Şebekeye bağlı ada modu çalışabilen tek şaftlı kombine çevrim santralinde yusufçuk algoritması ile yük frekans kontrolünün iyileştirilmesi

Elektrik enerjine olan talebin artması ile elektrik enerjisinin güvenli, kaliteli ve sürdürülebilir şekilde üretilmesi ve iletilmesi zorunlu bir hal almıştır. Elektrik sistemlerinin güvenilirliği, üretim-tüketim dengesinin korunmasına bağlıdır. Bu dengeyi sağlamak amacıyla, frekansın belirli sınırlar içinde tutulması kritik öneme sahiptir ve bu sürece Yük Frekans Kontrolü (YFK) adı verilir. Özellikle Gaz Türbini (GT) içeren elektrik santrallerinin şebekeye entegrasyonu ile birlikte, YFK daha karmaşık ve dinamik bir yapı kazanmıştır. GT içeren elektrik santrallerinin kolay kurulumları, hızlı devreye alma ve durdurma özellikleri ile ekonomik ve verimli enerji üretimi sağlamaları nedeniyle yaygın olarak tercih edilmektedir. Ada modunda da çalıştırılabilen kombine gaz çevrim santrallerinde, yük değişimlerine karşı frekans değerindeki sapmaları önlemek amacıyla hız ve sıcaklık değerleri, Oransal-İntegral-Türevsel (PID) denetleyici kullanılarak kontrol edilmektedir. Bu çalışmada, tek şaftlı Ağır Hizmet Gaz Türbini (AHGT) içeren Rowen GT modeli, bir gaz çevrim santralinin (YFK) için basitleştirilmiş bir matematiksel modeli kullanılmıştır. Bu kontrol yöntemlerinin analizinde Genetik Algoritma (GA), Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) ve Benzetilmiş Tavlama Algoritması (BTA) gibi sezgisel algoritmalar kullanılmıştır. Ayrıca, aynı analizler bu çalışmada ilk kez önerilen Yusufçuk Algoritması (SA) kullanılarak da gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, frekans değişimlerini ifade eden hata büyüklüklerinin değerlendirilmesi amacıyla Hata Karelerinin Toplamı (ISE), Mutlak Hatanın Toplamı (IAE), Zaman Ağırlıklı Hata Karelerinin Toplamı (ITSE) ve Zaman Ağırlıklı Mutlak Hatanın Toplamı (ITAE) gibi performans indeksleri karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, sistemin geçici rejim davranışlarını yansıtan maksimum aşım, yükselme süresi, tepe süresi ve yerleşme süresi gibi dinamik parametreler dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Analiz sonuçlarına göre, önerilen PID denetleyicinin YA algoritmasıyla ayarlanması, sistem frekansının aşım ve yerleşme süresi açısından diğer yaygın algoritmalara kıyasla daha iyi çözümler sunduğu belirlenmiştir. Böylece YA algoritmasıyla frekans salınımlarını daha kısa sürede etkin bir şekilde sönümleyerek, gaz çevrim santrallerinde frekans kontrolü için güvenilir bir alternatif bir yöntem olarak bu çalışma ile önerilmektedir. Anahtar Sözcükler: Ağır Hizmet Gaz Türbini, Yük Frekans Kontrolü, Performans İndeksleri, Sezgisel Algoritmalar, Yusufçuk Algoritması