Şebekeye paralel bağlı rüzgar elektrik santrallerinde nonlineer yüklenmenin ve açma-kapama olaylarının incelenmesi
Analysis of nonlineer loading and switch on / off conditions on grid connected wind power plants
Yazar: ALTUĞ BOZKURT
Danışman: PROF. DR. CELAL KOCATEPE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Güç sistemleri = Power systems ; Harmonikler = Harmonics ; Rüzgar enerjisi = Wind energy ; Rüzgar santralleri = Wind plants ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Günümüzde, elektrik enerjisine olan talebin artması, fosil yakıtların tükenmeye başlaması ve temiz enerji elde etme isteği yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik enerjisi üretiminin önemini arttırmıştır. Bu kaynaklardan en çok kullanılanı olarak rüzgar enerjisi öne çıkmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan rüzgar enerjisinden elektrik elde etmek için kullanılan rüzgar türbinleri de gün geçtikçe gelişmekte ve şebekeye bağlantısı esnasında karşılaşılan problemler de iyileştirilmektedir.Rüzgar elektrik santrallerinin (RES) meydana getirdiği problemler ve rüzgar türbinlerinin bulunduğu güç sistemlerinde yaşanan problemlerin RES'ler üzerindeki etkileri ile ilgili bir çok araştırma ve yayın yapılmıştır. Bu konudaki çalışmalar günümüzde de hızla devam etmektedir.Bu tez çalışmasında, genel olarak şebeke ile RES'in birlikte çalışmasına ait analizler MATLAB & Simulink programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Paralel çalışan böyle bir sistemin lineer ve nonlineer yüklenme şartları irdelenmiştir. Yapılan çalışmada, güç sistemindeki anahtarlama (açma-kapama) olaylarının, RES'nin farklı rüzgar hızlarında sistem davranışı üzerindeki etkileri ortaya konmuştur.Bu kapsamda, tez çalışmasında ?TÜBİTAK Güç Kalitesi Milli Projesi? kapsamında ölçümler gerçekleştirilen 174 km uzunluğunda 380 kV'luk bir yüksek gerilim iletim hattından beslenen yük ve TEİAŞ'tan alınan hat parametreleri kullanılarak gerçek bir sistem modellenmiştir. Bu sisteme ek olarak, oluşturulan senaryo dahilinde yük yakınlarına 2 MW gücündeki 4 adet rüzgar türbininden oluşan bir RES'nin kurulması ve şebekeye paralel olarak yükü beslemesi durumu incelenmiştir.Yapılan çalışmanın sonunda, herhangi bir yükün şebekeyle paralel bağlı olan RES tarafından beslenmesi halinde, bu sistem üzerinde rüzgar hızının, yük profilinin ve açma-kapama olaylarının önemli etkilerinin olduğu ortaya konmuştur.

Abstract:
Increased demand for electrical energy, depletion of fossil fuels and the wish for clean energy have recently raised the importance of electrical energy production from renewable energy sources. Wind energy is the most used renewable energy source amongst all renewable energy sources. Wind turbines, used for electrical energy production from wind power, have been developing and problems encountered during the grid connection have also been addressed.In literature, research has mainly focused on problems caused by wind power plants (WPP) and the effect of power system disturbances on the WPP. Studies in this field are continuously growing.In this thesis, analyses for a grid connected operation of WPP are carried out by using MATLAB&Simulink Software. Linear and non-linear loading conditions of such a grid connected system are considered. The effects of switching (on and off) transients on system behavior are exhibited by considering the WPP operated at various wind speeds.Within this concept, a real system is modeled using measured loading of a 380 kV, 174 km long transmission line under ?TUBITAK National Power Quality Project? and using line parameters obtained from TEIAS. In addition to this system, grid parallel operation of a WPP consisting of four 2 MW wind turbines is considered.It is shown that wind speed, load profile and transients (on/off events) have considerable effects on any load supplied through a grid paralleled WPP.