Elektrik enerji sistemlerinde bilgisayar destekli kararlılık analizi ve uygulaması

Abstract

Günümüzde enerjiye olan talebin artması, buna bağlı olarak da büyük sistemlerin gerekliliği ve teknolojinin ilerlemesi ile tüketim noktaları yeterli, daha kaliteli ve güvenilir bir enerji talep etmektedir. Bu nitelikteki kaliteli bir enerjiyi oluşturan etmenlerin başında sabit gerilim ve frekans gelmektedir. Gerilim ve frekans değerlerinin uygun değerde sabit olmasını sağlamaya çalışmak elektrik güç sistemlerinin kararlılığını oluşturmaktadır. Sistem kararlılığı bir bozucu etki sonrasında sistemin tekrar bozucu etki öncesi çalışma koşullarına dönme yeteneği olarak tanımlanır. Sistem ancak mekaniksel giriş ve elektriksel çıkış arasındaki uyumun oluşması koşulu ile kararlı çalışabilir. Bu tez çalışmasında kararlılık analizinin önemi, çeşitleri, kullanılan yöntemler açısından detaylı olarak ele alınacak ve çok makinalı sistemler için kararlılık analizi çeşitlerinden birisi olan geçici hal kararlılığının bilgisayar destekli analizi ve güç sistemlerinde meydana gelebilecek faz-toprak, iki faz-toprak, üç faz-toprak ve iki faz kısa devresi gibi çeşitli arızalar sonucunda sistemin kararlılığının analizi gerçekleştirilecektir. Uygulama olarak 14 baralı IEEE test sistemi kullanılarak MATLAB programı yardımıyla sistem kararlılık analizi yapılacaktır. Bu tür analizlerde kullanılan Power System Simulator for Engineering (PSS/E), Power System Simulator (Simpow), DigSilent, EuroStag, NEPLAN ve PowerWorld gibi paket programlara ek olarak bu çalışma ile alternatif bir kararlılık analiz programı ele alınmıştır. Bu tür bir çalışma ile kararlılık analizinin hatasız ve hızlı bir şekilde yapılmasının, güç sistemlerindeki öneminin yanında mühendislere ve mühendislik alanında çalışanlara maliyet, zaman, bilgi ve daha birçok alanda fayda sağlayacağı öngörülmektedir.

Nowadays consumption points demand a better quality and reliable energy because of increase in demand for energy, the necessity of large systems and progress of technology. Constant voltage and frequency come from at the beginning of the factors that constitute a quality energy. Trying to provide that the voltage and frequency values are constant at the approprite value is the stability of electrical power systems. System stability is defined as the ability of the system to return to pre-disturbing operating conditions after a disturbing effect. The system can only be operated if there is a conformity between the mechanical input and the electrical output. In this thesis, the importance of stability analysis, types, methods used in detail will be discussed and the stability analysis of the system will be carried out as a result of various failures such as phase-earth, two-phase-earth, three-phase-earth and two-phase short circuit, which may occur in the computer aided analysis and power systems of the transient stability of a type of stability analysis for multi-machine systems. In addition to package programs such as Power System Simulator for Engineering (PSS/e), Power System Simulator (Simpow), DigSilent, Eurostar, NEPLAN and PowerWorld, an alternative stability analysis program has been discussed. With this kind of work it will be beneficial for engineers and people who works in engineering area and materiality, time, knowledge and many other fields to make the determination of stability analysis in an error free and fast way will be useful for them in terms of power systems.