BİR FAZLI PARALEL AKTİF GÜÇ FİLTRESİ DEVRELERİNİN MODELLENMESİ VE BENZETİMİ

Abstract

Güç elektroniği uygulamalarında çoğu zaman tercih edilen yarı-iletken malzemelerin yaygın olarak kullanımı enerji iletim hatlarında harmoniklerin oluşmasına neden olmaktadır. Gerilim ve akım dalga şekillerinin temel dalga şekillerinden uzaklaşmasına sebep olan bu harmonikler, güç faktörünün düşmesine, güç kayıpların artmasına ve elektrik-elektronik sistemlerinin zarar görmesine sebep olmaktadır. Şebekede oluşan bu harmoniklerin giderilmesi için pasif filtreleme(PF) ve aktif filtreleme(AF) sistemleri kullanılmaktadır. Bobin ve kondansatörden oluşan geleneksel PF belirli frekans aralıklarındaki harmonik bileşenleri ortadan kaldırırken, AF' ler birçok frekansta harmonik bileşenlerini ortadan kaldırmaktadır. Günümüzde yaygın olarak kullanılmaya başlayan aktif güç filtreleri(AGF), seri aktif güç filtreleri(SAGF), paralel aktif güç filtreleri(PAGF) ve bunların birleştirilmesiyle meydana gelen, hibrid filtre(HF) çeşitlerinden oluşmaktadır. Bu çalışmada, doğrusal olmayan yüklerin kaynakta oluşturduğu harmoniklerin, PAGF yardımıyla giderilmesi amaçlanmıştır. Öncelikle MATLAB/Simulink benzetim programında doğrusal olmayan tek fazlı bir yük modeli oluşturulmuş ve kaynakta oluşan harmonikler gözlemlenmiştir. Kaynakta oluşan bu harmoniklere karşı yine bir fazlı PAGF modeli oluşturulmuş ve bu sistemin benzetimi yapılmıştır. Söz konusu harmoniklerin giderilmesinde uluslararası standartlarda belirtilen sınır değerlerin altında harmonik değerler elde edilmiştir.

Wide spread use of semiconductor elements in power electronics applications have yield harmonics in energy transmission lines. These harmonics cause voltage and current wave shapes to be differ from main component wave shape, reduce power factor, increase power losses and damage electrical and electronic systems. Active and passive filtration systems are used for the suppression and elimination of the harmonics induced in the mains. Traditional passive filtration systems includes inductor and capacitor can suppress harmonics for only defined range of harmonics but active filters can suppress and eliminate harmonics in the more frequency range. Today, widely used active power filters can be used in various forms such as series active power filters, parallel active power filters, combination of these two and hybrid active power filters. In this thesis, it's aimed to eliminate or suppress harmonics in single-phase source caused by the nonlinear loads using parallel active filter. A single-phase nonlinear load model has been constructed and the harmonics induced in the source caused by the nonlinear load was observed. A single-phase parallel active power filter is modelled and used for the suppression of source harmonics. The whole system is simulated using Matlab/Simulink simulation environment. The current wave shape is recorded before and after use of active power filter. The effectiveness of the active power filter is observed from the obtained results. It has been observed that the suppression of harmonics is under the value defined by international standards.