Yenilebilir enerji kaynaklarının güç sistemi entegrasyonunda esnek alternatif akım iletim sistemi (FACTS) kullanımının etkileri

Abstract

Değişen çevre koşulları, artan çevre kirliliği, fosil yakıtlara bağımlılığın artması, arz-talep dengesinde yaşanan sorunların önüne geçmek ve temiz enerji üretimini arttırmak amaçlı son zamanlarda yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına yönelim artmıştır. Artan bu yönelim sonucunda günümüzde değişken yenilenebilir kaynaklı enerji üretimlerinin güç sistemlerinde payları giderek baskın hale gelmektedir. Bu durumla birlikte beklenmedik durumlarla baş edebilme yeteneği olan güç sistemi esnekliği kavramı yeni bir boyut kazanmıştır. üretim tarafında da güç sistemi olağan çalışmasında belirsizlikler mevcuttur. Bu belirsizlikler altında güç sisteminin kararlılığını koruyabilmesi de esnek alternatif akım iletim sistemi cihazlarının etkinlikleri araştırılmaktadır. Bu tez çalışmasında yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonu frekans ve gerilim değişimleri açısından DıgSILENT PowerFactory yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. IEEE 118 baralı test sisteminde değişken yenilenebilir enerji penetrasyonu farklı oranlarla değerlendirilmiş ve bu değerlendirme sonucunda her bir penetrasyon oranının üretim kapasiteleri değiştirilerek üretimde belirsizlik modellenmiştir. Bu artan sistem senkron olmayan penetrasyon oranı ve kesintili üretim şartlarında N-1/ N-2 hata durumları oluşturulmuştur. Modellenen hata durumlarındaki gerilim ve frekans kararlılığını korumada Statik Var Sistem (SVS), Tristör Kontrollü Seri Kompansatör (TCSC), Statik Senkron Komapansatör (STATCOM) ve Statik Senkron Seri Kompansatör (SSSC) esnek alternatif iletim sistemi cihazlarının etkinlikleri analiz edilmiş ve karşılaştırılmıştır.

Recently, the tendency to use renewable energy resources has increased in order to prevent changing environmental conditions, increasing environmental pollution, increasing dependence on fossil fuels, problems in the supply-demand balance and to increase clean energy generation. As a result of this increasing trend, today the share of variable renewable energy generation in power systems is becoming increasingly dominant. In this station, the concept of power system flexibility, which is the ability to cope with unexpected situations. No longer, there are uncertainties in the normal operation of the power system on the generation side as well. The effectiveness of flexible alternating current transmission system devices in maintaining the stability of the power system under these uncertainties is being investigated. In this thesis study, the integration of renewable energy sources was analyzed in terms of frequency and voltage fluctuations using DıgSILENT PowerFactory software. In the IEEE 118 busbar test system, variable renewable energy penetration was evaluated with increasing integration rates, and as a result of this evaluation generation uncertainties were modelled by changing the generationtion capacities of each integration ratio. Under these increased non-synchronous penetration and intermittent generation conditions, N-1/ N-2 error situations were created. The effectiveness of flexible alternative transmission system devices such as Static Var System (SVS), Thyristor Controlled Series Compensator (TCSC), Static Synchronous Compensator (STATCOM) and Static Synchronous Series Compensator (SSSC) in maintaining voltage and frequency stability in modeled error situations has been analyzed and compared.