Investigation of inertial support limits in wind turbines and the effects on the power system stability
Rüzgar türbinlerinde atalet desteğinin sınırlarının incelenmesi ve güç sistemleri stabilitesine etkileri
- Tez No: 536384
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ OZAN KEYSAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Bu çalışmada, tam ölçek güç elektronikli değişken hızlı rüzgar türbinleri için atalet desteği uygulanmıştır. Aktif gücü istenildiği gibi arttırabilmek için Makine Tarafı Kontrolcüsüne kontrol döngüsü eklenmiştir. Bu tez çalışmasının ilk kısmında, rüzgar türbininin aktif gücü sınır noktalarına kadar arttırılmıştır ve ulaşılabilir maksimum gücün rüzgar hızıyla kısıtlandığı gözlenmiştir. Ayrıca, düşük ve orta rüzgar hızlarında rüzgar türbininin aktif gücünü nominal gücünün \%40 oranında arttırabildiği gözlenen bulgular arasındadır. Bunun yanında, yüksek rüzgar senaryolarında sınırlı güç artışı gözlense de, generatör hızının toparlanma evresine gerek duymadığı gözlenmiştir. Sahadan alınan rüzgar hızı verilerine göre atalet desteğinin olasılığı hesaplanmıştır. Tezin ikinci kısmında, frekansın değişim hızıyla orantılı yapay atalet desteği uygulanmıştır. Bu uygulamanın etkileri, değişik atalet sabitleri ile P.M. Anderson test düzeneğinde gözlenmiştir. Buna göre, konvansiyonel senkron makineler operasyonda olduğu sürece, yenilenebilir enerji sistemlerinin artışının frekans stabilitesine olan etkisinin ihmal edilebilir düzeyde olduğu görülmüştür. Ancak, generatörlerin ekonomik kaygılarla operasyondan alındığı durumlarda, yenilenebilir enerji sistemlerinin frekans stabilitesini zayıflattığı gözlenmiştir. Bu durumda, değişik atalet sabitleriyle uygulanabilen yapay ataletin frekans bozunumlarında sistemin frekans değişim hızını azalttığı gözlenmiştir. Yapay ataletin Türkiye elektrik şebekesine uygulanmasının etkileri ayrıca incelenmiştir. Son olarak, rüzgar türbininin atalet desteğinin ekonomik yönü enerji üretici açısından incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the inertial support implementation is studied for variable speed wind turbines with a full-scale power electronics. To increase the active power as desired, Machine Side Converter is modified with an additional control loop. In the first part of the thesis, active power of the wind turbine is increased to the limits and the maximum achievable active power is found out to be restricted by the wind speed. It is found that the wind turbine can increase its output power by 40% of rated power in the low and medium wind speeds. Moreover, even though the high speed scenarios give limited increased power, it does not require any speed recovery state. The probability of the inertial support is found according to the wind speed measurement taken from field. In the second part of the thesis, the synthetic inertia implementation is presented by the provision of inertial support which is proportional to the rate of change of frequency. The effect of the implementation in the P.M.Anderson test case is observed for different inertia constants. It is discovered that the effect of renewable penetration in the frequency stability is negligible when the synchronous generators are kept in the operation. Nonetheless, frequency stability in the test system gets more vulnerable to renewable energy penetration when the conventional generators are decommissioned by the economical concerns. In this case, the synthetic inertia implementation with different inertia constants possesses the ability to lower RoCoF following a frequency disturbance. The effects of the synthetic inertia on the Turkish electricity network is also investigated. Finally, the wind turbine inertial support is evaluated in terms of economics for the energy provider perspective.
Benzer Tezler
- Sentetik atalet destekli rüzgar türbinlerinin frekans tepkisi üzerindeki etkilerinin modellenmesi, kontrolü ve dinamik analizi
Modelling, control and dynamic analysis of synthetic inertia-supported wind turbines' impact on frequency response
MERTCAN ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Simetriden sapmaların ve ilave elastik yayların makina temellerinin davranışına etkisi
The Effects of the deviations from the symmetry and of the supplementary elastic springs on the behaviour of machine foundations
TURGUT ÖZTÜRK
- Moment aktaran I-Enkesitli kiriş – zayıf eksen H-Enkesitli kolon birleşimlerinin tekrarlı yükler altında doğrusal olmayan davranışı
Nonlinear behavior of moment-resisting I-Beam – to – weak axis H-Column connections subjected to cyclic loading
KUTAY KUTSAL
Doktora
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CÜNEYT VATANSEVER
- Tekerlek profillerinin raylı taşıt dinamiğine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of wheel profile on railway vehicle dynamics
AHMET UBEYDULLAH ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU