Rüzgar türbinlerinin güç kalitesi üzerine etkilerinin modellenmesi
Effects of the wind turbines on the power quality-a modeling approach
Yazar: AKIN TAŞCIKARAOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET UZUNOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy
Dizin: Güç kalitesi = Power quality ; Rüzgar türbinleri = Wind turbines

Özet:
Son yıllarda fosil yakıt kaynaklarının tükenmeye başlamasıyla birlikte mevcut enerji üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarının önemi gittikçe artmaktadır. Bu enerji kaynakları içerisinde rüzgar enerjisi temiz, sürdürülebilir ve diğer kaynaklara göre daha az maliyetli olması nedeniyle ön plana çıkmaktadır. Ancak rüzgardan elde edilen enerjinin oldukça değişken olması nedeniyle büyük güçlerde rüzgar çiftliklerinin şebekeye bağlanmaları, güç kalitesi açısından sorunlara neden olabilmektedir. Güç kalitesi ile ilgili bu problemler genellikle rüzgar çiftliklerinin şebeke entegrasyonu yapıldıktan sonra çözülmeye çalışılmaktadır. Oysaki bu problemlerin çözümünde türbinler kurulmadan önce yapılacak değerlendirmeler ile alınacak önlemler, çok daha basit ve ekonomik bir yol sunacaktır.Bu çalışmada şebeke bağlantılı rüzgar türbinlerinin güç kalitesi karakteristikleri üzerindeki olası etkileri belirtilmiş ve bu etkilerinin hesaplanabilmesi amacıyla MATLAB tabanlı modellemeler gerçekleştirilmiştir. Özellikle insan faktörü ile doğrudan ilişkisi nedeniyle modellenmesi daha karmaşık olan hızlı gerilim değişimleri, ayrıntılı bir biçimde incelenmiştir. Modellerin oluşturulabilmesi için başta IEC 61400-21 ve IEC 6100-4-15 olmak üzere çeşitli standartlardan yararlanılarak, yapılan modellemelerin pratikte de kullanılabilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın son bölümünde ise bir uygulama gerçekleştirilerek, ülkemizde rüzgar gücünden tam olarak yararlanmaya bir engel oluşturan uygulamaların üretim ve tüketim açısından analizleri yapılmıştır.

Abstract:
The importance of renewable energy sources has increased gradually on the present energy production while the supply of fossil fuels began to run out of late years. Among these renewable energy sources, wind energy comes into prominence owing to it is a clean, sustainable and cost-effective energy. However, the connection of large wind farms to the grid may cause problems in terms of power quality due to the variability of the energy extracted from the wind. The problems related with the power quality are striven to solve after the grid integration of wind farms. However, the precautions that can be taken by means of the assessments before the installation of the turbines represent an easier and economic way.In the thesis, the possible effects of the grid connected wind turbines on the power quality characteristics have been defined and the MATLAB based models have been constructed so as to calculate these effects. Particularly, fast voltage variations that are difficult to model due to its relation with the human factor have been analyzed in detail. It has been aimed that the models are able to use in practice while utilizing various standards such as IEC 61400-21 and IEC 61000-4-15 in order to set up the models. In the last section of the thesis, the analyses of the implementations that represent constraints for exploiting the wind resources in Turkey have been realized in terms of production and consumption with a case study.