Elektrikli Araçlar Ve Dinamik Talep Kontrolü İçeren İki Bölgeli Yük Frekans Kontrol Sisteminin Zaman Gecikmesine Bağlı Kararlılık Analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Bilal TEK

Danışman: SAFFET AYASUN

Özet:

Elektrikli Araç (EA) grupları ve Dinamik Talep Cevabı (DTC) uygulamaları bir veya birden fazla bağımsız kontrol bölgesinden oluşan güç sistemlerinde frekans kontrolü için umut vadeden bir araç olmuştur. Bunun temel nedeni çevre konusundaki artan endişeler, fosil yakıtların hızla tükeniyor olması ve değişken çıkış gücü olan yenilenebilir enerji kaynaklarının (YEK) enerji üretiminde yaygın olarak kullanılmasıdır. EA’da bulunan bataryalar, hızlı cevap karakteristiklerinden dolayı çıkış güçlerini konvansiyonel santrallerden daha hızlı bir şekilde artırabilir ya da azaltabilir olması nedeniyle Yük Frekans Kontrol (YFK) sistemlerinin dinamik performansını artırmaktadır. EA grupları, jeneratör veya yük olarak kullanılabildikleri için üretim ve talep değişimlerini azaltarak sistemin frekans cevabını iyileştirirler. Gerçek zamanlı DTC uygulamaları, üretim ve talep arasındaki dengeyi sağlamaya katkıda bulunan, hızlı tepki verebilen yüklerin tüketimlerini ayarlayarak sistemin, YEK’deki üretim değişkenliğini yönetebilmesini mümkün kılmaktadır. EA grupları ve DTC kontrol çevriminin YFK sistemine entegrasyonunun yapılabilmesi için merkezi kontrol birimi tarafından EA grupları ve DTC toplayıcılarına kontrol sinyallerini gönderecek haberleşme ağının kullanılması gerekmektedir. Bu amaçla, genellikle açık dağıtılmış haberleşme ağları kullanılmaktadır. Ancak, bu tür ağlarda kontrol sinyallerinin iletilmesinde haberleşme zaman gecikmeleri gözlemlenmektedir. Hızlı tepki verebilme karakteristiklerine sahip olan EA grupları ve DTC uygulamalarının YFK sisteminin performansını artıracağı beklentisinin aksine, bu zaman gecikmeleri sistemde kararsızlığa sebep olabilmektedir. Bu yüzden, EA grupları ve DTC kontrol çevrimi içeren YFK (EA-DTC-YFK) sisteminin zaman gecikmesine bağlı kararlılık analizinin yapılması ve sistem parametreleri ile zaman gecikmelerindeki belirsizliklerin olması durumda gürbüz oransal-integral (PI) denetleyici tasarım tekniklerinin geliştirilmesi önemlidir. Bu tez çalışmasının amacı EA grupları ve DTC kontrol çevrimi içeren iki bölgeli YFK sisteminin zaman gecikmesine bağlı kararlılık analizini yapmaktır. Bu amaçla, iki-bölgeli bir YFK sistemi dikkate alınarak EA grupları ve DTC kontrol çevriminin farklı katılım faktörleri ve PI denetleyicinin farklı kazanç değerleri için sisteminin sınırda kararlı olacağı maksimum zaman gecikme değerleri benzetim yöntemi ile belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, EA grupları ve DTC kontrol çevriminin YFK sisteminin kararlılığını artırdığını göstermiştir