Hidroelektrik santrallerdeki kontrol ve gerilim regülasyon sistemlerinin incelenmesi
Investigation of control and voltage regulation systems in hydroelectric power plants
Yazar: ARİF KESİK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ BOZKURT
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Denetim sistemleri = Control systems ; Hidroelektrik santralleri = Hydroelectric power plants ; Otomasyon = Automation ; Regülasyon = Regulation

Özet:
1882'den beri dünyanın enerji üretiminde önemli bir yeri olan Hidroelektrik santralleri halen günümüzde de kullanılmakta olup çevremize temiz bir enerji üretmek adına kullanılmaya devam etmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarında emre amadelik ve ekonomik bakımından rekabet edilebilecek öncül kaynak türü hidroelektrik enerji santralleridir. Teknolojisi ve çalışma prensibi eski yıllara dayanmakla birlikte günümüzde halen en büyük enerji santralleri sıralamasında güç potansiyeli bakımından ilk altı sırayı hidroelektrik santralleri yer almaktadır. Bu tez çalışmasında hidroelektrik santrallerinin önemli bir mekanizması olan kontrol sistemlerinin ve çalışma süreçlerine ait dizinlerinin genel bir anlatımı yapılmıştır. Başlatma, durdurma dizinleri detaylı olarak ele alınmış olup gerçek bir santralin SCADA görüntüleri üzerinden bir anlatım gerçekleştirilmiştir. 
Bu tez çalışmasında hidroelektrik santrallerinin temel parçaları olan türbin, ikaz sistemi, generatör, fren sistemi, şalt sahası, transformatör, koruma röleleri, kesiciler, ayırıcılar ve kontrol sistemleri ana başlıklarda ele alınmıştır. Ana sistemlerin yanında santral devreye alındıktan ve işletme faaliyetleri başladıktan sonra santralin yönetimi kontrol sistemi üzerinden gerçekleştirilmektedir. Kontrol sisteminin regülasyon modları ve çalışma dizinleri; türbin hız yük regülatörü kontrol modları, uyartım sistemi kontrol modları, reaktif güç yönetimi kontrolü, stator gerilim kontrol modu, güç faktörü kontrol modu, takım çalışma kontrolü (joint control), aktif güç yönetimi, deşarj edilen su yönetimi, su seviyesi yönetimi, bara gerilim regülasyonu modu (şebeke gerilim takip modu), sekonder frekans kontrolü, manuel, adım adım ve otomatik operasyon modu, SNLNE (nominal hızda yüksüz ve ikaz edilmemiş durum), SNLE (nominal hızda yüksüz ve ikaz edilmiş durum), GEN (senkron durumu) ve LCH (hat yükleme) modlarından ve çalışma dizinlerinden bahsedilmiştir. 
Bu tez çalışmasında bahsi geçen hidroelektrik santrali 2021 baharında tamamen bitirilmiş 280 MW gücündeki Energo-Pro'ya ait olan Murat Nehri Enerji Üretim A.Ş. Alpaslan 2 santralidir. Hidroelektrik santralinde ana ekipman ve sistemler olarak generatör, ikaz sistemi, türbin ve governor sisteminin kontrol sistemi ile ilgili bağıntıları üzerinden örneklerle sistem anlatılmaya çalışılmıştır. PLC ve SCADA sistemleri detaylı olarak ilgili komponentleri ile çalışma prensipleri anlatılmıştır.

Abstract:
Hydroelectric power plants, which have an important position in the world's energy production since 1882, are still used today and continue to be used to produce clean energy for our environment. Although its technology and working principle are old fashioned, hydroelectric power plants are still in the top six in terms of power potential list of largest power plants today.
In this article, turbine, excitation, generator, switchyard, transformer, protection relays, breakers and control systems which are the basic parts of hydroelectric are discussed under the main headings. In addition to the main systems, the management of the power plant is carried out through the control system after the power plant is commissioned and operational activities begin. Regulation modes and working sequences of the control system; turbine speed load governor, excitation system, reactive power management, stator voltage, power factor, joint control, active power management, water flow management, water level management, busbar voltage regulation mode, secondary frequency control, manual, step-by-step and automatic operation mode, SNLNE (speed no load not excited), SNLE (speed no load excited), GEN (synchronous state) and LCH (line charging) modes are mentioned.
Although this article is a case study, the aforementioned hydroelectric power plant is Murat River Alpaslan 2, which belongs to Energo-Pro with a power potential of 280 MW, which was completed in the spring of 2021. As the main equipment and systems in the hydroelectric power plant, the system has been tried to be explained with examples through the relations of generator, excitation system, turbine and governor system with the control system. Programmable logic controllers and SCADA systems are explained in detail and their working principles with their related components.