STATCOM Nedir ? STATCOM ve SVC Sistemleri

STATCOM Nedir? STATCOM ve SVC sitemleri, Static synchronous compensator, statik senkron kondansatör, güç sistemleri, güç kalitesi

Bu yazımızda voltaj kalitesi sağlamak ve reaktif dengeyi korumak adına kullanılan STATCOM (Static Synchronous Compensator) cihazlarını inceleyeceğiz.

Elektrik yükleri hem reaktif güç üretirler hem de reaktif güç tüketirler. Şebekede saatten saate değişen iletilen güç ile reaktif güç dengesi de değişmektedir. Bu durumlar sistemde voltaj değişikliklerine hatta çökmelerine sebep olabilmektedir.

Elektrik sistemlerinde voltaj kararlılığının geliştirilmesi, güç kalitesi ve güç kararlılığı açısından oldukça önemlidir.

Bu açıdan, FACTS (Flexible AC Transmission System) cihazları geliştirilerek, sistem kararlılığını ve dolayısıyla kontrol edilebilirliği ve sisteme iletilen gücü arttırmak amaçlanmıştır.

STATCOM Nedir ?

STATCOM‘u (Statik Senkron Kompanzatör) kısaca tanımlamak gerekirse, FACTS ( Esnek Alternatif Akım İletim Sistemleri) cihazları ailesinden olup, düşük güç faktörüne sahip veya gerilim regülasyon problemleri olan elektrik şebekelerini desteklemek amacıyla kullanılan VSC (Voltage Source Converter) temelli cihazdır.  

STATCOM'un Blok Diagramı
STATCOM Blok Diagramı

Kimi çalışmalarda literatürde STATCON veya ASVC (Gelişmiş Statik Var Kompanzatör) şeklinde de isimlendirildiği olmuştur.

STATCOM da SVC (Static Var Compensator) gibidir ancak daha hızlı çalışır. Gerilim değişimlerinde şebeke kararlılığını desteklemek adına sisteme sürekli olarak değişken reaktif güç sağlayabilir.

Kontrollü dinamik rekatif güç sağlamak için SVC veya STATCOM uygulanabilecek iki FACTS  cihazıdır.

Örneğin bir rüzgar tarlası uygulamasında, SVC veya STATCOM cihazı PCC (Point of Common Coupling) noktasına bağlanarak voltaj stabilite problemlerinin üstesinden gelinir ve sürekli/düzgün bir voltaj seviyesi sağlanmış olur.

STATCOM‘a dair başka bir tanım; şönt bağlı VAR kompenzatörü şeklindedir. Bu statik kompenzatör AC sistemin voltajından (geriliminden) bağımsızdır ve endüktif veya kapasitif çıkış akımları kontrol edilebilir.

STATCOM‘un bağlı olduğu sisteme reaktif güç verilebilir veya sistemden reaktif güç çekilebilir. Sistem gerilimi düşük ise STATCOM sisteme reaktif güç verir, eğer sistem gerilimi yüksek ise STATCOM sistemden reaktif güç çeker.

STATCOM Formülleri

STATCOM Formülleri
STATCOM Formülleri

Yukarıdaki formüllerde V1 ile gösterilen değer STATCOM’un çıkış voltajı olup V2 PCC noktasındaki voltajdır. α açısı ise V1 ve V2 arasındaki farktır.

X hat reaktansını ifade eder. Eğer V1, V2’den büyük ise reaktif Q akışı V1’den V2’ye doğrudur ve STATCOM‘un reaktif güç çektiği anlamındadır.

Eğer V1, V2’den küçük ise reaktif Q akışı V2’den V1’e doğrudur ve STATCOM reaktif güç üretiyor anlamındadır.

V1 veya faz açısı α kontrol edilerek, STATCOM’un gerçek güç (P) ve reaktif güç (Q) çıkışları kontrol edilebilir.

STATCOM Sistemi Elemanları

STATCOM‘un yapısı temel olarak aşağıdaki bileşenlerden meydana gelir;

VSC (Voltage Source Converter) (Gerilim Kaynağı Dönüştürücüsü)

Kuplaj Transformatörü

Kontrol Cihazı

DC Enerji Kaynağı

VSC

İstenen genlikte, faz açısında ve frekansta sinüsoidal gerilim üreten elektronik cihazdır. Depolanmış olan DC gerilimi AC gerilime dönüştürür.

VSC Şematik Gösterimi
VSC Şematik Gösterimi

Kuplaj Transformatörü

Sistem gerilimini düşürmek amacıyla kullanılır. Harmonik akım bileşenlerini baskılaması amacıyla kuplaj reaktörüyle birlikte kullanılır.

Kontrol Cihazı

Sistemden aldığı feedback (geribesleme) ile STATCOM‘a gerekli anahtarlama sinyallerini üretir. PCC noktasındaki RMS gerilim değerini referans gerilim değeriyle karşılaştırır.

DC Enerji Kaynağı

DC gerilim, DC tarafa bağlanmış olan kondansatör gruplarıyla veya bataryalı enerji depolama sistemiyle (BESS) sağlanır. DC enerji kaynağı Vdc kapasitör ile paralel bağlanır. Bu kapasitör VSC veya DC enerji sistemiyle şarj edilir.

STATCOM’un Avantajları

STATCOM‘un konvansiyonel SVC sistemlerine göre bazı avantajları bulunmaktadır.

STATCOM’un uygulamadaki cevap süresi (response time) kullanılan IGBT anahtarlama elemanları sayesinde SVC’den daha kısa sürelidir.

STATCOM ayrıca düşük AC gerilim değerlerinde SVC’ye göre daha iyi reaktif güç desteği sağlamaktadır.

Toprak Özgül Direnci Ölçümü

Arduino ile Motor Dönüş Yönü Kontrolü

içeriklerimiz de ilginizi çekebilir.

Yorum Yazın