PSS-E (Power System Simulator for Engineering)

PSS-E, güç sistem analizleri için dünya genelinde kullanılan en yaygın yazılımdır. PSS-E, Siemens PTI (Power Technologies International)’ın özellikle elektrik iletim sistemlerinin planlanması ve sistem analizlerinde dünyada 115’i aşkın ülkede sürekli gelişerek yenilenen yeni versiyonlarıyla piyasaya sürülen bir ürünüdür.

1976 yılından beri Power System Simulator for Engineering (PSS-E) daha kompleks, teknik kapasitesi üst düzeyde, tüm özellikleri içinde barındıran ve performansı en yüksek ticari bir yazılımdır.

PSS-E, güç sistemlerinin simülasyonu, analizi ve optimizasyonu için geliştirilen entegre ve interaktif bir yazılımdır. Yük akışları, dengeli ve dengesiz arıza analizleri, dinamik simülasyon, fiyatlandırma, network reduction vb.gibi birçok alanlarda kullanılmaktadır. En son 33. Versiyonu Mayıs 2011’de piyasaya sunulmuştur.

Enterkonnekte sistemin işletme şartlarını en fazla etkileyen durumlar, yük (tüketim) değişiklikleri, arızalar ve yeni teçhizatın (üretim kaynakları, iletim hatları, trafolar vb.) servise girmesidir. Power System Simulator for Engineering (PSS-E), bu tür durumlarda tüm sistemin kararlı rejimde bara gerilimlerini, yük akışlarını, sistem kaybını, geçici rejimde ise arıza akımlarını incelemek için kullanılır (Aktaş, 2010).

6.3.1. Yük akışı etütleri

Yük akışı etütleri genellikle sistemin en kritik işletme şartları olan puant ve minimum yük şartlarında yapılır. Ayrıca ülkeler arasında enerji alışverişleri yapıldığında sistemin güvenilir bir şekilde işletilmesi amacıyla yapılmaktadır. Enerji alışverişleri olmadığı zamanlarda da enterkonnekte sistemlerde her iletim sistem işletmecisi günün belirli saatlerinde yük akışı etütlerini yapmak durumundadır. Dolayısıyla PSS-E programı, dünyadaki iletim ve dağıtım sistem işletmecilerinin birçoğu tarafından kullanılan yazılımdır. Kısıt yönetimi açısından etüt sonuçları değerlendirilerek alınması gereken önlemler saptanır.

Yük akışı etütleri için PSS/E programına enterkonnekte sistemin tamamı veya bir kısmı ile ilgili hat, trafo, şönt reaktör, seri/şönt kapasitör, tüketim ve üretim bilgileri girilir. Çözüm sonucunda tüketim baralarının gerilim ve açıları, generatörlerin reaktif üretimleri, hat ve trafolardaki yük akışları ve toplam sistem kayıpları elde edilir.

Bu değerlerden faydalanılarak,

Bara gerilimleri kontrol edilebilir: Çeşitli tüketim ve üretim durumlarında

tüketim baralarının gerilimlerinin önceden bilinmesi sistem teçhizatının işletme güvenliği yönünden faydalıdır. Gerilim seviyelerinin işletme limitleri dışında olması durumunda, yakın santralların çıkış gerilimi değiştirilerek, trafo kademeleri ayarlanarak veya uygun baralara şönt reaktör veya kapasitör konularak gerilim regülasyonu yapılabilir.

Sistem teçhizatının tespiti ve kontrolü yapılabilir: Kaliteli ve güvenilir bir

işletme sağlamak amacı ile sisteme yeni ilave edilmesi veya değiştirilmesi gereken sistem elemanları tespit edilebilir.

Manevra talimatları hazırlanabilir (enerjileme ve açma etütleri): İşletmeye

yeni giren veya bir arıza sonucu servisten çıkan bir veya birkaç hattın ve ilgili trafoların, reaktörlerin servise alınma sırasının (manevra talimatı) önceden bilinmesi gerekir. Bu nedenle hat enerjilemelerinde (özellikle 380 kV’luk fazla reaktif üretimi olan hatlarda) hat ucunda meydana gelebilecek aşırı gerilimleri ve açı farkları önceden tespit edilip gerekli önlemler alınabilir.

Sistemin az yüklü olduğu zamanlarda fazla reaktif üretimi azaltmak (bu durumda genellikle çift devre hatların tek devresi açılır) veya herhangi bir hattın servisten çıkması sonucunda sistemin işletme durumunun ne olacağını kestirilebilir.

Büyük tüketim merkezlerinin nereden besleneceğinin tespiti yapılabilir:

Sisteme yeni ilave olacak büyük tüketim merkezlerinin veya mevcut olupta bakım/revizyon gibi nedenlerle başka merkezlerden yük aktarması yapılarak beslenecek yüklerin, ilgili bölgedeki hangi merkezden beslenmesinin gerilim ve hat kayıpları açısından en uygun sonuç vereceği araştırılabilir.

Trafo kademelerinin tespiti yapılabilir: Gerilim regülasyonu ve reaktif güç

akışında etkili olan trafo kademelerinin seçimi yapılabilir. Yük altında kademe ayarı yapılmayan trafolarda puant ve minimum yük şartları için en uygun kademeler, çeşitli yük akışı etütleri sonucunda bulunabilir.

Kaskat arızalar nedeniyle sistem çökmelerinin önüne geçmek ve kısa devre akımlarını sınırlandırmak için çeşitli (ada besleme vb.) işletme yöntemleri belirlenebilir.

Değişik üretim ve tüketim senaryolarına ve sistem topolojisine bağlı olarak hat ve trafoların yüklenmesi kontrol edilebilir. Kapasitesinin üzerinde yüklenen hat ve trafonun olduğu kısıtlılık durumunda, sistem topolojisinde veya üretim senaryolarında değişiklik yapılarak işletme şekli belirlenebilir.

6.3.2. Arıza etütleri

Enterkonnekte sistemlerde bir arıza sırasında meydana gelen akımlar, kararlı rejimdeki akımlardan farklıdır. Arıza etütleri, sistemin çeşitli yerlerindeki kısa devre akımlarını, empedanslarını ve hat akışlarını bulmak için yapılır. Bu değerler, arıza anında teçhizatın kapasitesinin yeterli olup olmadığının ve sistem güvenliğinin sağlanmasına yönelik röle koruma sistemlerinin ayarlarının tespitinde kullanılır.

Arıza etütlerini üç faz kısa devre ve faz-toprak kısa devre etütleri olmak üzere iki grupta inceleyebiliriz. Bunlardan faz-toprak arızası pratikte en çok görüldüğü, üç faz

arızası ise en az görüldüğü halde en ağır arıza şartlarını meydana getirdiği için incelenmesi gereklidir. Üç faz, faz-toprak kısa devre etütleri arızanın barada olduğu kabul edilerek yapılır. Çözüm sonucunda toplam arıza akımı, toplam kısa devre gücü, arızalı baradan görünen sistem empedansı ve arıza sırasındaki hat akışları bulunur. Bu değerler kullanılarak sistemdeki mevcut kesicilerin kesme güçlerinin yeterli olup olmadığı kontrol edilir.

Şebeke yönetmeliğinde belirtilen kısa devre akım seviyelerinin üzerinde arıza akımının tespit edilmesi halinde, sistem konfigürasyonunda değişiklik yapılarak, kısa devre akımları şebeke yönetmeliğinde belirtilen limitlerin altında tutulur.

PSS-E programında 3 farklı dosya tipi vardır. - Raw data formatı (yük akış datası)

- Seq data formatı (kısa devre datası) - Sld data formatı (çizim datası)

Burada sadece raw datasına değinilecektir.