Aeroderivatif gaz türbinlerinin optimum yük hesaplaması ve şebeke frekans stabilizasyonuna katkılarının belirlenmesi
Optimum load calculation of aeroderivative gas turbines and determination of their contribution to grid frequency stabilization
- Tez No: 1001347
- Danışmanlar: PROF. DR. CENGİZ POLAT UZUNOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrik santralleri, Elektrik şebekesi, Power plants, Elektrical grid
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Aeroderivatif gaz türbinleri, uçak jet motoru teknolojisinden endüstriyel güç ve enerji üretim amacıyla uyarlanan gaz türbinleridir. Bu türbinler, yüksek verimli, kompakt ve hafif olacak şekilde tasarlanmıştır ve uçak motorlarının ileri teknolojisinden yararlanırlar. Genellikle kolaylıkla taşınabilmesi ve kurulabilmesi sebebiyle tercih edilirler. Yenilenebilir Enerji kaynaklarının artması şebekeye olumsuz etkiler yapmaktadır. Buna ilaveten yapay zeka (YZ) uygulamalarının, özellikle büyük dil modellerini eğitmek ve çıkarım görevlerini çalıştırmak için veri merkezlerinde hızla yaygınlaşması, küresel elektrik talebinde büyük bir artışa yol açmaktadır. Bu noktada aeroderivatif gaz türbinlerinin optimum yük hesaplaması ve şebeke frekans stabilizasyonuna katkısı, modern güç sistemlerinin güvenilir ve verimli işletimi için kritik öneme sahiptir. Gelişmiş kontrol algoritmaları ile bu türbinler, yenilenebilir enerji entegrasyonunu destekleyen esnek ve güvenilir güç kaynakları haline gelmektedir. Bu tez çalışmasında öncelikle aeroderivatif gaz türbinlerinin jet motorları ve geleneksel gaz türbinlerinden farkları karşılaştırma tabloları üzerinden anlatılmış, ardından santral DCS'e (Distributed Control System - Dağıtılmış Kontrol Sistemi) yüklenen kontrol blokları ile makinenin optimum yük hesaplaması yapılmıştır. Bu kontrol blokları üzerinden anlık verim de izlenerek ekonomik çalışma noktasının ve optimum yaklaşık gücün hesaplaması gösterilmiştir. Bunun yanı sıra birkaç ünitenin şebeke frekansı dalgalanması sırasındaki yük değişimleri ile şebeke frekansının değişimi incelenmiştir. Böylece aeroderivatif gaz türbinlerinin çalışma rejimleri hakkında veri toplanarak operatör grafik arayüzünden izlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Aeroderivative gas turbines are gas turbines adapted from aircraft jet engine technology for industrial and power generation purposes. These turbines are designed to be highly efficient, compact, and lightweight, leveraging the advanced technology of aircraft engines. They are generally preferred due to their ease of transportation and installation. The growth of renewable energy resources is negatively impacting the grid. Furthermore, the rapid proliferation of artificial intelligence (AI) applications in data centers, particularly for training large language models and running inference tasks, is leading to a significant increase in global electricity demand. Therefore, the contribution of aeroderivative gas turbines to optimal load calculation and grid frequency stabilization is critical for the reliable and efficient operation of modern power systems. With advanced control algorithms, these turbines are becoming flexible and reliable power sources that support renewable energy integration. In this thesis, the differences between aeroderivative gas turbines and jet engines and conventional gas turbines are first explained through comparison tables. Then, the optimum load calculation for the machine is performed using control blocks installed in the power plant's DCS (Distributed Control System). These control blocks also monitor instantaneous efficiency, demonstrating the calculation of the economic operating point and the optimum approximate power. Furthermore, load changes and grid frequency changes for several units during grid frequency fluctuations are examined. Data on the operating regimes of aeroderivative gas turbines are collected and monitored through the operator's graphical user interface.