Tarımsal sulama sistemlerinde enerji verimliliği ve şebeke kararlılığı için d-statcom uygulaması: Modelleme, simülasyon ve performans analizi
Yükleniyor...
Tarih
2025-01-27
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Batman Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez çalışmasında, tarımsal sulama sistemlerinde reaktif güç yönetimi ve gerilim kararlılığını artırmaya yönelik bir çözüm olarak D-STATCOM’un modeli geliştirilmiş ve performansı incelenmiştir. Çalışmada, D-STATCOM’un reaktif güç dengeleme, gerilim düzenleme ve frekans kontrolü üzerindeki etkileri MATLAB Simulink ortamında modellenmiş ve analiz edilmiştir. Tarımsal sulama sistemleri, genellikle yüksek reaktif güç talebi nedeniyle şebeke kararlılığı ve enerji kalitesini olumsuz etkileyebilen motorlar ve pompalar gibi endüktif yüklerin yoğun olduğu sistemlerdir. Bu çalışmada, D-STATCOM’un sulama fiderlerindeki reaktif güç dalgalanmalarını dengeleyerek güç faktörünü iyileştirdiği ve gerilim seviyelerini stabilize ettiği gösterilmiştir. Simülasyon sonuçları, D-STATCOM’un yük değişimlerine hızlı bir şekilde yanıt verdiğini ve sistem kararlılığını artırdığını ortaya koymaktadır.Çalışmada, D-STATCOM’un kontrol mekanizmaları detaylı bir şekilde incelenmiş, referans gerilim (Vref) ve referans akım (Iqref) değerlerine dayalı reaktif güç yönetimi başarıyla gerçekleştirilmiştir. Endüktif yüklerin neden olduğu gerilim düşüşlerinde D-STATCOM’un reaktif güç sağlayarak, kapasitif yüklerin neden olduğu gerilim yükselmelerinde ise reaktif güç çekerek gerilim profillerini stabilize ettiği tespit edilmiştir. Ayrıca, inverter çıkışındaki harmoniklerin LC filtrelerle temizlenmesi sayesinde enerji kalitesinin artırıldığı ve sistemin güvenilirliğinin sağlandığı görülmüştür. Simülasyon verileri, D-STATCOM’un devreye girdiği durumlarda, şebeke kararlılığının yaklaşık 0.1 saniye gibi kısa bir sürede sağlandığını göstermiştir. Güç faktörünün 0.7 seviyesinden 0.95 seviyesine çıkarılması ve enerji kayıplarının %15 oranında azaltılması, D-STATCOM’un tarımsal sulama sistemlerinde enerji verimliliği sağlama konusundaki etkinliğini ortaya koymaktadır. Bu çalışma, tarımsal sulama fiderlerinde reaktif güç yönetimi ve enerji kalitesinin artırılması için D-STATCOM’un önemli bir çözüm sunduğunu göstermektedir. Gelecekte, D-STATCOM’un yenilenebilir enerji kaynakları ve enerji depolama sistemleriyle entegrasyonu, bu teknolojinin daha geniş çaplı uygulamalarını destekleyebilir. Bu bağlamda, çalışma bulguları, tarımsal sulama sistemlerinde enerji verimliliği, şebeke kararlılığı ve sürdürülebilir enerji yönetimi için D-STATCOM’un kritik bir araç olduğunu kanıtlamaktadır.
In this thesis, a model of D-STATCOM was developed and its performance was analyzed as a solution to improve reactive power management and voltage stability in agricultural irrigation systems. The study modeled and evaluated the effects of D-STATCOM on reactive power balancing, voltage regulation, and frequency control using MATLAB Simulink. Agricultural irrigation systems often involve inductive loads such as motors and pumps, which demand high reactive power and can adversely affect grid stability and energy quality. This study demonstrated that D-STATCOM successfully balances reactive power fluctuations in irrigation feeders, improves the power factor, and stabilizes voltage levels. Simulation results revealed that D-STATCOM responds quickly to load variations, thereby enhancing system stability. In the study, D-STATCOM’s control mechanisms were examined in detail, and reactive power management was successfully achieved based on reference voltage (Vref) and reference current (Iqref) values. It was observed that D-STATCOM provides reactive power to counter voltage drops caused by inductive loads and absorbs reactive power to stabilize voltage rises due to capacitive loads. Additionally, the elimination of harmonics at the inverter output using LC filters improved energy quality and ensured system reliability. Simulation data showed that when D-STATCOM was activated, grid stability was achieved within a short time of approximately 0.1 seconds. The power factor was improved from 0.7 to 0.95, and energy losses were reduced by 15%, demonstrating the effectiveness of D-STATCOM in enhancing energy efficiency in agricultural irrigation systems.This study highlights the potential of D-STATCOM as a significant solution for improving reactive power management and energy quality in agricultural irrigation feeders. In the future, integrating D-STATCOM with renewable energy sources and energy storage systems could support broader applications of this technology. In this context, the findings of this study demonstrate that D-STATCOM is a critical tool for energy efficiency, grid stability, and sustainable energy management in agricultural irrigation systems.
In this thesis, a model of D-STATCOM was developed and its performance was analyzed as a solution to improve reactive power management and voltage stability in agricultural irrigation systems. The study modeled and evaluated the effects of D-STATCOM on reactive power balancing, voltage regulation, and frequency control using MATLAB Simulink. Agricultural irrigation systems often involve inductive loads such as motors and pumps, which demand high reactive power and can adversely affect grid stability and energy quality. This study demonstrated that D-STATCOM successfully balances reactive power fluctuations in irrigation feeders, improves the power factor, and stabilizes voltage levels. Simulation results revealed that D-STATCOM responds quickly to load variations, thereby enhancing system stability. In the study, D-STATCOM’s control mechanisms were examined in detail, and reactive power management was successfully achieved based on reference voltage (Vref) and reference current (Iqref) values. It was observed that D-STATCOM provides reactive power to counter voltage drops caused by inductive loads and absorbs reactive power to stabilize voltage rises due to capacitive loads. Additionally, the elimination of harmonics at the inverter output using LC filters improved energy quality and ensured system reliability. Simulation data showed that when D-STATCOM was activated, grid stability was achieved within a short time of approximately 0.1 seconds. The power factor was improved from 0.7 to 0.95, and energy losses were reduced by 15%, demonstrating the effectiveness of D-STATCOM in enhancing energy efficiency in agricultural irrigation systems.This study highlights the potential of D-STATCOM as a significant solution for improving reactive power management and energy quality in agricultural irrigation feeders. In the future, integrating D-STATCOM with renewable energy sources and energy storage systems could support broader applications of this technology. In this context, the findings of this study demonstrate that D-STATCOM is a critical tool for energy efficiency, grid stability, and sustainable energy management in agricultural irrigation systems.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Reaktif Güç, Tarımsal Sulama, Frekans Kontrolü, Matlab Simulink, Reactive Power, Agricultural Irrigation, Frequency Control
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Nar, R. (2025). Tarımsal sulama sistemlerinde enerji verimliliği ve şebeke kararlılığı için d-statcom uygulaması: Modelleme, simülasyon ve performans analizi. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Batman Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Batman.
