Türkiye elektrik şebekesi için bir otomatik üretim kontrol modelinin geliştirilmesi ve rüzgâr santrallerinin bu modele etkilerinin incelenmesi
Development of an automatic generation control model for Turkish electricity grid and analysis of the effects of wind power plants on the model
- Tez No: 906304
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDAL IRMAK, PROF. DR. KAMİL ÇAĞATAY BAYINDIR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 188
Özet
Yenilenebilir enerji kaynaklarının şebeke entegrasyonunda yaşanan hızlı gelişimler, frekans kontrolü ve dengeleme hizmetlerinin önemini artırmıştır. Bu bağlamda, bu tez çalışmasında Türkiye elektrik şebekesi için mevcut frekans kontrol sistemlerinin etkinliği değerlendirilmiş; bir Otomatik Üretim Kontrolü (AGC) modeli geliştirilerek performansı test edilmiştir. Ayrıca, rüzgar santrallerinin bu modele etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla ilk olarak hem statik hem de dinamik model indirgeme yöntemleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu yöntemler kullanılarak Türkiye elektrik şebekesinin dinamik yapısı sadeleştirilmiş ve 70 baralı indirgenmiş bir model geliştirilmiştir. Daha sonra, güç sistemlerinde frekans kontrol yapıları ele alınmış, AGC mekanizmasının genel yapısı ve literatürdeki gelişmeler gözden geçirilerek sekonder frekans kontrolü için bir AGC yapısı önerilmiş, bu yapının detaylı modeli ve benzetim sonuçları verilmiştir. Benzetimlerde, normal durum, üretim kaybı, tüketim kaybı gibi farklı senaryolar altında santral tepkileri ve sistem durumu analiz edilmiştir. Ayrıca, AGC bloklarında PI katsayılarının etkisi de test edilmiştir. Çalışmanın ilerleyen aşamalarında, rüzgar santrallerinin frekans kontrolüne katkısı incelenmiş ve bu amaçla geliştirilen kontrol yapıları detaylandırılmıştır. Deloading kontrolü, primer, sekonder ve tersiyer frekans kontrol yapıları ele alınmış ve koordineli frekans kontrolü üzerinde durulmuştur. Yukarı ve aşağı yönlü üretim artırma ve azaltma senaryoları altında rüzgar santrallerinin AGC katılım modeli geliştirilerek test edilmiştir. Son olarak, yapılan çalışmaların sonuçları ve öneriler sunulmuştur. Bulgular, hem geliştirilen AGC modelinin rüzgar santralleriyle entegre edildiğinde frekans sapmalarını etkin bir şekilde düzeltebildiğini ve sistem kararlılığını artırdığını göstermekte hem de Türkiye elektrik şebekesi için yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonunu destekleyen stratejilerin geliştirilmesi ve uygulanması açısından önemli bulgular sunmaktadır. Tezde ayrıca enerji politikaları ve şebeke yönetimi konularında gelecekteki çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.
Özet (Çeviri)
The rapid advancements in the integration of renewable energy sources into the grid have increased the importance of frequency control and balancing services. In this context, this thesis evaluates the effectiveness of existing frequency control systems for the Turkish electricity grid. An Automatic Generation Control (AGC) model has been developed and its performance tested. Additionally, the impact of wind power plants on this model has been investigated. To achieve this, both static and dynamic model reduction methods were thoroughly examined. Using these methods, the dynamic structure of the Turkish electricity grid was simplified, resulting in the development of a 70-bus reduced model. Subsequently, frequency control structures in power systems were reviewed, and a secondary frequency control AGC structure was proposed. The detailed model and simulation results of this AGC structure were provided. The simulations analyzed plant responses and system conditions under various scenarios, including normal operation, generation loss, and consumption loss. The effect of PI coefficients in the AGC blocks was also tested. In the later stages of the study, the contribution of wind power plants to frequency control was examined, and the control structures developed for this purpose were detailed. Deloading control, primary, secondary, and tertiary frequency control structures were addressed, with a focus on coordinated frequency control. An AGC participation model for wind power plants was developed and tested under upward and downward generation increase and decrease scenarios. Finally, the results and recommendations of the study were presented. The findings demonstrate that the developed AGC model effectively mitigates frequency deviations when integrated with wind power plants and enhances system stability. Furthermore, the study provides significant insights for developing and implementing strategies to support the integration of renewable energy sources into the Turkish electricity grid. The thesis also offers recommendations for future research on energy policies and grid management.
Benzer Tezler
- Talep cevabına katılım oranının elektrik dağıtım sistemi işletimi üzerindeki etkisinin incelenmesi
The study on impacts of the demand response participation of the electricity customers in electric distribution system operation
TARIK TAŞPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK
- 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
- Optimal allocation of sectionalizing switches in rural distribution systems
Kırsal dağıtım şebekesinde optimal ayıraç yerleşimi
MUSTAFA DALDAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. NEVZAT ÖZAY
- Loss analysis and reduction strategies for Turkish electric distribution network
Türkiye elektrik dağıtım şebekesi için kayıp analizi ve azaltma stratejileri
MEHMET EMİN KÖPRÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN AKTAŞ