Yenilenebilir ve nükleer enerji santrallerinin frekans kontrolüne etkisinin çok bölgeli model üzerinde incelenmesi
Investigation of the effect of renewable and nuclear power plants on frequency control on a multi-area model
Yazar: MUHAMMET FURKAN YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET KARAKAYA ; PROF. DR. MÜSLÜM CENGİZ TAPLAMACIOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde, enerji ihtiyacının gün geçtikçe artması ve hidroelektrik santrallerinin talebi karşılayamaması, karbon bazlı yakıtların kullanımının artmasına neden olmuştur. Karbon bazlı yakıtların çevreye zararı gün geçtikçe artmaktadır. Bu nedenle yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının artırılması önem kazanmıştır. Yenilenebilir ve nükleer enerji santrallerinin, geçmişten günümüze tüm dinamikleri belirlenmiş olan ülkemiz sistem içerisinde yer alması gerekmektedir. Yenilenebilir ve nükleer enerji santrallerinin sistemde üretime katkı yapması beraberinde sistemin diğer dinamiklerine de (frekans, gerilim ve arz güvenliği) katkı yapması beklenir. Bu çalışmada, MATLAB / Simulink simülasyon programında oluşturulan çok bölgeli modeller üzerinde yenilenebilir ve nükleer enerji santrallerinin frekans kontrolüne etkisi incelenmiştir. Santrallerin sisteme katılım oranları yıllık puant üretim oranları kullanılmıştır ve gelecekte oluşacak oranların belirlenmesinde büyüme trendleri kullanılarak kestirimde bulunulmuştur. Sonrasında, güç sisteminin birincil ya da ikincil kontrol frekans kontrolüne katılım durumuna göre frekans kararlılığına etkileri, ayrı ayrı araştırılmıştır. İkincil frekans kontrolünün kontrol ünitesi parametreleri, Parçacık Sürüsü Optimizasyonu (PSO) algoritması ile optimize edilmiştir. Çalışmanın son kısmında modellerin dinamik cevapları detaylı bir şekilde sunulmuş ve sonuçlar kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre katılım durumlarında yapılacak ayarlamaların frekans kontrol verimliliğini artırıla bileceği kanısına varılmıştır.

Abstract:
Nowadays, the increasing demand for energy and the inability of hydroelectric power plants to meet the demand has led to an increase in the use of carbon-based fuels. Environmental damage of carbon-based fuels is increasing day by day. Therefore, increasing the use of renewable energy sources has gained importance. Renewable and nuclear power plants must be included in the system of our country, where all dynamics have been determined from the past to the present. Renewable and nuclear power plants are expected to contribute to generation in the system, as well as other dynamics of the system (frequency, voltage and supply security). In this study, the effect of renewable and nuclear power plants on frequency control on multi-area models created in MATLAB / Simulink simulation program was investigated. Participation rates of the power plants are used in annual peak production rates and growth trends are estimated by determining the future rates. Then, the effects of the power system on frequency stability with respect to participation in the primary or secondary control frequency control were investigated separately. The control unit parameters of the secondary frequency control were optimized by the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. In the last part of the study, the dynamic responses of the models are presented in detail and the results are compared. According to the results, it is concluded that the frequency control efficiency can be improved by the adjustments to be made in the participation cases.