DEAL OLMAYAN EBEKE GERLM VE DENGESZ YK ARTLARINDA 3-FAZLI 4-TELLPARALEL AKTF G FLTRES DENETM

ZET 
Bu almada, ideal olmayan ebeke gerilimi ve dengesiz yk koullarnda reaktif gc kompanze etmek, harmonik akmlar filtrelemek, ntr akmn yok etmek ve yk akmlarn dengelemek amacyla 3-fazl 4-telli Paralel Aktif G Filtresi (PAGF) iin Anlk G Teorisi (AGT) tabanl yeni bir denetim algoritmas nerilmektedir. 3fazl4-telli PAGF, histerezis-bant Darbe Genilik Modlasyonlu (DGM) akm denetleyici, geleneksel 3-kollu Gerilim KaynaklEvirici (GKE) ve DA hattnda seri baliki kondansatrden olumaktadr. nerilen AGT tabanl denetim algoritmasnn geerliliini gstermek iin, ideal ebeke gerilimi, dengesiz ebeke gerilimi, dengeli-bozuk ve dengesiz-bozuk ebeke gerilimi olmak zere drt uygulama rneine ait Matlab/Simulink yazlm ile elde edilen simlasyon sonular verilmekte ve geleneksel AGT ile karlatrlmaktadr. nerilen AGT tabanl denetim algoritmas ile 3-fazl 4-telli PAGFnin performans, tm ideal olmayan ebeke gerilimi koullarnda reaktif g kompanzasyonu, harmonik akmlarn filtrelenmesi, yk akmlarnn dengelemesi ve ntr akm yok edimi fonksiyonlar iin olduka etkili ve yeterli bulunmaktadr. 

1. GRki harmonik problemleri art gstermektedir. Doru
sal olmayan elektronik ykler tarafndan retilen Modern g elektronii devreleri ieren cihazlarn harmonik akmlar, g datm sisteminin empedanskullanmnn yaygnlamas ile elektrik ebekelerinde-ile etkileime girmekte ve ortak balant noktasnda 
M. Uar ve E. zdemir deal Olmayan ebeke Gerilimi ve Dengesiz Yk artlarnda 3-Fazl 4-Telli Paralel Aktif G Filtresi Denetimi 
(PCC) dier ykleri de etkileyen gerilim harmonikleri retmektedir. G datm sistemlerinde akm ve gerilim harmonikleri, transformatr ve iletim hatlarnda ilave kayplara, g faktrnn azalmasna, hassas elektronik cihazlarn ve koruma sistemlerinin hatalalmasna neden olmaktadr. 
3-fazl 4-telli bir sistemde, -fazl dorusal olmayan ykler (hz denetim cihazlar, frekans dntrcleri, tristr denetimli dorultucular, ) tarafndan retilen pozitif ve negatif sral (5., 7., 11., 13., ) harmonik akmlarn, aralarndaki 120lik faz fark nedeniyle toplamlar sfr olmakta ve ntr iletkeninden akm gememektedir. Fakat faz-ntre bal tek-fazl dorusal olmayan ykler (bilgisayar sistemleri, ofis cihazlar, elektronik balastlar, motor srcleri ve eviriciler, kesintisiz g kaynaklar, ...) tarafndan pozitif ve negatif sral harmoniklere ek olarak retilen 3 ve 3n kat sfr sral (3., 9., 15., 21., ) harmonik akmlar, aralarndaki 360lik faz fark nedeniyle ntr iletkeninden toplanarak gemektedir. Bu nedenle ntr akm deeri faz akm deerinin 1.73 katna kadar kabilmekte ve ntr iletkeni arsnmaktadr. 
Geleneksel pasif LC filtreler, harmonik akmlarn akn elimine etmek ve g kondansatrleri ykn g faktrn artrmak amacyla olduka yaygn bir ekilde kullanlmaktadr. Fakat pasif filtreler, byk fiziksel boyutlar, ayar problemleri ve seri/paralel rezonans gibi bir ok dezavantajlara sahiptir. Bunun aksine 3fazl 4-telli PAGF, harmonik, reaktif g ve ar ntr akm problemlerini zmekte geleneksel yntemlerden daha iyi bir zm olmaktadr. 
1983 ylnda Akagi tarafndan nerilen AGT, -fazlsistemlerde PAGF denetimi iin baarl bir ekilde kullanlmaktadr [1, 2]. Bu teori geniletilerek 3-fazl4-telli sistemlerde kullanlabilmektedir [3, 4]. Bu teoride ebeke gerilimleri, PAGF referans kompanzasyon akmlarnn hesaplanmasnda ideal olarak varsaylmaktadr. Fakat endstri g sistemlerinde ebeke gerilimi, dengesiz ve/veya harmonik bozuluma sahip olabilmektedir. Bu artlar altnda bu teori, 3-fazl 4-telli PAGF denetimi iin yeterli performans salayamamaktadr. deal olmayan ebeke gerilimi koullarnda PAGF performansn artrmak iin eitli denetim teknikleri nerilmitir [5, 6, 7, 8, 9]. Bu almada, dengesiz ve dorusal olmayan yk ile ideal olmayan ebeke gerilimi durumlarnda 3-fazl 4-telli PAGF iin AGT tabanl yeni bir yaklam sunulmaktadr. nerilen AGT tabanl metodun performans, ideal, dengesiz ve/veya bozuk ebeke gerilimi uygulama rneklerinde AGTden daha stn ve etkili bulunmutur. 
2.	 3-FAZLI 4-TELL PARALEL AKTF G FLTRES
ekil 1de dorusal olmayan yke paralel balanmakm kayna olarak alan, PAGF temel kompanzasyon g devre emas grlmektedir. PAGFnin temel 
iS iL 


ZY 
RS, LS 
Kaynak 


ekil 1. PAGFnin temel kompanzasyon g devre emas
fonksiyonu dorusal olmayan ykn ektii harmonik ve reaktif akmlara ters fazda ve eit genlikte akm reterek ykn reaktif g ihtiyacn karlamak,  harmonikleri yok etmek ve ebekeden dengeli sinzoidal akmlar ekilmesini salamaktr [1]. ekil 2 ve (1) eitliinde grld gibi; kompanzasyon sonucunda AGF akm (iC) ve yk akm (iL) toplanarak, ebekeden ekilen akm (iS) sinzoidal olmaktadr. 
iL [A] 

iC [A] 

iS [A] 

t[s] 
ekil 2. Yk, PAGF ve ebeke akm dalga ekilleri 

iS=iL+iC  (1) 
ekil 3de dengesiz ve dorusal olmayan yklerin bulunduu 3-fazl 4-telli g sistemine paralel balgeleneksel 3-kollu GKE tabanl 3-fazl 4-telli PAGFnin g devre emas grlmektedir.  
RS LSRL LL


ekil 3. 3-kollu GKE tabanl PAGF g devre emas
Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 3, 2005 

DA hatt zerinde seri bal iki enerji depolama 3-fazl 4-telli sistemde toplam anlk g (p3), anlk kondansatr ve 6 IGBT anahtarlama elemanna sahip gerek ve anlk sfr sral gcn toplamna eittir ve 3-kollu GKE, 3-fazl 4-telli PAGF olarak uygulan-(5) eitlii ile hesaplanmaktadr. maktadr [10]. PAGFde ntr hatt, GKEnin DA tara
fnda seri bal iki kondansatrn orta noktasna ba
=

=

=


p3
+pp0 
v0i0
+

v.i.
+

vi vaia
+

vbib
+

vcic  (5) 

Anlk gerek ve anlk sanal g, aadaki eitlikte 
gsterildii gibi AA ve DA bileenlerden olumak
tadr. 
lanmaktadr.  histerezis-bant denetleyici, GKE anahtarlama sinyallerini elde etmek iin kullanlmaktadr. GKE tarafndan retilen anahtarlama harmonik
lerini azaltmak amacyla PAGFnin AA tarafna yk
sek geiren bir filtre (RF, CF) konulmaktadr. 
~

+

+

+

p
=

p p
=

p p p
2. h

3. ANLIK G TEORS TABANLI DENETM 
 (6) 

~

+

+

+


q
=

q q
=

q q q
STRATEJS
2. h 

3-fazl 4-telli PAGFnin AGT tabanl denetim algorit-3-fazl4-telli sistemlerde, p ve qnun DA bileenleri mas blok diyagramekil 4de grlmektedir. ( p , q ), yk akmnn pozitif sral bileeninden olumaktadr. p ve qnun AA bileenleri ( ~p , ~q ), ykn 
VC2 


harmonik g (ph, qh) ve negatif sral g (p2., q2.)

VC1 


bileenlerinden olumaktadr [11]. Hem harmonik ve 
VRef 

hem de reaktif g kompanzasyonu yapmak iin sanal 
gcn tamam (DA ve AA bileenleri) ile gerek 
gcn AA bileeni kullanlarak hesaplanan .- koor


dinatlarndaki referans kompanzasyon akmlar (7) 


eitliinde verilmektedir. 


*
~ 
p +.
....
.
i
.
1 v -v -
.  
pC. 
 (7) 

..............
=..
*
22
i v v -q
+
.
v v
C 
.  

Sfr sral akmlarn da kompanze edilmesi gerek
tiinden 0 koordinatndaki referans kompanzasyon AGT, (2) ve (3) eitliinde grld gibi a-b-c akm aada verilmektedir. koordinatlarndaki -fazlebeke gerilimleri (vSa, vSb, 
vSc) ve yk akmlarnn (iLa, iLb, iLc), .--0 koordinat

i
*
C0 
=-i
0 
 (8) 


larna cebrik dnmnden (clarke dnm) ve sonrasnda anlk g bileenlerinin (p, q, p0) hesaplan-PAGFde enerji dengesi, (9) eitliinde verildii gibi 
= 
masndan olumaktadr [3, 4]. AA ebekeden bir ortalama gerek g ekilerek salanmaktadr. 

.
..
..
v 
v
0 
a

...
........
 (9) 


.p
........
+
=
p p
0 kayp
1 -1/2 -1/2 
 (2) 

v 
v
. 
b 
v
v 
gc, PAGFdeki anahtarlama kayplarn kom


.
.
c pkayp 

*
panze etmek ve PI denetleyici, DA hat gerilim deiimini azaltmak amacyla kullanlmaktadr [10]. iC0 


.
..
i 
i

..
,

0 
a

....
........
2

....
*
iC

ve reaktif akmlarna karlk gelen ve PAGF tarafn
*
(3) iC. ve , .--0 koordinatlarnda ykn harmonik 
i 
1 -1/2 -1/2 i i 

= 
. 
b
3i 

....


.
c 

dan retilmesi gereken akmlardr. Bu akmlardan, 
(10) eitlii kullanlarak -fazl g sisteminde y-Anlk gerek g (p), anlk sanal g (q) ve anlk sfr 
*
**
kn rettii harmonik ve reaktif akmlar yok edecek sral g (p0) aadaki eitlikteki gibi hesaplanmak-a-b-c koordinatlarndakiiCa iCc
 referans , iCb ve 
tadr. 

kompanzasyon akmlar elde edilmektedir. 
..
.
.
i00

..
p v
0

**
. .....
..
0 
i


.
........
....
21 0

........
Ca C0

..........
0 
i 
(4)


.....
2
p 
v. v 

......
i i i 
Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 3, 2005 



......
1/ 1/ 2 -1/2 3/2 1/ 2 -1/2-3/2 
.

**
 (10)

i

= 
Cb C.
3
0 
i
q 
-v v. 

....= 


**
i
Cc C 

M. Uar ve E. zdemir deal Olmayan ebeke Gerilimi ve Dengesiz Yk artlarnda 3-Fazl 4-Telli Paralel Aktif G Filtresi Denetimi 

4. NERLEN DENETM ALGORTMASI
AGT, ideal ebeke gerilimi koulu iin uygundur fa-
kat dengesiz ve/veya bozuk ebeke gerilimi koulla


rnda yeterli deildir. deal olmayan ebeke gerilimi 
..

v
 
..

..

sin(.t) -cos(.t)
..

..

v
q 
..


koullarnda gerek ve sanal gler akm harmoniklerinin yan sra gerilim harmoniklerini de iermektedir. Bu sebeple akm harmoniklerini yok etmek iin hesaplanan anlk referans kompanzasyon akmlar, (7) limler (11) eitlii kullanlarak senkron d-q 
2 
2
eitliindeki ( 

) toplam sabit olmad iin koordinatlara (park dnm) evrilmektedir. 
+

v
v
. 
 
yanl hesaplanmakta ve istenmeyen harmonik bile
..
va

..
sin(.t) sin(.t -120) sin(.cos(.t)
..
120) 120) 
....
2enler kompanzasyondan sonra ebeke akmlarnda t
+
vd
....
....
(11)

....
= 
vb 
vc 
grlmektedir.  
cos(.t -120) cos(.t3
+
v
q 
Sonu olarak ebekeden sinzoidal akm ekilebilmesi iin ebeke gerilimlerinin dengeli, sinzoidal olmas veya filtrelendikten sonra bu gerilimlerin PAGFye uygulanmas gerekmektedir. 3-kollu 4-telli PAGFnin AGT tabanl nerilen denetim algoritmasnn blok di-Gerilimin, elde edilen d-q bileenleri 5 sral 50 Hz kesim frekansl alak geiren filtreler kullanlarak filtrelenmekte ve (12) eitlii kullanlarak tekrar .- koordinatlarna evrilmektedir. 

yagramekil 5de grlmektedir. 

.

.

.

.

sin(.t) cos(.t)

.

.

v v
.
d 
(12) 

=


ekil 5. 3-kollu 4-telli PAGFnin AGT tabanlnerilen denetim algoritmasnn blok diyagram
PAGFye uygulanan gerilimlerin dengeli ve sinzoidal olmas iin nerilen gerilim harmoniklerini filtreleme blok diyagramekil 6da grlmektedir. 
nerilen metotta, a-b-c koordinatlarndaki anlk geri-Bylece filtrelenen ideal olmayan ebeke gerilimlerinin .- bileenleri, PAGFnin AGT tabanl denetiminde ideal sinzoidal kaynak olarak kullanlabilmektedir. Ayrca PAGF giri gerilimleri artk sfr sralbileen iermedii iin p0 daima sfr olmaktadr. Anahtarlama sinyallerinin retimi PAGF hat akmlarnn anlk denetimi ile baarlmaktadr. PAGF hat a-kmlar llerek, denetim algoritmas tarafndan retilen referans akmlar ile karlatrlmakta ve histerezis-bant akm denetleyici ile anahtarlama sinyalleri elde edilmektedir. Histerezis-bant akm denetimi, minimum donanm ve yazlm ile hzl ve basit bir denetim metodudur fakat deiken anahtarlama frekansnemli dezavantajdr [12]. 3-fazl 4-telli PAGF sisteminin Matlab/Simulink simlasyon blok diyagramekil 7de grlmektedir.  


ekil 7. 3-fazl 4-telli PAGF sisteminin Matlab/Simulink simlasyon blok diyagram
Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 3, 2005 



5. UYGULAMA RNEKLER 
 nerilen metot ve AGT ile 3-fazl 4-telli PAGFnin harmonik akmlar filtrelemesi, reaktif g kompanzasyonu, yk akmlarn dengelemesi ve ntr akm yok edimi performans, ideal ebeke gerilimi, dengesiz ebeke gerilimi, dengeli-bozuk ve dengesiz-bozuk ebeke gerilimi olmak zere 4 uygulama rnei ile incelenmekte ve karlatrlmaktadr. Uygulama rneklerine ait geni simlasyon sonular Matlab/Simulink Power System Toolbox yazlm kullanlarak elde edilmektedir. 3-fazl 4-telli g sistemi, harmonik reten ve reaktif g talep eden -fazl tam denetimli tristrl dorultucuyu ve b fazna bal, dengesizlie ve yksek ntr akmna neden olan tek-fazl diyot kpr dorultucuyu beslemektedir. PAGF, 0.15 s sonra devreye alnmaktadr. PAGFnin dinamik performansn deerlendirmek amacyla 0.2. sde c fazna tek-fazl diyot kpr dorultucu balanmaktadr. -fazl tristrl dorultucunun tetikleme as.=30 ve DA tarafnda RL yk baldr. Tek-fazl diyot kpr dorultucularn DA tarafnda LC filtreli omik yk baldr. PAGFnin reaktif g kompanzasyonu performansnekillerde daha ak grmek amacyla yk ve ebeke akmlar 3 kat bytlmtr. Kapsaml simlasyon sonular aada sunulmaktadr. 
 
5.1. deal ebeke Gerilimi 
 deal ebeke gerilimi koulunda 3-fazl 4-telli PAGFnin harmonik akmlar filtrelemesi simlasyon sonularekil 8de grlmektedir. nerilen metot ve AGT ile kompanzasyondan sonra -faz ebeke akmlar dengeli ve sinzoidal olmaktadr.  
PAGF letim PAGF letimde 
D  Yk Art
400 200 0 -200 -400
0.1 0.15 0.2 0.25 
(a). deal ebeke gerilimleri (vSabc [V]).100 
0 
-100
0.1 0.15 0.2 0.25 
(b). Yk akmlar (iLabc [A]). 100 
0 
-100
0.1 0.15 0.2 0.25 
(c). AGT metodu ile iletimde ebeke akmlar (iSabc [A]). 
100 
0 
-100

0.1 0.15 t[s] 0.2 0.25 (d). nerilen metot ile iletimde ebeke akmlar (iSabc [A]). 
ekil 8. deal ebeke gerilimi koulunda harmonik akmlarn filtrelenmesi 
PAGF letim PAGF letimde D Yk Art
50 
0 
-50 


0.1	0.15 0.2 0.25 (a). Yk ntr akm(iLn [A]). 
50 
0 
-50 
0.1	0.15 0.2 0.25 (b). AGT metodu ile iletimde ebeke ntr akm (iSn [A]). 
50 
0 
-50 
0.1	0.15 0.2 0.25 (c). nerilen metot ile iletimde ebeke ntr akm(iSn [A]). 

400 200 0 -200 
vSc 3x iLc

-400 
0.1 0.15 0.2 0.25 (d). ebeke gerilimi ve yk akm. 
400
200


0 -200 vSc 3x iSc-400 
0.1	0.15 0.2 0.25 (e). AGT metodu ile iletimde ebeke gerilimi ve akm. 
400
200


0 -200 vSc 3x iSc-400 
0.1	0.15 t[s] 0.2 0.25 (f). nerilen metot ile iletimde ebeke gerilimi ve akm. 

ekil 9. deal ebeke gerilimi koulunda ntr akm yok edimi ve reaktif g kompanzasyonu 
ekil 9da her iki metotta da ntr akm yok ediminin ve reaktif g kompanzasyonun baaryla yapld gsterilmektedir. Yk ve ebeke akmlar ile Toplam Harmonik Bozulum (THB) deerlerinin detayl zeti Tablo 1de verilmektedir. Sonu olarak, AGT ve nerilen metot, ideal ebeke gerilimi koulunda yeterli sonu vermektedir. 
Tablo 1. deal ebeke gerilimi koulunda llen deerlerin zeti  YK EBEKE AKIMLARI  
3FAZ AKIMLARI AGT NERLEN &  METOT 
NTRt<0.2 t>0.2 t> 0.15 t>0.2 t> 0.15 t>0.2 
 (s) (s) t<0.2 (s) (s) t<0.2 (s) (s) 
A 26.53 26.58 2.94 3.97 2.07 2.41 B 15.48 15.48 3.42 3.41 2.32 2.11 C 26.74 7.78 3.68 4.15 2.49 2.51 N 15.38 12.94 - - - - 
A 22.29 22.26 25.35 39.85 25.38 39.7 B 41.36 41.33 25.54 39.78 25.57 39.78 C 22.21 62.56 25.47 40.32 25.45 40.09 N 23.05 34.15 1.29 1.94 1.46 1.38 
RMS (A) THB % 


M. Uar ve E. zdemir  deal Olmayan ebeke Gerilimi ve Dengesiz Yk artlarnda 3-Fazl 4-Telli Paralel Aktif G Filtresi Denetimi 
5.2. Dengesiz ebeke Gerilimi 
 -faz ebeke gerilimi dengesiz olduunda, faz gerilimlerinin efektif deerleri eit olmamakta ve ebeke gerilimi temel frekansta negatif sral gerilim bileeni iermektedir.Dengesizliin derecesi, (13) eitliinde verilen ebeke geriliminin temel negatif sral bileeni (V1-) ile temel pozitif sral bileeni (V1+) karlatrlarak veya (Vi) faz gerilimi olmak zere (14) eitliinde verilen yaklak formlle de belirlenebilmektedir [13]. 
 
V1-
%GerilimDengesizlii =x100  (13) V1+  
Vi - Vort
%GerilimDengesizlii =max x100  (14) 
Vort  -faz dengesiz ebeke gerilimi aada verilen eitlikteki gibi ifade edilebilmektedir [6]. Sistemde sfr sral gerilim bileeni bulunmamaktadr. 
 vv v
.da ..1a+..1a-.
...	.. . 
.vdb .=.v1b+.+.v1b-.  (15) .v ..v ..v .
.dc ..1c+..1c-. Bu uygulama rneinde %10 dengesiz -faz ebeke gerilimi (16) eitliinde grlmektedir.  
 vda vdb vdc 
 
=311sin(.t) +31sin(.t)=311sin(.t -120) +31sin(.t +120)  (16) =311sin(.t +120) +31sin(.t -120)
ekil 10da dengesiz -faz ebeke gerilimi koulunda, 3-fazl 4-telli PAGFnin geleneksel AGT ve nerilen metot ile harmonik akmlar filtrelemesi simlasyon sonular grlmektedir. c faz yk akmnn THB deeri, 0.2 sden nce %28.97 ve 0.2 sden sonra %8.79dur. ekil 10cde grld gibi AGT ile kompanze edilmi ebeke akmlar, PAGF referans kompanzasyon akmlar negatif sral bileen ierdii iin sinzoidal deildir. Geleneksel AGT metodu ile kompanzasyondan sonra c faz ebeke akm THB deeri, 0.15<t<0.2 s sresince %10.15 ve 0.2 s sonras %10.44dr. ekil 11dde grld gibi nerilen metotta ebeke geriliminin negatif sral bileeni filtrelendii iin kompanzasyondan sonra -faz ebeke akmlar dengeli ve sinzoidal olmaktadr. nerilen metot ile kompanzasyondan sonra c faz ebeke akm THB deeri, 0.15<t<0.2 s sresince %2.16 ve 
0.2 s sonras %2.09dur. ekil 11de gsterildii gibi her iki metotla da 3-fazl 4-telli PAGF, ntr akm yok edimini ve reaktif g kompanzasyonunu baaryla yaplabilmektedir. 3-fazl 4-telli g sisteminde ebeke geriliminin dengesiz olmas, nerilen metot ile PAGFnin performansn etkilememektedir.  
400 
200 

0 -200 -400
0.1 

100 0 -100 
0.1 

100 0 -100 
0.1 

100 0 -100 
0.1 
PAGF letim PAGF letimde D Yk Art


0.15 0.2 0.25 (a). Dengesiz ebeke gerilimleri (vSabc [V]). 
0.15 0.2 0.25 (b). Yk akmlar (iLabc [A]). 
0.15 0.2 0.25 (c). AGT metodu ile iletimde ebeke akmlar (iSabc [A]). 


0.15 t[s] 0.2 0.25 
(d). nerilen metot ile iletimde ebeke akmlar (iSabc [A]). 

ekil 10. Dengesiz ebeke gerilimi koulunda harmonik akmlarn filtrelenmesi 
PAGF letim PAGF letimde D Yk Art

50 
0 

-50 

0.1	0.15 0.2 0.25 (a). Yk ntr akm (iLn [A]). 

50 
0 

-50 
0.1	0.15 0.2 0.25 (b). AGT metodu ile iletimde ebeke ntr akm (iSn [A]). 

50 
0 

-50 
0.1	0.15 0.2 0.25 (c). nerilen metot ile iletimde ebeke ntr akm (iSn [A]). 

400 
200 
0 -200 vSc 3x iLc-400 
0.1	0.15 0.2 0.25 (d). ebeke gerilimi ve yk akm. 

400 200 0 -200 
vSc 3x iSc

-400 
0.1 0.15 0.2 0.25 (e). AGT metodu ile iletimde ebeke gerilimi ve akm. 

400 200 0 -200 
vSc 3x iSc

-400 
0.1 0.15 t[s] 0.2 0.25 (f). nerilen metot ile iletimde ebeke gerilimi ve akm. 

ekil 11. Dengesiz ebeke gerilimi koulunda ntr akm yok edimi ve reaktif g kompanzasyonu 

RMS (A) THB % 
Dengesiz -faz ebeke gerilimi koulunda detayl simlasyon sonu zeti Tablo 2de verilmektedir. 
 Tablo 2. Dengesiz ebeke gerilimi koulunda llen deerlerin zeti 
 YK EBEKE AKIMLARI  
3FAZ AKIMLARI AGT NERLEN &  METOT 
NTR t<0.2 t>0.2 t> 0.15 t>0.2 t> 0.15 t>0.2 
 (s) (s) t<0.2 (s) (s) t<0.2 (s) (s) 
A 23.15 23.09 10.4 10.74 2.29 2.17 B 14.5 14.53 10.14 10.35 2.11 2.02 C 28.97 8.79 10.15 10.44 2.16 2.09 N 15.34 11.59 - - - - 
A 23.81 23.76 24.92 38.1 25.03 38.56 B 39.65 39.76 25.05 37.8 25.3 38.65 C 21.51 59.56 24.71 38.1 24.9 38.77 N 21.98 36.45 0.9 1.46 0.72 0.91 
 
5.3. Dengeli-Bozuk ebeke Gerilimi 
 -faz ebeke gerilimi dengeli-bozuk olduunda, ebeke gerilimi temel bileen dnda harmonik gerilim bileenleri iermektedir.-faz dengeli-bozuk ebeke gerilimi aadaki eitlikteki gibi ifade edilebilmektedir [6].  
 
.vba ..v1a+..vah .......
.vbb .=.v1b+.+.vbh .  (17) .v ..v ..v .
.bc ..1c+..ch . Trkiyede g sistemlerindeki gerilim harmonikleri olduka nemli harmonik kirlilie neden olmaktadr [15]. Simlasyonlarda kullanmak amacyla g harmonik analizr ile llen gerek ebeke gerilimi dalga ekli, THB seviyesi ve harmonik dalmekil 12de grlmektedir. ebeke gerilimi, 5. harmonik bileenin baskn olduu 3., 7. ve 11. harmonik bileenlere sahiptir. Bu durumdaki bir harmonik bozuluma sahip 3-faz ebeke gerilimi (18) eitliinde verilmektedir. 
 
 
vSa [V] t[s] 
10.0
100 Voltage Ph1 (%)       Thd = 6.37% 
9.0 
8.0 
7.0 
6.0 
5.0 
4.0 
3.0 
2.0 
1.0 
0 0 4 8 12162024283236404448525660 thd 
ekil 12. llen ebeke gerilim dalga ekli ve harmonik dalm 
vba =311sin(.t) +3.7sin(3.t) +18.6sin(5.t -120) 
+ 4.5sin(7.t) +3.1sin(11.t -120) 
vbb =311sin(.t -120) +3.7sin(3.t) +18.6sin(5.t) 
 
+ 4.5sin(7.t -120) +3.1sin(11.t) 
vbc =311sin(.t +120) +3.7sin(3.t) +18.6sin(5.t +120) 
+ 4.5sin(7.t +120) +3.1sin(11.t +120) 

 (18)  ekil 13de AGT ve nerilen metot ile 3-fazl 4-telli PAGFnin dengeli-bozuk ebeke gerilimi uygulama rnei koulunda harmonik akmlar filtrelemesi simlasyon sonular grlmektedir. Bu koulda geleneksel AGT performans yeterli grlmemektedir. c faz yk akmnn THB deeri 0.2 sden nce %25.81 ve 0.2 sden sonra %6.74dr. Geleneksel AGT metodu ile kompanzasyondan sonra c faz ebeke akmnn THB deeri, 0.15<t<0.2 s sresince %6.95 ve 0.2 s sonras %7.16dr. ekil 13dde grld gibi nerilen metotta kompanzasyondan sonra ebeke akmlar dengeli ve sinzoidal dalga ekline sahip olmakta ve c faz ebeke akmnn THB deeri, 0.15<t<0.2 s sresince %2.90 ve 0.2 s sonras %2.73 seviyesine drlmektedir. 
 
PAGF letim PAGF letimde D Yk Art400 200 0 -200 -400 

0.1 0.15 0.2 0.25 (a). Bozuk ebeke gerilimleri (vSabc [V]). 
100 
0 

-100 
0.1 0.15 0.2 0.25 (b). Yk akmlar (iLabc [A]). 
100 
0 

-100 
0.1 0.15 0.2 0.25 (c). AGT metodu ile iletimde ebeke akmlar (iSabc [A]). 
100 
0 

-100 
0.1 0.15 t[s] 0.2 0.25 (d). nerilen metot ile iletimde ebeke akmlar (iSabc [A]). 

ekil 13. Dengeli-bozuk ebeke gerilimi koulunda 
harmonik akm filtrelemesi  ekil 14de, her iki metotta da ntr akm yok ediminin ve reaktif g kompanzasyonunun 3-fazl 4telli PAGF ile baaryla yaplabildii grlmektedir. -faz dengeli-bozuk ebeke gerilimi koulu iin detayl simlasyon sonu zeti Tablo 3de verilmektedir. Sonu olarak, nerilen metot ile harmonik bozulum seviyesinde nemli bir azalma olmakta ve ebeke akmlarnn harmonik bozulumu, IEEE 519-1992 standardnda belirtilen %5 harmonik akm snr deerinin ok daha altna drlmektedir. 

M. Uar ve E. zdemir  deal Olmayan ebeke Gerilimi ve Dengesiz Yk artlarnda 3-Fazl 4-Telli Paralel Aktif G Filtresi Denetimi 
PAGF letim PAGF letimde D  Yk Art50 0 -50 
0.1 0.15 0.2 0.25 (a). Yk ntr akm (iLn [A]). 
50 0 -50 


0.1 0.15 0.2 0.25 (b). AGT metodu ile iletimde ebeke ntr akm(iSn [A]). 
50 0 -50 
0.1 0.15 0.2 0.25 (c). nerilen metot ile iletimde ebeke ntr akm (iSn [A]). 
400 200 0 -200 -400
0.1 
400 200 0 -200 -400
0.1 
vSc 3x iLc 
0.15 0.2 0.25 (d). ebeke gerilimi ve yk akm. 
vSc 3x iSc 
0.15 0.2 0.25 
(e). AGT metodu ile iletimde ebeke gerilimi ve akm. 
400 
(f). nerilen metot ile iletimde ebeke gerilimi ve akm. 
200  
0  
0.1-400 -200  0.15  t[s]  0.2  vSc  0.25 3x iSc  

ekil 14. Dengeli-bozuk ebeke gerilimi koulunda ntr akm yok edimi ve reaktif g kompanzasyonu 
 
5.4. Dengesiz-Bozuk ebeke Gerilimi 
 -faz ebeke gerilimi dengesiz ve bozuk olduunda ebeke gerilimi, negatif sral bileen ve harmonik bileenler iermektedir. Bu durumda, dengesiz ve bozuk -faz ebeke gerilimi (19) eitliinde verildii gibi ifade edilebilmektedir [8]. 
Tablo 3. Dengeli-bozuk ebeke gerilimi koulunda llen deerlerin zeti 
 YK EBEKE AKIMLARI 
 
3FAZ AKIMLARI AGT NERLEN &  METOT 
NTR t<0.2 t>0.2 t> 0.15 t>0.2 t> 0.15 t>0.2 
 (s) (s) t<0.2 (s) (s) t<0.2 (s) (s) 
A 26.02 25.83 6.77 7.3 2.65 2.52 B 15.02 15.07 6.91 6.97 2.79 2.23 C 25.81 6.74 6.95 7.16 2.90 2.73 N 25.4 23.97 ----
A 22.4 22.43 25.92 40.38 25.85 40.23 B 41.57 41.51 26.12 40.32 26.03 40.32 C 22.47 62.86 25.98 40.88 25.93 40.64 N 23.44 34.52 1.19 1.88 0.93 1.33 
.vdba ..v1a+..v1a-..vah ..........vdbb .=.v1b+.+.v1b-.+.vbh .  (19) 
.v ..v ..v ..v .

.dbc ..1c+..1c-..ch . Bu uygulama rneini gerekletirmek iin simlasyonda kullanlan dengesiz ve bozuk -faz ebeke gerilimi aada verilmektedir.   
vdba =311sin(.t) +31sin(.t) +3.7sin(3.t) 
+18.6sin(5.t -120) +4.5sin(7.t) 
+ 3.1sin(11.t -120) 
vdbb =311sin(.t -120) +31sin(.t +120) +3.7sin(3.t) 
+18.6sin(5.t) +4.5sin(7.t -120) +3.1sin(11.t) vdbc =311sin(.t +120) +31sin(.t -120) +3.7sin(3.t) 
+18.6sin(5.t +120) +4.5sin(7.t +120) 
+ 3.1sin(11.t +120) 

 (20)  ekil 15de AGT ve nerilen metot ile 3-fazl 4-telli PAGFnin dengesiz ve bozuk ebeke gerilimi uygulama rnei koulunda harmonik akmlar filtrelemesi simlasyon sonular grlmektedir.   Bu koulda, geleneksel AGT ile 3-fazl 4-telli PAGFnin performans yeterli grlmemektedir. c faz yk akmnn THB deeri 0.2 sden nce %28.17 ve 0.2 sden sonra %6.61dir. AGT ile kompanzasyondan sonra c faz ebeke akm 0.15<t<0.2 s sresince %11.9 ve 0.2 s sonras %12.21 THB seviyesine sahiptir. Kompanzasyondan sonra nerilen metot ile ebeke akmlar dengeli ve sinzoidal dalga ekline sahip olmakta ve 0.15<t<0.2 s sresince %2.67 ve 0.2 s sonras %2.01 THB seviyesine drlmektedir. 
PAGF letim PAGF letimde D Yk Art400 200 0 -200 -400 
0.1 0.15 0.2 0.25 (a). Dengesiz-bozuk ebeke gerilimleri (vSabc [V]).
100 
0 

-100 
0.1 0.15 0.2 0.25 
(b). Yk akmlar (iLabc [A]). 100
0 

-100 
0.1 0.15 0.2 0.25 (c). AGT metodu ile iletimde ebeke akmlar (iSabc [A]). 
100 
0 

-100 
0.1 0.15 t[s] 0.2 0.25 (d). nerilen metot ile iletimde ebeke akmlar (iSabc [A]). 

ekil 15. Dengesiz-bozuk ebeke gerilimi koulunda harmonik akmlarn filtrelemesi
RMS (A) THB % 


ekil 16da grld gibi her iki metot ile de 3-fazl 4-telli PAGF, ntr akm yok edimini ve reaktif g kompanzasyonunu baaryla yapabilmektedir.  
PAGF letim PAGF letimde D  Yk Art50 0 -50 


0.1 0.15 0.2 0.25 (a). Yk ntr akm (iLn [A]). 
50 
0 
-50 

0.1 0.15 0.2 0.25 (b). AGT metodu ile iletimde ebeke ntr akm(iSn [A]). 
50 
0 
-50 



0.1 0.15 0.2 0.25 (c). nerilen metot ile iletimde ebeke ntr akm(iSn [A]). 
400 
200 
0 
-200 vSc 3x iLc-400
0.1 0.15 0.2 0.25 (d). ebeke gerilimi ve yk akm. 
400 
200 
0 
-200 vSc 3x iSc-400
0.1 0.15 0.2 0.25 (e). AGT metodu ile iletimde ebeke gerilimi ve akm. 
400 
200 
0 
-200 vSc 3x iSc-400
0.1 0.15 t[s] 0.2 0.25 (f). nerilen metot ile iletimde ebeke gerilimi ve akm. 
ekil 16. Dengesiz-bozuk ebeke gerilimi koulunda ntr akm yok edimi ve reaktif g kompanzasyonu 
Yk ve ebeke akmlar ile THB deerlerinin zeti Tablo 4de verilmektedir.   
Tablo 4. Dengesiz-bozuk ebeke gerilimi koulunda llen deerlerin zeti  YK EBEKE AKIMLARI  
3FAZ AKIMLARI AGT NERLEN &  METOT 
NTR t<0.2 t>0.2 t> 0.15 t>0.2 t> 0.15 t>0.2 
 (s) (s) t<0.2 (s) (s) t<0.2 (s) (s) 
A 22.71 22.74 12.61 12.84 2.63 2.59 B 15.94 15.67 11.54 11.86 2.46 2.07 C 28.17 6.61 11.9 12.21 2.67 2.01 N 27.22 19.64 - - - - 
A 23.96 23.96 25.41 38.8 25.51 39.05 B 40.01 40.1 25.52 38.52 25.77 39.17 C 21.7 59.98 25.21 38.78 25.4 39.26 N 22.39 37.04 0.96 1.53 0.78 0.98
RMS (A) THB % 

Dengesiz ve bozuk ebeke gerilimi koulu ok zel bir durumdur. Fakat nerilen metot ile ebeke akm harmonik bozulum seviyesinde nemli bir azalma olmaktadr. Simlasyon almalarnda kullanlan sistem parametreleri Tablo 5de verilmektedir. 
Tablo 5. Simlasyon almalarnda kullanlan sistem parametreleri 
PARAMETRE DEER 
 Gerilimi (VSabc) 220Vrms/Faz-Ntr 
ebeke Frekans (f) 50Hz 
Empedans (RS, LS) 10m. 0.1mH 
DA bara gerilimi (VDA) 800V 
 DA kondansatr (C1=C2) 4500F 
PAGF Anahtarlama frekans (fS) 10KHz/Ortalama  
AA taraf filtre (RC, LC) 0.1.,1mH (RF, CF) 2., 20F 
AA taraf filtre (RY, LY) 1., 0.25mH 
Yk 	DA taraf (RY1, RY2, RY3) 15., 10., 5. (LY1, LY2=LY3) 50mH, 1mH (CY1=CY2) 100F 

 
6. SONU  
Bu almada, dengesiz ve dorusal olmayan ykler ile ideal olmayan ebeke gerilimi uygulama rnekleriyle 3-fazl 4-telli PAGFnin performansn artrmak iin AGT tabanl yeni bir denetim algoritmas nerilmektedir. Uygulama rneklerine ait simlasyon sonularna gre, nerilen denetim algoritmas ile 3fazl 4-telli PAGF aadaki fonksiyonlar baaryla yerine getirmektedir. 
 
i. Harmonik akmlar filtrelemesi 
ii. 	Reaktif g kompanzasyonu 
iii. Yk akmlarn dengelemesi 
iv.
 Ar ntr akm yok edimi 

v. 	
Dinamik ve srekli hal iletmelerindeki yksek 


performans.  nerilen denetim algoritmas ile geleneksel 3-kollu GKE tabanl 3-fazl 4-telli PAGF, ideal olmayan tm ebeke gerilimi durumlarnda IEEE 519-1992 standart gereksinimleri iin olduka yeterlidir. 
 
TEEKKR 
 Bu alma, 103E034-AY-57 sayl TBTAK Aratrma Altyapsn Destekleme Program kapsamnda desteklenmektedir. 


SMGELER DZN
CF  : Anahtarlama  harmonikleri  filtre  
kondansatr kapasitesi  
iCabc  : Anlk kompanzasyon akmlar 
*iCa  ,  *iCb  ,  *iCc  : a-b-c koordinatlarnda anlk referans  
kompanzasyon akmlar 

i* C0, 	i* C. , i* C : .--0 koordinatlarnda anlk referans 
kompanzasyon akmlariLabc : Anlk yk akmlariSabc : Anlk ebeke akmlari., i, i0 : .--0 koordinatlarnda anlk ebeke 
akmlarLC : Aktif filtre bobin endktansLS : ebeke endktansLY : Yk filtre bobin endktans
n : Ntr 

p : Anlk gerek g 

p : Ortalama gerek g ~ 

p : Gerek gcn dalgal bileeni pkayp : Ortalama kayp gerek g 


p0 : Anlk sfr sral g p2.: Gerek gcn negatif sral bileeni p3 : -faz anlk gerek g ph : Gerek gcn harmonik bileeni 
q : Anlk sanal g 

q : Ortalama sanal g ~ 

q : Sanal gcn dalgal bileeni q2.: Sanal gcn negatif sral bileeni qh : Sanal gcn harmonik bileeni 


RC : Aktif filtre bobin direnci  RF : Anahtarlama harmonikleri filtreleme 
direnci  
RS  : ebeke i direnci  
RY  : Yk filtre bobin direnci  
vah, vbh, vch  : ebeke  geriliminin  harmonik  

bileenleri 

vba, vbb, vbc : a, b, c faz dengeli-bozuk anlk ebeke gerilimleri 
vd, vq : d-q koordinatlarnda anlk ebeke gerilimleri 
vda, vdb, vdc : a, b, c faz dengesiz anlk ebeke gerilimleri 
vdba, vdbb, vdbc : a, b, c faz dengesiz-bozuk anlk 
ebeke gerilimleri. 

vSabc : a, b, c faz anlk ebeke gerilimleri 
v., v, v0 : .--0 koordinatlarnda anlk ebeke 
gerilimleri v1a+, v1b+, v1c+ : ebeke geriliminin temel pozitif sralbileeni v1a-, v1b-, v1c-: ebeke geriliminin temel negatif sralbileeni .p : Ortalama gerek g 
Gazi niv. Mh. Mim. Fak. Der. Cilt 20, No 3, 2005 





