Esnek alternatif akım iletim sistemleri ve özel güç cihazlarında kullanılan evirici yapıların incelenmesi

Günümüzde her alanda ve insan faaliyetlerinin olduğu her yerde enerji gereklidir. Maliyet ve çevre sorunları hem enerji santrallerinin hem de yeni iletim hatlarının yapımını geciktirmiş, ancak elektrik enerjisine olan talep hızla artmaya devam etmiştir. Enerjiye olan ihtiyacın her geçen gün artması ve güç gereklilikleri, elektrik güç sistemlerinin alternatif çözüm olarak kullanılmasına neden olmuştur. Elektrik güç sistemlerinin güvenilir ve güvenli çalışması için de güç elektroniği teknolojileri kullanılmıştır. Güç elektroniği teknolojilerindeki gelişmeler, güç elektroniği esaslı kontrol cihazı olan FACTS (Esnek Alternatif Akım İletim Sistemi) cihazları ve özel güç cihazlarının güvenilirliğini ve işlevselliğini arttırmış ve tercih edilmesine neden olmuştur. FACTS ve özel güç cihazları, iletim şebekesinin güç iletim kapasitesini en üst düzeye çıkarmada, dağıtım sisteminin ortak bağlantı noktasında yüksek güç kalitesi sağlamada ve harmoniklerin azaltılmasında önemli bir rol oynamaktadır. Bu nedenle elektrik enerjisi sektöründe kabul görmüş ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir FACTS cihazı türü olan STATCOM (Statik Senkron Kompanzatör), iletim hattında kullanılmaktadır. Dağıtım hattında ise DSTATCOM (Dağıtım Statik Senkron Kompanzatör) adıyla özel güç cihazı olarak kullanılmaktadır. STATCOM ve DSTATCOM'un en önemli birimi eviricilerdir. Literatürde birçok evirici yapısı tavsiye edilmiş ve çoğu uygulamalarda kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında FACTS ve özel güç cihazlarında kullanılan iki seviyeli ve çok seviyeli evirici yapıları incelenmiş ve bu evirici yapılarından iki seviyeli evirici, diyot kenetlemeli evirici, kaskat evirici, kapasitör kenetlemeli evirici yapıları kullanılmıştır. Daha sonra bu evirici yapıları modellenerek MATLAB/Simulink ortamında simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Simülasyonların analizi iki kısımdan oluşmuştur. Birinci aşamada eviricilerin yüksüz olarak SPWM (Sinüzoidal Darbe Genişlik Modülasyonu) ile anahtarlaması yapılarak simülasyonu gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada bu evirici yapılarıyla yüklü bir sistemin analizi yapılmıştır. Yük olarak motor yükü kullanılmış ve simülasyon buna göre incelenmiştir. Bu simülasyonlarda, modülasyon indeksi değeri değiştirilen eviricilerin THD (Toplam Harmonik Bozunum)'leri MATLAB FFT analizi kullanılarak yapılmıştır. Bu sonuçlar doğrultusunda evirici yapılarının hem avantaj hemde dezavantajları anlatılmıştır. Ayrıca literatürde yer alan örnek uygulamalar sunulmaktadır.