İdeal olmayan şebeke gerilimi ve dengesiz yük şartlarında 3-fazlı 4-telli paralel aktif güç filtresi denetimi

Bu çalışmada, ideal olmayan şebeke gerilimi ve dengesiz yük koşullarında reaktif gücü kompanze etmek, harmonik akımları filtrelemek, nötr akımını yok etmek ve yük akımlarını dengelemek amacıyla 3-fazlı 4-telli Paralel Aktif Güç Filtresi (PAGF) için Anlık Güç Teorisi (AGT) tabanlı yeni bir denetim algoritması önerilmektedir. 3-fazlı 4-telli PAGF, histerezis-bant Darbe Genişlik Modülasyonlu (DGM) akım denetleyici, geleneksel 3-kollu Gerilim Kaynaklı Evirici (GKE) ve DA hattında seri bağlı iki kondansatörden oluşmaktadır. Önerilen AGT tabanlı denetim algoritmasının geçerliliğini göstermek için, ideal şebeke gerilimi, dengesiz şebeke gerilimi, dengeli-bozuk ve dengesiz-bozuk şebeke gerilimi olmak üzere dört uygulama örneğine ait Matlab/Simulink yazılımı ile elde edilen simülasyon sonuçları verilmekte ve geleneksel AGT ile karşılaştırılmaktadır. Önerilen AGT tabanlı denetim algoritması ile 3-fazlı 4-telli PAGF’nin performansı, tüm ideal olmayan şebeke gerilimi koşullarında reaktif güç kompanzasyonu, harmonik akımların filtrelenmesi, yük akımlarının dengelemesi ve nötr akımı yok edimi fonksiyonları için oldukça etkili ve yeterli bulunmaktadır.

Control of 3-phase 4-wire shunt active power filter under non-ideal mains voltage and unbalanced load conditions

In this study, Instantaneous Power Theory (IPT) based a new control algorithm is proposed for 3-phase 4-wire Shunt Active Power Filter (SAPF) to compensate reactive power, to filter harmonic currents, to eliminate neutral current and to balance load currents under non-ideal mains voltage and unbalanced load conditions. 3-phase 4-wire SAPF is composed from hysteresis-band PWM current controller, conventional 3-leg voltage source inverter and two series capacitor that are connected on DC bus. In order to show validity of the proposed IPT based control algorithm, four application example including ideal mains voltage, unbalanced mains voltage, balanced-distorted and unbalanced-distorted mains voltage simulation results, obtained with Matlab/Simulink software are presented and compared with conventional IPT. The performance of the 3-phase 4-wire SAPF with the proposed IPT based control algorithm is found considerably effective and adequate for reactive power compensation, harmonic currents filtration, load currents balancing and neutral current elimination under all nonideal mains voltage conditions.

___

  • 1.Akagi, H., Kanazawa, Y., Nabae,A., "Instantaneous Reactive Power Compensators Comprising Switching Devices without Energy Storage Elements", IEEE Trans, on Industry Applications, Cilt 1A-20, 625-630, 1984.
  • 2.Afonso, J, Couto, C, Martins, J., "Active Filters with Control Based on the p-q Theory", IEEE Industrial Electronics Society Newsletter, Cilt 47, No 3, 5-11,2000.
  • 3.Peng, F. Z., Ott, G. W., Adams D. cJ., "Harmonic and Reactive Power ompensation Based on the Generalized Instantaneous Reactive Power Theory for 3-phase 4-Wire Systems", IEEE Transactions on Power Electronics, Cilt 13, No 6, 1174-1181,1998.
  • 4.Akagi, H., Ogasawara, S., Kim, H., "The Theory of Instantaneous Power in Three-Phase Four-Wire Systems and Its Applications", Electrical Engineering in Japan, Cilt 135, No 3, 74-86, 2001.
  • 5.Komatsu, Y., Kawabata, T., "A Control Method for the Active Power Filter in Unsymmetrical Voltage Systems", Int. J. Electronics, Cilt 86, No 10, 1249-1260, 1999.
  • 6.Huang, S. J., vd, "A Study of Three-Phase Active Power Filters under Non-ideal Mains Voltages", Electric Power Systems Research, Cilt 49, 125-137, 1999.
  • 7.Chen, C. C, Hsu, Y. Y., "A Novel Approach to the Design of a Shunt Active Filter for an Unbalanced Three-Phase Four-Wire System under Nonsinusoidal Conditions", IEEE Transactions on Power Delivery, Cilt 15, No 4, 1258-1264,2000.
  • 8.Haque, M. T., Ise, T., ve Hosseini, S. H., "A Novel Control Strategy for Active Filters Usable in Harmonic Polluted and/or Imbalanced Utility Voltage Case of 3-Phase 4-Wire Distribution Systems", Proceedings of Ninth International Conference on Harmonics and Quality of Power, 239-244, 2000.
  • 9.Lin, B. R, Lee, Y. C, "Three-Phase Power Quality Compensator under the Unbalanced Sources and Nonlinear Loads", IEEE Transactions on Industrial Electronics, Cilt. 51, No. 5, 1009-1017,2004.
  • 10.Aredes, M., Hafner, J., Heumann, K., "Three-Phase Four-Wire Shunt Active Filter Control Strategies", IEEE Transactions on Power Electronics, Cilt 12, No 2, 311-318, 1997.
  • 11.Watanabe, E. H., Stephan R. M., Aredes, M.,"New Concepts of Instantaneous Active and Reactive Powers in Electrical Systems with Generic Loads," IEEE Transactions on Power Delivery, Cilt 8, No 2, 697-703, 1993.
  • 12.Malesani, L., Mattavelli, P. ve Tomasin, P.,"High-Performance Hysteresis Modulation Technique for Active Filters", IEEE Transactions on Power Electronics, Cilt 12, No 5, 876-884, 1997.
  • 13.The New IEEE .Standard Dictionary of Electrical and Electronics Terms, IEEE Std. 100-1992.
  • 14.IEEE Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems, IEEE Std. 519-1992.
  • 15.Uçar, M., 3-Fazlı 4-Telli Paralel Aktif Güç Filtresinin Tasarımı ve Uygulanması, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ,2005.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

İZOTROPİK MATRİS MALZEMESİ OLAN FİBER TAKVİYELİ DİELEKTRİK VİSKOELASTİK ORTAMLARIN ELEKTRO-TERMOMEKANİK DAVRANIŞI İÇİN MATEMATİKSEL BİR MODEL

Ali ERDEM, Melek USAL, Mustafa USAL

KIRŞEHİR YÖRESİ KIRMATAŞ AGREGALARININ MÜHENDİSLİK ÖZELİKLERİ

Metin ARSLAN, İlhami DEMİR

BEYPAZARI GELENEKSEL EVLERİNDE UYGULANAN “TATLI SIVA” ÜZERİNE BİR İNCELEME

Gediz URAK, Gülser ÇELEBİ

SİLİS DUMANI KATKILI YAPI ALÇILARINDA EĞİLMEDE ÇEKME DAYANIMININ ARAŞTIRILMASI

Servet YILDIZ, Muahmmed YALINBAŞ, Oğuzhan KELEŞTEMUR

İDEAL OLMAYAN ŞEBEKE GERİLİMİ VE DENGESİZ YÜK ŞARTLARINDA 3-FAZLI 4-TELLİ PARALEL AKTİF GÜÇ FİLTRESİ DENETİMİ

Mehmet UÇAR, Engin ÖZDEMİR

Bilyalı dövme parametrelerinin Ç1020 çeliğinin yorulma dayanımına etkisi ve oluşan kalıcı gerilmenin katman ve kaldırma yöntemi ile araştırılması

Emrah DÜLEK, Süleyman SARITAŞ, Şenay ORMAN, Çetin KARATAŞ

İzotropik matris malzemesi olan fiber takviyeli dielektrik viskoelastik ortamların elektro-termomekanik davranışı için matematiksel bir model

Mustafa Reşit USAL, Ali Ünal ERDEM, Melek USAL

BİLYALI DÖVME PARAMETRELERİNİN Ç1020 ÇELİĞİNİN YORULMA DAYANIMINA ETKİSİ VE OLUŞAN KALICI GERİLMENİN KATMAN KALDIRMA YÖNTEMİ İLE ARAŞTIRILMASI

Emrah DÜLEK, Şenay ORMAN, Çetin KARATAŞ, Süleyman SARITAŞ

Son işlemci tasarımına yeni bir yaklaşım

Ersan ASLAN, Ali Osman ER

İKİ-TON KÜÇÜK İŞARET GİRİŞLİ LAZER DİYODUN DİSTORSİYON SİSTEM TEORİSİ

Fatih V. ÇELEBİ, Remzi YILDIRIM