Elektrik iletim sistemlerinde gerilim yalnız üretilen aktif güce bağlı değildir. Hatların, transformatörlerin ve özellikle endüktif veya kapasitif yüklerin oluşturduğu reaktif güç akışı, şebeke gerilimini önemli ölçüde değiştirebilir. Yük hızla arttığında veya sistemde ani bir bozucu etki meydana geldiğinde reaktif güç desteği yeterince hızlı sağlanamazsa bara gerilimi düşebilir; aşırı durumlarda gerilim kararsızlığı ve gerilim çökmesi ortaya çıkabilir.

Haşim Koçakelçi ve Yurdagül Benteşen Yakut'un çalışması, bu probleme güç elektroniği tabanlı bir çözüm olan Statik Senkron Kompansatörün (STATCOM) etkisini Mardin'in Kızıltepe ilçesindeki gerçek bir iletim sistemi üzerinden inceliyor. Çalışmada TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi Enerji Enstitüsü ile TEİAŞ 16. Bölge Müdürlüğünün ortak projesi kapsamında bölgede kullanılan 2×12 MVAr, yani toplam 24 MVAr sınıfındaki STATCOM ve ilgili güç sistemi verileri ele alınmıştır.

Araştırmacılar 1–30 Haziran 2022 tarihleri arasındaki TR5, TR6 ve STATCOM saha kayıtlarını incelemiş; ardından sistemi gerçek işletme verilerine dayalı olarak MATLAB/Simulink ortamında modellemiştir. Simülasyonda ani gerilim düşümleri meydana geldiğinde STATCOM'un reaktif güç tepkisinin yaklaşık 0,01–0,02 saniye içinde başladığı; fazlardan birindeki bozulmanın yaklaşık 0,07 saniyede, diğerindeki daha uzun bozulmanın ise yaklaşık 0,155 saniyede toparlandığı raporlanmıştır.

Referans gerilim açısından simülasyonun başka bir gösteriminde bara değeri yaklaşık 1,00 pu seviyesinden 0,95 pu'ya düştükten sonra STATCOM devreye girmiş ve gerilim yaklaşık 0,99 pu seviyesine yükselmiştir. Bulgular, incelenen model ve saha koşullarında STATCOM'un hızlı reaktif güç alışverişi yoluyla gerilim desteği sağladığını göstermektedir.

Gerilim kararlılığı neden reaktif güçle ilişkilidir?

Alternatif akım sistemlerinde aktif güç esas olarak yararlı enerji aktarımını temsil ederken reaktif güç, elektrik ve manyetik alanların kurulması için hatlar, transformatörler ve yükler arasında sürekli olarak gidip gelir. Özellikle uzun iletim hatlarında ve ağır endüktif yük altında reaktif güç ihtiyacının artması bara gerilimlerini aşağı çekebilir.

Bir şebekede yük değiştiğinde gerekli reaktif destek hızlı biçimde karşılanamazsa gerilim düşüşü yalnız yerel bir sorun olarak kalmayabilir. Gerilim düştükçe bazı yüklerin daha fazla akım çekmesi, hat kayıplarının artması ve reaktif güç gereksiniminin büyümesi sistemi daha da zorlayabilir. Bu nedenle modern iletim sistemlerinde hızlı ve sürekli ayarlanabilir reaktif güç kaynakları önemlidir.

STATCOM Gerilimi Nasıl Düzenler?

STATCOM, bara gerilimini ölçerek gerilim-kaynaklı dönüştürücüsünün çıkış gerilimini şebeke gerilimine göre ayarlar; uygun durumda şebekeye kapasitif reaktif akım verir, diğer durumda endüktif reaktif akım çekerek gerilim büyüklüğünü referans değer çevresinde tutmaya çalışır.

STATCOM'un temel yapısı

Kaynak çalışmada STATCOM dört temel bileşen üzerinden açıklanmaktadır:

• Voltage Source Converter (VSC): DC taraftaki gerilimi kontrollü üç fazlı AC gerilime dönüştürür.
• Kuplaj transformatörü: STATCOM ile şebeke arasında elektriksel bağlantıyı ve uygun gerilim seviyesini sağlar.
• Kontrol birimi: Bara gerilimi ile referans arasındaki hatayı izler ve dönüştürücünün kontrol değişkenlerini üretir.
• DC enerji kaynağı / DC bara: Dönüştürücü için gerekli DC gerilim seviyesini oluşturur.

Kapasitif ve endüktif çalışma

Kaynağın çalışma-prensibi bölümünde dönüştürücü çıkış geriliminin büyüklüğü şebeke geriliminden daha yüksek olduğunda akımın STATCOM'dan AC sisteme aktığı ve cihazın kapasitif reaktif güç desteği verdiği; çıkış gerilimi daha düşük olduğunda ise şebekeden STATCOM'a reaktif akım aktığı ve cihazın endüktif çalışma bölgesine geçtiği açıklanmaktadır.

Dönüştürücü çıkışı ile şebeke gerilimi eşit olduğunda ve faz farkı bulunmadığında ideal durumda net reaktif güç alışverişi sıfıra yaklaşır.

Kaynağın 5. sayfasındaki madde listesinde bu “üretme/tüketme” yönleri ters ifadelerle de yazılmıştır. Bu nedenle işaret konvansiyonuna ilişkin o madde listesi, aynı makalenin 3. sayfasındaki çalışma-prensibi açıklamasıyla tamamen tutarlı değildir. Verianla metninde bu çelişki gizlenmemektedir.

Neden klasik kapasitör bankasından daha hızlı?

STATCOM'un temel avantajı, mekanik anahtarlamalı kapasitör veya reaktör gruplarını kademeli biçimde devreye almak yerine yarıiletken güç elektroniği üzerinden sürekli ve çok hızlı kontrol yapabilmesidir. Kaynak, cihazın milisaniye ölçeğinde reaktif güç üretip tüketebilmesini ani yük değişimleri ve arıza koşullarında önemli bir üstünlük olarak değerlendirmektedir.

Makale ayrıca düşük şebeke gerilimlerinde STATCOM'un TCSVC'ye göre daha yüksek akım desteğini koruyabildiğini vurgular. Kaynağın anlatımına göre TCSVC'nin reaktif güç kapasitesi düşük gerilimde gerilimin karesiyle daha hızlı azalırken STATCOM'un çıkışı akım sınırı nedeniyle gerilimle daha doğrusal azalır.

PI denetleyici ne yapıyor?

Kontrol sisteminde ölçülen gerilim ile hedef gerilim arasındaki fark hata sinyalini oluşturur. PI denetleyici bu hatanın oransal ve integral bileşenlerini kullanarak VSC için yeni kontrol sinyali üretir.

Kaynak oransal ve integral kazançların yanlış seçilmesinin sistemi yavaşlatabileceğini veya kararsız hale getirebileceğini; performansın IAE, ISE, ITAE ve ITSE gibi zaman alanı hata ölçütleriyle değerlendirilebileceğini belirtmektedir.

Kızıltepe'deki Gerçek Güç Sistemi Nasıl İncelendi?

Araştırmacılar TEİAŞ 16. Bölge Müdürlüğünden alınan Kızıltepe saha verilerini kullanarak TR5 ve TR6 transformatörleri, bölgedeki besleyiciler, yaklaşık 60 MW toplam yük ve 2×12 MVAr STATCOM'u MATLAB/Simulink'te yeniden modellemiş; modelin reaktif güç ve gerilim davranışını saha kayıtlarıyla karşılaştırmıştır.

Saha altyapısı

Kaynakta bölgenin TR5 ve TR6 olarak adlandırılan iki ana transformatör merkezi tarafından beslendiği belirtilmektedir. Transformatörler 380/33,6 kV gerilim sınıfında ve 125 MVA sınıfında tanımlanmaktadır.

Saha verilerine göre iki ana transformatörün ortalama yükü yaklaşık 30'ar MW düzeyindedir; çalışma bu nedenle simülasyon için yaklaşık 60 MW toplam yük kullanmıştır.

Model hazırlanırken bölgedeki 12 feeder hattının gerçek uzunluklarının TEİAŞ'tan alındığı ve Simulink modeline işlendiği belirtilmektedir.

Haziran 2022 saha kayıtları

Çalışma 1 Haziran–30 Haziran 2022 dönemindeki gerçek işletme verilerini incelemiştir. Kaynağın verdiği aralıklara göre TR5'in üç faz gerilimleri yaklaşık 18–20,5 kV; TR6'da A ve B fazları yaklaşık 18,2–20 kV, C fazı ise yaklaşık 18–19,8 kV arasında değişmiştir.

TR5 ve TR6 güç faktörlerinde ay boyunca belirgin dalgalanmalar görülmektedir. Kaynak TR5 için yaklaşık −0,817 ile +0,946, TR6 için yaklaşık −0,851 ile +0,978 arasında değerler raporlamaktadır.

STATCOM'un üç faz gerilimleri de aynı dönemde yaklaşık 18–20,5 kV aralığında raporlanmıştır. Bu gözlemler, STATCOM ölçümlerinin ilgili bara ve transformatör gerilim davranışıyla birlikte değiştiğini göstermektedir.

Kaynakta neden birim sorunu var?

Güç grafiklerinin açıklamalarında önemli bir teknik dikkat noktası bulunmaktadır. Örneğin TR5 ve TR6 için aktif güç yaklaşık 10–70 MW olarak açıklanırken görünür güç “10–70 kVA”, reaktif güç ise “−10 ile +10 kVAr” şeklinde yazılmıştır. Grafik eksenleri ise binli değerler ve cihazın MVAr sınıfıyla birlikte okunduğunda bu metin birimlerinin ölçek bakımından şüpheli olduğunu göstermektedir.

Benzer biçimde 24 MVAr sınıfındaki STATCOM için metinde yaklaşık “−4 kVAr” reaktif güç ifadesi kullanılmaktadır. Ham TEİAŞ veri dosyası veya yazar açıklaması olmadan bu değerleri “−4 MVAr” diye sessizce düzeltmek bilimsel olarak doğru olmayacaktır. Bu nedenle burada kaynakta yazıldığı şekliyle birim tutarsızlığı açıkça belirtilmekte, kesin ölçek yeniden yorumlanmamaktadır.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

MATLAB/Simulink modeli

Kaynağın 11. sayfasındaki Şekil 16, gerçek sistemden türetilmiş Simulink modelini göstermektedir. Modelde iki ana transformatör, 12 dağıtım hattı, yaklaşık 60 MW yük ve iki adet 12 MVAr'lık STATCOM bileşeni bulunmaktadır.

Simülasyonun amacı yalnız normal çalışma durumunu üretmek değil, faz gerilimleri bozularak STATCOM'un dinamik tepki hızını incelemektir.

STATCOM Simülasyonda Ne Kadar Hızlı Tepki Verdi?

Kaynağın simülasyonunda gerilim düşüşünün yaklaşık 0,01 saniyede algılanmasının ardından reaktif güç müdahalesi 0,01–0,02 saniye aralığında başlamış; faz C'deki bozulma yaklaşık 0,07 saniyede, faz A'daki daha uzun gerilim bozulması ise yaklaşık 0,155 saniyede toparlanmıştır.

Faz gerilimlerinin davranışı

Kaynağın Şekil 17'sinde faz A kırmızı, faz B koyu mavi ve faz C koyu yeşil olarak gösterilmiştir. Faz B daha kararlı davranırken A ve C fazlarında belirgin gerilim çökmesi oluşturulmuştur.

STATCOM gerilim düşmesini algıladıktan sonra reaktif güç çıkışını hızla değiştirmiştir. Kaynak Şekil 18'de müdahalenin yaklaşık yüzde bir saniye mertebesinde başladığını bildirmektedir.

Saha verisi ile model karşılaştırması

Yazarlar Şekil 20'de saha STATCOM verisiyle Simulink'ten elde edilen reaktif güç davranışını karşılaştırmakta ve benzer seviyeler bulunduğunu belirtmektedir. Bu karşılaştırma modelin gerçek sistem davranışını belirli ölçüde temsil ettiğine ilişkin temel doğrulama olarak kullanılmaktadır.

Bununla birlikte makale ayrıntılı hata metriği, RMSE, güven aralığı veya istatistiksel uygunluk testi vermemektedir. Dolayısıyla “model tamamen doğrulanmıştır” demek yerine, incelenen reaktif güç ve gerilim davranışlarının saha verileriyle nitel ve yaklaşık nicel uyum gösterdiği ifadesi daha güvenlidir.

Çalışmanın desteklediği sonuçlar

• STATCOM incelenen güç sisteminde bara gerilimini reaktif güç alışverişiyle hızlı biçimde destekleyebilmektedir.
• Simülasyonda gerilim düşmesine tepki yaklaşık 0,01–0,02 saniye mertebesinde başlamıştır.
• İncelenen faz bozulmaları yaklaşık 0,07–0,155 saniye içinde giderilmiştir.
• Yaklaşık 0,95 pu'ya düşürülen bara gerilimi STATCOM müdahalesinden sonra yaklaşık 0,99 pu seviyesine yaklaşmıştır.
• Gerçek TEİAŞ verileri kullanılarak kurulan Simulink modeli saha sisteminin temel gerilim ve reaktif güç davranışına benzer sonuçlar üretmiştir.
• Hızlı reaktif kompanzasyon, ani yük değişimlerinde gerilim kararlılığına katkı sağlamaktadır.

Çalışmanın kanıtlamadığı sonuçlar

• Çalışma bütün Türkiye iletim sistemi için aynı performansın garanti edildiğini göstermemektedir.
• Farklı STATCOM güçleri, farklı denetleyiciler veya alternatif FACTS cihazlarıyla kontrollü deneysel karşılaştırma yapılmamıştır.
• Modelin tüm harmonikleri, anahtarlama kayıplarını, koruma sistemlerini ve bütün olası şebeke arızalarını eksiksiz temsil ettiği gösterilmemiştir.
• Gerilim kararlılığı iyileşmesine ilişkin genel bir yüzde iyileşme veya istatistiksel güven aralığı verilmemektedir.
• Metindeki bazı güç birimleri ve reaktif güç yönü ifadeleri kendi içinde tutarsızdır; bunlar ham veri olmadan kesinleştirilemez.
• Çalışma STATCOM'un elektrik hırsızlığını doğrudan tespit ettiğini göstermemektedir.

Elektrik hırsızlığı iddiası neden ayrı değerlendirilmelidir?

Makalenin sonuç bölümünde yazarlar STATCOM'un belirlediği anormal gerilim bölgelerinin incelenmesinin insan kaynaklı yasa dışı elektrik kullanımını ortaya çıkarmaya yardımcı olabileceğini öne sürmektedir.

Ancak çalışmada elektrik hırsızlığına ait etiketli veri seti, sınıflandırma algoritması, saha deneyi, yanlış alarm analizi veya doğruluk ölçümü bulunmamaktadır. Bu nedenle söz konusu ifade çalışmanın doğrulanmış bulgusu değil, gelecekte değerlendirilebilecek bir uygulama önerisidir.

Kaynak ve Yöntem Notu

Özgün başlık:Effects of STATCOM device on power systems / STATCOM cihazının güç sistemleri üzerindeki etkileri.

Yazarlar: Haşim Koçakelçi ve Yurdagül Benteşen Yakut.

Kurum: Dicle Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği, Diyarbakır, Türkiye.

Dergi: Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / Pamukkale University Journal of Engineering Sciences.

Yayın türü: Hakemli araştırma makalesi.

Güncel yayın durumu: Advanced Online Publication, 6 Ocak 2026.

DOI: 10.65206/pajes.91126.

Gönderim / revizyon / kabul: 11 Temmuz 2025 / 16 Kasım 2025 / 1 Aralık 2025.

Veri kaynağı: TEİAŞ 16. Bölge Müdürlüğü, Kızıltepe bölgesi; saha grafiklerinde 1–30 Haziran 2022 dönemi kullanılmaktadır. Kaynak teşekkür bölümünde TEİAŞ'a veri kullanım izni için teşekkür edilmektedir.

Sistem: Kaynakta 400 kV sınıfındaki Kızıltepe enerji sistemi, TR5 ve TR6 ana besleme transformatörleri ve 2×12 MVAr STATCOM kurulumu incelenmektedir.

Yöntem: Gerçek saha işletme verilerinin incelenmesi ve bu verilere dayalı MATLAB/Simulink güç sistemi modellemesi.

Etik kurul: Yazarlar etik kurul onayının gerekli olmadığını bildirmektedir.

Çıkar çatışması: Yazarlar kişi veya kurumlarla çıkar çatışması bulunmadığını bildirmektedir.

Yazar katkıları: Kaynağa göre ikinci yazar fikir, tasarım ve literatür taramasına; birinci yazar sonuçların değerlendirilmesi, kullanılan materyalin temini, sonuçların incelenmesi ve içerik kontrolüne katkı sağlamıştır.

Kaynak tutarlılığı notu: Makalede bazı aktif/görünür/reaktif güç birimleri cihaz ve şebeke ölçekleriyle uyuşmayacak şekilde kVA veya kVAr olarak yazılmış görünmektedir. Ayrıca STATCOM'un reaktif güç üretme/tüketme yönüne ilişkin iki metin bölümü birbiriyle çelişmektedir. Bu Verianla metninde belirsiz noktalar ham veri veya yazar doğrulaması olmadan yeniden yorumlanmamıştır.

Lisans: Derginin güncel politika sayfası CC BY-NC 4.0 belirtirken makalenin Türkçe DergiPark altbilgisinde CC BY-NC-SA 4.0 görünmektedir. Yeniden kullanım açısından bu metadata farkı dikkate alınmalı ve kaynak figürler yerine özgün yeniden çizimler tercih edilmelidir.

Verianla Live: Uygundur. En güçlü Live Figure senaryosu; gerilimin 1,00 pu'dan yaklaşık 0,95 pu'ya düşmesi, STATCOM reaktif güç tepkisinin başlaması ve gerilimin yaklaşık 0,99 pu'ya geri yaklaşmasını zaman ekseninde göstermektir. Nicel animasyon yalnız ham MATLAB veya TEİAŞ veri noktaları temin edildiğinde hazırlanmalıdır.