Hidroelektrik santrallerde hız regülatörü tasarımı ve Gezende HES`e uygulanması

Abstract

Bu tez, hidroelektrik santraller için hız regülatörü tasarımı ve hız regülatörü performansını arttırmak için bir yöntem ve model uygulaması içermektedir. Bu yöntem ilk olarak matematiksel modele, daha sonra ise Gezende HES hız regülatörüne uygulanmıştır. İlk olarak, oluşturulan matematiksel modeline ait parametreler, Gezende HES parametreleri kullanılarak ayarlanmıştır. Bu aşamada, simülasyon sonuçları ile saha ölçümlerinin eşleşmesi için Gezende HES hız regülatörünün mekanik sistemdeki eskime ve boşlukları geleneksel modele ilave edilmiştir. Boşlukların gecikme etkisinin aşılması için, kontrol sistemine ileri besleme(feed forward) ve Ziegler-Nichols(ZN) kazanç artırımı yöntemleri uygulanmış ve ileri besleme yönteminin hem enterkonnekte modda hem de izole ada modda daha iyi sonuç verdiği gözlemlenmiştir. Bu durumdan dolayı gerçek sistemde ileri besleme yönteminin kullanılmasına karar verilmiştir. Güncellenen hız regülatörü PID kontrolcüsü, sahadaki gerçek sisteme uygulanmıştır ve hız regülatörü performansının iyileştirildiği saha ölçüm sonuçları ile doğrulanmıştır.

This thesis presents a method to design and enhance the performance of speed governors for Hydroelectric Power Plants(HEPPs). This method is first applied to the mathematical model and afterwards realized in the Gezende HEPP speed governor. At first, the parameters of mathematical model is generated using Gezende HEPP parameters. Afterwards, the aging and backlash effect are added to the conventional model in order to match the simulation outputs with the site measurements. The feed forward and Ziegler-Nichols(ZN) methods are applied in order to mitigate the delay impact of backlash, and it is observed that the feed forward method gives better results in both interconnected mode and isolated island mode. Therefore, feed formard is selected to use actual system since it also provides island-mode stability. The updated PID controller of speed governor is applied to actual system and speed governor performance progress is verified by site measurements.