Nonlineer yükler içeren elektrik güç sistemlerinde gerilim kararlılık analizi
Voltage stability analysis in power systems with nonlinear loads
- Tez No: 95065
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CELAL KOCATEPE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Harmonikler, gerilim kararlılığı, güç sistemi, tristör kontrollü reaktör, nonlineer yük, yazılım. xıı
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 157
Özet
ÖZET Elektrik enerjisine olan ihtiyacın giderek arttığı günümüzde, daha güvenilir ve kaliteli bir enerjinin sunulabilmesi için elektrik güç sisteminin planlanması, işletilmesi ve kontrol edilmesinde, enerji sisteminin kararlılığının ve nonsinüsoidal büyüklüklerin dikkate alınması gerekmektedir. Elektrik güç sisteminde gerilim kararlılığına etki eden çeşitli parametreler vardır, bunlardan biri de son yıllarda sistemde etkinliği gittikçe artan nonlineer elemanlar nedeniyle ortaya çıkan nonsinüsoidal büyüklüklerdir. Nonsinüsoidal büyüklüklerin çeşitli olumsuz etkileri, güç sistemlerinde kullanılan güç elektroniği elemanlarının yaygınlaşmasıyla her geçen gün daha da artış göstermektedir. Bu tez çalışmasında, lineer olmayan yüklerin meydana getirdikleri harmoniklerin gerilim kararlılığına etkisi, Newton-Raphson yöntemine dayalı harmonik güç akışı analizi ve yine Newton-Raphson yöntemine dayalı gerilim kararlılık analizinin bir sentezi ile ortaya konulmuştur. Bu sentezin gerçekleştirilmesinde güç sistem elemanlarının harmoniklere bağlı modelleri ile güç sisteminin sürekli hal gerilim kararlılık analizine ait matematik ifadelerden elde edilen modeller birlikte kullanılmıştır. Tezin birinci bölümünde konu ile ilgili önceki çalışmalar açıklanmış ve yapılan çalışma kısaca tanıtılmıştır. İkinci bölümde, güç sistem gerilim kararlılık analizi için kritik değerlerin güç akışından yararlanılarak bulunması gerçekleştirilmiş ve bazı büyüklüklerin gerilim kararlılığına etkileri incelenmiştir. Üçüncü bölümde, harmonik teorisi ele alınarak Fourier katsayılarının bulunmasına yönelik yöntemler tanıtıldıktan sonra, güç sistemlerindeki sinusoidal olmayan elektriksel büyüklükler ile ilgili tanımlar ve bağıntılar verilmiştir. Dördüncü bölümde, harmonik üreten elemanlar, harmoniklerin elektrik güç sistemi üzerindeki etkileri ve harmonik standartları hakkında bilgi verilmiş, güç sistem elemanlarının harmonik bağımlı olarak modellenmesi açıklanmıştır. Beşinci bölümde, tristör kontrollü reaktör içeren güç sistemlerinde harmonikler ve rezonans şartlan detaylı bir biçimde analiz edilmiştir. Altıncı bölümde, lineer yükler içeren enerji sitemlerinde geleneksel güç akış algoritması ile sürekli hal gerilim kararlılık analizi tanıtılmıştır. Yedinci bölümde ise, nonlineer yükler içeren enerji sistemlerinde harmonik güç akış algoritmasına dayalı sürekli hal gerilim kararlılık analizi, daha önceki bölümlerde verilen modellemeler ve geliştirilen matematiksel bağıntılar kullanılarak ortaya konulmuştur. Sayısal uygulamalar bölümünde, lineer ve nonlineer yükleri içeren üç fazlı dengeli güç sistemleri gözönüne alınmış ve güç sisteminde harmoniklerin bulunması durumunda kararlılık incelenmiştir. Yazılımı gerçekleştirilen bir bilgisayar programı ile harmonik güç akışına dayalı gerilim kararlılık analizi ortaya konulmuştur. Ayrıca, radyal ve 4 baralı sistemler için sabit kapasiteli tristör kontrollü reaktör içeren statik VAR kompanzatörünün farklı işletim durumlarında sürekli hal gerilim kararlılık analizi, aynı yazılım kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen tüm sonuçlar irdelenerek değerlendirilmiş ve önerilere yer verilmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Today, as the energy necessity increases day by day, it is required to take into consideration the stability of the energy system and the nonsinusoidal quantities at the planning, operating and controlling of an electrical power system for serving more reliable and more qualified energy. There are various parameters affecting the voltage stability- in the electrical power system. One of them is nonsinusoidal quantities which occur in recent years because of nonlinear elements. Many negative effects of nonsinusoidal quantities increase day by day because of the widespread use of power electronics' elements which are used in power systems. In this thesis, the effect of the harmonics which are occurred by nonlinear loads to voltage stability is presented by the synthesis of harmonic load flow and voltage stability analysis based on Newton-Raphson Method. In the realization of this synthesis, harmonic dependent models of power system elements and the models obtained from mathematical definitions belong to power system steady state voltage stability analysis are used together. In the first chapter of the thesis, previous studies related to this study are explained and a new study is described. In the second chapter, the obtaining of the critical values of power system voltage stability analysis by load flow is performed and the effects of some quantities voltage stability are examined. In the third chapter, after giving the methods to obtain Fourier coefficients, definitions and expressions for nonsinusoidal electrical quantities in the power system are given. In the fourth chapter, harmonic sources, their effects on power systems and harmonic standards are given and the harmonic dependent modelling of power systems is explained. Resonance conditions and harmonics in the power systems including thyristor controlled reactor is analyzed in detail in the fifth chapter. In the six chapter, conventional load flow algorithm and steady-state voltage stability analysis in the energy system including linear loads are explained Tn thp cwpnth rhontpr ctoaA^+o+a »Aİin-.» ~+"u-.\u.. - 1.._:_ ı j
Benzer Tezler
- Sabit güçlü yüklere sahip doğru akım mikro şebekelerde öğrenme tabanlı gerilim regülasyonu
Learning-based voltage regulation in direct current micro-grids with constant power loads
MUSTAFA GÜNGÖR
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDicle ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET EMİN ASKER
- Lineer olmayan dengesiz yükler içeren enerji sistemlerinde üç fazlı harmonik yük akışı analizi ve simülasyonu
Three-phase harmonic load flow analysis and simulation of energy systems including unbalanced nonlinear loads
RECEP YUMURTACI
Doktora
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CELAL KOCATEPE
- Nonlineer yük besleyen tek fazlı bir transformatörün doyma etkisi dikkate alınarak modellenmesi ve analizi
Modeling and analysis of a non-linear loaded single-phase transformerconsidering the saturation effect
ŞİLAN ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. HÜSEYİN ALTUN
- Ark fırınlarının şebeke üzerindeki etkileri ve harmonik kayıplarının analizi
Effects of arc furnaces on the electric grid and analysis of harmonic losses
SİBEL ZORLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ŞENOL
- Etkin güç süzgeçleri için yeni bileşen ayrıştırma ve referans akımı çıkarım yöntemleri
New component decomposition and reference current extraction methods for active power filters
HASAN DİRİK
Doktora
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUAMMER ÖZDEMİR