Türkiye elektrik iletim şebekesinin Trakya bölümünün kontrollü çalışma bölgelerine ayrılmasının incelenmesi
The study of system splitting strategies for controlled operation of the Thrace part of Turkish power transmisson system
Yazar: OKAN USLU
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK
İstanbul 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 ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Elektrik üretim santralleri kullanılan hammaddeye yakın olma, çevresel şartlar ve güvenlik gibi sebeplerden dolayı genellikle elektriğin tüketildiği noktalardan uzakta kurulurlar. İşte bu noktada ise iletimin önemi ortaya çıkar. 19. yüzyıl sonlarında Avrupa ve Amerika'da elektriğin iletilmesine başlanmış fakat düşük gerilim ve doğru akım şeklindeki bu elektiğin uzak mesafelere iletilmesi kayıplar ve gerilim düşümü açısından mesafe sınırlamaları getirmiştir. 19. yüzyılın sonunda transformatörlerin icadıyla Amerika'da 500V' a yükseltilen gerilimle elektrik 1600 metreye iletilmiştir. Aynı tarihlerde İtalya'da 110 kW'lik bir güç 2000 volt ile 27 kilometreye taşınmıştır. 3 fazlı alternatif akımla yapılan ilk enerji taşıma ise 1891 yıllarında Almanya 'da gerçekleşmiş, 150 kW 'lık bir güç 15 kV 'luk bir gerilimle 170 km 'ye taşınmıştır.Türkiyede ise 1902 yılında Tarsus 'ta bir değirmenden elde edilen 2 kW 'lık bir gücün şehre taşınmasını saymazsak 1914 yılında üretime başlayan ve Zonguldak'tan getirilen kömürle çalışan İstanbul Silahtarağa termik santralı 15 MW kurulu gücüyle işletmeye açılmıştır. 1948 yılında 64,6 MW güçle kurulan Çatalağzı Termik Santralı ile 154 kV seviyesindeki iletim hatları vasıtasıyla 1952 yılında bu iki santral birbirine bağlanarak Türkiyenin ilk enterkonnekte yapısı oluşturulmuştur. Daha sonra onu büyük şehirlerde kurulan santraller ve iletim şebekeleri izlemiştir. Bugün yurdumuzda pek çok hidrolik, termik, gaz türbinli ve dizel santraller elektrik enerjisi üretmekte, üretilen bu enerji en yükseği 380 kV olan gerilimlerle ve enterkonnekte bir sistemle yurdun bir çok bölgelerine taşınmaktadır. 1950'li yıllarda 400 MW civarında olan kurulu güç günümüz itibarıyla 40.000 MW'ı aşmıştır.Böyle büyük bir ivme ile gelişen böylesine büyük bir yapı içerisinde bir çok nedenden dolayı pek çok işletme şekillerine de kaçınılmaz olarak ihtiyaç duyulmaktadır. İşte bu işletme şekillerinden biri de dünyada modern iletim şebekelerinde uygulanmakta olan ?ada çalışma bölgeleri? (kontrollü çalışma bölgeleri) uygulamasıdır.Bu tez çalışmasının amacı bir iletim sisteminin kontrollü çalışma bölgelerine ayrılarak işletilmesinin irdelenmesine yöneliktir. Bu kapsamda tezin giriş bölümünde genel bir enterkonnekte şebeke tanımı yapılmış ikinci bölümde güç iletim sistemleri işletimi temel bilgileri verilerek enterkonnekte sistem için gerekli açısal, gerilim ve frekans kararlılığı bilgileri verilmiş, üçüncü bölümde temel yük akış kuralları ve hesap yöntemleri açıklanmış, dördüncü bölümde ise bir iletim şebekesinin kontrollü çalışma bölgeleri şeklinde incelenmesi yapılarak literatürden örnekler verilmiş, beşinci bölümde Türkiye'nin Trakya bölgesine ait iletim sistemi tanıtılarak şu anda uygulanan ve gelecekte uygulanabilecek kontrollü çalışma bölgelerine ait beş adet senaryo üretilerek bu senaryolar karşılaştırılmış ve optimum sonucu veren senaryolar değerlendirilmiştir.Söz konusu senaryo çalışmaları esnasında temel yük akış işlemlerinde Newton Raphson yöntemi'ni kullanan ve matlab programı altında çalışan PSAT programı koşturulmuştur. Kısa devre etütlerinde ise PSSE programı kullanılmıştır.

Abstract:
Since power plants are built the places where are close the energy sources, the long transmission lines are installed to transmit electric power to customers in the cities. The environmental conditions and security, reliability of the transmission system and infrustructure concerns become important. At the end of 19th century in Europe and America; The utilities were started to install transmission lines to transmitt big amount of the electric power. Because the early transmission systems had low voltage level and was DC(direct current ) systems, the transmission distance was restricted because of losses and voltage drop problem. At the end of the 19 century the voltage level of the electricity was raised to 500 V and transmitted to 1600 m by the invention of the transformers. At the same time, the 110 kW of power was transmitted to 27 km at the level of the 2000V in Italy. The first 3 phased electricity transmission was realized in 1891 in Germany. Its voltage level was 15 kV and it was capable to transmit 150 kW of electric power to 170 km away .After 2 kW capacity dynamo was installed in Tarsus to produce electric power, we can concider the Silahtaraga Thermic Plant by the 15 MW capacity, which was started to work in the year of 1914 by the coal transported from Zonguldak, as a first big power plant of the Turkey. The Catalagzi Thermic Power Plant, established in 1948, with the capacity of 64,6 MW and the Silahtaraga Thermic Power Plant were connected to the system via high voltage overheadlines, thus first transmisson grid was founded. Today lots of hydreulic, thermic and gas turbined power plants are producing electricity in Turkey. Produced electricity is transmitted throughout Turkey at the maximum level of 380 kV by the Turkey grid system.While Turkey?s installed capacity was about 400 MW in 1950s, today it exceeds 40.000 MW. Because of the fast extending of the system, different grid system operation types appeared. One of the operational types of the grid system which is practised all over the world; is ? controlled islanding study?.The aim of this thesis is the inspection of the regions of the controlled splitting regions transmisson system. In that scope the term of general interconnection grid is described in the introduction part the thesis. At the second section power transmisson systems operation is explained and necessary information about angular, voltage and frequency stability are given. Basic power flow rules and its calculation methods are given at the third section. At the fourth section, controlled splitting regions of a transmission grid are inspected and some examples are excerpet from literature. In fifth section, transmission system of Turkeys Thrace Region is introduced and present applications about islanding regions are examined and five scenarios which will be applied in the future are produced and they are compared and the scenarios which give the optimum results have been evaluated.While making a scenario study, the fundamental power flow calculations are made by PSSE and PSAT program which runs under matlab program . The PSAT uses the Newton Raphson iteration method.