ÜRETĠCĠLERDEN REAKTĠF GÜÇ DESTEĞĠ SAĞLANMASI ve GERĠLĠM KONTROLU

Transkript

1 ÜRETĠCĠLERDEN REAKTĠF GÜÇ DESTEĞĠ SAĞLANMASI ve GERĠLĠM KONTROLU BÖLGESEL YÜKTEVZĠ MERKEZLERĠ ve ELEKTRĠK ÜRETĠCĠLERĠ ni BĠLGĠLENDĠRME TOPLANTISI Milli Yüktevzi Merkezi, Ankara Oğuz YILMAZ TÜBĠTAK UZAY Güç Sistemleri Bölümü, Ankara

2 Genel Bakış Temel Bilgiler Tanımlar Yüklenme Eğrisi Detayları Generator İşletme Şekilleri Gerilim Kontrol Yapıları ve Dikkat Edilmesi Gereken Önemli Noktalar Örnekler, simulasyonlar Ġletim Sistemi Gerilim Kontrolu Santral yüksek gerilim barasının set değerinin belirlenmesi Zorunlu reaktif güç destek miktarlarının MVAR değeri olarak belirlenmesi Denetleme Dikkat edilecek hususlar

3 Generator Nominal (Rated) MVA (MegaVoltAmper, S nom ) Nominal Güç Faktörü (Rated cos phi) Dizayn değeri Yüklenme eğrisi kırılma noktası Güç Faktörü (cos phi) Cos phi = P anlık / sqrt (P anlık2 +Q anlık2 ) sqrt(p anlık2 +Q anlık2 ) = S anlık (MVA) Türbin Nominal Güç (MW) (ISO değerleri) Maksimum Güç (Max > Nominal) (Önemli) ġebeke Yönetmeliği MADDE 20, MADDE 126/E

4 Örnek bir Yüklenme Eğrisi [Generator Nominal cos phi = 0.90 için (kırılma noktası)] Bu eğri üzerinde MVA < Rated MVA ġebeke yönetmeliğinde nominal güç faktörü (kırılma noktası) 0.85 olarak iģaret edilmektedir. P nominal turbin <= x olması beklenir. y x z Bu eğri üzerinde MVA = Rated MVA Genel olarak Türbin-Generator ikilisi, nominal güç faktörü belirlendikten sonra bu nokta dikkate alınarak seçilir.

5 Generator İşletme Şekilleri Generator Terminal Gerilimi Kontrolu Generator cos phi (güç faktörü) Kontrolu Generator MVAR (reaktif güç) Kontrolu Line Drop Compensation (Trafo empedansı gerilim düşümünün kısmi kompanse edilmesi) Santral yüksek gerilim barası gerilim kontrolu (High Side Voltage Control)

6 Generator İşletme Şekilleri Generator cos phi Kontrolu Generator MVAR (reaktif güç) Kontrolu Prensip olarak, Primer Frekans Kontrolune katılımı beklenen bir ünitenin frekans değişimine otomatik, oransal tepki vermesi yerine sabit yük kontrolunde çalışması (hiç ya da geçici tepki) ile benzer konudur. Sistem ĠĢletmecisi tarafından özel bir talimat gelmedikçe, iletim sistemine bağlı ve belirli bir gücün*** üzerindeki üretim tesislerinde tercih edilmemesi gereken işletme şekilleridir. (Detaylar için => Yan Hizmetler) Örnek simulasyon

7 Generator İşletme Şekilleri Generator Yüksek Gerilim Barası Gerilim Kontrolu (High Side Voltage Control) Line Drop Compensation (Trafo empedansı gerilim düşümünün kısmi kompanse edilmesi) Generator Terminal Gerilimi Kontrolu Tercih edilebilecek üç işletme şekli. (voltage supporting action) Ġyi anlatılması ve iyi anlaģılması gerekir.

8 Gerilim Kontrol Yapıları Otomatik bir dıģ kontrolcü (outer loop) vasıtasıyla tesisin bağlı olduğu baranın geriliminin kontrol edilmesi Belirlenen bara gerilim set değeri Bara Gerilimi Bara Gerilim Kontrolcüsü V/Q Ref Gerilim ya da MVAR Ref. Set Terminal Gerilim Ref. (Arttır/Azalt) AVR Generator Terminali G Q, MVAR Step-Up Trafo Diğer ünitelerin aktif/reaktif yüklenmesi Diğer Üniteler Bara Dikkat edilmesi gereken önemli noktalar, (

9 Gerilim Kontrol Yapıları Ünitenin Otomatik Gerilim Regülatörü ile trafo gerilim düşümünün kompanse edilmesi (Line Drop Compensation) yoluyla bara geriliminin regüle edilmesi (IEEE Std 421.5) Arttır Azalt Gerilim Ref. Set (pu) AVR Generator Terminal G Vt It Vc Step-Up Trafo,Xt Vc= Vt + jit.xc, Xc<0 Akım/Gerilim Ölçümü Diğer Üniteler Bara Dikkat edilmesi gereken önemli noktalar (

10 Gerilim Kontrol Yapıları Tesisin bağlı olduğu baranın geriliminin operatör denetiminde kontrol edilmesi (ekstra donanım, yazılım olmadan, operatör gözetimi) Belirlenen bara gerilim set değeri Arttır Terminal Gerilimi Ref. Generator Terminal Q, MVAR Bara Gerilimi Kontrol Odası Operatörü Azalt Gerilim Ref. Set AVR G Step-Up Trafo Varsa, Yükte Kademe Değiştirici Pozisyonu **** Diğer ünitelerin aktif/reaktif yüklenmesi Diğer Üniteler **** Yükte Kademe Değiştirici, operator denetiminde Manual kullanılabileceği, gibi otomatik olarak da Yüksek Gerilim Barasını regüle etmek için Auto da da kullanılabilir. Bara Dikkat edilmesi gereken önemli noktalar (

11 Sistem Gerilim Kontrolu Sistem ĠĢletmecisi Sorumlulukları Santral Yüksek Gerilim Baralarının Referans Değerlerinin Belirlenmesi ve Denetim İdeal beklenti Optimal Yük Akışı Analizleri ile en uygun referans değerlerinin belirlenmesi, (tüm reaktif destek elemanları [kapasitör, reaktör, kademe, kompansatör] dikkate alınarak...) Planlı/Plansız durumlara göre gerektiğinde bu referans değerlerinin güncellenmesi, Santralların belirli bir tolerens dahilinde, zorunlu reaktif kapasitelerini gerektiğinde kullanarak, belirlenen referans değerini ve verilen talimatları sağlamak yönünde adım attıklarının denetimi, Referans değerleri ve işletme talimatları belirlenirken, özellikle elektriksel olarak birbirine yakın baralardaki santralların birbirlerine göre ters hareket etmemelerine, reaktif yüklenme durumlarına ve her birinin talimatları yerine doğru getirdiklerine dikkat edilmelidir. (Önemli!!!)

12 Sistem Gerilim Kontrolu Üreticilerin Zorunlu Reaktif Güç Destek Miktarlarının Belirlenmesi (Generator Terminali)(Genel Prensip) Q (MVAR) Qmax + Generator Nom. Cosφ =0.85 MKUD P nom. Qmax - Cosφ =0.95

13 Sistem Gerilim Kontrolu Üreticilerin Zorunlu Reaktif Güç Destek Miktarlarının Belirlenmesi (Generator Terminali)(Olası İstisnai Durumlar, karar TEĠAġ) Q (MVAR) Q (MVAR) Generator Nom. Cosφ > 0.85 (0.90 ya da 0.95) Generator Nom. Cosφ =0.85 ya da 0.90 ya da... Qmax + Qmax + Özel sözleģme, ESA vb. (YĠ, YĠD ) belirtilen zorunlu güç faktörü, değeri 0.85, MKUD P nom. P (MWATT) MKUD P nom. P (MWATT) Qmax - Cosφ =0.95 Qmax - Cosφ = 0.95 (ya da sözlesmede belirtilen değer) Cosφ =0.90

14 Sistem Gerilim Kontrolu Üreticilerin Zorunlu Reaktif Güç Destek Miktarlarının Belirlenmesi (Generator Terminali) (Senkron Kompansatör) ġebeke Yönetmeliği Üretim tesislerinin tasarım ve performans Ģartları MADDE 20- (3) Senkron kompansatör olarak çalışan üniteler, sıfır güç faktörü ile çalışabilecek, termik üniteler, aşırı ikaz ile çalıştırıldığında nominal güçlerinin % 75 ine kadar reaktif güç verebilecek, düşük ikaz ile çalıştırıldığında ise % 30 una kadar reaktif güç tüketebilecek, hidroelektrik üniteler, aşırı ikaz ile çalıştırıldığında nominal gücünün % 75 ine kadar reaktif güç verebilecek, düşük ikaz ile çalıştırıldığında ise % 60 ına kadar reaktif güç tüketebilecek kapasitede olmalıdır....

15 Sistem Gerilim Kontrolu Üreticilerin Zorunlu Reaktif Güç Destek Miktarlarının Belirlenmesi (Senkron Kompansatör) Q (MVAR) Termik Kompansatör Üniteler (Gaz Turbini generatörü...) Q (MVAR) Hidrolik Kompansatör Üniteler Qmax + Qmax + MKUD P nom. P (MWATT) MKUD P nom. P (MWATT) Qmax - Qmax - Qmax + = 0.75 x Snom (Pnom?) Qmax - = 0.30 x Snom (Pnom?) Qmax + = 0.75 x Snom (Pnom?) Qmax - = 0.60 x Snom (Pnom?)

16 Dikkate değer bazı detaylar Generatörler için belirli bir MWATT değerinde zorunlu MVAR değerlerine ulaşabilmek, Şebeke gerilimine*, Generator Terminal Gerilimi Çalışma Aralığına (en dar %95-%105!!!) Step-up trafo kademesine, (Yükte kademe değiştirici her santralda olmayabilir) V/f, OEL, UEL gibi limitleyicilerin doğru ayarlarına ve yukaridaki degişkenlere bağlı etkileşimine,** (doğru ayar/koordinasyon!) Bazı durumlarda iç ihtiyaç gerilimine, (farklı bir şekilde regüle edilmiyorsa) Hidrojen basıncına (Hidrojen soğutma) Hava sıcaklığına (özellikle OV hava soğutma,sıcaklığa bağlı değişken yüklenme eğrisi ) bağlıdır. Belirlenen zorunlu MVAR değerlerine ulaşabilmek doğrultusunda adım atmak için, üretici tarafında ünite/santral genelinde bazı ayarların gözden geçirilmesi /koordine edilmesi, yükseltici ve iç ihtiyaç trafolarında kademe değişimlerinin (dönemsel ya da kalıcı) yapılması gerekebilir.

17 Bara gerilimi referans değerinin belirlenmesi Bara gerilimi belirlenen tolerans dahilinde regüle edilebildi mi? Hayır Evet Sürecin İşleyişi ve Denetim Üretici talimati yerine getirdi. O.Y:Talimatlara uygunluğun denetimi normal koşullarda gün sonrası yapılabilir. ANCAK * ve ** süreçleri gerektiğinde gün içinde de yapılabilir. Santral mevcut üniteleriyle, generator çıkışında zorunlu MVAR kapasitesine ulaşmış mı? Evet ** Üretici talimati yerine getirdi. ANCAK mevcut bara gerilimi sistem güvenliğini tehdit ediyor. Sapma miktarı ve süresi Hayır * Üretici talimati yerine getirmedi Ekstra reaktif güç desteği için YÜK AT Talimatina gerek var mı? (Yüklenme Eğrisi ne göre) Evet YAT talimatı ve yeni yüklenme durumunda gerçekleşen reaktif güç destek miktarının denetimi Tolerans değerleri Hayır YAT talimatı VERMEDEN, mevcut yüklenme durumunda ve, işletme koşullarındaki yüklenme eğrisi doğrultusunda üreticiden ekstra reaktif güç talebi

18 Dikkat edilecek hususlar Üreticilerin sağlaması gereken temel bilgiler İlgili ünitenin kabul tutanaklarında ya da üretim lisansında belirlenmiş nominal güç değeri, (aktif güç) O üniteye bağlı generatörün nominal güç faktörü ve MVA değeri, Soğutma tipi, Bu bilgileri içeren generatör yüklenme eğrisi, Bara gerilimini regüle etmek için ünite/santral bazında kullanılan kontrol yapısı blok şeması. (verilen örnekler doğrultusunda) Detaylar için Bkz. (

19 Dikkat edilecek hususlar İzleme amaçlı kullanılacak veriler Bara gerilimi set değeri(kv) Bara gerilimi (kv) Ünitenin reaktif çıkıģ gücü (step-up trafo öncesi, generator terminali)* (MVAR) Ünitenin aktif çıkış gücü (Brüt, MW) (generator terminali) Ünitenin generator terminal gerilimi (kv) Ünitenin yükseltici trafo sonrası reaktif çıkış gücü (bağlantı noktası, fider)* (TEİAŞ tarafından ileride farklı izleme alternatifleri tercih edilirse kullanılabilir.)

20 Dikkat edilecek hususlar Reaktif Güç Yeterliliğinin Test Edilmesi Bkz. İlgili döküman ( Detaylar

21 Son değerlendirmeler Genel durum Perspektif Sorular, görüşler... TEŞEKKÜRLER

22 8