Geri Dön

Senkron jeneratör modellerinin indirgenmesi ve enerji sistemlerinin basitleştirilmesi

Reduction of synchronous generator models and simplification of power systems

  1. Tez No: 105413
  2. Yazar: ERKAN ATMACA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NARİMAN ŞERİFOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2001
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

OZET Bu çalışma, enerji sistemlerinin kararlılık incelemelerinin hızlandırılmasına yönelik olarak geliştirilmiş, uyumluluk temelli bir güç sistemi indirgeme algoritması ve jeneratör modeli indirgeme yöntemi sunmaktadır. Uyumluluk temelli bir güç sistemi indirgeme algoritmasının ilk aşaması, uyumlu jeneratör gruplarının belirlenmesidir. Uzak bir dış etki sonrası, iki jeneratörün uyumlu davranma eğilimi, aralarındaki elektriksel yakınlık büyüdükçe güçlenirken; eylemsizliklerinin oranının artmasıyla zayıflamaktadır. Bununla birlikte, elektriksel uzaklığın bu eğilim üzerindeki etkisi daha belirleyicidir. Bu etkiden hareketle, uyumluluk ölçütünü, biz, eylemsizliklere bağlı ağırlık katsayıları ile düzeltilerek yeniden tanımlanmış elektriksel uzaklıkların, uyumluluk uzaklıklarının, bir fonksiyonu olarak tanımladık. Buna göre, iki jeneratörün uyumluluğu, bu iki jeneratörün sistemdeki tüm jeneratörlere olan uyumluluk uzaklıklarının benzeşimi - korelasyonu - hesaplanarak belirlenmektedir. Bu amaçla kullandığımız korelasyon fonksiyonu ise, istatistiksel bakımdan güvenilir olan, rank korelasyonu fonksiyonudur. Sistemin tüm jeneratörleri arasındaki uyumluluk eğilimlerini karşılıklı olarak bu şekilde hesapladıktan sonra; uyumlu jeneratör gruplarını, seçilen korelasyon düzeylerinde kendi aralarında sıkı fakat diğer gruplarla görece zayıf ilişkili jeneratör grupları olarak belirledik. Geliştirdiğimiz güç sistemi indirgeme algoritmasının ikinci aşaması, sistemin, uyumlu bölgelere ayrılarak bölümlenmesidir. Bu işlemi ise, uyumlu jeneratör haralarını yük haralarını da içerecek şekilde genişleterek gerçekleştirdik. Jeneratör haralarının indirgenmesinde uç barası eşdeğeri tekniği; yük haralarının indirgenmesinde Kron indirgeme tekniği kullanıldı. Geliştirdiğimiz algoritmanın 10 makinalı, 39 baralı New England test sistemi ile 28 makinalı, 95 baralı Türkiye 380 kV Enterkonnekte sistemi üzerindeki uygulamaları, tanımladığımız uyumluluk ölçütü ile elde edilen uyumlu jeneratör gruplarını doğrularken; indirgenmiş modelleri, sistemin, genel davranış özelliklerini korumaktadır. Öte yandan, enerji sistemlerinin kararlılık incelemelerini hızlandırma çalışmaları, jeneratör modellerinin de indirgenmesini içermektedir. Bir jeneratör, arızaya elektriksel olarak yaklaştıkça daha karmaşık modelleri ile gösterilmeye yönelmektedir. Bu nedenle, bu çalışmada biz, jeneratör modellerinin indirgenmesi sorununu, arızaya olan elektriksel uzaklığa bağlı olarak ele aldık. Bağlı olduğu sonsuz güçlü baraya elektriksel olarak uzak ve kararlılık sınırında çalışan bir makinalı sistem modeli üzerinde yaptığımız incelemeler; iletim hattının öteki ucundaki bir arıza sonrasında, jeneratörün, yalnızca uyarma sargısındaki geçici olayların gözönüne alındığı 3. derece modeli ile gösterilebileceğini ortaya koymaktadır. Bu sonuç, aynı zamanda, arızaya elektriksel olarak çok yakın olan inceleme altındaki jeneratörle sıkı ilişkili jeneratörlerin 3. derece; diğerlerinin ise basit modelleri ile ele alınabileceğini ortaya koymaktadır ki, Türkiye 380 kV Enterkonnekte Sistemi üzerindeki uygulamalar bunu doğrulamaktadır. Elde ettiğimiz bulgular; tanımladığımız uyumluluk uzaklığına bağlı olarak hesapladığımız jeneratörler arası benzeşimin, hem uygun bir uyumluluk ölçütü, hem de uygun bir jeneratör modeli indirgeme ölçütü olduğunu ortaya koyarken; geliştirdiğimiz sistem bölümleme tekniğinin, güç sisteminin indirgenmesi bakımından elverişli olduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

SUMMARY This study presents a coherency based power network reduction algorithm and a generator model reduction method to speed up the stability analyses of power systems. The first step of a coherency based power network reduction algorithm is the identification of coherent groups of generators. While the tendency of two generators to behave coherently upon a remote disturbance strengthens with the increasing electrical proximity between them; it weakens with the increasing ratio of their inertias. However, the effect of the electrical distance on this tendency is dominant. Starting from this effect, we defined the coherency measure as a function of the coherency distances, which were defined as the electrical distances modified by the inertia-dependent weighting factors. According to this definition, the coherency of two generators was determined by computing the correlation coefficients between the coherency distances of those two generators to all the other generators in the system. The correlation function used for this computation was the rank correlation function, which produces statistically more reliable results than simple correlation function. After computing mutual coherency tendencies between all generators in the system using this method, we determined the coherent groups of generators as the generator groups such that the generators within a group were strongly correlated and within different groups were weakly correlated. The second step of the power network reduction algorithm we developed was to partition the system separating it into coherent areas. We realized this operation by extending the coherent generator buses as to include the load buses as well. It was used the terminal-bus method to reduce the generator buses, and the Kron reduction technique to reduce load buses. While the applications of our algorithm on the 10-machine 39-bus New England test system and on the 28-machine and 95-bus Turkey 380 kV Interconnected System verified the coherent groups of generators obtained by the coherency measure we defined; its reduced models preserved general behavioural characteristics of the full system. On the other hand, studies on speeding up the stability analyses of power systems also include model reduction of generators. A generator tends to be modelled in more detail as its electrical distance to the disturbance decreases. Therefore, we dealt with the generator model reduction problem by relating it to the electrical distances of generators to the disturbance. Our studies on one-machine system which was operating on the stability limits and electrically remote from the infinite bus it was connected indicated that after a disturbance on the other side of the transmission line, a generator could be represented by its 3rd order model which considers only those transient states in the field winding. One consequence of this result was that strongly coupled generators with the study generator which is electrically very close to the disturbance could be represented by their 3rd order models and other generators by their simple models. And the applications on Turkey 380 kV Interconnected System verified this. Results showed that the correlation between generators, which was computed from the coherency distances we defined, was a proper measure for both coherency and model reduction of generators. Results furtherly showed that our network partition technique was proper for power network reduction also.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    813775

    Load frequency control of a gas turbine power plant in response to a sudden disturbance with a battery energy storage system (BESS)

    Bir gaz türbinli elektrik santralinin bir akü enerji depolama sistemindeki (BESS) ani bir bozulmaya müdahale olarak yük frekans kontrolü

    KAWA ABBAS NADER NADER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NECMİ SERKAN TEZEL

  2. Tez No

    421172

    Designing a microgrid stabilizer using sliding mode controller

    Kayan kipli denetleyici kullanarak mikro şebeke denetleyici tasarımı

    HASAN MOUSAVİ SOMARİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ

  3. Tez No

    287083

    İki senkron generatörlü dinamik güç sistemlerinde küçük işaret kararlılığının analizi

    Small signal stability analysis of dynamic power system with two generators

    BEYDA TAŞAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET ÖZDEMİR

  4. Tez No

    696814

    Farklı generatör denetleyicileri ve ÇBAG tabanlı rüzgar türbini entegre edilen güç sisteminde küçük sinyal kararlılığının incelenmesi

    Investigation of small signal stability in power system integrated DFIG based wind turbine and different generator controller

    MAHMUT ÖZBAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDüzce Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET KENAN DÖŞOĞLU

  5. Tez No

    444394

    Simulation of grid connected of hybrid renewable power system

    Şebekeye bağlı hibrit yenilenebilir enerji sisteminin benzetimi

    RONAK AHMAD SAEED SAEED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERGUN ERÇELEBİ

Geri Dön