Rüzgâr enerji santrallerinin dağıtım şebekelerine entegrasyonunun incelenmesi
Investigation of the integration of wind power plants into distribution grids
Yazar: NAZLIHAN ÖZDOĞAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN BAHÇECİ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Elektrik üretimi için fosil kaynaklar yerine yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı gün geçtikçe daha da yaygın hale gelmektedir. Bu durumun nedeni, fosil yakıtların çevresel olumsuz etkileri ve tükenebilir olmalarıdır. Rüzgâr enerjisi de enerji talep ihtiyacını karşılamada en çok kullanılan yenilenebilir enerji kaynaklarından biridir. Bu tez çalışmasında rüzgar türbin sistemleri, bu sistemlerin elemanları, matematiksel modeli, şebeke bağlantı kriterleri ve rüzgarın değişken yapısından dolayı oluşan şebeke entegrasyon etkileri incelenmiştir. Bu amaçla PSCAD/EMTDC'de şebekeye bağlı, 3 MVA gücünde kalıcı mıknatıslı senkron generatöre (KMSG) sahip bir rüzgar türbin sistemi oluşturulmuştur.Oluşturulan model yardımıyla rüzgar türbin sistemini şebekeye bağlamadan öncesi ve sonrası için elde edilen sonuçlar birbiriyle karşılaştırılmış ve bu sayede şebeke entegrasyon etkileri gözlemlenmiştir. Aynı zamanda farklı yük koşullarında şebeke ve rüzgâr türbin sistemi tarafından sağlanan güç miktarları sunularak, sonuçlar analiz edilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda şebekeye rüzgâr türbin sisteminin bağlanması ile şebeke tarafından sağlanan toplam güç değerinde azalmanın olduğu ve şebeke bağlantı noktasındaki faz gerilim değişim miktarının şebeke yönetmeliğinde belirtilen sınırlar içerisinde olduğu görülmüştür. Bu sonuçların elde edilmesinde DC hat üzerinde gerçekleştirilen, invertörün istenilen gerilim aralığında kontrollü olarak çalışmasını sağlayan gerilim regülasyon işleminin etkisi büyüktür. Anahtar Kelimeler: Rüzgar türbin sistemleri; şebeke entegrasyon etkileri; gerilim regülasyonu

Abstract:
The use of renewable energy sources instead of fossil sources for electricity generation is becoming more common day by day. The reason for this is that fossil fuels have negative environmental effects and are exhaustible. Wind energy is one of the most widely used renewable energy sources to meet the energy demand need. In this thesis, wind turbine systems, the elements of these systems, its mathematical model, grid connection criteria and grid integration effects due to the variable nature of the wind were investigated. For this purpose, a grid-connected wind turbine system with a permanent magnet synchronous generator (PMSG) of 3 MVA has been created in PSCAD/EMTDC. With the help of the created model, the results obtained before and after connecting the wind turbine system to the grid were compared with each other and the grid integration effects were observed. At the same time, the results were analyzed by presenting the amounts of power supplied by the grid and the wind turbine system under different load conditions. As a result of the studies carried out, it has been observed that the total power value provided by the grid decreases with the connection of the wind turbine system to the grid and  the amount of phase voltage change at the grid connection point is within the limits specified in the grid regulation. In obtaining these results, the voltage regulation process performed on the DC line, which enables the inverter to operate in the desired voltage range, has a great effect. Keywords: Wind turbine systems; grid integration effects; voltage regulation