Sistemde kullanılan baralar, klasik anlamda üç ana grupta toplanabilir :

Transkript

1 5 9. BÖLÜM YÜK AKIŞI (GÜÇ AKIŞI) 9.. Grş İletm sstemlernn analzlernde, bara sayısı arttıkça artan karmaşıklıkları yenmek çn sstemn matematksel modellenmesnde kolaylık getrc bazı yöntemler gelştrlmştr. Bunlarda br de k-kapılı devrelerden hareketle gelştrlen çok-uçlu eleman modeldr (veya çok-grş çok çıkışlı devre model). Yük akışı le, br güç sstemndek tüm baralarda gerlm ve güç profl belrlenr. 9.. Bara Çeştler Enerj letm sstemler, genellkle dengel üç fazlı sstemler olarak ele alınır ve letm hatları "poztf dz" le gösterlr. Bu dzy temsl eden elemanlar, yük akışında kullanılmak amacıyla, doğrudan bara admtans matrsn ( Y BARA ) oluşturmada kullanılırlar. İletm hatlarının dışında, baralara bağlı generatörler ve yükler de ssteme akım enjekte eden elemanlar olarak ele alınırlar. Burada esas, akım enjeksyonunda yönün ssteme doğru poztf alınmasıdır. İletm hatları ve hatların şönt kapasteler, kullanılan bara admtans matrsnn temel elemanlardır. Ancak, özellkle uzun hatlarda şletm zorunlulukları nedenyle ser ve şönt kompanzasyon yapılması halnde, bu elemanların admtanslarının da bara admtans matrsne katılması gerekr. Bunun dışında, yük akışının kullanım amacına göre baralara bağlı dğer elemanlar da (örneğn yükler) bu matrse katılablrler. Sstemde kullanılan baralar, klask anlamda üç ana grupta toplanablr : a) Yük Baraları, ( P-Q bara ) Bu baralarda, sstemden çeklen aktf ve reaktf güçler ( P y, Q y ) bell olup, gerlmlern genlkler ve yük açıları ( y, y ) hesaplanır. b) Üretm baraları, ( P- bara ) Bu tp baralarda se üretlen aktf güç ve bara gerlmnn genlğ ( P ü, ü ) belrldr. Reaktf güç üretmnde se kısıtlamalar vardır. Üretm, mnumum ve maksmum sınırlar ( Q mn Q ü Q max ) arasında ken bara gerlmn genlğ sabt br değerde tutulur. Reaktf güç üretm çeştl zorunluluklar nedenyle bu lmtlern dışına çıktığı zaman, bu güc, Q ü = Q max veya Q ü = Q mn olarak sabt br üretm olarak ele alınır ve bu bara, br yük barasına dönüştürülür [8],[8]. Dolayısı le bu durumda bara gerlm değşecektr. Bu durum, yapılan bu çalışma açısından gerekldr zra baraların krıtk değerlernn hesaplanmasında yüklenmeler her zaman maksmum değerlere çıkacağından, generatörlern reaktf güç sınırlarına ulaşması dama olasıdır. Yük akışı analz yapılırken reaktf güç sınırlarına ulaşıldığında P- bara P-Q baraya dönüştüldüğü gb, şlemler sırasında reaktf güç sınırlarının altına nlrse lgl baranın tekrar P- baraya

2 6 dönüştürülmes gerekldr. Bu tez çalışmasında kullanılan yük akışı programının algortması, anılan bu özellkler gerçekleyecek şeklde düzenlenmştr. c) Salınım Barası İletm sstemnde, hat kayıplarının önceden blenememes nedenyle, yük akışı sonunda belrlenen bu kayıplar, genellkle br üretm barasının güçlerne eklenr. Dolayısı le bu baranın sadece ( ü, ü = 0 ) bara gerlm ve açısı bell ve sabttr. Sstemn çeştl yük ve üretm durumları çn, bu baradan ssteme gönderlen güçler farklı olacaktır. Bunun neden de, yukarıda açıklandığı gb bu baranın güçlernn yük akışı sonunda belrlenmesdr. Özetle, bara tplern özellkleryle belrtr br tablo aşağıda verlmştr : Tablo 9.. Bara tpler Bara Tp Yük Barası Kontrol değşkenler Durum değşkenler Bara Sayısı (Blnenler) (İstenenler) P y, Q y y, y pq Üretm Barası (P- Bara) P ü, ü Q mn Q ü Q mak Q ü, ü pv Salınım Barası ü, ü P ü, Q ü Toplam Bara Sayısı pq+pv+ = 9.. Çözüm Yöntemler Örnek; k baralı br sstem göz önüne alınarak, Başlangıç koşulları; z = 0. ohm =0 y P =00 W

3 7 Brnc adım (brnc terasyon) I P 00 0A 0 0 z.i 0.x İknc adım (knc terasyon) I P A 9 z.i 0.x Üçüncü adım (üçüncü terasyon) I P A z.i 0.x U

4 8 9.. Gauss-Sedel I Y BARA BARA x BARA (9.) I Y Y Y Y I Y Y Y Y I Y Y Y Y I Y Y Y Y (9.) I Y. Y.... Y.... Y. I Y. Y.... Y.... Y. I Y. Y.... Y.... Y. I Y. Y.... Y.... Y., I Y. Y.... Y.... Y. I Y. j j j S P jq.i S P jq I I Y. Y.... Y.... Y.

5 9 P jq Y. Y.... Y.... Y. P jq Y. Y. Y....Y.... Y. j j P jq Y. Y....Y j. j... Y. Y, P jq I Y j. j Y j j : Bara sayısı pq : Yük Bara sayısı pv : Üretm Bara sayısı Salınım barası adet ve = pv+pq+ olmak üzere elmzde adet denklem vardır. Ancak Salınım barasında gerlmn genlk ve faz açısı bell olduğundan bu n. denklem terasyona katılmayarak - adet denklem le çözüm yapılablr., P jq I Y j. j Y j j Yük baraları çn (pq adet denklem, 9. fadesnde =, pq ) gerlm fades terasyonlarla bulunan değerler alır ken, generatör baralarında hesaplanan gerlm (pv adet denklem 8.7. fadesnde = pq+, - ) üretm baralarının reaktf güçlernn hesaplanmasında kullanılır pq, S P jq.i Q İmag.I Q mn Q Q mak

6 0 P jq I Y. Y.... Y.... Y. Y. j j j P jq j Y. P jq. Y j.j j Q İmag. Y j.j j Q mn Q Q max j j Böylelkle üretm baralarında gerlmler çn genlk aynı kalmakla beraber yük açıları belrleneblr : =pq+,- :. Baranın verlmş gerlm (h) :. Baranın hesaplanmış gerlm (h) (h) (h) (y) (h) (h) :. Baranın düzeltlmş yen gerlm değer (y) (h) (h) (h) (y) (h) Hat Akışı : I.Bara j y j j j.bara I j y j/ y j/

7 , S P jq.i P jq I (8.9) Barasından j Barasına akım akışı : y y. j j j j Barasından j Barasına güç akışı : P jq. j j j j Pj jqj. j yj.. y Örnek 9.. Bara Bara Tp o Yük Barası, =0 P, Q P, Q, Kontrol değşkenler (Blnenler) Durum değşkenler (İstenenler) Bara Sayısı P, Q, Salınım Barası, P, Q Toplam Bara Sayısı =

8 3, 3 =0 P 3, Q 3 3 P, Q, P, Q, Bara o Bara Tp Kontrol değşkenler (Blnenler) Durum değşkenler (İstenenler) Bara Sayısı Yük Barası P, Q, Üretm Barası (P- Bara) P, Q mn Q Q max Q, 3 Salınım Barası, P, Q Toplam Bara Sayısı =3 4, 4 =0 P 4, Q P 3, 3 Q 3, 3 P, Q P, Q,,

9 3 Bara Bara Tp o Yük Barası Yük Barası Kontrol değşkenler Durum değşkenler (Blnenler) (İstenenler) P, Q, P, Q, Bara Sayısı 3 Üretm Barası (P- Bara) P 3, 3 Q 3mn Q 3 Q 3max Q 3, 3 4 Salınım Barası 4, 4 P 4, Q 4 Toplam Bara Sayısı =4