Büyük ölçekli açık deniz rüzgar enerji santralinin Türkiye şebekesine entegrasyonu

Yenilenebilir enerji kaynaklarının güç sistemlerine entegrasyonu, sınırsız arzı ve çevresel faydaları nedeniyle küresel ölçekde önemli bir ivme kazanmıştır. Açık deniz rüzgâr enerji santrallerinin (OWPP) yenilenebilir enerji kaynakları içerindeki payı istikrarlı bir şekilde artmaya devam etmektedir. Rüzgâr enerjisinin avantajlarının yanında şebekede gerilim ve frekans stabilite problemlerine sebep olabilmektedir. Bu tezin temel amacı, büyük ölçekli OWPP'nin entegrasyonu durumunda Türkiye elektrik sisteminin stabilitesini incelemek ve rüzgâr türbinlerinde şebeke oluşturan kontrol yapısını (grid forming) kullanılarak güç sisteminin performansını iyileştirmektir. Bu amaçlar doğrultusunda, şebeke oluşturan kontrol yapılarından biri olan sanal senkron generatör (VSG), frekans desteğini sağlamak için tip IV rüzgar türbini (FCWT) için geliştirilmiştir. Ayrıca, rüzgâr çiftliğinde VSG için yeni adaptif atalet yöntemi, girdap etkisini göz önünde bulundurarak OWPP içindeki WT'lerin koordinasyonu ile VSG'nin frekans desteğini (atalet desteği) en üst düzeye çıkarmak için geliştirilmiştir. WT için şebeke takip kontrolü (geleneksel), şebeke oluşturma kontrolü ve yeni adaptif atalet yöntemi geliştirilmiş ve DıgSILENT/powerfactory programı kullanılarak, ayrıntılı simülasyonlar ile geliştirilen yöntemler incelenmiştir. Stabilite analizi sonuçlarına göre, Türkiye elektrik şebekesi 1800 MW OWPP entegre edilmesi ile kritik arıza ve konvansiyonel santrallerin devre dışı dumununda bile stabil kalmaktadır. Ayrıca, şebeke oluşturma kontrolü kullanıldığında Türkiye güç sisteminin performansı, frekans alt sınırı ve (frekans değişim oranı) ROCOF açısından iyileştirmeler gözlenmiş ve VSG için önerilen uyarlanabilir atalet yöntemi, rüzgar santrallerinin frekans düzenleme kapasitesini artırdığı gözlenmiştir.