Faz Bileşenleri Ve Çok-uçlu Eleman Kavramı Yardımı İle 3-fazlı Dağıtım Şebekelerinin Harmonik Analizi

Abstract

Bu çalışmada, dağıtım şebekelerinin harmonik analizi ele alınmıştır. Asimetrik topoloji ve yapıya sahip dağıtım şebekelerinin harmonik analizi için, 3-fazlı harmonik bağımlı modeller, faz bileşenleri kullanılarak, elde edilmiştir. Burada, üç fazlı bir sistemin tek bir devre olarak modellenmesi düşüncesi ile hareket edilmiştir. 3 fazlı sistemin tek bir devre olarak modellenmesinin bir fazlı sistemin modellenmesinden farkı, üç fazdan dolayı üç kat artan bara sayısıdır. Genel anlamda verilen modeller yardımı ile, bir, üç veya çok fazlı analizlerin bir fazlı algoritma ile yapılması mümkün olmuştur. 3 fazlı sistemin, fazlara ait baraları kendi aralarında gruplanıp, faz sırasında tasnif edilerek ve bu faz grupları da çok-uçlunun uçları olacak biçimde düzenlenerek, matematiksel modelileri elde edilmiştir. Baraların gruplanması ile matematiksel modellerin elde edilişinde ,bellek ihtiyacı ve işlem sayısı azaltılmıştır. Dağıtım şebekelerinin birden çok harmonik kaynağı barındırmaları nedeniyle, sabit harmonik kaynağı modeli ile harmonik analiz yapılmadan önce temel güç akışı yapılarak harmonik akım kaynaklarının genlik ve açılarının güncellenmesi gerekmektedir. Bir fazlı doğrusal ve doğrusal olmayan yüklerin uçlarında yapılan akım ve gerilim ölçümleri kullanılarak modellenmesi için literatürde verilen bir algoritma iyileştirilmiş ve buna ek olarak yüklerin matematiksel modeli çok-uçlu elaman kavramı ile verilmiştir. Önerilen yöntemin simetrili bileşen devrelerine ve üç fazlı yüklere uygulanması da ayrıca ele alınmıştır. Dağıtım şebekelerinin frekans cevabının belirlenmesi, alçak gerilim sistemlerin çok-fazlı harmonik bağımlı modellerinin elde edilmesi ve harmonik analizi sonuçları ve bir fazlı yüklerin modellerine ait sonuçlar, literatürde verilen sonuçlarla uyuşmaktadır.

In this study, distribution network harmonic analysis is considered. For harmonic analysis of distribution networks with asymmetric topology and structure, 3-phase harmonic dependent models are obtained using phase coordinates. Here one of the main points of departure is the idea of modeling of three phase systems as a single circuit. The difference between modeling of three phase systems as a single circuit and modeling of single phase system is the three times increased number of busses because of 3 phase. By the help of the given general models it became possible to make single, three or more phased analysis with a single-phased algorithm. The mathematical model of the three-phase system is obtained by grouping the busses belonging to each phase together in the order of phases and arranging these phase groups as the nodes of the multi-port. While grouping the busses and obtaining the mathematical models, the need for memory and number of calculations are reduced. Since distribution systems have more than one harmonic sources, magnitudes and angels of harmonic current sources need to be updated before doing harmonic analysis with fixed harmonic sources model. An algorithm in literature used for modeling of linear and nonlinear single loads by using the voltage and current measurements at their buses has been improved and in addition to this mathematical models of loads are given utilizing the concept of multi-terminal components. The application of the proposed method to symmetrical components circuits and three-phase loads has also been considered. The results of determining frequency response of networks, obtaining multi-phase harmonic dependent models and the results of harmonic analysis for low voltage systems, and modeling single-phase loads are in agreement with the results given in the literature.