Enerji sistemleri kararlılığı ve güç sistemi dengeleyicisi uygulamaları
Power system stability and power system stabilizer applications
- Tez No: 352338
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEN DEMİRÖREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
Elektrik enerji sistemleri kararlılığı, normal işletme koşullarında çalışan enterkonnekte sistemde iletim hatalarındaki geçici veya kalıcı arızalar, şalt teçhizatı arızaları, üretim ünitelerinin devreden çıkması, beklenmedik ek yüklerin gelmesi, üretim-tüketim dengesinin bozulması, sistem arızalarına bağlı olarak yük atılması, sistemin tümünü etkileyecek olup, arızalar sonrası geçici olaylar sönümlendikten sonra, tekrar normal işletme koşullarına dönebilme yeteneği olup, farklı sınıflandırmalar olmakla beraber literatürde genelde geçici hal kararlılığı ve küçük işaret kararlılığı olarak sınıflandırılmaktadır. 1950'lerden itibaren elektrik santrallerinin generatör ünitelerindeki hız regülatörleri ile kesintisiz ve hızlı ayar yapan otomatik gerilim regülatörleri, enerji sistemleri kararlılığını sağlamış olmakla beraber, santral sayısının artması, ülkeler arası enterkoneksiyon bağlantıları, santrallerdeki türbin, generatör ve donanımlarındaki teknik özellik farklılılıkları, güç sistemi kararlılığını bozan olumsuz etkiler göstermiş, enterkonekte sistemlerde oluşan düşük genlikli ve 0,5 Hz. den daha küçük frekanslı güç salınımları, uzun periyodlar ile devam ettiğinden, bazı hallerde enterkonekte sistemde enerji iletimini sınırlayacak boyutlara ulaşmıştır. Güç sistemi dengeleyicileri gerilim regülatörleri ile birlikte kullanılarak, generatörlerin uyarma akımlarının değişimi ve uygulama zamanları modüle edilerek, olumlu senkronizasyon ve sönümleme momentleri üretilmiş, rotorlarındaki elektromekanik salınımlar ile statorlarındaki aktif güç salınımlarının sönümlenmesine, sistemdeki frekans ve gerilim değişimleri belirli sınırlar içinde tutularak, sistemin kararlı çalışabilme güvenilirliği arttırılmıştır. Tez çalışmasında, Bis Enerji Elektrik Üretim A.Ş. Termik Santrali'nde işletmede olan 11,5 kV, 36 MVA gücünde, 11 no.lu Buhar Türbini Generatör ünitesinin küçük işaret kararlılığı ve geçici hal kararlılığı, bağlı olduğu TEİAŞ 154kV barasının sonuz güçlü olduğu varsayımı altında incelenmiştir. Küçük yük değişimlerinin senkron generatör üzerindeki etkisi güç sisteminin lineerleştirilmiş bir modeli olan Heffron-Phillips modeliyle; arızaların senkron generatör üzerindeki etkisi ise durum denklemleri yardımıyla çözülmüştür. Genetik Algoritma, Yapay Arı Kolonisi, Karınca Kolonisi Algoritması ve Parçacık Sürüsü Optimizasyonu algoritmalarıyla; güç sisteminin hem küçük işaret kararlılığını, hem de geçici hal kararlılığını arttıracak güç sistemi dengeleyicisi parametreleri“Çok Amaçlı Optimizasyon Probleminin, Tek Amaçlı Optimizasyon Problemine İndirgenmesi”yöntemiyle belirlenmiştir. Algoritmaların performansları, optimizasyonların sonunda elde edilen hata değerlerin (ITAE) ortalaması ve standart sapması üzerinden değerlendirilmiş, bu yöntem için en başarılı optimizasyon algoritmasının Genetik Algoritma olduğu sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
In the interconnected system that operates under normal operating conditions, since the temporary or permanent faults in the transmission lines, switchgear equipment faults, shut down of generation units, unexpected additional loads, destabilization of generation-consumption equilibrium, load shedding depending on system failures will affect the system integrity; electric power systems stability is a capability of returning to the normal operating conditions after damping of temporary faults and there are different classifications in the literature, it is generally classified as transient stability and small-signal stability. Since 1950s, speed governors that are in the generator units of electric power-plants and incessant and fast acting automatic voltage regulators provide power systems stability as well as the increasing number of power plants, transnational interconnections, technical specification differences in the turbine, generator and equipments of the plants have showed adverse effects which break up the power system stability since the power oscillations, which occur the interconnected systems and which have low-magnitudes and frequencies lower than 0,5 Hz proceed in long periods, have reached the values that will limit the power transmission in the interconnected system in some cases. Positive synchronization and damping torques are produced by being used together with voltage regulators and power system stabilizer by modulating excitation time and exchange of the excitation currents of the generators; stable operating reliability of the system is enhanced by keeping the frequency, voltage changes within limits and damping of active power oscillations in the stators and electromagnetic oscillations in the rotors. In this study, transient state stability and small-signal stability of the Steam Turbine Generator unit no 11 that is 11,5 kV, 36 MVA, which operates in the Thermal Power Plant of Bis Enerji Elektik Üretim A.Ş., is investigated under the assumption that its connected TEİAŞ 154kV as an infinitive bus. Effects of small load perturbation on synchronous generator have been investigated by a linearized model, Heffron-Phillips model,of the power system; effects of faults on synchronous generator have been solved by the state equations. Power system stabilizer's optimal parameters that will enhance both transient stability and small-signal stability are determined by the“Reduction of Multi-Objective Optimization Problem to the Single-Objective Optimization Problem”method using Genetic Algorithm, Artificial Bee Colony, Ant Colony Algorithm and Particle Swarm Optimization algorithms. Algorithms' performances are evaluated through The Integral of Time multiply Absolute Error (ITAE) average and standard deviation obtained at the end of the optimizations; and it is concluded that Genetic Algorithm is the most successful optimization algorithm for this method.
Benzer Tezler
- Model predictive control based emergency scheme for power systems transient stability using state and parameter estimation via immersion and invariance
Güç sistemler için model öngörülü kontrol yapısı ile geçici kararlığı sağlama ve daldırma ve değişmezlik yaklaşımı ile durum ve parametre kesitimi
SALEH MSADDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAPRAK YALÇIN
- Improving the thermal conductivity of fiber-reinforced concrete panels for exterior facades with phase change materials
Diş cepheler için elyaf takviyeli beton panellerin ısı ı̇letkenliğinin faz değiştiren malzemelerle ı̇yileştirilmesi
YALDA SAFARALIPOUR
Doktora
İngilizce
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ERKAN KARAGÜLER
- Rüzgâr türbini içeren bir güç sisteminin geçici hal kararlılığının güç sistemi dengeleyicisi kullanılarak karga arama algoritması ile iyileştirilmesi
Transient stability enhancement of power system based on wind turbines by power system stabilizer using crow search algorithm
HAMDULLAH YOKUŞ
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDüzce ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÖZTÜRK
- Design and analysis of intelligent controller for grid power injection through electrical distribution networks
Elektrik dağıtım şebekeleri üzerinden şebeke güç enjeksiyonu için akıllı kontrolör tasarımı ve analizi
BARAA JALIL ABDULELAH ABDULELAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Mühendislik Bilimleriİstanbul Gedik ÜniversitesiMühendislik Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖZDE ULUTAGAY
- Rotor açısı kararlılığının analizi ve optimizasyon tekniklerinin uygulanması
Rotor angle stability analysis ve optimization techniques
ZAKİRHUSSAİN FARHAD
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. SÜLEYMAN SUNGUR TEZCAN
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM EKE