EK 4 PRİMER FREKANS KONTROLÜ E.4.1. Amaç Üretici, primer frekans kontrolü yükümlülüğü kapsamında, Elektrik Enerjisi üretim ve tüketimin birbirine eşit olmaması durumunda sapmaya uğrayan sistem frekansını, sabit bir değerde dengelemek için sözleşmede belirtilmiş rezerv kapasitesini, türbin hız regülatörlerinin ayarlanan hız eğim değeri (speed-droop) oranında, frekans sapması süresince merkezi müdahale olmaksızın, otomatik olarak sağlamak suretiyle katkıda bulunacaktır. E.4.2. Primer Frekans Kontrolü Hizmeti Üretici, primer frekans kontrolü hizmeti kapsamında, primer frekans kontrol rezerv miktarını, sistem frekansında meydana gelen sapmalar doğrultusunda, primer frekans kontrol tepkisi olarak sürekli sağlayacaktır. Termik üniteler için asgari çıkış gücü, ünite kurulu gücünün % 65 inden yüksek olmamalıdır. Bu yönetmeliğin yayınlandığı tarihte mevcut termik ve hidroelektrik santrallar için mevcut çalışma aralıkları dikkate alınır. Primer frekans kontrolüne katılan üniteler, sistem frekansının ünite için ayarlanan ölübant limitlerinin dışına çıkması ile hemen tepki vermeye başlayacak ve çıkış gücünü, frekans değişimine göre arttıracak ya da azaltacaktır. Primer frekans kontrolüne katılan her bir ünite için, sistem frekansında ±200 mhz lik frekans sapması oluşması durumunda etkinleştirmesi gereken rezerv miktarının tamamı, Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesi (Q) olarak sözleşmede belirtilmelidir. Ünitelerin primer frekans kontrol performansı, sistem frekansında ±200 mhz lik sapma olması durumunda Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesini (Q) hız eğim değeri (speeddroop) oranında, en fazla 30 saniye içinde lineer olarak tamamen etkinleştirebilecek ve eriştiği bu çıkış gücünü en az 15 dakika sürdürebilecek yeterlilikte olmalıdır.
E.4.3. Primer Frekans Kontrol İşletme Esasları Üreticiler, UYDM tarafından belirlenen Türkiye toplam primer frekans kontrol rezervini karşılamak için, ünite çıkış güçlerini, frekans sapmalarına göre hız eğim değerine karşılık gelen miktar kadar arttıracak veya azaltacaktır. Santral ünitesinin hız eğimi, sözleşme ile belirlenen Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesine göre aşağıdaki formülle hesaplanır: s g / f n (%) = 100 ΔP / P G GN sg (%) Hız Eğimi (Speed-Droop) (%) fn ΔP G Nominal Frekans (50 Hz) Sistem Frekansındaki sapma miktarı Ünite Çıkış Gücündeki değişim miktarı PGN Ünitenin Nominal Çıkış Gücü Ünitelerin hız eğim ve ölü bant değerleri, sistemin ihtiyacına göre TEİAŞ tarafından belirlenir. Ünitelerin hız eğim değeri ve ölü bant değeri ayarlanabilir yapıda olmalıdır. Ünitenin hız eğimi, Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesi (Q) miktarına karşılık gelen değere ayarlanmalıdır. Ancak, TEİAŞ tarafından hız eğiminin farklı bir değerde olması istenmesi halinde, yük alma ve yük atma yönünde sınırlayıcı veya benzeri bir fonksiyonla üretici bunu sağlamalıdır. Ünitelerin primer frekans kontrol sisteminin duyarsızlık aralığı mümkün olduğu kadar küçük olmalı ve ±10 mhz i aşmamalıdır. Primer Frekans Kontrol Rezervi, hiç bir kesintiye maruz kalmadan her zaman, emre amade olmalıdır.
Primer Frekans kontrolüne katılan ünitelerin sistemdeki frekans sapmalarına göre aktif çıkış gücü aşağıda Şekil.E.4.1 deki grafikte modellendiği gibi olmalıdır. P (MW) P GN + Q - Q G f 0 f 0 G f (Hz) 47,5 49,8 50-f 0 50,0 50+f 0 50,2 52,0 Şekil E.4.1. Ünite Aktif Çıkış Gücünün Hız Eğimine göre Değişmesi f 0 Q G : Ünite çıkış gücünün ayarlanmış değeri : Ünite kontrol sisteminin frekans sapmalarına tepki vermediği frekans aralığı (Ölü bant, Hz) : Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesi : Ünitenin ölü banttan sonra algıladığı frekans sapma miktarı : Sistem frekansındaki sapma miktarı İşletme koşullarında üniteye ölü bant konulmuşsa, Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesi Q ya göre ayarlanması gereken hız eğim değeri hesaplanırken, hız eğim formülündeki yerine G ( G = 0,2-f 0 ) kullanılır. Primer frekans kontrolü kapsamında ünitenin çıkış gücünde meydana gelmesi beklenen değişimler gerçekleşirken sağlanması gereken şartlar, sistem frekansının nominal değerinin altına düşmesi durumunda aşağıda Şekil.E.4.2 de, sistem frekansının nominal değerinin üstüne çıkması durumunda ise, Şekil.E.4.3 te gösterilmiştir.
P (MW) + ΔP G + %50 ΔP G ΔP G t 0 zaman t h ( 15 sn) t 1 ( 30 sn) Şekil E.4.2. Sistem Frekansının Düşmesi Durumunda Ünitenin Primer Frekans Kontrol Tepkisi P (MW) - %50 ΔP G ΔP G - ΔP G t 0 zaman t h ( 15 sn) t 1 ( 30 sn) Şekil E.4.3. Sistem Frekansının Yükselmesi Durumunda Ünitenin Primer Frekans Kontrol Tepkisi
Ünite, sistem frekansında sapmanın olduğu t 0 anından itibaren çıkış gücünü, frekans sapmasına göre, t h süresi içinde, Primer Frekans Kontrol Rezerv Miktarının (ΔP G ) % 50 si kadar, t 1 süresi içinde ise tamamı kadar arttırarak veya azaltarak sistem frekansındaki sapmayı sürekli takip etmeli ve beklenen tepkiyi otomatik olarak vermelidir. Ünite, Primer Frekans Kontrol Rezerv Miktarının yarısını en fazla 15 saniye içinde, tamamını ise en fazla 30 saniyelik süre içinde lineer olarak etkinleştirmelidir. E.4.4. Ünitenin Çalışma Aralığı Ünitenin Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesi (Q), sistem işletmesinde arz güvenliği ve kalitesi gözönünde bulundurularak, ünite kurulu gücü üzerinden TEİAŞ ile Üretici arasında yapılan sözleşmeler ile belirlenir. Ünitenin çalışma aralığı, UYDM tarafından aksi istenmedikçe, Primer Frekans Kontrol Kapasitesinin (Q) sürekli ve sabit olarak sağlanabilmesi amacıyla, ayarlanmış çıkış gücü değerinin ( ), nominal gücü etkileyen işletme şartlarına göre sürekli olarak değiştirilmesi yoluyla ayarlanır. Buna göre, Şekil E.4.1 de de görüldüğü üzere, sistem frekansında 200 mhz lik bir düşme olması durumunda ünite çıkış gücünü Q miktarı kadar arttırabilecek bir değerinde çalıştırılmalı, sistem frekansında 200 mhz lik bir yükselme olması durumunda ise ünite çıkış gücünü Q miktarı kadar azaltabilecek bir değerinde çalıştırılmalıdır.
E.4.5. Primer Frekans Kontrol Performans Testleri Primer Frekans Kontrol Performans Testleri, ünitelerin UCTE kriterlerine uygunluğunun tespit edilmesi amacıyla üç aşamadan oluşmaktadır. Bu aşamalar, aşağıda E.4.5.1, E.4.5.2 ve E.4.5.3 maddelerinde açıklandığı şekilde uygulanır. Primer Frekans Kontrolüne katılacak santrallerin tümünde bu testler gerçekleştirilir. Testler sırasında talep edilen dokümanların yanında, primer frekans kontrol fonksiyonlarının gösterimi amacıyla ünite kontrol sistemlerinin, özellikle de türbin hız regülatörü ile kazan kontrol sistemi arasındaki işleyişin, basitleştirilmiş blok şemaları santral personeli tarafından test ekibine sağlanmalıdır. Primer Frekans Kontrol Performans Testleri sırasında ünite tipine göre aşağıdaki değerlerin ölçümü yapılarak kayıtları alınır; Aktif Çıkış Gücü (MW) Frekans Vana Pozisyonları Buhar Basıncı Buhar Sıcaklığı Primer Frekans Kontrol Performans Testleri sırasında ölçümü yapılan her bir değer için örnekleme oranı saniyede en az 10 veri olmalıdır (100 milisaniye de veya daha kısa sürede bir veri). Test düzeneği, kaydı alınan grafik ve kaynak verilerinin (ASCII/Text formatında) bilgisayar ortamına aktarılmasını sağlayacak yapıda olmalıdır.
E.4.5.1. Primer Frekans Kontrol Rezerv Testi Primer Frekans Kontrol Rezerv Testi gerçekleştirilirken ünite üzerinde aşağıdaki işlemler yapılır; Ünite, Primer Frekans Kontrol işlevini sağlayacak konuma alınır. Ölü bant (dead band) 0 (sıfır) mhz olarak ayarlanır. Hız eğimi (speed-droop), 200 mhz lik frekans sapması durumunda primer frekans kontrol rezervinin tamamı etkinleştirilmelidir gerekliliğine göre, aşağıdaki tabloda gösterildiği şekilde ayarlanmalıdır: Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesi (Q), % 2,5 3 4 5 10 Türbin regülatörü hız eğimi (speed-droop, s g ), % 16 13,3 10 8 4 Maksimum seviyedeki test için ünitenin hız eğimi (speed-droop), Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesi (Q) miktarına karşılık gelen değere ayarlanır ve çıkış gücü, ünitenin nominal çıkış gücünün Q miktarı kadar aşağısında bir değerine ayarlanır. Minimum seviyedeki test için ünitenin hız eğimi (speed-droop), Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesi (Q) miktarına karşılık gelen değere ayarlanır ve çıkış gücü, ünitenin kararlı ve güvenli çalışabileceği minimum çıkış gücünün Q miktarı kadar yukarısında bir değerine ayarlanır. Türbin hız regülatörü girişine, şebekeden hız bilgisi almayacak veya sistem frekansı üzerine eklenecek şekilde =-200 mhz lik frekans sapması olarak f=49,8 Hz lik simule frekans değeri aşağıda Şekil.E.4.4 te görüldüğü gibi basamak (step) değişiklik halinde uygulanır ve bu değerde en az 15 dakika muhafaza edilir. Bu süre sonunda nominal frekans değeri 50 Hz e dönülür ve ünitenin de aynı değerinde kararlı hale gelmesi beklenerek bu sefer de =+200 mhz lik frekans sapması olarak f=50,2 Hz lik simule frekans değeri için aynı işlem tekrarlanır.
Şekil.E.4.4. Primer Frekans Kontrol Rezerv Testi Simule Frekans Uygulanışı Primer Frekans Kontrol Rezerv Testleri, minimum ve maksimum çıkış gücü seviyelerinde iki aşamalı olarak gerçekleştirilir. Primer Frekans Kontrol Rezerv Testinin değerlendirilmesi aşağıdaki kriterlere göre yapılır; Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesinin %50 si en fazla 15 saniye içinde, tamamı ise 30 saniyelik süre içinde lineer olarak etkinleştirilebilmeli, Primer Frekans Kontrol Rezerv Kapasitesi en az 15 dakika boyunca sağlanabilmelidir. Primer Frekans Kontrol Rezerv Testlerinde üniteden beklenen tepki aşağıda Şekil.E.4.5 ve Şekil.E.4.6 da gösterilen grafiklerdeki gibi olmalıdır.
P (MW) Aktif Çıkış Gücü Simule Frekans f (Hz) + ΔP G + %50 ΔP G ΔP G 50,0 49,8 t 0 t h ( 15 sn) t 1 ( 30 sn) t 2 ( 15 dak.) Şekil E.4.5. f=49,8 Hz lik Simule Frekans Uygulamasında Üniteden Beklenen Tepki zaman P (MW) Aktif Çıkış Gücü Simule Frekans f (Hz) 50,2 50,0 - %50 ΔP G ΔP G - ΔP G t 0 t h ( 15 sn) t 1 ( 30 sn) t 2 ( 15 dak.) Şekil E.4.6. f=50,2 Hz lik Simule Frekans Uygulamasında Üniteden Beklenen Tepki zaman
E.4.5.2. Primer Frekans Kontrol Hassasiyet Testi Primer Frekans Kontrol Rezerv testleri sırasında ünite üzerinde yapılan ayarlamalar değiştirilmeden ünitenin kararlı hale gelmesi beklenir ve hassasiyet testine başlanarak aşağıdaki işlemler yapılır; Ünite hassasiyetinin tespit edilmesi için, türbin hız regülatörü girişine, şebekeden hız bilgisi almayacak veya sistem frekansı üzerine eklenecek şekilde =-5 mhz den başlayarak ünite tepkisi gözleninceye kadar frekans sapma miktarı artı ve eksi yönde 5 mhz lik kademeler halinde arttırılarak uygulanır. Ünite tepkisi için vana hareketi kriter olarak kabul edilir. =-5 mhz lik frekans sapması olarak f=49,995 Hz lik simule frekans değeri aşağıda Şekil.E.4.7 de görüldüğü gibi basamak (step) değişiklik halinde uygulanır ve bu değerde en az bir dakika muhafaza edilir. Bu süre sonunda nominal frekans değeri 50 Hz e dönülür ve ünitenin de aynı değerinde kararlı hale gelmesi beklenerek bu sefer de =+5 mhz lik frekans sapması olarak f=50,005 Hz lik simule frekans değeri aynı şekilde uygulanır. Eğer ünite ±5 mhz lik frekans sapmalarına tepki vermez ise, aynı işlemler ±10 mhz lik frekans sapmaları için tekrar edilir. Şekil.E.4.7. Primer Frekans Kontrol Hassasiyet Testi Simule Frekans Uygulanışı Primer Frekans Kontrol Hassasiyet Testleri, minimum ve maksimum çıkış gücü seviyelerinde iki aşamalı olarak gerçekleştirilir.
Primer Frekans Kontrol Hassasiyet Testinin değerlendirilmesi aşağıdaki kriterlere göre yapılır; Primer Frekans Kontrol Hassasiyet Testlerinde frekans sapmasının uygulandığı anda vana pozisyonunda değişiklik gözlenmeli, Ünite duyarsızlığı ±10 mhz i geçmemelidir. E.4.5.3. 24 Saatlik Doğrulama Testi Primer Frekans Kontrol Rezerv ve Hassasiyet testlerinin başarılı olarak tamamlanmasından sonra türbin hız regülatörünün hız bilgisini şebekeden alacağı şekilde bağlantıları yapılarak 24 saat boyunca gerçek frekans ile normal çalışmasının kesintisiz olarak kaydı yapılır. Bu testin sonucu, ünitenin Primer Frekans Kontrol fonksiyonunun şebeke şartları altında sürekli çalışabileceğini doğrular nitelikte olmalıdır.