Hız regülatörü parametrelerinin etkilerinin gözlemlemek amacıyla hidrolik türbinler için doğrusal model kullanılabilir.
Geçici hız eğiminin kullanımı sistemin stabilitesini arttırmak için bir gereklidir.
Geçici hız eğimi, suyun hareket süresinin mekanik süre ile eş zamanlı çalışmasını sağlayacak şekilde hız kontrolü yaptırdığı için suyun hareket süresine ve mekanik süreye bağlı olarak çok düşük değerlerde sistem stabilitesini koruyamaz. Geçici hız eğimi sabiti çok arttırıldığı zaman, mekanik süre suyun hareket süresinden daha büyük olacağı için yüksek değerlerde de sistem verimsiz çalışacaktır. Geçici hız eğimi sabiti için çok yüksek ve çok düşük değerler kullanıldığı durumlarda hız regülatörünün tepkime süresi uzamaktadır. Enerji kalite politikası olan sistem frekansının kabul edilebilir aralıklarda tutulması için hız regülatörü tepkime süresinin kısa olması gerekir. Bu nedenle, sistemin kararlı olması ve hızlı tepki vermesi açısından geçici hız eğimi sabiti ne çok yüksek ne de çok düşük olmalıdır. Geçici hız eğimi sabiti suyun hareket süresi ile doğru, mekanik süre ile ters orantılı olup, suyun hareket süresinin etkisini azaltarak mekanik süre ile eş zamanlı bir hız kontrolü sağlar. Literatürde geçici hız eğimi sabitinin suyun hareket süresinin 4 katı olması gerektiği belirtilmektedir [6]. Ayrıca, geçici hız eğimi sabitinin Eş.4.46’ ya uygun seçilmesi ve 0,5 ile 1,0 arasında suyun hareket süresine ve mekanik süreye bağlı olduğu ifade edilmektedir [5]. Geçici hız eğimi simülasyonlarımızda da 0,5-1,0 arasında suyun hareket süresine ve mekanik süreye bağlı olduğu elde edilmiştir.
Ayrıca, Eş.4.48’ deki sınır koşulları simülasyonlarımızda sağlanmıştır.
Sıfırlama süresi, suyun hareket süresine bağlı olarak sadece hız regülatörü tepki süresini etkilemektedir. Sıfırlama süresi, geçici hız eğimi sabitinin etkin olma süresini belirlediği için çok küçük değerlerde yüksek tepkime süresine neden olmaktadır. Çok yüksek değerlerde de kontrol sistemi geri beslemesinde geçici hız eğimi değerinin etkinliği doğal olarak azaldığı için hız kontrolünü etkilemeyecektir.
Suyun hızı arttıkça, suyun hızı ile mekanik süre arasındaki farkın artması nedeniyle, suyun hızının mekanik hızla eş zamanlı çalışmasını sağlayacak geçici hız eğimi
etkinlik süresi de artacağı için, sıfırlama süresi değerinin suyun hareket süresindeki değişim ile paralel olarak artması gerekmektedir. Literatürde sıfırlama süresinin suyun hareket süresinin 5 katı olduğu [7] ve Eş.4.49’ daki gibi suyun hareket süresi ile ilişkili olduğu belirtilmektedir [5].
Literatürde, pilot vana servomotor kazanç sabitinin, olabildiğince yüksek olması [4]
ve en fazla 5 ile 20 arasında seçim yapılması [5] gerektiği belirtilmiştir. Kazanç değeri, hız kontrol sistemi geri besleme referans değerini arttırdığı için, kazanç değeri arttıkça hız regülatörü tepki süresi ve hız kontrolü sırasında oluşacak maksimum frekans değişimi azalacaktır.
TEİAŞ Elektrik Piyasası Şebeke Yönetmeliğine göre, 200 mHz frekans değişimi uygulandığı zaman türbin çıkış gücündeki değişmenin %50’ sini en fazla 15 saniye ve %100’ ünü en fazla 30 saniye içinde tamamlaması gerekmektedir. Ancak, hidrolik santrallerde bu süreyi sağlamak, sadece geçici hız eğimi devre dışı bırakılması ile elde edilmektedir. Geçici hız eğimi sistemin stabilitesi açısından gerekli olduğu için şebeke yönetmeliğindeki bu süreler uzatılmalıdır.
60
KAYNAKLAR
1. KUNDUR P., “Power System And Stability Control”, McGraw-Hill, New York, 377-418 (1994).
2. Sanathanan C.K., “Accurate Low Order Model For Hydraulic Turbine-Penstock”, IEEE Trans. on Energy Conversion, 196-200 (1987).
3. Souza Jr. O. H., Barbieri N., Santos A. H. M., “Study of hydraulic transients in hydropower plants through simulation of nonlinear model of penstock and hydraulicturbine model”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 14 (4):
1269-1272 (1999).
4. Working Group, “Hydraulic turbine and turbine control models for system dynamic studies”, Transactions on Power Systems, Vol. 7 (1): 167-179 (1992).
5. Dandeno P. L., Kundur P., Bayne J. P., “Hydraulic unit dynamic performance under normal and islanding conditions – analysis and validation”, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, Vol. 97 (6): 2134-2143 (1978).
6. Hovey L. M., “Optimum adjustment of hydro governors on Manitoba hydro system”, AIEE Transactions, Vol. 8.1 (III): 581-587 (1979).
7. Schleif F. R., Willbor A. B., “The coordination of hydraulic turbine governors for power system operation”, IEEE Transactions, Vol. 85: 750-758 (1966).
8. Hagihara S., Yokota H., Goda K., Isaobe K., “Stability of a hydraulic turbine generating unit controlled by PID governor”, IEEE Transactions, Vol. 98 (6): 2294-2298 (1979).
9. Agnew, P. W., “The governing of francis turbines”, Water Power, 119-127 (1974)
10. Oldenburger R., Donelson J., “Dynamic response of a hydroelectric plant”, Transaction AIEE, 81 (III): 403-418 (1962).
11. Wollenberg B.F.,Wood A. J., “Power System Generation Operation and Control, 2nd Ed.”, J. Willey&Sons, New York, 20-23, 131-138 (1996).
12. Krivchenko G.I., “Hydraulic Machines: Turbines and Pumps, 2nd Ed.”, Mir Publishers, Moscow, 1-88 (1986).
13. Woodward J. L., “Hydrolic-turbine transfer fuction for use in governing studies”, Proc. IEEE, Vol. 115: 424-426 (1968).
14. Morse F.T., “Power Plant Engineering and Design, 2nd Ed.”, D. Van Nostrand Inc., New York, 139-197 (1942).
15. Gulliver J.S., Arndt R. E. A., “Hydropower Engineering Handbook, 2nd Ed.
of applied energy Conversion”, McGraw-Hill, New York, 1.1-5.78 (1991).
16. Munoz J.R., Sailor D. J., “Modeling methodology for assessing the impact of climate variability and climatic change on hydroelectric generation”, Energy Conversion Mgmt, Vol:39: 1459-1469 (1998).
17. Chow Ven Te, “Handbook of Applied Hydrology”, McGraw-Hill, New York, 14.1-14.54 (1964).
18. Bras R. L., Ignacio R. I., “Random Functions and Hydrology”, Addison-Wesley, California, 1-13 (1985).
19. Eagleson P. S., “Dynamic Hydrology”, McGraw-Hill, New York, 1-11 (1970).
20. Undrill J. M., Woodward J. L., “Non-linear hydro governing model and improved calculation for determining temporary droop”, IEEE Transactions, Vol. 86 (4), 443-453 (1967).
22. Enerji Piyasası Düzenleme Kurulu, 20.02.2001 tarihli 4628 sayılı Elektrik Piyasası Kanunu, “Elektrik Piyasası Şebeke Yönetmeliği”, 1-78 (2001).
62
EKLER
EK-1 Simülasyonda kullanılan parametreler
H0 : 1 pu
U0 : 1 pu
Tw : 2 s
TM : 7 s
UNL : 0,06 pu
UFL : 0,90 pu
At : 1,19
gNL : 0,06 pu
gFL : 0,90 pu
Tr : 9 s
Tp : 0,05 s
Tg : 0,2 s
Rp : 0,04
Rt : 0,6
Ks : 5
Not: Aksi belirtilmedikçe, yukarıda belirtilen değerler kullanılmaktadır.
Simülasyonlarda kullanılan değişkenler için kullanılan farklı değerler belirtilmektedir.
64
EK-2 Simülasyonda kullanılan modeller
1
Şekil 2.1. Genel model
1
Şekil 2.2. Türbin doğrusal modeli
1
Şekil 2.3. Türbin doğrusal olmayan modeli
EK-2 (Devamı) Simülasyonda kullanılan modeller
Şekil 2.4. Hız regülatörü modeli
1
Şekil 2.5. Generatör modeli
66
ÖZGEÇMİŞ
Kişisel Bilgiler
Soyadı, adı : KILIÇKAP, Emrullah Uyruğu : T.C.
Doğum tarihi ve yeri : 31.03.1976 Ergani/Diyarbakır Medeni hali : Evli
e-mail : emrullah@etikproje.com
Eğitim
Derece Eğitim Birimi Mezuniyet Tarihi Lisans ODTÜ/Elektrik-Elektronik Müh. 2002
Lise Ankara Fen Lisesi 1995
İş Deneyimi
Yıl Yer Görev 1999-2002 Eser Müh. Müş. Proje Müh.
2002-2003 Etik Müş. Mim. Müh. Ltd. Şti. Şirket Md., Proje Müh.
.
Yabancı Dil İngilizce Almanca Rusça
Hobi
Futbol, Masa tenisi, Basketbol.