Sözde thevenin eşdeğer devre parametreleri kullanılarak güç sistemlerinde gerilim kararlılığı değerlendirmesi

Elektrik enerjisine olan talep artımına bağlı olarak büyüyen güç sistemlerinde kararlılık önemli problemlerden biri olmaya devam etmektedir. İyi bilinen açı kararlılığı problemi yanında gerilim kararlılığı da son yıllarda önemi artan bir problem olarak karşılaşılmakta ve üzerinde bilimsel araştırmalar yapılmaktadır. Gerilim kararlılığı incelemeleri açısından güç sistemleri büyüdükçe bilinmeyen parametre sayısı artmakta ve sistemin analizi daha karmaşık hale gelmektedir. İletim sistemleri dinamik sistemler olduğu için hangi yük durumunda kararsızlık sınırına ulaşılacağını önceden kestirmek mümkün olmamaktadır. Bu nedenle sistemlerin kararlı bir şekilde işletilebilmesi için, sistemin gerçek zamanlı olarak izlenmesi ve kararlılık durumunun anlık değerlendirilmesi gerekmektedir. Güç sisteminin ilgilenilen barasını anlık olarak takip edebilmek için sistemin ilgili barasından görülen Thevenin Eşdeğer devre parametrelerinin bilinmesi gerekmektedir. Bütün parametreleri bilinen bir sistemde eşdeğer devre parametrelerini elde etmek için, bara indirgeme yöntemi kullanılıp ilgilenilen bara ve salınım barası haricindeki bütün elemanlar bara admitans matrisine pasif eleman olarak eklenerek, sistemin iki baralı eşdeğer devresi kullanılabilir. Bu yöntem bütün sistem verilerin bilinmesini ve bunun yanı sıra çok işlem yükü gerektiren bir yöntemdir. Son zamanlarda kullanılan fazör ölçüm birimleri ile sistemin farklı baralarından ölçümler alıp, sistemde ilgili baraya ait eşdeğer devre parametreleri hakkında bilgi edinmek mümkün olmakla beraber çok sayıda verinin senkron olarak işlenmesi zorlukları bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, bir güç sisteminde gerilim kararlılığı analizi yapılacak baraya ait Thevenin eşdeğer devresi parametreleri, yerel bara ölçümleri ve sabit empedans açısı kullanılarak optimizasyon yaklaşımı ile kestirilmiştir. Kestirim sonucu elde edilen eşdeğer devre parametreleri ilgili baradan gerilim kararlılığı değerlendirmesi yapılabilmesi için güç sistemini yeterli doğrulukta temsil etmektedir. Güç sistemini yeterli doğrulukta temsil eden bu Thevenin eşdeğer devre parametre setlerine Sözde (Temsili) Thevenin Eşdeğer Devre Parametreleri (STEDP) denilmiştir. İlgili baradan yapılan ardışıl gerilim, akım ve güç faktörü ölçümleri ile Sözde Thevenin Eşdeğer devre parametreleri kestirimi yapılmış ve ilgili baraya ait kritik gerilim değeri anlık olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan kritik gerilim değeri ve bara gerilimi ile baranın kararlılık durumunun daha kolay anlaşılabilmesi için baraya ait gerilim kararlılık indeksi anlık olarak hesaplanmış ve baranın kararlılık durumu hakkında gerçek zamanlı bilgi edinilmiştir. Önerilen yöntem IEEE 9 ve IEEE 30 baralı test sistemlerinin farklı yük baralarına uygulanmıştır. Önerilen yöntemden elde edilen gerilim kararlılık sınırlarının güç akışı analizinden elde edilen gerilim kararlılık sınırları ile örtüştüğü görülmüştür.