Mehmet KURBAN 1, Ümmühan BAŞARAN Fii,İK 2

Transkript

1 SAÜ Fen Bilimleri Dergisi, Cilt, Sayı, Türkiyedeki 380 kvluk Güç Sistemimin İki Farklı TÜRKİYEDEKi 22 BARALI 380 kv LUK GÜÇ SİSTEMİİ İKİ FARKLI YÖTEM KULLAILARAK EKOOMİK DAGITIM AALİZİ Mehmet KURBA, Ümmühan BAŞARA Fii,İK 2 Anadolu Üniv, MühMim Fak ElektrikElektronik Mtih Bölümü, Eskişehir Tel: (646), mkurbananadoluedutr 2Anadolu Üniv, MühMim Fak, ElktrikElektronik Müh Bölümü, Eskişehir ÖZET Bu çalışmada, içerisinde EÜAŞ (Elektrik Üretim Anonim Şirketi) tarafından işletilen 8 tane termik santral bulunan Türkiyedeki 22 baralı 380 kvluk güç sistemi için güç akışı analizi ve santralierin en düşük maliyetle yük talebini karşılaması amacıyla ekonomik dağıtım analizi yap lmıştır Ekonomik dağıtım analizi için ikinci derece gradient ve kayıplı ekonomik dağıtım olmak üzere iki farklı yöntem kuanılmıştır Yapılan tüm analizler, grafiksel kuanıcı arayüzü (GKA) oluşturularak farklı güç sistemleri için de kuanılabilecek, MA TLAB de geliştirilen yazılımlarla gerçekleştirilmiştir Analiz sonuçları tablo ve grafiklerle verilmiştir Analizlerde kuanılan tüm veriler TEİAŞ (Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi) ve EÜAŞ tan alınmıştır Anahtar Kelimeler Güç Akışı, Bara Admitans Matrisi, B Kayıp Katsayıları Matrisi, Ekonomik Dağıtını ECOOMIC DISPATCH AALYSIS USIG TWO DIFFERET METHODS FOR 22BUS 380kV POWER SYSTEM I TURKEY ABSTRACT In this paper, the power flow analysis and economic dispatch analysis for the purpose of supplying the load demand with minimum cost is made for 22bus 380kV power system in Turkey which consists of 8 thermaj pants operated by EUAS (Electricity Gencration Co Ine) wo different methods such as second order gradient and economic dispatch with losses are used for the economic dispatch analysis Whole analysis made is implemented by the software using MATLAB which can be used for different power systems by using the graphical user interface (GUI) The results of analysis are given in tables and figures A data used for this analysis is taken from TEIAS (Transmission System Operator of Turkey) and EUAS Keywords: Power Flow, Bus Admittance Matrix, B Loss Coeffıcient Matrix, Economic Dispatch I GİRİŞ Kuanım kolaylığı, istenildiğinde diğer enerji türlerine dönüşturülebilmesi ve günlük hayattaki yaygın kuanımı nedeniyle, elektrik enerjisi tüketimi yıldan yıla artmış ve bugün elektrik enerjisinin tüketini ülkelerin gelişmişlik düzeylerinin en önemli göstergelerinden biri olmuştur Bu artan talebi en uygun şekilde karşılayabilmenin yol u, ileriye dönük planların önceden yapılmasıyla mümkündür Bu edenle, elektrik eneıji sistemlerinde güç akışı ve ekonomik dağıtım analizlerini uygulamanın önemi artmıştır Bu yöntemlerin başansı, mevcut sistemin istatistiksel verilerinin doğru ve düzenli tutulmasına bağlıdır [] 78

2 SAÜ Fen Bilimleri Dergisi, Cilt, Sayı, Türkiyedeki 380 k V luk Güç Sistemimin İki Farklı Güç akışı yöntemiyle sistemin en uygun çalışma noktaları belirlenir, bu çözümden salınım barası haricindeki tüm bara gerilimlerinin genlikleri ve açıları bulunmaktadır Daha sonra, sistemdeki hatlardan iletilen, aktif ve reaktif güçler ve hatlardaki kayıplar hesaplanmaktadır Ekonomik dağıtırnın amacı ise, en düşük maliyetle talep edilen enerjinin karşılanmasıdır Böylece, güç sistemlerinde sermaye, kar olarak geri dönmektedir Güç sisteminin tasarımı ve işletilmesi oldukça kannaşık bir problemdir Bilgisayar teknoloji sindeki gelişmeler sonucunda güç sistemlerinin, oluşturulan yazılımlarla simülasyonu yapılmaktadır Güç akışı ve ekonomik dağıtım analizleriyle ilgili olarak yapılan başlıca çalışmalar şunlardır: Tinney WF ve CE Haıt tarafından yapılan çahşmada, daha önce yapılan güç akışı çözümleıine alternatif olarak daha az iterasyanda sonuca yakınsayan ewton yöntemi ve bu yöntemin çözümüne yer verilmiştir [2] Hermann ve Tinney tarafından yapılan çalışmada, optimal güç akışı çözüm yöntemlerine değinilmiş gradient yöntemiyle problemierin çözümüne yer verilmiştir (3] Happ tarafından yapılan çalışmada, klasik ekonomik dağıtım yöntemi ve optimal ekonomik dağıtım yöntemleri karşılaştırılmıştır [4] Rashed ve Key tarafından yapılan çalışmada, lagrange çarpanları, hessian ve jakobian matrisleri ile geliştirilen algoritmaya yer verilmiştir [5] R C Burchett, H H Happ, D R Viearath ve K A Wirgau tarafından yapılan çalışmada optima] dağıtım için, güç akışı yönteminin uygulanmasına yer verilmiştir [6] Lukman ve Blackbum tarafından yapılan çalışmada, güç sistemlerinde kayıpların minimuma indirilmesiyle ilgili çalışmalara yer vermiştir [7] Zhiqiang Y, Zhijian H, Chuanwen J, tarafından yapılan çalışmada, istatiksel çözümleri kuanılarak, ekonomik dağıtım ve optimal güç akışı problemlerinin çözümüne yer verilmiştir [8 Bu çalışmada, Türkiyedeki 380 kvluk enerji iletim hatlanndan meydana gelen EÜAŞ (Elektrik Üretim Anonim Şirketi)a bağlı 8 tane termik santralden oluşan 22 baralı sistem için de güç akışı analizi yapılmış ve ekonomik dağıtım yöntemleri uygulanarak sistemin en düşük maliyetle, talebi karşılaması sağlanarak ekonomik dağıtım analizi sonuçları verilmiştir Bütün bu çalışmalar, MATLAB da geliştirilen yazılımla gerçeklenmiştir Bu yazılım, grafiksel kuanıcı arayüzü (GKA) kuanılarak farklı güç sistemleri için güç akışı, ve ekonomik dağıtım analizleri yapabilmektedir 2 GÜÇ AKlŞI AALİZİ Güç akışı ile mevcut sistemlerin en uygun çalışma noktaları belirlenir ve kurulacak yeni sistemlerin tasartanması ve planlanması yapılır Güç akışı çalışmalarından elde edilen temel veriler, her bir baradaki gerilimin genliği açısı ve her bir hattaki aktif ve reaktif güçtür [9] Güç akışı probleminin çözümünde baranın kendi ve karşılıklı admitanslarının oluşturduğu Y bara ya da empedanslarının oluşturduğu Zbara kuanılabilir Bara admitans matrisinin elemanı, Yij şöyle ifade edilir: :Yy L co = = ; + j sinb; = GiJ + } () P; ve Qi sisteme (i) barasından giren aktif ve reaktif güç olursa, (i) barasındaki gücün eşleniği : jq = r I; = Lr;nvn = LlnV, L(B,n +8n o,) (2) n n=l olarak tanımlanır (2) eşitliği aktif ve reaktif kısımlarına ayrılırsa; = I VnY;n cos(b; + Ôn Ô ; ) (3) n=l Q; = I V;Vny;n sin(b;n + Ô Ô; ) (4) n=l olur Bu eşitlikler, güç akışı eşitjikleri olarak adlandırılır [9] bilinen değerjer, Pgi ve Qgi (i) barasında üretilen ve P di ve Qdi çekilen net güçleri Şekil de P;b;ı ve Qibit göstennektedir Pnes ve Qhes (i) barasındaki hesaplanan güçlerdir i barasındaki aktif güç gösterimi de Ş eki] deki gibidir [ 0] If ( o ~ Şeki i Barasındaki Aktif Güç Gösterimi 79

3 SAÜ Fen Bilimleri Dergisi, Ci lt, Sayı, Türkiyedeki 380 kviuk Güç Sistemimin İki Farklı Y önteın Kuanı larak Ekonomik Dağıtım Analizi Bu durumda, aktif ve reaktif güç ifadeleri şöyledir: Güç akışında, sistemde Uç çeşit bara tanımlanır Her bir (i) barasında dört bilinmeyenden ikisi belirlenir ve kalan ikisi ise hesaplanır Tanımlanan bara çeşitleri şunlardır: YUk baraları: Üretim yapmayan baraya yük barası denir Aktif güç P di ve reaktif güç Qdi yük tarafından sistemden çekilmiştir Pratikte geneikle yalnızca aktif güç bilinmekte, farz edilen 0,85 veya daha fazla güç faktörüne göre de reaktif güç hesaplanmaktadır Yük barası PQ barası olarak da adlandırılır 2 Gerilim kontroü baralar: Gerilim değerinin sabit tutulduğu bara gerilim kontroü baradır Üretecin bağlı bulunduğu herhangi bir barada gerilim sabitlenebilir PV barası olarak da adlandırılır Birinci bara salınım barası olarak düşünülür ve (7), (8) ve (9), (0) eşitlikleri düzenlenirse Jakobian matrisi genel forrnuyla şu şekilde ifade edilir: Alt matrislerdeki J ı ı,j2, J2ı,J22 elemanları şunlardır: Jıı; ôp _, = o ô Jıı; L v; IIY;,j v j si n( oi oj B,, j=l,ji ) ( I) 3 Salınım barası: Sistemdeki net aktif ve reaktif gücü serbest bırakılan baradır Gevşek ve referans bara olarak da adlandınlmaktachr Salınım barasının genliği ve açısı önceden belirlenmektedir [9] o ıq;ı = fıyı,jııvjı av; sin ( O; oj B;)+ 2Jv; IIYI,ı sin ( B;) j=l,j:tl ewton Rapshon Güç Akışı yönteminde, fonksiyonla ilişkilendirilmiş bağınsız değişken için hata düzeltmesi yapılarak, fonksiyondaki düzeltme sıfıra götürülür Hatanın sıfıra gitmesi için, fonksiyon x0 civarında Taylor serisine açılır ewton Raphson güç akışı yönteminde (3) ve (4) eşitlikleri kuanılarak i bara için M>i ve tıqi şöyle yazılır []: aqi l ı ı av; oqi =V 8<5k Yi,J V sin( o, oi 0,,) j=,ji yk V cos(b" o O ) ) k ), k *i /lp; P,, = bil (7) hes = a j=l}"# (8) Eşitlikler baralt bir sistem için genişletilirse şöyle olur: Benzer şekilde reaktif güç için bu eşitlikler şu şekilde ifade edilir: 3 TERMiK SATRALLERDE EKOOMİK DAGITIM Sermayenin kar olarak geri dönebi lınesi için güç sistemlerinde üretim biriınierinin ekonomik yüklenmesi oldukça önemlidir Güç üretim ve dağıtımında ekonomik kuanım iki alt bölüme ayrılmaktadır Bunlardan biri, ekonomik yilklenme diğeri ise minimum kayıptır [2] Ekonomik dağıtırnın amacı, üretilen enerjiyi eşitlik ve/veya eşitsizlik kısıtlamalarını da sağlayacak şekilde üretim birimleri arasında paylaştınnaktır [3] Sistemin toplam 80

4 SAÜ Fen Bilimleri Dergisi, Cilt, Sayı, Türkiyedeki 380 kvluk Güç Sistemimin İki Farklı Yön te m Kuanılarak Ekonomik Dağıtım Analizi maliyeti, her bir birimin maliyeti toplaımna eşittir Sistemde çıkış gücü toplamı talep edilen güce eşit olmak zorundadır PR +PL LPi =f/ı=o i=l (4) 3 Kayıpsız Durumdaki Dağıtım Kayıplar olmadığı durumda problemin çözümünde kuanılan başlıca çözüm yöntemleri, larnda iterasyon yöntemi, birinci ve ikinci derece gradient yöntemleridir Larnda iterasyon yöntemi ekonomik dağıtım yöntemlerinden biridir Bu yöntemde lambda bir Lagrange çarpanıdır ve kısıtlandınlmış optimizasyon probleminin çözümünde kuanılır Birinci derece gradient yöntemi, maliyet fonksiyonlannın birinci derece türevlerine bağlı çözümleme yapan bir optimizasyon yöntemidir İkinci derece gradient yöntemi ise ikinci derece türev fonksiyonlannı içerir Bu çalışmada ikinci derece gradient yöntemi kuanılmıştır Bu yöntem uygulanırken, öncelikle bütün gerilim kontroü baralar i çin tahmini üretim değerleri seçilir ve üretim baralarından biri referans bara olarak alınır Daha sonra, naliyet fonksiyonlarının birinci ve ikinci derece türevleri hesaplanır ve aşağıdaki matris formu oluşturulur: " ",, Fı + E: F X F; +E: " tc " F: tpı F F X J F R X 2 (2) Lagrange fonksiyonunun her bir güç çıkışına göre türevi alındığında, iletim şebekelerindeki kayıplar göz önünde bulundurulmalıdır Kayıplar, şebeke empedansından ve şebekeden akan akımdan kaynaklanmaktadır Lagrange fonksiyonunun her bir güç çıkışına göre türevi alındığında, tane eşitlik oluşur Bu tane eşitlik, sınır denklemleriyle birleştiruse şu şekilde koordinasyon denklemleri o I uşmaktadır: o! = af; _ A _ apı 8P op ÔPI df; + A cjpl = A d a PR + PL L pi =o i=l = 0 (5) (6) (7) (8) B Kayıp katsayıları matrisi hesaplanarak sistemdeki kayıplar hesaplanır B matrisi kayıp formülü, kayıp ve artımsal kayıp hesaplamaları için kuanılır B matrisi kayıp formülü için oluşturulan denklem aşağıdaki gibidir u F + " M ı Fjy (9) ( 2) denklemindeki F değerleri maliyet fonksiyonlarını göstennektedir Bu denklemdeki matris eşitliğinde gösterilen değerler hesaplanıp yerine yazıldıktan sonra, LlP değerleri bulunur Bu değerler, toplam üretilen güçten çıkarılarak referans bararun fark (del ta) üretim değeri hesaplanır Son olarak, hesaplanan fark değerleri, tahmini bulunan değerlere eklenerek kayıpsız durum için ekonomik dağıtım gerçekleştirilir 32 Kayıph Durumdaki Dağıtım Sınır denklemlerinin içine iletim kayıplan girdiğinde ekonomik yüklenme problemi daha da karınaşık bir şekle dönüşecektir Maliyet fonksiyonu şöyledir: Kısıt denklemi ise şu şekilde ifade edilebilir: (3) i j i P: Bütün generatör baralarının MW olarak vektörü [B]= P ile aynı boyutta kare matris B0= P ile aynı uzunlukta olan vektör Boo=Sabit olur [7] (20) Hatlarda meydana gelen kayıplar I2R kuanıjarak da hesaplanabilir Fakat B kayıp katsayıları verilen generatör güçleri için, iletim kayıplarını hızhca ele almaya imkan tanıyarak, optimizasyon için minimum kayıp miktannı hesaplamaya yardım eder [4] 4 SİSTEM VE PARAMETRELERİ Sistem modeli Şekil 2de gösterilmiştir Sistem 22 baradan meydana gelmektedir Bu baralardan 8 tanesi üretim barası ve 4 taneside yuk barasıdır Sistemin tepe yük değeri 4000 MW 8

5 SAÜ Fen Bilimleri Dergisi, Cilt, Sayı, Türkiyedeki 380 kvluk Güç Sistemimin İki Farklı Yöntem Kuanıarak Ekonomik Dağıtım Analizi olarak alınmıştır Bu sistem için kuanılan baraların kodlan ve isimleri Tablo de gösterilmiştir Hamilabat Unimar 2 Ambettı 6 Hablblc 3 tıcıceuı AlibeykOy S Outıaııiyc 7 Törcn BOOu l7 Karabiga 6 Tablo 2 Üretim Birimlerinin Maliyet FonksiyonuveLimit Deerleri Santralierin Santraer Maliyet Fonksiyonu ($/h) Li mit Deerleri Hamitabat 0068P P ı 90Pıl ı 20 BursaDGaz 0006P P P432 Ambarlı 0027P P P350 Seyitömer 0039P/+3 288P ı600 So ma B OOt 68Ps P ı990 Yeniköy 002P P ııog,2o Kemerköy 0037P/+32324P7+ l ı30 Yatağan 0047Pl+3472P ,<630 5 SİMÜLASYO ÇALIŞMALARI lzmirdgkç 3 Uzundere 4 Alialal Işıklar 5 ı _,_ KemcııicOy re SomaB 9 Balı kesir2 ı ı B San 9 TŞalt 0 Seyitömer ıs Program için Şekil 3 )te gösterildiği gibi MA TLAB,da bir arayüz tasarlanmış ve öncelikle sistem girdileri prograına yüklenmiştir Gücün baz değeri, 00 MV A olarak alınmıştır Arayüz simülasyon verileri ve simülasyon sonuçları olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır Sistemin verileri; bara admitans matrisi, bara gerilimlerinin genlikleriaçıları, aktif, reaktif güç üretim değerleri, her bir baranın çektiği aktif ve reaktif yükler, bara tipleri, üretim birimlerinin maliyet eğrileri ve sınır güçleri ve en yüksek iterasyon sayısıdır Simülasyon verileri daha önceden oluşturulan veriler klasörtine kaydedilmektedir Şekil 2 Türkiyedeki 380 kvluk 22 Baralı Sistem Tablo ı 22 Baralı Sistemin BaraKodlan ve İsimleri B ara B ara B ara B ara Kodu İsmi Kodu İsmi ı Hamitabat 2 Alian 2 U ni mar 3 İzmir D 3 Habibler 4 Uzundere 4 tki te U i 5 Işıklar 5 Alibeyköy 6 Ambarlı 6 Karabiga 7 BursaGaz 7 Ümraniye 8 Sömer 8 TÖren 9 SomaB 9 Bursa San 20 Yköy 0 SÖmer 2 K köy Balıkesi ri! 22 Yatağan vırieı658_ V l veıietli5bw4_aci :;: ( o& Drtı ri Bat G!i PW; Q, WVAI l Jheliıı f 65,Q_Uıeliııı YıiJırJiiı! YıihJüı! Yil DIJSiiifi Q MVb nrv y*; :r ı vedetii6q_yik YPiıl AbM P ı_, u r pı tfw Ef*ıın id ı r rıo fto :,, r tıfril&lııyıa GucF aas Pl z, ı,_ r tıp_ wııi r veıielopl_ veıı y GUçAkıı j s : ;;;;,_ ;,;, $ aoomtjm l ; " r l o una : r ıır? O! şturulan sistemde bulunan 8 tane termik santral için EDAŞtan alınan az sayıda artımsal yakıt maliyet değerleri kuanılarak MS Excel programında eğri uydurma yöntemiyle uygun maliyet eğrileri oluşturulmuştur [56] Sistemde bulunan üretim birimleri, bu birimlerin maliyet eğrileri ve alınan minimummaksimum güç değerleri Tablo 2de gösterilmiştir Şekil 3 Güç Akışı, Optimal Güç Akışı,Ekonomik Daıbm Programlannın Arayüzü Simülasyon sonuçları kısmında, güç akışı çalıştırılarak, algoritma değerlerinde programın her iterasyon sonucunda yakınsama değereri gösterilmektedir Yakınsama grafığine basıldığında, güç akışı programları için yak:ınsama grafikleri çizilmektedir Programın sonuçları matlah ekranında gösterilmektedir Program farklı güç faktörü değerleri ve minimummaksimum yük durumunda güç akışı yapabilmektedir Aynı zamanda, sistemde kayıpların olduğu ve olmadığı durumlarda santralierin ekonomik olarak 82

6 SAÜ Fen Bilimleri Dergisi, Cilt, Sayı, Türkiyedeki 380 kviuk Güç Sistemimin İki Farklı yüklenmesini sağlayarak sistemin minimum üretim maliyetini hesaplayabilmektedir 5 Kayıpsız Durumda Ekonomik Dağıtım Analizi İlk olarak santralierin her birinin üretim değerleri şu şekilde seçilmiştir: Tablo 3 Santranerin Başlangıçta Seçilen Goç Deerleri Sant Ada Üretilen Güç Sant Adı Üretilen Güç Hamitabat 720 SomaB 350 Ambarlı 680 Yköy 360 BursaGaz 650 KKöy 440 Seyitömer 400 Yata_ğan 400 Santraer, bu firetim değerlerlerinde yüklendiğinde sistemin üretim maliyeti; $olarak hesaplanmıştır İkinci Derece Gradient Yöntemi uygulandıktan sonra, santraeri n üretim değerleri Tablo 4 te gösterilmiştir Santraer bu güçlerde yüklendiğinde, bu santraerin çekilen yük değerinde, toplam üretim maliyeti 80533$ olmaktadır Bu değer, verilen ilk değerlerle kıyaslandığında sistemin maliyetinin 3730 $ azaldığı görülmüştür Sant Adı Tablo 4 Santralierin Yüklendikleri Güçler Üretilen Güç Sant Adı Üretilen Güç Hamitabat SomaB Ambar h Yköy BursaGaz K Köy 592 ı 8 Seyitömer Yatağan Kayıplı Durumda Ekonomik Dağıtım Analizi R,X,B/2 değerleri kuanılarak, 22 baralı sisteme ait bara admitans matrisi oluşturulmuştur Bu matris 22x22 boyutundadır Şekil 4 te bara admitans matrisinin sıfırdan farklı elemanlannın bulunduğu noktalar gösterilmiştir Sisteme ait özeikler Tablo 4de verilmiştir p ve Q değerleri için programın yakınsama grafiği Şekil5te ve program sonuçları Tablo 5te gösterilmiştir Programın sonucunda, üretilen toplam aktif güç MW ve toplam yük miktarı, MW olarak hesaplanmıştır Bu durumda sistemdeki toplam kayıp miktarı MWdır Güç akışı analizi sonuçjan kuanılarak sistemin B kayıp katsayıları hesaplanmış ve MATLAB da yazılan program yardımıyla santraer ekonomik olarak yüklenmiştir Ekonomik Dağıtım Analizinin akış diyagramı Şekil 6 da verilmiştir B ara Adı ı ı o nz = 74 Şekil4 Bara Admitans Matrisinin Sıfırdan Farklı oktajan Bara Tipi Tablo S 22 Baralı Sistemin Özeikleri Ger Gen (V) Açı Yük 20 Üretim Pyoc Qy ük p Q (MVAr) MW MVAr Salınım B 05 o o o o o Yük B ı o o o o o Yük B o o o YOk B o o o Yük B ı o o o Yük B ı o o o o o Yük B o o o Yük B ı o o o Yok B ı o o o Yok B ı o o o Yük B ı o o o Yük B ı o o o Yok B ı o o o YOk B ı o o o Yük B ı o 229 ı492 o o GerK B ı o ı 5 o o o 680 o Ger K B 072 o o o 60 o Ger K B 0 o o Ger K B 07 o ı 78 ı ı o Ger K B 02 o o Ger K B 02 o 8 Ger K B 025 o 3447 ı ı ı o o 83

7 SAÜ Fen Bilimleri Dergisi, l l Cilt, Sayt, Türkiyedeki 380 kvluk Güç Sistemimin İki Farklı Yöntem Kuanılarak Ekonomik Daıtırn Analizi Şekil 7 de iterasyonlar sonucu sistenıin artımsal yakıt maliyeti değerinin değişimi gösteri Imiştir Burada, sistemin 7 iterasyon sonucunda dengeye ulaştığı (e==l0 6 ) görülmüştür Bu denge anında sistemin artan yakıt maliyeti değeri, $/MWh olarak bulunmuştur 5 05 ı lo 20 3J iterasyon 4 iq o,_ Başla i=j, P, Başlangıç değerleri girılir Sistemin yok seviyesi belirlenir : to "" iterasyon 0 A Başlangıç değeri seçilir Şekil S AP ve ôq Değerlerinin Y akınsama Grafiği Programın sonucunda, üretilen toplam aktif güç MW ve toplam yük miktarı, MW olarak hesaplanmıştır Bu durumda sistemdeki toplam kayıp miktarı MWdır Güç akışı analizi sonuçları kuanılarak sistemin B kayıp katsayılan hesaplanmış ve MA TLAB da yazılan program yardımıyla santraer ekonomik olarak yüklenmiştir Ekonomik Dağıtım Analizinin akış diyagramı Şekil 6 da verilmiştir Hayır A Değerini kuanarak P hesaplanır Güç Akışı yapılır B kayıp matrisini hesaplanır Güç Dengesi Saglandı mı? Tablo 6 22 Baralı Sistemin Güç Akışı Sonuçian Son B ara Bara Gerilimi B ara P Üretim Q Üretim o (pu) Açısı (pu) (MVAr) ı " lo ı ı ı ı ı ı Şekil 6 Ekonomik Daıtım Analizinin Akış Diyagramı 23,,ı !!, _ 2 ı 3 45 _ 20Q5L ötelema sayisi 6, _ı78 Şekil 7 Sistemin A Deerinin iterasyon Saysına Göre Değişimi 84

8 SAÜ Fen Bilimleri Dergisi, Cilt, ı Sayı, Türkiyedeki 380 kvluk Güç Sistemimin İki Farklı, 45 birimlerde ise in altındadır Ceza faktörünün değerinden büyük olması üretilen güce karşılık, kayıp miktarının arttığını göstermektedir " _ Tablo 6 Santralierin Yüklendikleri Güçler ve ceza (penaltı) faktörü değerleri Üretilen Üretilen S antralin Ceza Santral in Ceza Güç Güç Adı Faktörü Adt Faktörü Hamitabat SomaB Ambarlı Yköy BursaDG KKöy Seyitömer Yatağan Otele me SOUÇ Şekil 8 Sistemdeki Kayıp Miktannın lterasyon Sayısına Göre Deişimi Şekil 8 de iterasyonlar sonucu sistemin kayıp miktarının değişimi gösterilmiştir Burada, sistemde ilk durumda 4799 MW olan kayıp miktarının iterasyonlarla birlikte azaldığı ve denge durumunda MW değerine indiği görülmüştür Kayıpların azalmasına bağlı olarak iterasyonlar sonucu sistemdeki toplam üretilen gücün değiştiği görülmüştür Buna bağlı olarak da her iterasyanda santralierin de çıkış güçleri değişmiştir Şekil 9 da toplam üretilen gücün iterasyonlar sonucu değişimi grafıklerle gösterilmiştir Buna bağlı olarak birinci iterasyon sonunda $ olan üretim maliyetinin 864 $ azalarak denge durumunda $ olduğu görülmüştür Bu çalışmada, Türkiyedeki termik santraerden oluşan 22 baralı güç sistemi ele alınarak, bu sistemde kayıpsız ve kayıplı durum için ekonomik dağıtım analizi yapılmıştır Güç akışı çalışmalannda ewton Raphson yöntemi kuanılmıştır Bunun nedeni, büyük sistemlerde daha az adımda sonuca ulaşmasıdır Programlarda geneikle 60 iterasyon sonucunda e değerine yakınsama sağlanmıştır Ekonomik dağıtırnın yapılması sonucunda, kayıplar hesaba katıldığında üretim maliyetinin arttığı göıiilmüştür Kayıpların olduğu durumlarda, her iterasyon sonucunda artan yakıt maliyeti, kayıp miktan, sistemdeki toplam güç, her santralin çıkış gücü ve sistemin toplam maliyetinin değişimi grafiklerle gösterilmiştir Ekonomik dağıtımlar sonucunda, maliyeti düşük olan santraer Seyitömer, Yeniköy, Kemerköy ve Yatağan yükten daha fazla pay almışlar ve böylece sistemin maliyeti azaltmışlardır / i : f! f : 2 3 <4 öteleme Sonuç olarak, artan elektrik enerjisi talebini en uygun şekilde karşılayabilmek için yapılacak planlama çalışmalarında güç akışı ve ekonomik dağıtım analizlerinin önemi ortaya çıkmıştır Ekonomik dağıtım analizi yapılarak, birim enerji üretim maliyetini düşürmek için santraerin uygun şekilde yüklenmeleri sağlanacak ve bu şekilde ülke ekonomisine katkı yapılacaktır KAYAKLAR I Kurban M ve Başaran Ü, Türkiyedeki 380 kvluk 65 Baralı Güç Sisteminde Farklı Güç Faktörlü Güç Akışı Analizleri, EVK2005, Enerji Verimliliği ve Kalitesi Sempozyumu, Kocaeli, (2005) Şekil9 Sistemdeki Toplam Güç Miktannın iterasyon Sayısına Göre Değişimi Santralierin çıkış güçleri ve ceza (penaltı) faktörü değerleri Tablo 6da verilmiştir Hamitabat ve Ambarlı termik santraerinde ceza faktörü in Ustünde diğer 2 Tinney W F and H art CE, Power Flow Solution by ewtons Method, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 86, (967) 85

9 SAÜ Fen Bilimleri Dergisi, l l Cilt, Sayı, Türkiyedeki 380 k V luk Güç Sistemimin İki Farklı 3 Dommel H W and Tinney W F, Optimal Power Flow So lutions, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 87, (968) 4 Burchett RC, Happ H,H, Viearath DR and Wirgau KA, Developments in Optimal Power Flow, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 0, (982) 5 Happ HH, Optimal Power Dispatch A Comprehensive Survey, IEEE Transactions on Power Apparatus and System s, 96, ( 977) 5 TEK, Türkiye ulusal elektrik ağındaki havai hatların, generatör ve trafaların clektiriki karakteristikleri," İletim şebeke işletme dairesi başkanjğ, Sistem araştırma ve kontrol müdürlüğü, (98 ) 6 Santraer Enformasyon ve Değerlendirme Müdürlüğü, 2002 Yıık Faaliyet Raporu, Termik Santraer ve Maden Sahalan Daire Başkanlığı, Ankara, (2002) 6 Burchett RC, Happ HH, Viearath DR and Wirgau KA, Developments in Optimal Power Flow, IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems, 0, (982) 7 Lukman D and Blackbum TR, Modifıed algodthm of load flow simulation for loss minimization in power systems, Australian Universities Power Engineering Conference, Curtin University, (200) 8 Zhiqiang Y, Zhijian H, and Chuanwen J, Economic Dispatch and Optimal Power Flow Based on Chaotic Optimization, Power System Technology PowerCon, (2002) 9 Grainger JJ and Stevenson W D, Power system analysis, McGrawHi International Editions, ewyork, USA (994) 0 Wood J and Woenberg B, Power generation, operation and control, Wiley Interscience Publication, ewyork, USA (996) Stevenson GW, Elements of power system analysis, McGraw Hi Kogakusha, Tokyo (975) 2 Suivan RL, Power system planning, McGrawHi International Book Company, USA (985) 3 Arrilaga J and Arnold C P, Computer Modeing of electrical power system, John Wiley & Sons, ewyork, USA (99) 4 Abido MA, Environmental/Economic Power Dispatch Using Multiobjective Evolutionary Algorithms, IEEE Trans on Power Systems, ı 8, (2003) 86