Dependent failures and failure propagation in electric power systems
Elektrik sistemlerinde bağımlı hata ve arıza yayılması
- Tez No: 335782
- Danışmanlar: PROF. DR. AYDOĞAN ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Enerji, ekonomik ve sosyal kalkınma için önemli bir kriterdir. Özellikle 1970 yılından bu yana, tüm dünyada daha fazla önem kazanmıştır. Buna göre, enerji yönetimi ve planlama özellikle kuralsız enerji piyasaları var olan ve gelişmekte olan ülkelerde daha önemli hale gelmiştir. Elektrik enerjisi tedarikçilerinin temel amacı; tüketicilere güvenilir ve tabii ki de ekonomik enerji sağlamaktır. Güvenilirlik; genel anlamda özel çevre ve çalışma koşulları altında, belirli bir süre içerisinde bir cihazın ya da bir sistemin amaçlanan işlevlerini gerçekleştirmek için yeteneği olarak tanımlanır. Bu tanım, ayrıca şu şekilde ifade edilebilir; güvenilirlik bir parça veya sistemin amaçlanan çalışma koşulları altında, amaçlanan gelecek dönem için işlevini doğru bir şekilde yerine getirebilmenin olasılığıdır. Güç sistemi tasarımında önemli faktörlerden biri de ekonomik faktördür. Bu yüzden açıktır ki, bu ekonomik ve güvenilirlik kısıtlamalar rekabet edebilirler. Bileşen veya birimlerin iki farklı durumları vardır. Bunlar ?in service? yada ?kesinti durumu? olarak tanımlanır. Bileşen veya ünite enerjilendirildiğinde veya tam sisteme bağlandığında, ?in service? durumu olarak adlandırılır. Diğer taraftan, bileşen veya birim kısmen veya tamamen izole olduğunda ve ?in service? durumunda değil ise, hata durumu diye adlandırılır. Kesinti tanımları ve endeksleri; sistem planlama modelleri, işletme ve bakım planlama ve de sistem tasarımına yönelik olarak kullanılmaktadır. Güvenilirlik hesaplamaları için gerekli olan iki bileşen verilerinin temel tipi, sistem kesintisi oranları ve kesinti süreleri ve kaç defa anahtarlama yapıldığıdır. Ağ güvenilirliği tahmin etmek için kullanılan tüm yöntemlerin temel amacı, bu kesinti oranları ve kesinti süreleri gibi bileşen parametreleri kullanarak sistem güvenilirliğini hesaplamakdır. IEEE standartlarına göre, iki veya daha fazla bileşen, ya da iki veya daha fazla birim içeren bir kesinti durumunda, ?çoklu kesinti olayı? olarak adlandırılır. Aynı şekilde bir çoklu kesinti durumunda, bir kesinti başka bir kesinti oluşumu sonucu meydana geldiğinde ya da birden çok kesinti oluşumları, tek bir olay tarafından başlatılan ya da her iki durumda ?related multiple outage? olarak adlandırılır. ?Related multiple outage? durumunda her kesinti meydana birincil kesinti veya ikincil bir kesintisi olarak, kesinti oluşumu ve başlatan olay arasındaki ilişkiye bağlı olarak sınıflandırılmaktadır. Bir ?related multiple outage? olayı içinde birincil kesintisi, kesintiyi başlatan olayın doğrudan bir sonucu olarak ortaya çıkar ve meydana gelen diğer kesintilere bağımlı değildir. İkincil kesinti ise başka bir kesintinin meydana gelmesinin sonucu ortaya çıkan bir kesinti olayıdır. Arıza yayılması, elektrik iletim şebekesinde ilk hatanın daha yaygın kesintilere yayılmasından ve büyük elektrik kesintilerine neden olabilecek bir süreçtir. Büyük ölçeklı enerji ağlarında cascading hatası nadir bir olay olsa bile yine de toplum ve ulusal güvenlik için bir risk sayılır. ?Cascading hataları? normalde ?single line? kesintileri gibi bireysel hataların kombinasyonundan meydana geldiği için ve bu kombinasyonlarla ilgili tahmin yürütmenin zor olduğu görüldüğü için günümüzdeki araştırmaların önemli miktarı, bileşik şartların bir şebekeyi nasıl kararsız bir duruma yöneltebildiği sürecini takip etmektedir. Son araştırmalar, koruma sisteminin sadece olası ilk olaylarda değil hataların yayınlanmasında da önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Empedans koruma röleleri, yüksek gerilim iletim hatlarında en çok kullanılan koruyucu cihazlardır. Ne yazık ki; ?cascading arızaları? süresinde gereksiz yere ?over trip? yapabilirler. Bir başlangıç olayı veya olaylarının reaksiyon serisinin kesin modellemeye ihtiyacı olduğu için, ?cascading kesintisinin? risk değerlendirmesi son derece karmaşıktır. Bu çalışmada kullandığımız yöntem dallanma sürecidir. Dallanma sürecinden daha iyi bir kavram elde etmek için, aynı tür nesnelerin yeni nesiller oluşturabildiğini varsayalım; bu nesneler insan, bakteri ve benzeri gibi olabilirler. Tanımlanan nesnelerin başlangıç seti, ?sıfırıncı nesil? olarak adlandırıldığında ve bu nesil çocuk sahibi olduğunda ?birinci nesil? elde edilir. Birinci nesilin çocukları ise ikinci nesil olarak adlandırılmakta ve bu şekilde devam etmektedir. Unutmayalım ki; bu süreç doğrudan şans olaylarından etkilenmektedir. Her nesil bağımsız ve rasgele sayıda yeni nesiller doğurmaktadır. Dallanma süreçleri, çeşitli uygulamaların ?cascading? modellemesinde kullanılmakta fakat ?cascading arıza riski uygulaması? için yeni bir yöntem sayılmaktadır. Bu çalışma, Türkiye Elektrik İletim A.Ş (TEİAŞ), Trakya bölgesi için ?cascading? arızalarının yayılma süreçlerini sunmaktadır. Bu bölge 120'den fazla 154 KV ve 380 KV enerji nakil hatları ve kabloları ve de 100'den fazla transformatörler (güç transformatörleri ve ototransformatörler) içermektedir. TEİAŞ datalarına göre, Trakya bölgesi Türkiye`nin en çok enerji tüketen bölgesidir. TEİAŞ?ın geçmiş kayıtlarına göre Trakya bölgesindeki kesintilerin sayısı, sistemin diğer bölgelerinden ve aynı zamanda beklentilerinden çok üstündedir. Biz bu çalışmada; 2000-2006 döneminde toplanan bölgenin 7 yıllık iletim hattı kesintilerinin verilerini kullandık. Hat kesintisi yayılımının ortalama değerini ise ağ verilerinden hesapladık. Hat kesintilerinin toplam sayısının dağılımı; yayılma, ilk kesintiler ve ?cascading hataları modeli? için kullanılan ?Galton-Watson? dallanma süreci kullanılarak tahmin edilmektedirç
Özet (Çeviri)
Reliability is defined as the ability of a device or a system to perform its intended function over a specified time period under specified environmental operating conditions. An outage event involving two or more components, or two or more units based on IEEE standards is named as multiple outage event. In the same way a multiple outage event in which one outage occurrence is the consequence of another outage occurrence, or in which multiple outage occurrences were initiated by a single incident, or both is named related multiple outage event. Each outage occurrence in a related multiple outage event is classified as either a primary outage or a secondary outage depending on the relationship between that outage occurrence and its initiating incident. Primary outage is an outage occurrence within a related multiple outage event which occurs as a direct consequence of the initiating incident and is not dependent on any other outage occurrence. Secondary outage is an outage occurrence which is the result of another outage occurrence. Cascading failures are processes in which initial outages of electrical power system can propagate to more outages and cause large blackouts. This study presents cascading outage propagation phenomena for the Thrace part of Turkish National Power Transmission System. This part includes more than 120 154 kV and 380 kV power transmission lines/cables and more than 100 transformers (power transformers and autotransformers). We used 7-year transmission line outages data of the region collected during 2000-2006 period. The average value of propagation of the line outages is calculated from the network data. The distribution of the total number of line outages is predicted from the propagation and the initial outages using a Galton?Watson branching process model of cascading failures.
Benzer Tezler
- Yüksek gerilim hatlarında yürüyen dalgalara korona etkilerinin incelenmesi
Analysis of corona effects for travelling waves on transmission lines
MEHMET ÖZALTINOK
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. MUZAFFER ÖZKAYA
- Wide-area measurement-based early prediction and corrective control for transient stability in power systems
Güç sistemlerinde geçici hal kararlılığı için geniş alan ölçümlerine dayalı erken kestirim ve düzeltici kontrol
MOHAMMED S.M. MAHDI
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Design, fabrication and characterization of subwavelength-scale distance sensors based on optical directional coupling
Optik yönlü bağlaşım temelli dalgaboyu-altı mesafe ölçüm sensörlerinin tasarımı, imalatı ve karakterizasyonu
SHAHAB BAKHTIARI GORAJOOBI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL BULĞAN
- Tekstil sektöründe entegre kirlilik önleme ve kontrolü ve temiz üretim uygulamaları
Applications of integrated pollution prevention and control and clean production in textile industry
EMRAH ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2014
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KİTİŞ
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA KARABOYACI
- Numerical investigation of hydrodynamic effects of waves caused by landslide in dam reservoirs
Toprak kayması sonucu oluşan dalgaların baraj haznesinde oluşturduğu hidrodinamik etkilerin nümerik olarak araştırılması
VAFA KHOOLOSI
Doktora
İngilizce
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SEDAT KABDAŞLI