Enerji sistemlerinde gerilim kararlılığı sınırlarının yerel bara parametreleri kullanılarak gerçek zamanlı değerlendirilmesi

Abstract

ENERJ S STEMLER NDE GER L M KARARLILIĞI SINIRLARININYEREL BARA PARAMETRELER KULLANILARAK GERÇEKZAMANLI DEĞERLEND R LMESSerdar Başar DEM RC OĞLUÖZETAnahtar kelimeler: Güç sistemleri, Gerilim Kararlılığı, Kararlılık sınırlarıModern güç sistemleri ileri seviyede planlanmış, çok değişkenli, dinamik sistemlerdir. Genelolarak, sistem parametrelerindeki bozulmalar, sistem elemanlarının farklı karakteristiklerdeolmasında kaynaklanmaktadır. Güç sistem kararlılığı genellikle bir güç sisteminin, kabuledilebilir dengeli bir çalışma şartında bulunması ve bozulmaya maruz kaldıktan sonra da,yeniden geri kazanmak ve dengeli bir duruma gelebilmesi ile ilgilidir.Güç sistemlerinde gerilim kararlılığı incelemeleri 80'li yıllardan itibaren artan bir ilgiçekmiştir. Çalışmalar gerek sistemlerin planlanma aşamasında, gerek evvelce yapılmışsistemlerin sınır değerlerinin belirlenmesi ve gerekse kararlı halde çalışan sistemlerin gerçekzamanlı değerlendirilmesini hedeflemektedir. Karmaşık güç sistemleri beklenmedikyüklenme durumlarında gerilim kararsızlık sınırına gelebilmektedir. Bu nedenle, büyüksistemlerin işletilmesinde kombinasyonel olayların gerilim kararlığı anlamında yapabileceğietkilerin anlık olarak değerlendirilmesi, oluşabilecek bir gerilim çökmesi olayınıengelleyebilecektir.Güç sistemlerinde gerçek zamanlı gerilim kararlılığı incelemesi yapmak için, ilgilenilen baraarkasındaki sisteme ait parametrelerin bilinmesi gerekmektedir. Bu konuda çok çeşitliçalışmalar olmakla beraber, gerçek zamanlı ölçümlerin yapılıp birleştirilmesi ve algoritmakarışıklığının getirdiği işlem yükü yönü ile gerçeklemede sıkıntılar bulunmaktadır. Zira herbaradan fazörel ölçümler alıp bunları hızlı bir şekilde değerlendirme barasına aktarmak veçok sayıda baradan gelen bilgileri gerçek zamanlı işlemede zorluk bulunmaktadır. Güçsistemlerinde, gerilim çökmesi ile sonuçlanan son olaylar, uygulanabilir gerçek zamanlıgerilim kararlılığı değerlendirme tekniklerinin ihtiyacını doğurmuştur.Bu tezde, ilgilenilen yerel bara arkasındaki güç sisteminin Thevenin eşdeğeri bir modelinbulunduğu kabulü ile, yerel bara parametrelerini kullanarak, eşdeğer devre parametrelerininkestirilmesine ilişkin bir dizi yöntem elde edilmiştir. Oluşturulan maksimum güç fazördiyagramından, gerilim kararlılığının kolayca değerlendirilmesini sağlayacak kritik değereşitlikleri elde edilmiştir. Gerçek zamanlı değerlendirmeler için gerilim kararlılığı sınırlarınailişkin marjinler tanımlanmış ve elde edilen yaklaşımlar yük akışı yöntemlerinin deuygulandığı örnekler ile karşılaştırılmıştır. Simülasyon sonuçları, önerilen değerlendirmeyaklaşımının, gerçek zamanlı uygulamalarda klasik yük akışı algoritmalarının kullanıldığıdurumlara göre daha pratik ve yeterince doğru kaldığını göstermiştir.

REAL TIME EVALUATION OF VOLTAGE STABILITY LIMITS INPOWER SYSTEMS BY USING LOCAL BUS PARAMETRESSerdar Başar DEM RC OĞLUSUMMARYKeywords: Power systems, Voltage Stability, Stability limitsModern power systems are high-order, multivariable, dynamic systems whose responses todisturbances depend on the different characteristics of a wide array of devices. Power systemstability generally refers to the capability of a power system to remain in a state of operationequilibrium under normal operation conditions and to regain an acceptable state of equilibriumafter being subjected to disturbances.Beginning from 80?s, voltage stability researches in power systems have an increasingly interest.The studies targets the real time evaluation of operating systems whether at the system planningstage or determination of limits of a planned system or at steady state loading conditions. Thecomplex power systems can reach voltage instability limit at unexpected loading conditions. Forthis reason, the possibility of voltage collapse event occurrence in operating huge systems can beprevented by momentary evaluation of the combinational events effects in meaning of voltagestability.For real time voltage stability evaluation in power systems, the system?s parameters behind theconcerned bus must be known. In addition to various studies are present, those studies havedifficulties in realization from the point of view in making and combining real timemeasurements and in yield of calculation of algorithm confusions. Because there is a difficultyin capturing phasoral measurement from every buses and sending them to evaluation bus andalso in real time operating of the data coming from many different buses. The recent eventsresulted with voltage collapse in power systems, bring about the requirement of feasible realtime voltage stability evaluation techniques.In this dissertation, series of methods relating to the estimation of equivalence circuit with theacceptance of the existence of a power system Thevenin equivalence model behind thecorresponding local bus are obtained. The critical value equalities which provide easiness inevaluation of voltage stability are obtained from the maximum power phasor diagram. Themargins relating to voltage stability limits are defined for real time evaluation and the obtainedapproaches are compared with the sample cases in which the load flow method is also used. Thesimulation results indicates that the proposed evaluation approach, is more practical and true inrespect to the situation in which the classical load flow algorithm at real time applications isused.