Çok bölgeli güç sistemlerinde yüksek gerilim doğru akım bağlantı hattının yük-frekans kontrolüne etkisinin incelenmesi
Investigation of effect on load - frequency control of high voltage direct current connection line in multi area power system
Yazar: SÜLEYMAN YILDIZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT TEMEL ÖZDEMİR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Üretim noktalarında üretilen elektrik enerjisinin tüketicilere kaliteli ve güvenilir olarak sunulması amacıyla birden fazla güç sisteminin paralel bağlanmasıyla enterkonnekte sistemler oluşturulur. Enterkonnekte sistemlerle tüketicilere ekonomik, az kesintili ve verimli bir enerji aktarımı sağlanır.
Son yıllarda sanayileşme ve dünya nüfusunun artışı ile elektrik enerjisi dünyada en çok ihtiyaç duyulan enerji türlerinden biri haline gelmiştir. Artan enerji talebinin kararlı bir şekilde ve düşük maliyetlerde karşılanabilmesi ihtiyacı, daha büyük ve güvenilir enterkonnekte güç sistemlerinin oluşturulmasını gerekli kılmaktadır. Güvenilir güç sistemlerinden, üreticiler ve tüketiciler arasındaki arz talep ilişkisini sürekli takip ve kontrol etmesi, kendi kendini onarabilmesi ve optimize etmesi beklenmektedir. Bu bağlamda enterkonnekte sistemlerde kontrol edilmesi gerekli en önemli parametreler frekans ve gerilim kontrolüdür. Güç sistemlerinin kararlılığını belirleyen en önemli parametre frekanstır. Güç sistemlerinde frekans değişimi belirli sınırlar içinde tutulmalıdır; buda üretilen güç ile tüketilen güç dengesinin sağlanmasıyla gerçekleştirilir.
Bu çalışmada; Yüksek Gerilim Alternatif Akım (YGAA) iletim hattı ile birbirine bağlı alt alanların oluşturduğu bir güç sisteminde, Alternatif Akım (AA) iletim hattına paralel bir Yüksek Gerilimli Doğru Akım (YGDA) iletim hattının güç sistemi frekans kontrolüne olan etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, tez çalışmasında sırasıyla Türkiye gerçeklerine uygun çok bölgeli bir güç sistemi MATLAB ortamında modellenmiştir. Bu güç sistemine bir ve daha fazla YGDA bağlantı hattı eklenmesinin yük frekans kontrolüne olan etkileri incelenmiştir. Bu çalışmadaki, kontrolörlerin kazançların optimal değerlerinin belirlenmesinde güncel sezgisel optimizasyon yöntemi olan Optikten Esinlenen Optimizasyon yöntemi kullanılmıştır. OIO ile belirlenen kontrolör kazançları, oluşturulan modelde zaman domeni cevapları için simüle edilip sonuçlar analiz edilmiştir.

Abstract:
Interconnected systems are created by parallel linking of multiple power systems in order to provide electrical energy produced at production points to consumers in a quality and reliable way. By the interconnected systems, economical, minimally interrupted and efficient energy transfer is provided to the consumers.
In recent years, with the increase in industrialization and world population, electrical energy has become one of the most needed energy types in the world. The need to meet the increasing energy demand at a stable and low cost requires the creation of larger and more reliable interconnected power systems. Reliable power systems are expected to continuously monitor and control the supply-demand relationship between producers and consumers, and to self-repair and optimize. In this context, the most important parameters to be controlled in interconnected systems are frequency and voltage control. The most important parameter that determines the stability of power systems is frequency. In power systems, the frequency change must be kept within certain limits, which can be achieved by providing a balance between  the power produced and the power consumed.
In this study, the effect of a High Voltage Direct Current (HVDC) transmission line parallel to the Alternating Current (AC) transmission line on the power system frequency control in a power system formed by sub-areas connected by High Voltage Alternating Current (HVAC) transmission line was investigated. For this purpose, a multi region power system respectively compatible with the circumstances in Turkey was  modeled in MATLAB environment. The effects of the addition of one or more HVDC connection lines to the load frequency control were investigated. In this study, the Optimal-Inspired Optimization method which is the current heuristic optimization method was used to determine the optimal values of the gain of the controllers. The controller gains determined by OIO were simulated for model time domain responses generated and the results were analyzed.