TÜRKİYE DEKİ 380 kv LUK 14 BARALI GÜÇ SİSTEMİNDE EKONOMİK YÜKLENME ANALİZİ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "TÜRKİYE DEKİ 380 kv LUK 14 BARALI GÜÇ SİSTEMİNDE EKONOMİK YÜKLENME ANALİZİ"

Canan Özbey
6 yıl önce
İzleme sayısı:

1 TÜRİYE DEİ 38 kv LU 4 BARALI GÜÇ SİSTEMİDE EOOMİ YÜLEME AALİZİ Mehmet URBA Ümmühan BAŞARA 2,2 Elektrk-Elektronk Mühendslğ Bölümü Mühendslk-Mmarlık Fakültes Anadolu Ünverstes İk Eylül ampüsü, 2647, ESİŞEHİR e-posta : mkurban@anadolu.edu.tr 2 e-posta: ubasaran@anadolu.edu.tr Anahtar sözcükler: Güç Akışı, Ekonomk Dağıtım, B ayıp atsayıları Matrs ÖZET Bu çalışmada, Türkye dek 38 kv luk hatlardan meydana gelen 4 baralı sstem model oluşturularak sstemdek 6 adet termk santral çn, baraların üretm kısıtlamaları ve kayıplar dkkate alınarak ekonomk dağıtım analz yapılmıştır. Bunun çn, EÜAŞ (Elektrk Üretm Anonm Şrket) ve TEİAŞ (Türkye Elektrk İletm Anonm Şrket) tan alınan verler yardımı le önce normal güç akışı yapılarak B kayıp katsayıları bulunmuş ve daha sonra her br termk santral çn çıkarılan malyet fonksyonları kullanılarak termk santraller ekonomk olarak yüklenmştr. Bu ekonomk yüklenme analz MATLAB kullanılarak gerçekleştrlmştr. Sonuçlar, tablolar halnde verlmştr..giriş Ekonomk yük dağıtımı, malyet, letm kayıpları gb bazı kısıtlamalar çn sstemlern optmal şletlmes amacıyla termk santraller arasında yük paylaşımına dayanan br yöntemdr. İletm kayıpları düşünüldüğünde doğrusal olmayan eştlklern tekrarlanması yöntem le santrallern ekonomk olarak yüklenmes sağlanmaktadır. Ekonomk dağıtım analzler yapılarak, santrallern en düşük malyetle talep edlen enerjy karşılaması sağlanır. Bu analzler sonucu bulunan değerlerle santraller ekonomk olarak yüklendğnde, sstemn malyetnn azalacağı görülür. Bu analzler, optmzasyon teknkler kullanılarak yapılmaktadır. Bu analz yapılırken öncelkle güç akışı analz yapılır ve B kayıp katsayıları matrs hesaplanarak santrallern ekonomk yüklenmes sağlanır []. Bu çalışmada, Türkye dek 38 kv luk hatlardan meydana gelen 4 baralı sstem model oluşturularak sstemde bulunan 6 tane termk santral, baraların üretm kısıtlamaları dkkate alınarak ekonomk olarak yüklenmş ve böylece sstemn malyet mnmuma ndrlmştr. 2.EOOMİ DAĞITIM YÖTEMİ Ekonomk dağıtımın amacı, üretlen enerjy eştlk ve eştszlk kısıtlamalarını sağlayacak şeklde üretm brmler arasında paylaştırmaktır. Şekl de letm şebekes vasıtasıyla br yük barasına bağlanan termk üretm brm sembolk olarak gösterlmektedr. Şekl Yükü (P R ) Besleyen Termk Üretm Brm Brm malyet fonksyonu şöyledr: Mn F = F + F + + F () T 2 Sınır denklem se şu şeklde fade edleblr: PR + PL - P = φ = (2) = Lagrange fonksyonunun her br güç çıkışına göre türev alındığında, letm şebekelerndek kayıplar göz önünde bulundurulmalıdır. Bu durumda tane eştlk oluşur. Bu tane eştlk, sınır denklemleryle brleştrlse şu şeklde koordnasyon denklemler oluşmaktadır [2]: =F T +λφ (3) PR + PL - P = = (4) ayıplar düşünüldüğünde ekonomk yüklenme problemler, Lagrange çarpanları yöntemyle şöyle fade edleblr:

2 F T = = F ( P ) (5) φ = P + P ( P, P,... P P (6) R 2 ) = F P = λ = P (7) P P Denklemden λ çeklrse şu denklem edlr[3]: df λ = L dp = dp dp dp dp L :. bara çn ceza (penaltı) faktörü B ayıp atsayıları Matrs B matrs kayıp formülü, kayıp ve artımsal kayıp hesaplamaları çn 95 l yılların başında bulunmuştur. B matrs kayıp formülü çn oluşturulan denklem aşağıdak gbdr. P =P T [B]P+P T B +B ; = P B P + j j B P + P B j (8) P: Bütün generatör baralarının olarak vektörü. [B]: P le aynı boyutta kare matrs B : P le aynı uzunlukta olan vektör B :Sabt olur [2,5].Ekonomk dağıtım yöntemnn akış dyagramı Şekl 2 de gösterlmştr. 3.SİSTEMİ ÖZELİLERİ Şekl 3 te oluşturulan sstemn çzm gösterlmştr. Tablo 4 lı Sstemn odları ve Adları odu Adı odu Adı Bursa D.Gaz 8 arabga 2 T.Şalt 9 Bursa San 3 BalıkesrII S.ömer 4 AlağaII SomaB 5 İzmr DGÇ 2 Y.köy 6 Uzundere 3.köy 7 Işıklar 4 Yatağan Başla =,... P Başlangıç değerler grlr. λ Başlangıç değer seçlr. λ Değern kullanarak P hesaplanır Güç Akışı yapılır B kayıp matrsn hesaplanır Sstemn yük sevyes belrlenr Hayır Güç Denges Sağlandı mı? Son Evet Şekl 2 Ekonomk Yüklenme A. Akış Dyagramı 4 3 Şekl 3 Türkye dek 38 kv luk 4 lı Sstem Bu sstem çn, kullanılan baraların kodları ve smler Tablo de gösterlmştr [6]. Oluşturulan sstemde 6 tane termk santral bulunmaktadır. EÜAŞ tan alınan az sayıda artan yakıt malyet değerler kullanılarak MS Excel programında eğr uydurma yöntemyle uygun malyet eğrler oluşturulmuştur. Sstemde bulunan üretm brmler, bu brmlern malyet eğrler ve alınan mnmum-maksmum güç değerler aşağıda gösterlmştr (Şekl 4-Şekl 9) Şekl 4 Bursa Doğalgaz T. Santralnn Malyet Eğrs f BursaD.Gaz =.6P P P 3 432

3 Şekl 5 Seytömer Termk Santralnn Malyet Eğrs f Seytömer =.39P P P Şekl 6 SomaB Termk Santralnn Malyet Eğrs f SomaB =.68P P Şekl 9 Yatağan Termk Santralnn Malyet Eğrs f Yatağan =.47P P P 8 63 [7]. 4.EOOMİ YÜLEME AALİZİ Öncelkle, hatlara at R,X,B/2 değerler kullanılarak, yazılan MATLAB programı yardımıyla 4 baralı ssteme at bara admtans matrs oluşturulmuştur. Şekl da bara admtans matrsnn sıfırdan farklı elemanlarının bulunduğu noktalar gösterlmştr P 5 99 Şekl 7 emerköy Termk Santralnn Malyet Eğrs f emerköy =.37P P P nz = 46 Şekl Admtans Matrsnn Sıfırdan Farklı oktaları Sstemde güç akışı analznde yakınsama grafkler Şekl de ve sonuçlar Tablo 2 de gösterlmştr. Delta P - Yaknsama Grafg Şekl 8 Yenköy Termk Santralnn Malyet Eğrs f Yenköy =.2P P P 6 42 Delta Q terasyon says terasyon says Şekl P ve Q Değerlernn Yakınsama Grafkler

4 Tablo 2 4 lı Sstemn Güç Akışı Sonuçları o Voltaj (pu) Açı (deg) P Üretm () Q Üretm (MVAr) Programın sonucunda, üretlen toplam aktf güç ve toplam yük mktarı, olarak hesaplanmıştır. Bu durumda sstemdek toplam kayıp mktarı dır. Güç akışı analznn sonuçları yardımıyla, ssteme at B kayıp katsayıları matrs hesaplanarak MATLAB da yazılan program sonucu santraller ekonomk olarak yüklenmştr. Sstemn B kayıp katsayıları aşağıdak gbdr: B = Şekl 2 de ler sonucu sstemn artan yakıt malyet değernn değşm gösterlmştr. Burada, sstemn 6. sonucunda dengeye ulaştığı (є= -6 ) görülmüştür. Bu denge anında sstemn artan yakıt malyet değer, 8.6 olarak bulunmuştur. () Şekl 3 Sstemdek ayıp Mktarının Öteleme Sayısına Göre Değşm Şekl 3 te se, ler sonucu sstemn kayıp mktarının değşm gösterlmştr Burada, sstemde lk durumda olan kayıp mktarının lerle brlkte azaldığı ve denge durumunda değerne ndğ görülmüştür. ayıpların azalmasına bağlı olarak ler sonucu sstemdek toplam üretlen gücün değştğ görülmüştür. Buna bağlı olarak da her de santrallern de çıkış güçler değşmştr. Şekl 4 te toplam üretlen gücün değşm ve Şekl 5 de santrallern çıkış güçlernn ler sonucu değşm grafklerle gösterlmştr (lamda) () Şekl 2 Sstemn λ Değernn Öteleme Sayısına Göre Değşm Şekl 4 Sstemdek Toplam Güç Mktarının Öteleme Sayısına Göre Değşm

5 P P2 Tablo 3 te, santrallern çıkış güçler verlmştr. Burada, santrallern çıkış güçlernn verlen sınır değerler arasında oluğu görülmektedr P P P P Şekl 5 Sstemdek Her Br Santraln Çıkış Gücünün Öteleme Sayısına Göre Değşm Şekl 5 de santrallern lk durumda yüklendkler güç değerlernn, lere bağlı olarak azaldığı görülmektedr. Bunun neden sstemde kayıp mktarının ler sonucu, azalmasına bağlı olarak toplam üretlen gücün düşmes ve santrallern çıkış güçlernn dengeye geleblmek çn azalmasıdır. Ötelemeler sonucu santrallern toplam üretm malyetlernn değşm Şekl 6 da gösterlmştr. Bu şeklde lk durumda 52 $ olan üretm malyetnn denge durumunda 4848 $ olduğu görülmüştür. İlk duruma göre sstemn malyet 359 $ azalmıştır. toplam malyet ($) 5.25 x Şekl 6 Sstemn Toplam Malyetnn Öteleme Sayısına Göre Değşm Tablo 3 Santrallern Yüklendkler Güçler Santraln Adı Üretlen Güç () BursaD.Gaz 573. Seytömer SomaB Y.köy öy Yatağan SOUÇLAR Ekonomk dağıtım sonucu, ele alınan 4 baralı sstemde üretm malyetnn 359$ azaldığı görülmüştür. ayıplar dkkate alınarak üretm malyet düşük olan santrallern üretm kapastelernn artırılması ve pahalı olan santrallern se daha az üretm yapması sağlanarak, sstemn brm enerj üretm malyet azaltılablr. Sonuçta, santraller ekonomk dağıtımlar sonucu belrlenen güçlerle yüklenrlerse, sstemn malyetnn azalacağı görülmüştür. Bu çalışmada, malyet düşük olan santraller, Seytömer, Yenköy, emerköy ve Yatağan yükten daha fazla pay almışlar ve böylece sstemn malyetn azaltmışlardır. Sstemdek bütün santrallerde düzgün verlern tutulması durumunda daha y analz ve doğru planlama yapılablecektr. Talep edlecek enerjnn önceden belrlenmes ve buna göre artan htyacı karşılayacak, doğru yatırım planlarının yapılması ülke ekonomsne büyük katkılar sağlayacaktır. Sonuç olarak, artan elektrk enerjs talebn en uygun şeklde karşılayablmek çn yapılacak planlama çalışmalarında ekonomk dağıtım analznn önem ortaya çıkmıştır. Ekonomk dağıtım analz yapılarak, brm enerj üretm malyetn düşürmek çn santrallern uygun şeklde yüklenmeler sağlanacak ve bu şeklde ülke ekonomsne katkı yapılacaktır. AYALAR [] Başaran Ü, Türkye dek 38 kv luk Enterkonnekte Güç Sstemnde Çeştl Güç Akışı ve Ekonomk Dağıtım Analzler, Y.Lsans Tez, (24) [2] Wood J. ve Wollenberg, B., Power generaton operaton and control, Wley nterscence, publcaton, USA (996). [3] Happ H.H., Optmal Power Dspatch- A Power Comprehensve Survey, IEEE Transactons on Apparatus and Systems, 96, (977) [4] Graınger,J.J., ve Stevenson, W.D., Power system analyss, McGraw-Hll Internatonal Edtons, USA (994). [5] Lukman D. ve Blackburn T.R., Modfed algorthm of load flow smulaton for loss mnmzaton n power systems, AUPEC (2). [6] Eren, Z. Ve Aktaş,., 23 Puant (Yaz) yük şartlarında yük akışı, üç faz ve faz toprak kısa devre etüdü, Ankara (24). [7] Santraller Enformasyon ve Değerlendrme Müdürlüğü, 22 Yıllık Faalyet Raporu, Termk Santraller ve Maden Sahaları Dare Başkanlığı, Ankara (22).

Benzer belgeler

TÜRKİYE DEKİ 22 BARALI 380 kv LUK GÜÇ SİSTEMİ İÇİN EKONOMİK DAĞITIM VE OPTİMAL GÜÇ AKIŞI YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI ANALİZİ

TÜRKİYE DEKİ 22 BARALI 380 kv LUK GÜÇ SİSTEMİ İÇİN EKONOMİK DAĞITIM VE OPTİMAL GÜÇ AKIŞI YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI ANALİZİ PAMUKKALE ÜNİ VERSİ TESİ MÜHENDİ SLİ K FAKÜLTESİ PAMUKKALE UNIVERSITY ENGINEERING FACULTY MÜHENDİ SLİ K B İ L İ MLERİ DERGİ S İ JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES YIL CİLT SAYI SAYFA : 7 : 3 : 3 : 369-378