Facts Cihazları Ve Rüzgar Enerji Santrallerinin Gerilim Kararlılığına Etkilerinin İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, IEEE-14 baralı test sisteminin ve Bursa bölgesi iletim sisteminin statik ve dinamik gerilim kararlılığı analizleri yapılarak, öncelikle mevcut durumları incelenmiştir. Daha sonra, her iki sisteme de rüzgar enerji santrali bağlanarak, bu santrallerin gerilim kararlılığına etkisi incelenmiştir. Sistemleri gerilim kararlılığı bakımından iyileştirmek için, zayıf baralara STATCOM ve SVC gibi FACTS cihazları bağlanarak, bu cihazların gerilim kararlılığına etkileri araştırılmıştır. Yalova’da yeni bir rüzgar enerji santrali kurulmuş ancak henüz işletmeye alınmamıştır. Bu santral, Bursa bölgesi iletim sistemindeki iki baraya bağlanarak enterkonnekte sisteme katılacaktır. Bu nedenle, Bursa bölgesi iletim sisteminin analiz çalışmalarında, bu rüzgar enerji santralinin işletmeye alınmasının gerilim kararlılığına etkileri incelenmiştir. UWPFLOW programında gerçekleştirilen statik analizlerde, sistemlerin mevcut durumlarındaki normal işletme koşulları için ve bozucu etkiye maruz kaldığı koşullar için, P-V eğrileri elde edilmiştir. Daha sonra, rüzgar enerji santralinin ve FACTS cihazlarının sisteme entegrasyonun etkileri çeşitli senaryolar altında incelenerek FACTS cihazlarının lokasyonu için en uygun baralar tayin edilmiştir. Dinamik analizler ise, söz konusu sistemlere entegre edilen rüzgar enerji santrallerinin, baraların gerilim profiline etkisini zaman-domeninde incelemek amacıyla PSAT programı kullanılarak yapılmıştır. Hem normal işletme koşullarında hem de sistemde beklenmeyen bir olay meydana geldiğinde, RES’in bağlı olduğu baranın gerilim profilindeki değişim araştırılmıştır. Rüzgar enerji santralleri, baraların gerilim profilini olumlu veya olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle, amaç; hem normal işletme koşullarında hem de beklenmeyen bir olay meydana geldiğinde rüzgar enerji santralinin sisteme bağlandığı baranın gerilimini kontrol etmek ve beklenmeyen olay sonrasında gerilim sapmalarını en kısa sürede minimize etmektir. Bu sebeple, ilgili baraya STATCOM bağlanmıştır. Amaç doğrultusunda STATCOM’un optimum parametrelerini belirlemek için, Parçacık Sürü Optimizasyonu kullanılmıştır.

In this thesis, voltage stability analyses of the IEEE-14 bus test system and Bursa zone transmission system using static and dynamic techniques are discussed. Firstly, base case conditions of the systems are analyzed. Then, wind farms are integrated to the systems to investigate the effects of wind farms on the systems in terms of voltage stability. In order to improve the stability of the systems, FACTS devices such as STATCOM and SVC are connected to weak buses of the systems. A new wind farm was installed in Yalova which has not been in operation yet. Hence, effects of integration of this wind farm to Bursa zone transmission system is studied, in this work. Static analyses are performed by using UWPFLOW for both normal operation condition and for contingencies, in order to get P-V curves of the systems. Then, optimum location of the FACTS devices are obtained by researching the effects of integration of the wind farm and FACTS devices to the system, in many scenarios. Dynamic approach is implemented by using PSAT to investigate the effects of wind farms on voltage profiles of the buses in time-domain. Aim of the study is to minimize voltage deviations of the connection bus in a short time, when a contingency is occured in the system. Hence, STATCOM is used to control the bus voltage profile. Particle swarm optimization technique is used to obtain optimal controller parameters of the STATCOM.