Rüzgar Santrallerinin Sistem Entegrasyonunun Benzetim Temelli Tekniklerle İncelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada özellikle son on yılda ülkemizde hızla gelişen ve yüksek değerlere ulaşan Rüzgar Enerjisi Santralleri ile elektrik üretiminin ulusal elektrik sistemiyle olan artan ilişkisi, sistemle olan bağlantı kriterleri ve mevcut yönetmeliklerin gelişen teknoloji ve ihtiyaçlara göre güncellenmesi konuları ele alınmıştır. Her ülkenin kendi Elektrik İletim Yönetmelikleri çerçevesinde kendine özel düzenlemeleri vardır. Üretimdeki Rüzgar Enerjisi Santrallerinin (RES) güçleri nispetinde sisteme bağlantı noktalarında farklı kriter ve düzenlemelere uyma zorunluluğu her ülkenin kendisine özel ihtiyaç ve şartları ile şekillenmiştir. Bu çalışmada ayrıca Almanya, İspanya, Danimarka, ABD gibi, Rüzgar Enerji Santralleri ile elektrik üretimi ve kurulumu alanında ileri ülkelerin yönetmelikleride incelenmiştir. Bu ülkelerin yönetmelikleri ile ülkemizin sahip olduğu mevcut yönetmelikler arasındaki benzerlikler ve farklılıklar karşılaştırılmıştır. Ülkemizde her yıl rüzgar santrallerinin artan değerlerdeki üretime olan katkıları sebebiyle, şebekede oluşabilecek arz güvenliği, enerji kalitesi ve kararlılık problemlerininde ayrıca incelenmesini gerektirmektedir. Bu amaçla rüzgar santrallerinin incelenmesinde kullanılan belli başlı benzetim modellerine kısaca değinilmiştir. PTI/PSSE ile yapılan kısa devre ve yük akışı hesaplamalarıyla, örnek çalışmada, 60MW Çatalca RES’in bağlı olduğu çatalca barasında ve bu baraya doğrudan bağlı B. Çekmece ile Silivri baralarındaki durum incelenmiştir. İnceleme sonunda hatlardaki yük akışını maksimum yapacak rüzgar santrali gücü, Çatalca barası için tespit edilmiştir. Ayrıca ileriye dönük projeksiyonda ilave hatlar ile buradaki ilgili hatların yük iletme kapasiteleri üzerine geliştirici incelemelerde bulunulmuştur.

SUMMARY Generating electricity with the wind turbines is becoming more important and popular especially in the last decade all around the world as well as in Turkey. So, their system wide impact and how the wind turbines affect the behavior of electrical power systems both locally and system now need to be studied in more details. The wind turbine’s grid connection and their potential impacts over the grid are becoming more critical as their number is increasing so dramatically. Based on the country regulations, the wind turbines should meet certain criteria and their impact should remain in certain range. Beside of these, the regulations are being updated based on new developments and understandings very quickly. In this thesis, the wind turbine’s impact has been studied to be able to help to estimate system behavior before the real investment and to be able to update the wind tribune design before its implementation. By this, it is aimed to secure that the wind turbines can be simulated properly so the investment can be evaluated before it starts to impact the grid. Thanks to the simulations, before the wind turbine’s connection the grid can be prepared in advance to be able to tolerate the load the variations. If it is not meeting the regulation’s criteria, the wind tribune design can be updated accordingly before building it, so it can be avoided the damage before its real launch. In this study, some other countries regulations such as Germany, Spain, Denmark, etc. have been compared with Turkey’s one evaluated the similarities and the differences. In Turkey, the wind tribunes’ nation wide importance is increasing dramatically. Due to this development, it is becoming more critical to analyze in advance their potential impacts to be able to secure the stable power availability over the grid. Beside of these, there is also a need to study on the stability problems, power quality, guaranteed supply, etc. of the wind tribunes. For this purpose, in this thesis, the wind tribune simulation technics has been explained. Çatalca, B. Çekmece and Silivri wind tribunes’ status and their impacts have been evalauted with PTI/PSSE by calculating under different conditions like short circuit calculations , load analysis , etc. variations. It has been calculated how to maximize the utilization of the system and studied on the future expansion for the potential new wind tribunes.