Senkron generatör statik ikaz sisteminin modellenmesi ve şebeke kararlılığına etkilerinin incelenmesi

Abstract

Elektrik güç sistemlerinin kalitesi, güvenirliği ve sürekliliği açısından güç sistemlerinin kararlılığı çok önemli bir unsurdur. Üretim santralleri enterkonnekte sistemde kararlılığın sağlanmasında en büyük faktörü oluşturmaktadır. Bu nedenle elektrik üretim santrallerinin, enterkonnekte sistemin çökmesine neden olabilen geçici rejim salınımlarına karşı tepki gösterebilecek nitelikte donanımlara sahip olması da gerekmektedir. Bu donanımların başında senkron generatörlerdeki gelişmiş ikaz sistemleri ve hız regülatörleri yer almaktadır. Bu çalışmada, ikaz sistemlerinin enterkonnekte sistem üzerinde kararlaştırıcı etkileri incelenmiştir. Tez çalışmasında, öncelikle senkron makinalar ve ikaz sistemlerinin genel yapıları, çalışma prensipleri ve IEEE standartlarına göre ikaz sistemi modelleri araştırılmıştır. Daha sonra, ikaz sisteminin elektrik güç sistemi kararlılığı üzerine etkisini incelemek üzere Alkumru Hidroelektrik Santralinde kullanılan ve Andritz Hydro firmasının ürünü olan senkron generatör ikaz sistemi bilgisayar ortamında modellenmiştir. Ayrıca, Alkumru Hidroelektrik Santralinin iki ünitesi ve bağlı olduğu iletim sisteminin Matlab/Simulink programında benzetim modeli oluşturulmuştur. Bu modelde, enterkonnekte sistemde meydana gelen, faz toprak kısa devre arızası ve yük değişimleri analiz edilmiştir. Bu analizler güç sistemi kararlaştırıcının (power system stablizer (PSS)) arızalar sırasında, aktif ve pasif olma durumlarında yapılmıştır. Ardından gerçek zamanlı deneysel sonuçların analizleri yapılmıştır.Sonuç olarak, benzetim sonuçları ve gerçek zamanlı deneysel sonuçlar karşılaştırılarak incelendiğinde, PSS desteği ile gelişmiş ikaz sistemlerinin enterkonnekte sistemdeki arıza durumlarında, sisteme kararlaştırıcı yönde etki ettiği görülmüştür.

The power system stability is a considerable element for interconnection systems safety and stability. Electric power generating stations are major stability subject for this systems. Therefore, the power stations should include some hardwares which have ability to get stady state conditions following transient disturbance effects on the power system. These hardwares are improved excitation systems and speed governors. In this study, the steady state impacts of an excitation system on the interconnection systems has been researched with experiments.In disquisition studis, the fundamental structure of synchronous machines and excitation systems, classification of excitation models according to the IEEE models are investigated. Afterwards, the synchronous generators excitation system of Alkumru Hydro Power Plant has been modeled in computer environment. In addition, two units of Alkumru Hydro Power Plant and their power transmission system has been modeled in Matlab/Simulink. In the model, a single line to ground short circuit fault and sudden large load changes was simulated. The simulations of faults have been done with excitation system model supported by PSS (power system stabilizer) situation and without PSS situation.At the result, it has been confirmed that the excitation systems with high technology which supported by PSS, increases the stability of interconnected system.Keywords: Power System Stability, Excitation Systems, PSS (Power System Stablizer), Syhcrohonus Generators, Designing Model in the Matlab/Simulink.