Güç sistemlerinde harmonik kestirim yöntemleri ve performans analizleri

Günümüz modern güç sistemlerinde doğrusal olmayan yüklerin, güç elektroniği elemanlarının ve devrelerinin artmasıyla birlikte güç kalitesi problemleri de ortaya çıkmaktadır. Güç kalitesini etkileyen unsurların başında da harmonikler yer almaktadır. Bu nedenle harmoniklerin tespit edilmesi, ölçülmesi, kestirimi ve bastırılması son derece önemlidir. Harmoniklerin ölçümü ve kestirimi için birçok farklı yöntemler geliştirilmiş ve geliştirilmektedir. Bu tez çalışmasında Fourier dönüşümü, Chirp z-dönüşümü, ayrık Hartley dönüşümü, Hilbert-Huang dönüşümü, Prony yöntemi, çoklu işaret sınıflandırması, Kalman filtresi, eğim düşüm tabanlı adaptif filtreler gibi çeşitli yöntemler kapsamlı bir şekilde araştırılmış, matematiksel altyapıları irdelenmiş, prensiplerine göre sınıflandırılmıştır. Sunulan yöntemler birleştirilerek, MATLAB programında harmonik kestirimi uygulaması oluşturulmuştur. Ayrıca incelenen yöntemler, güç kalitesi parametrelerine göre test edilmiş ve performans değerlendirmesi yapmak amacıyla karşılaştırılmıştır. Sunulan yöntemlerden ayrık Hartley dönüşümü, Hilbert-Huang dönüşümü ve çoklu işaret sınıflandırması yöntemleri giriş işaretindeki faz açılarından etkilendiği belirlenmiştir. Ayrıca hızlı Fourier dönüşümü, Chirp z-dönüşümü, eğim düşüm tabanlı adaptif filtreler ve Kalman filtresi ile genlik ve faz kestirimi yapılabilirken Hilbert-Huang dönüşümü, Prony ve çoklu işaret sınıflandırması yöntemleri ile genlik kestirimi ile birlikte frekans kestirimi de yapılmıştır. Frekans kestiriminde Hilbert-Huang dönüşümü ve Prony yönteminde hata oranının sıfıra yakın olduğu görülmüştür. İlave olarak gerilim çökmesi, gerilim sıçraması, harmonik bozulma, gerilim kesintisi, DA bileşeni, gürültü bileşeni ekleme gibi durumlarda da performans değerlendirmeleri yapılmıştır.