İki Bölgeli Termik Güç Sistemi ve Fotovoltaik Güç Sisteminin Yük-Frekans Denetimi İçin 1PDF-PI denetleyici ile Frekans Regülasyonu
Frequency Regulation with 1PDF-PI controller for Load-Frequency Control of two area Thermal Power System and Photovoltaic Power System
Yazar: Karayel, Mehmet; Çelik, Emre
Dergi: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Vol. 12 No. 3, 2024
Anahtar kelimeler: Electrical Energy Transmission, Networks and Systems ; Elektrik Enerjisi Taşıma, Şebeke ve Sistemleri ; Photovoltaic Power Systems ; Fotovoltaik Güç Sistemleri ; Thermal Power Systems ; Termik Enerji Sistemleri ; Load-Frequency Control (LFC),1PDF-PI Controller,Reheat Thermal Power Plant,Photovoltaic Solar Energy System ; Yük-Frekans Kontrolü (YFK),1PDF-PI Denetleyici,Ara Isıtmalı Termik Güç Santrali,Fotovoltaik Güneş Enerji Sistemi

Dünyada hızla artan nüfus ve sanayileşme nedeniyle enerji ihtiyacı her geçen gün artmaktadır. Artan enerji ihtiyacını karşılamak için farklı enerji üretim kaynaklarının enterkonnekte güç sistemlerine birlikte bağlanması zorunlu hale gelmektedir. Güç sistemlerinde üretilen enerjinin kalitesini ve güvenilirliğini belirleyen en önemli parametrelerden birisi frekanstır. Enterkonnekte sistemlerde herhangi bir alanda meydana gelen yük değişimi, sisteme bağlı olan diğer alanlarda da frekans ve güç değerlerinin değişmesine neden olmaktadır. Bu çalışmada, güç sistemlerinde yük frekans kontrolü (YFK) için birbirine eklemeli (kaskat) bir filtreli oransal türev (1PDF)- oransal integral (PI) denetleyici tanıtılmaktadır. 1PDF-PI denetleyici parametrelerinin (K_p1, K_d, F, K_p2, K_i) optimum değerlerinin bulunması için stokastik fraktal arama (SFA) algoritmasından faydalanılmıştır. Denetleyici parametrelerinin performans indeksi hem alanların frekans sapmaları hem de bağlantı hattı gücü sapmaları zamanla çarpılan mutlak hatanın (ITAE) integrali ile uzman bilgisine gerek duyulmadan optimum şekilde tanımlanmıştır. SFA tabanlı 1PDF-PI denetleyicinin güç sistemine katkısını doğrulamak için literatürdeki benzer yapıya sahip çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar önerilen yöntemin sistem performansı üzerinde frekans, bağlantı hattı üzerindeki salını, oturma süresi ve ITAE değerleri bakımından önemli derecede iyileşme olduğu gözlemlenmiştir.

Energy consumption is increasing day by day due to the rapidly increasing population and industrialization in the world. In order to meet the increasing energy need, it becomes necessary to connect different energy production to interconnected power systems. Some of the most important effects on the distribution of energy produced by power systems and their efficiency are frequency. In interconnected systems, load changes occurring in any area cause changes in frequency and power values in other areas connected to the system. In this paper, a proportional derivative (1PDF)-proportional integral (PI) controller with a cascaded filter is introduced for load frequency control (LFC) in power systems. Stochastic fractal search (SFA) algorithm was used to find the optimum values of the 1PDF-PI controller parameters (K_p1, K_d, F, K_p2, K_i). The performance index of the controller parameters, both the frequency deviations of the fields and the connecting line power deviations, is optimally defined by the integral of the absolute error multiplied by time (ITAE), without the need for expert knowledge. In order to keep the power system contribution of the SFA-based 1PDF-PI controller operational, it is compared with studies with similar structures in the literature. The results obtained showed a significant improvement in the system performance of the proposed method in terms of frequency, oscillation on the connection line, settling time and ITAE values.