Dağıtım sistemleri için yeni bir güç akışı algoritmasının geliştirilmesi
Developing of a new power flow algorithm for radial distribution systems
Yazar: ULAŞ EMİNOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. M. HAKAN HOCAOĞLU
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Dağıtım sistemlerinin iletim sistemlerinden farklı yapıya sahip olması sebebiyleiletim sistemleri için kullanılan geleneksel Newton-Raphson, Gauss-Seidel gibi güç akışıalgoritmaları dağıtım sistemlerinin güç akışı hesabında yetersiz kalabilmektedir. Buproblem dağıtım sistemleri için yeni güç akışı algoritmalarının geliştirilmesi ihtiyacınıdoğurmuştur. Bu çalışmada dengeli ve dengesiz dağıtım sistemleri için yeni bir güç akışıalgoritması geliştirilmiştir. Ayrıca Yerel Enerji Üretim (YEÜ) birimleri, üç-fazlıtransformatörler, ve gerilim regülatörleri gibi dağıtım sistemleri elemanları için yenimodeller geliştirilerek güç akışı analizlerine dahil edilmiştir. Algoritma, geniş olarakkullanılan diğer güç akışı algoritmaları ile birlikte farklı dağıtım sistemlerineuygulanarak performansı ve güvenirliği sınanmıştır. Sonuçlar, geliştirilen algoritmanınhızlı yakınsama özelliğine sahip olduğunu, performansının farklı yüklenme durumu,hatların farklı R/X oranı ve farklı yük modelleri gibi sistem parametrelerinden çok azetkilendiğini göstermektedir.Tezde son olarak, geliştirilen güç akışı algoritmasında gerilim hesabı içinkullanılan ifadeden yararlanarak dağıtım sistemlerinde gerilim kararlılığı açısından kritikbaranın belirlenmesi amacıyla yeni bir kararlılık indeksi geliştirilmiştir. Geliştirilenkararlılık indeksi farklı sistemler üzerinde test edilerek elde edilen sonuçlar diğerindekslerle elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Yapılan analizler sonucundageliştirilen kararlılık indeksinin güvenilir, dağıtım sistemlerine kolaylıkla uygulanabilirolduğu ve güç akışı analizi dışında ekstra uygulamalara ihtiyaç duymadığı görülmüştür.Bunun dışında sistemin yüklenme durumundan, farklı yük modellerinden, farklı güçfaktörü ve farklı gerilim seviyesinden etkilenmediği görülmüştür.

Abstract:
Due to different characteristics features of the distribution systems from thetransmission systems, the conventional power flow algorithms such as; Newton Raphsonand Gauss Seidel may become inefficient in the load flow solution of distributionsystems. This problem required to develop new power flow algorithms for distributionsystems. In this paper, a new power flow algorithm has been developed for balanced andunbalanced distribution systems. In addition, new modeling methods for distributionsystems? components namely; Local Energy Generation Units, three-phase distributiontransformers and Voltage Redulators have been developed and included to the load flowanalysis. The performance and reliability of the developed load flow algorithm areevaluated on different distribution systems by comparing with other load flowalgorithms which are widely used for load flow analysis. Results show that thedeveloped algorithm has fast convergence ability and its performance is less affected bysystem?s parameters such as; different loading condition, line R/X ratios and loadmodels.In the thesis, finally, to obtain the critical bus of the system to the voltage collapse anew voltage stability index is developed for radial distribution system by making use ofthe formulation which is used for the voltage calculation in the developed load flowalgorithm. Developed stability index is tested on the different test systems and theobtained results are compared with the result of other stability indices. It is seen from theanalyses that the developed stability index is robust and it can easily be implemented tothe radial distribution systems, and does not require an extra work on the systems exceptload flow analysis, and can easily be applied to the radial networks. It is also seen thatthe proposed index is not affected from the different loading condition, load models,load power factor and voltage levels of the systems