Ülkelerarası enerji bağlantılarında güç akışı sorunu

Abstract

* * ÖZET ÜLKELER ARASI ENERJİ BA?LANTILARINDA GÜÇ AKIŞI SORUNU Son yıllarda, tüm dünyada enterkonnekte enerji sistemleri giderek, daha geniş alanlarana yayılma eğilimi kazanmış ve bu konuda uluslararası bir çalışma başlatılmıştır. Bölgemizde büyük kapasiteli iki enterkonneksiyon birliği halen çalışmaktadır. Bunlardan birisi 12 B.Avrupa ülkesinin sistemlerini kapsayan UCPTE enterkonneksiyonu değeri ise D. Avrupa ve Rus Federasyonuna dahil elektrik sistemlerini kapsayan IPS/UPS sistemleridir. Türkiye elektrik sistemi, mevcut ve tesis halindeki üretim kaynaklan göz önüne alındığında 1996 yılına dek herhangi bir kapasite üretim sorunu ile karşılaşmıyacak durumda olmanın ötesinde, elektirik ihracatına da olanak veren bir düzeye gelmiştir. Ancak %8 olarak tahmin edilen ortalama yıllık talep artışı gözönüne alınırsa ek olarak ihracatın yerini uygun şartlarda enerji alışverişinin alması gerektiği ortaya çıkmaktadır. Türkiye'nin komşu ülkelerle izole bölge beslemesi ve yönlendirilmiş ünite beslemesi esasına göre çalışan bağlantıları vardır. Bu bağlantıların yanı sıra ileride paralel çalışmayı hedefleyen enterkoneksiyon planlan mevcuttur. Ülkeler arası enerji alışverişi kapsamında yük akışı sorunu enerji sistemlerinin işletilmesi açısından çok önemlidir. Yük akışı hesaplamalan; mevcut güç sistemlerinin en iyi şekilde işletilmesi kadar, gelecekte sistemde meydana gelecek büyümelerin planlanması açısından da önemlidir. Enerji sistemlerinin işletiminde önemli konuların birimde kararlılık teşkil etmektedir. Ülkeler arası enerji alışverişi nedeniyle sistem büyüyeceğinden, buna paralel olarak kararlılık problemide büyüyecektir. Yüklerin, sabit bir gerilim ve frekans ile beslenmesi gerekmektedir. Sistemdeki gerilim ve frekans değişimlerinin belli bir toleransın dışına çıkması halinde kararsızlık durumu ortaya çıkabilecektir. Enerji sistemlerini birleştirmiş durumda olan ülkeler, 52kararlılık sorunu için tedbirler ve çözümler ortaya koymak üzere işbirliği yapmalıdırlar. Doğal olarak enerji bağlantısına girmiş ülkelerin birinin enerji sisteminde meydana gelebilecek elektromekaniksel salınanların diğer ülkeleri rahatsız etmesi istenmez. Böyle bir problem için yaygın olarak uygulanan D.A. bağlantılarının ülkeler arasında yapılması bir çözüm olacaktır. Enerji iletimi çerçevesinde, alternatif akün ile uzun mesafelre enerji iletiminde karşılaşılan en önemli sorun kararlılık olmaktadır. Hatların kritik uzunluğu bakımından doğru akün kullanımının daha ekonomik olduğu anlaşılmıştır. Özellikle uzun mesafeler için enerji iletiminde doğru akımla yapılan iletim avantajlar sağlamaktadır. Ülkemiz açısından yüksek gerilim doğru akün (YGDA) ile enerji iletimi konusuna bakıldığında, bu konuda ciddi adımların atılmadığı anlaşılmaktadır. Ülkelerin elektrik sistemlerinin enterkonnekte çalıştinlmasının teknik ve ekonomik açıdan; üretim yedeklerinin paylaşımı, arıza durumunda yardımlaşma ve işletme maliyetlerinin azalması gibi büyük yararlan mevcuttur. Bunun yanı sıra ilgili ülkeler arasında sosyal ve politik ilişkilerin gelişmesi yönünde önemli payı olmaktadır. Tüm bu olumlu yönlerinin yanı sıra, sistemin fiziksel büyümesinin ortaya çıkardığı teknik sorunlanda bulunmaktadır.

SUMMARY LOAD FLOW PROBLEM IN THE INTERNATIONAL POWER TRANSMISSION NETWORKS In recent years interconnections between power systems of neigbouring countries has become increasingly popular, and an international working group has been set up to deal with associated matters. Currently two such grids of large capacity are in operation in Europe. One of them is the UCPTE interconnection covering 12 countries in Western Europe, and the other the IPS/UPS system encompassing the Eastern European countries and the Russian Federation. The Turkish power system, with its existing generating and transmission capacity and new plants under construction, will, it would appear, face no problems of shortage until the end of 1996 and is now even exporting energy to a few of our neigbours. But, considering the 8% annual increase in demand, Turkey will most likely find herself in a position of having to exchange energy instead of only exporting it, after the end of 1996. Turkey's current energy export is effected through `isolated region` type of interconnections, with certain generating units being committed thereto. There are, however, plans for synchrorous operation. An important issue concerning the operation of international power networks is load flow study. Load flow calculations enable existing powe systems to be operated in the most satisfactory way possible and play an indispensable part in planning fixture expansions as well. The stability problem will be even more important increasing exchange between countries and enlargement of interconnected power systems. If voltage and frequency variations in the system exceed certain limits, a situation of system instability may occur. 54Countries which have conneted their power systems together should cooperate to agree on measures to be taken and reach common solutions regarding the stability of their interconnected system. Electromechanical swings occuring in the power system of any of the interconnected countries would naturally tend to cause disturbances in the rest of the system, which is oloviously undesirable. One solution widely applied for such a problem is to use a DC interconnection. In long-distance power transmission by alternating current, the most important problem encountered is stability.From the standpoint of critical line length, use of direct current transmission has proved to be the more economical. In Turkey HVDC power transmission is not considered for the near future, because of the high cost of converter stations. Amongst the advantages of power system interconnection between countries are: sharing of reserve capacties, co-assistance in case of emergency which would improve the relialibitiy and reduction in operating costs. Furthermore, it would promote social and political relations on a considerable scale. Besides such advantages, however, the resulting physical expansion of the system brings with it certain technical problems such as internatimal stardars, hierarchical control and optimal load flow starategies 55