Emergency loading of power transformers
Güç transformatörlerinin acil durum yüklenmesi
- Tez No: 938055
- Danışmanlar: PROF. DR. CANBOLAT UÇAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 173
Özet
Elektrik dağıtım sistemlerinde uzun süreli kesintiler sonrası karşılaşılan soğuk yük alma (Cold Load Pickup) problemi, sistem kararlılığı ve ekipman dayanıklılığı açısından ciddi zorluklar ortaya çıkarabilmektedir. Bu çalışmada, CLPU sırasında yaşanan yük çeşitliliği kaybı ve bunun dağıtım transformatörlerinde oluşturduğu termal stres ele alınmıştır. Özellikle, değişken hızlı klimaların, kesintilerden sonra maksimum kapasitede çalışarak yüksek güç taleplerine neden olduğu ve transformatörlerin sargı sıcaklıklarının tehlikeli seviyelere ulaştığı gözlemlenmiştir. Bu durum, mevcut literatürde yeterince incelenmemiştir ve bu çalışmanın motivasyonunu oluşturmuştur. Önerilen yöntem, akıllı şebeke (SG) altyapısından faydalanarak, VSAC'lerin kompresör sürüş frekanslarının kontrol edilmesi yoluyla dağıtım transformatörlerinin en sıcak nokta sıcaklığını sınırlandırmayı amaçlamaktadır. Bu kontrol yöntemi, iki yönlü iletişim sistemine dayanarak, VSAC'lerden alınan güç ve frekans verilerinin işlenmesi ile yük taleplerinin dinamik bir şekilde yönetilmesini sağlar. Çalışmada, VSAC'nin davranışını temsil eden stokastik fark denklemi modeli ve konutların termal özelliklerindeki çeşitlilik göz önüne alınarak toplu yük davranışı simüle edilmiştir. Yük kontrolü, transformatör sıcaklık limitine ulaşıldığında başlatılır ve VSAC'lerin frekansları buna uygun şekilde ayarlanır. Monte Carlo simülasyonu kullanılarak, konutların ve yüklerin (klimalı ve klimasız) stokastik model parametreleri belirlenmiştir. Transformatör sıcaklık hesaplamaları IEEE Annex-G metodu (AGM) ile gerçekleştirilmiş ve yöntemin etkinliği beş farklı sargı sıcaklık limiti için test edilmiştir. Sonuçlar, önerilen yöntem sayesinde uzun kesintilerden sonra yüklerin transformatör sıcaklık limitlerini aşmadan başarılı bir şekilde yeniden restore edilebildiğini göstermektedir. Ayrıca, kontrollü ve kontrolsüz durumlar arasında iç mekan sıcaklık farklarının dağılımı karşılaştırılmış ve önerilen yöntemin müşteri konforu üzerindeki etkileri ortaya konulmuştur. Bu çalışma, CLPU koşullarında transformatörlerin termal güvenliğini sağlamak amacıyla, dağıtım sistemlerinin modern yük kontrol yöntemleriyle daha etkin yönetilebileceğine dair önemli bir katkı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The Cold Load Pickup (CLPU) problem, which arises after long-duration interruptions in power distribution systems, demonstrates significant challenges to system stability and equipment reliability. This study covers the loss of load diversity during CLPU events and the resulting thermal stress on distribution transformers. In particular, it has been observed that variable-speed air conditioners (VSACs) operate at maximum capacity after interruptions, causing high power demands and leading to dangerously high transformer winding temperatures. This issue has not been sufficiently explored in the existing literature and serves as the main motivation for this study. The proposed method aims to limit the hottest-spot temperature of distribution transformers by controlling the compressor driving frequencies of VSACs through the utilization of smart grid (SG) infrastructure. The method relies on a bidirectional communication system, dynamically managing load demands by processing power and frequency data received from VSACs. In this study, a stochastic difference equation model is used to represent the behavior of a single VSAC, and the aggregated load behavior is simulated by accounting for the variability in the thermal characteristics of dwellings. Load control is initiated when the transformer temperature reaches its threshold, and the frequencies of the VSACs are adjusted accordingly. Stochastic model parameters for dwellings and loads (both AC and non-AC) are determined using Monte Carlo simulation. The IEEE Annex G method (AGM) is used to calculate transformer temperature, and the proposed method is tested under five different limit winding temperatures. The results demonstrate that the proposed method successfully restores loads after outage without exceeding temperature limits of the transformer. Furthermore, the distribution of indoor temperature differences between controlled and uncontrolled scenarios is compared, indicating the impact of the proposed method on customer comfort. This study makes an important contribution to the fact that distribution systems can be managed more effectively with modern control methods in order to ensure the thermal safety of transformers under CLPU conditions.
Benzer Tezler
- Elektrik şebekesi ile paralel çalışan yerel elektrik santrallerinin şebeke koruma sistemlerine etkileri
Effects of local power plants operating in parallel with the electricity grid on grid protection systems
İSMAİL SINIRCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ YALÇIN
- Adaptive backstepping control based emegency scheme for improving transient stability of power systems with renewable energy sources
Yenilenebilir enerji kaynaklarıyla entegre güç sistemlerinde geçici kararlılığı kontrolu için uyarlanabilir geri adım kontrolü tabanlı acil durum düzeni
MOHAMMAD MOTALLEBZADEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Dağıtım sistemlerinde acil talep cevabı ve güç kayıplarının minimizasyonu
Emergency demand response and minimization of losses in distribution systems
FEYYAZ FATİH AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Old allies facing new threats: The Transatlantic relations within the framework of NATO
Yeni tehditlerle yüzyüze eski müttefikler: NATO çerçevesinde Transatlantik ilişkileri
ÇELEN ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Uluslararası İlişkilerOrta Doğu Teknik ÜniversitesiUluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. AYŞEGÜL KİBAROĞLU
- Rüzgar hızı yük tahmin modelleri ve Yalova bölgesinde bir uygulama
Wind speed load forecasting models and an application in Yalova
ZELİHA NUR KİRİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER FARUK BEYCA