Tarımsal sulama sistemlerinde enerji verimliliği ve şebeke kararlılığı için D-STATCOM uygulaması: Modelleme, simülasyon ve performans analizi
D-STATCOM application for energy efficiency and grid stability in agricultural irrigation systems: Modeling, simulation and performance analysis
- Tez No: 919922
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET RIDA TÜR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Batman Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 83
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.
Özet (Çeviri)
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.
Benzer Tezler
- Fotovoltaik enerji destekli akıllı tarımsal sulama sistemi
Smart solar irrigation system with fotovoltaic energy
MERVE SEZGİNER ÖKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH ÖZEN ÜNVERDİ
- Fotovoltaik güneş enerji sistemlerinin uygulama alanları verimliliği ve maliyet analizi
Application areas efficiency and cost analysis of photovoltaic solar energy systems
GÖKHAN ÇAYIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiAdıyaman ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULCELİL BUĞUTEKİN
- Dere yatağına yakın tarımsal arazilerin güneş enerji sistemiyle sulanması: Diyarbakır Silvan ilçesi örneği
Solar energy powered irrigation of agricultural lands near stream beds: The Diyarbakır Silvan district example
REŞİT AZİZOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriDicle ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Kaynakları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH KOÇYİĞİT
- Pompaj sistemlerinde enerji verimliliğinin incelenmesi ve Alibeyhüyüğü Bölgesi örneği
Investigation of energy efficency in pumping systems and example of Alibeyhüyüğü Region
NURULLAH DOĞMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
EnerjiNecmettin Erbakan ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİDAYET OĞUZ