Güç sistemlerinde arıza analizi ve kararlılık iyileştirme: Şönt kompanzasyon, yük atma ve generatör entegrasyonu yaklaşımları
Fault analysis and stability improvement in power systems: Shunt compensation, load shedding, and generator integration approaches
- Tez No: 1003666
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET ÇİFCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, artan enerji talebi ve şebeke karmaşıklığına bağlı olarak güç sistemlerinde oluşabilecek arızalara karşı mühendislik temelli müdahale senaryoları simülasyon tabanlı olarak incelenmiştir. 13 baralı örnek bir sistem üzerinden yapılan analizlerde, kararlı hâl ve kısa devre koşulları değerlendirilmiştir. PowerWorld ve MATLAB/Simulink yazılımları kullanılarak sistemin hem statik hem de dinamik tepkileri analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, sistem kararlılığını artırmaya yönelik uygulamalı çözümler sunmaktadır. PowerWorld ortamında sistemin gerilim profili, aktif ve reaktif güç akışları ile hat kayıpları değerlendirilmiştir. Belirlenen baralara yerleştirilen şönt kapasitörler yardımıyla sistemin reaktif güç dengesi iyileştirilmiş, gerilim seviyeleri artırılmış ve toplam kayıplarda azalma sağlanmıştır. Kompanzasyon uygulamalarının sistem üzerindeki etkileri senaryolar hâlinde karşılaştırılmış ve şönt kapasitörlerin yalnızca güç kalitesine değil, aynı zamanda gerilim kararlılığına da önemli katkılar sunduğu gösterilmiştir. Sistemin zayıf noktalarından biri olan A06 barasında üç fazlı simetrik kısa devre arızası uygulanmış; arıza öncesi ve sonrası gerilim, aktif ve reaktif güç davranışları detaylı biçimde incelenmiştir. Arızaya karşı yük atma ve generatör desteği gibi müdahale stratejileri uygulanmış, özellikle generatör entegrasyonunun sistemin toparlanma sürecini hızlandırdığı ve gerilim çökmesi gibi olumsuzlukları önlemede etkili bir yöntem olduğu tespit edilmiştir. Bu tez çalışması, elektrik güç sistemlerinde farklı arıza ve müdahale senaryolarının modellenerek sistem güvenilirliğinin artırılabileceğini ortaya koymakta; özellikle şönt kompanzasyon, yük atma ve geçici kararlılık analizlerinin bütüncül bir yaklaşımla değerlendirilmesini vurgulamaktadır. Çalışma, güç sistemlerinin kararlılığını artırmaya yönelik mühendislik çözümlerinin gerçek sistemlere uygulanabilirliğini göstermekte ve ileride yapılacak akademik ya da pratik çalışmalar için yol gösterici nitelikte öneriler sunmaktadır. Ayrıca bu tez, simülasyon temelli analizlerin karar destek süreçlerindeki önemini vurgulayarak enerji sistemlerinin daha güvenli ve sürdürülebilir hâle getirilmesine katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This study investigates engineering-based intervention scenarios designed to mitigate faults in power systems, addressing challenges arising from escalating energy demand and increasing grid complexity using a simulation-based approach. Steady-state and short-circuit conditions were evaluated through analyses conducted on a representative 13-bus system. Both static and dynamic responses of the system were analyzed utilizing PowerWorld and MATLAB/Simulink software environments. The findings provide practical solutions aimed at enhancing system stability. Within the PowerWorld environment, the voltage profile, active and reactive power flows, and line losses were assessed. By deploying shunt capacitors at strategic buses, the reactive power balance was improved, voltage levels were boosted, and total losses were reduced. The impact of compensation strategies was compared across various scenarios, demonstrating that shunt capacitors significantly contribute to both voltage stability and power quality. A three-phase symmetric short-circuit fault was simulated at Bus A06, identified as a critical vulnerability in the system. The behavior of voltage, active power, and reactive power was comprehensively examined both pre- and post-fault. Intervention strategies, including load shedding and generator support, were implemented to address the fault. It was observed that generator integration, in particular, accelerated the system's recovery process and proved effective in preventing adverse outcomes such as voltage collapse. This thesis demonstrates that system reliability in electric power systems can be enhanced through the modeling of various fault and intervention scenarios. It specifically underscores the importance of evaluating shunt compensation, load shedding, and transient stability analysis through a holistic approach. The study highlights the applicability of engineering solutions for improving power system stability in real-world contexts and offers guiding recommendations for future academic and practical research. Furthermore, by emphasizing the critical role of simulation-based analysis in decision support processes, this thesis contributes to the development of safer and more sustainable energy systems.
Benzer Tezler
- Güç sistemlerinde hizmet engelleme saldırıları ve giriş zaman gecikmelerine karşı hibrit kontrol stratejileri ile kararlılık ve dayanıklılık artırma
Enhancing stability and resilience with hybrid control strategies against denial-of-service attacks and input delays in power systems
UMUTCAN YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMersin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET NACİ METE
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERHAT OBUZ
- Dynamic security enhancement of power systems via population based optimization methods integrated with artificial neural networks
Yapay sinir ağlarının entegre edildiği popülasyon tabanlı optimizasyon yöntemleriyle güç sistemlerinin dinamik güvenliğinin iyileştirilmesi
CAVİT FATİH KÜÇÜKTEZCAN
Doktora
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Dağıtık üretim sistemlerinin akıllı şebekeler üzerine etkilerinin incelenmesi
Examination of the effects of distributed generation on smart grids
MİKAİL PÜRLÜ
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELGİN TÜRKAY
- Adaptive backstepping control based emegency scheme for improving transient stability of power systems with renewable energy sources
Yenilenebilir enerji kaynaklarıyla entegre güç sistemlerinde geçici kararlılığı kontrolu için uyarlanabilir geri adım kontrolü tabanlı acil durum düzeni
MOHAMMAD MOTALLEBZADEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Elektrik güç sistemlerinde hatların kısa devre ve güç salınımına karşı nümerik mesafe röleleri ile korunmasının incelenmesi ve dinamik simülasyonunun gerçekleştirilmesi
Analysing protection of lines with numerical distance relays against short circuit and power swing in electrical power systems and implementing its dynamic simulation
ENES ÖZEVİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RECEP YUMURTACI