin giderek yaygın olarak benimsenmesi, akım ve gerilim harmoniklerindeki bozulmalar, ani gerilim dalgalanmaları, arızalar ve izolasyonda bozulmalar gibi çeşitli güç kalitesi sorunlarını ortaya çıkarmıştır. Yaygın olarak akıllı transformatörler olarak adlandırılan katı hal transformatörleri, bu sorunların üstesinden gelmek için akıllı şebekelerde güç kalitesini artırmaya yönelik ileriye dönük çözümler sunmaktadır. Bu transformatörler, gelişmiş enerji verimliliği, gelişmiş şebeke güvenilirliği, güç akışı kontrolü, voltaj regülasyonu, çift yönlü güç akışı, arıza akımı sınırlaması, harmonik engelleme ve galvanik izolasyon dahil olmak üzere çok sayıda avantaja sahiptir. Bu tezde, üç seviyeli (AC-DC-DC-AC) bir katı hal transformatör (KHT) modeli ve akıllı şebekelerle bağlantılı güneş fotovoltaik (PV) enerji santralleri için uyarlanmış bir güç yönetim şeması sunulmaktadır. Önerilen topoloji, doğrultucu, yalıtılmış çift yönlü dönüştürücü ve eviricideki yumuşak anahtarlama özelliklerini içerir. Bu, düşük iletim kayıpları, minimum elektromanyetik girişim (EMI), yüksek verimlilik ve dönüştürücüler için sıfır voltajlı anahtarlama ve elektrikli yardımcı sistemler için sıfır akım anahtarlaması ile verimli çalışmayı mümkün kılar. Tez ayrıca, darbe genişliği modülasyonu (PWM) kontrolü ve dönüştürücüler arasındaki voltaj ve akım kontrolü dahil olmak üzere KHT'nin operasyonel stratejilerini ana hatlarıyla belirtir. 10 kVA, gücünde bir katı hal transformatörü elde etmek için orta gerilim (OG) yüksek frekanslı bir transformatör kullanılır. Deneysel sonuçlar KHT'nin güneş enerjisi santralinin dengesiz güç üretim koşullarında bile optimize edilmiş kontrol stratejisi sayesinde %96,7'lik etkileyici bir dönüştürme verimliliği elde ettiğini göstermektedir. 344 Vac ve 10,4 A yük akımı altında elde edilen deneysel sonuçlar, transformatörün 6,8 kV/us'lik bir dv/dt oranını işleme kapasitesini doğrulamaktadır. Önerilen çift yönlü akıllı transformatörün dinamik ve deneysel sonuçları, fotovoltaik entegrasyonu içeren akıllı güç dağıtım sistemlerindeki güç kalitesi sorunlarını azaltmadaki etkinliğini göstermektedir.