Turkiye Elektrik Sistemi'nde Ureticilerden Reaktif Guc Destegi Saglanmasi ve Gerilim Kontrolu

1. Türkiye Elektrik Sistemi’nde
Reaktif Güç Desteği Sağlanması ve Gerilim Kontrolü
Reactive Power Support and Voltage Control in Turkish Electric Power System
Oğuz Yılmaz, İsmail Elma
Enerji Enstitüsü
TÜBİTAK MAM
oguz.yilmaz@tubitak.gov.tr, ismail.elma@tubitak.gov.tr
Özet
Bu bildiride, Türkiye Elektrik İletim A.Ş. (TEİAŞ) Yük Tevzi
Dairesi Başkanlığı, Elektrik Kalite Hizmetleri Müdürlüğü ile
TÜBİTAK arasında imzalanan teknik destek ve eğitim
faaliyetleri sağlanmasına dair danışmanlık projesi
kapsamında, ülke genelinde yakın dönemde uygulamaya
sokulan ve gelecekte uygulamaya sokulması planlanan
konvansiyonel ve yenilenebilir üretim tesislerinden reaktif güç
desteği sağlanması ve gerilim kontrolü yan hizmeti süreci
hakkında güncel bilgiler verilmiştir. Yürürlükteki mevcut
mevzuat dâhilinde, bu hizmetlerin üretim tesislerince
gerçekleştirilmesi aşamasında, gerek tasarım gerekse de
işletme anlamında dikkat edilmesi gereken temel prensipler
ortaya koyulacaktır. Temel amaç, hem mevcut ve gelecekte
olası uygulamalar hakkında akademik çevreyle bilgi
paylaşımını sağlamak hem de elektrik piyasasında üretim
faaliyeti gösteren üretim şirketlerini ve bu şirketlere ait
tesislerin gerçekleştirdikleri hizmetleri uygunluğu açısından
denetlemekle yükümlü olan TEİAŞ çalışanlarını
bilgilendirmek, tavsiyeler sunmaktır.
Abstract
In this paper, current information regarding the reactive
power support and voltage control ancillary service
procurement process for conventional and wind power plants
is given, taking into account the future considerations.
Mentioned procurement process was developed under the
scope of the technical consultancy project between TEIAS
Load Dispatch Department, Ancillary Services Directorate
and TUBITAK. Main principles that should be taken into
account by the power plants for the realization of these
services both at design and operation stages are presented.
Main aim is to share information with the academic
environment about current and possible future applications,
while giving recommendations to generation companies as
well as TEIAS officials who are liable to monitor the services
realized by those companies for appropriateness.
1. Giriş
2008 yılında yayınlanan Yan Hizmetler Yönetmeliği ile
Reaktif Güç Kontrolü yan hizmeti, üretim faaliyeti gösteren
tüzel kişilerin TEİAŞ ile imzalayacakları yan hizmet
anlaşmaları doğrultusunda, sahip oldukları üretim
tesislerinden sağlamaları gereken zorunlu bir hizmet olarak
tanımlanmıştır.
İlgili yönetmelikte belirtilen yan hizmet anlaşmaları, TEİAŞ
ile TÜBİTAK arasında yürütülen teknik danışmanlık projesi
kapsamında belirlenen içerik, uygulama ve denetim prensipleri
doğrultusunda, ilk olarak 2011 yılında konvansiyonel üretim
tesisleri için imzalanmış ve süreç bu üretim tesisleri için resmi
olarak yürürlüğe konmuştur. Yürürlüğe konulan bu resmi
süreçten önce üretim tesislerinden reaktif güç desteği
sağlanmasına dair olan işleyiş, şebeke yönetmeliğinde
belirtilen, üretim tesislerinin generatör terminallerinde ya da
bağlantı noktasında ulaşmaları beklenilen güç faktörü
değerleri ile ilgili genel hükümler doğrultusunda, her yük tevzi
bölgesinin (ülke genelinde dokuz farklı bölge) kendi algısı ve
inisiyatifi dâhilinde yürütülmüştür.
Bu bildiride öncelikle konvansiyonel üretim tesislerinden
reaktif güç desteği sağlanması ile ilgili temel donanım ve
kontrol yapıları hakkında bilgi verilirken, uygulamaya koyulan
süreç ve denetim mekanizması açıklanacaktır. Ayrıca önerilen
yönetmelik değişiklikleri ile rüzgar enerjisine dayalı üretim
tesislerinin reaktif güç desteği ve gerilim kontrolü yan hizmeti
kapsamında sağlamaları gereken kriterler ve benzer mantıkla
belirlenmiş denetim mekanizması ortaya koyulacaktır.
Özellikle konvansiyonel üretim tesisleri için gelecekte
uygulanabilecek metodolojiler gerekçeleriyle belirtilecektir.
2. Reaktif Güç Desteği ve Gerilim Kontrolü
Güç sistemlerinde uygulanması zorunlu olan en temel iki
kontrol mekanizmasından biri olan Yük-Frekans Kontrolü [1]
tüm enterkonnekte sistemin genelinde yürütülen, etkisi tüm
sistem genelinde gözlenebilen bir süreç iken, Gerilim
Kontrolü bölgesel bir süreç olup, olumlu ya da olumsuz
gerçekleştirimi elektriksel olarak birbirine yakın bölgeleri
ilgilendirmektedir. Bu sebeple elektriğin kaliteli bir şekilde
arzında, iletim seviyesinde ulaşılması gereken bölgesel gerilim
profiline ulaşılırken, temel reaktif güç elemanları (generatör,
senkron kompansatör, reaktör, kapasitör vb…) farklı
şekillerde ve önceliklerde kullanılabilir.
Bu doğrultuda, iletim sistemindeki çeşitli baraların
gerilimlerinin istenen değerlerde kontrol edilebilmesi amacıyla

2. bölgeler genelinde takip edilebilecek öncelikli ve her zaman
aktif olacak yol, üretim tesislerinden, ünitelerinin yükseltici
trafoları sonrası bağlı oldukları baranın gerilimini (hi-side
voltage) belirlenecek bara gerilim referans değeri
doğrultusunda, gerektiğinde ulaşmaları beklenilen zorunlu
reaktif güç değerlerini sunmak suretiyle regüle etmelerinin
beklenmesidir. İkinci basamak, ilgili bölgedeki generatörlerin
reaktif güç yeterlilik sınırlarına ulaşmasını ve ani bir
gereksinim durumunda (ünite devre harici olması ya da kısa
devre durumu) verebilecekleri reaktif gücün limitlenmesini
engellemek adına, şönt kapasitör ve reaktörlerin, devreye
alınıp çıkarılması ya da bara gerilimini istenen seviyeye
getirmek için, TEİAŞ’ın denetimindeki ototrafoların yükte
kademe değiştiricilerinin değiştirilmesidir. Üçüncü basamak,
bölgesel yük tevzi merkezi yetkililerin değerlendirmesine
göre, senkron kompansatör olarak çalışma yeteneği olan
ünitelerin, tüm kapasitelerini sunacak şekilde devreye alınması
olarak değerlendirilmelidir. İletim sistemindeki çeşitli
baraların gerilimlerinin istenen değerlerde kontrol edilebilmesi
amacıyla inisiyatif dahilinde tercih edilebilecek son yol hat
açılıp kapatılması olarak belirtilebilir.
Üretim tesislerinin kendi yüksek gerilim baralarını iletilen
referans değer doğrultusunda regüle edebilmeleri için
öncelikle bu amaçla gerektiğinde sisteme sunmaları gereken
zorunlu reaktif güç kapasitesinin belirlenmesi gerekmektedir.
Ardından ikinci en temel nokta, iletilen gerilim referansını
takip etmek amacıyla uygulanacak kontrolün hangi prensipler
dâhilinde gerçekleşeceğidir. Diğer bir önemli nokta ise tabii ki
her bir üretim tesisinin yüksek gerilim barası için, bölge
genelini ve diğer üretim tesislerini de dikkate alarak, TEİAŞ
yetkilileri tarafından en uygun gerilim referans değerinin
belirlenmesidir.
2.1. Konvansiyonel Üretim Tesislerinden Reaktif Güç
Desteği Sağlanması ve Tesis Yüksek Gerilim Barası
Gerilim Kontrolü (Hi-Side Voltage Control)
2.1.1. Generatör Yüklenme Eğrisi ve Tanımlar
Bir generatörü tanımlayan en temel iki parametre o
generatorün nominal MVA değeri ve nominal güç faktörüdür.
Her ikisi de bir generatör için temel tasarım parametreleridir.
Elektrik üretimi amacıyla belirlenmiş kurulu güç değerinde bir
üretim tesisinin tasarımı aşamasında, o üretim tesisindeki
ünitelerin türbin-generatör ikilisi seçilirken özellikle
generatör nominal güç faktörünün ilgili ülkede hangi değer
olarak işaret edildiği değerlendirilmelidir.
Temel olarak türbin generatör ikilisinin, türbin nominal aktif
gücünü veriyorken, o türbine bağlı generatörün bu nominal
aktif güç değerinde, tanımlanmış güç faktörü değerinde
çalışabilecek (nominal aktif gücünü veriyorken, tanımlanmış
güç faktörüne tekabül eden reaktif güç değerine ulaşabilir)
şekilde seçilmesi esastır.
Bir generatör temel anlamda her güç faktörü değerinde
çalışabilir ancak, o generatörün nominal MVA değerini
veriyorken ulaşabileceği en düşük güç faktörü, nominal güç
faktörü değeridir.
Generatör yüklenme eğrisi, bir generatörün, belirlenmiş
işletme koşullarında ve belirli aktif güç değerlerinde, her iki
sargısı ile nüvesinin termik dayanımına ve kararlılık durumuna
göre, aşırı yada düşük ikazlı olarak ulaşabileceği reaktif güç
değerlerini gösteren bir grafiktir. Termik dayanım ve kararlılık
doğrultusunda ayarlanması gereken aşırı ve düşük ikaz
limitleyicilerinin gereğinden fazla koruyucu olacak şekilde
ayarlanması, generatörün ulaşılabilir ve gerektiğinde sisteme
sunulabilir reaktif kapasitesini sınırlayacaktır. [4] Bunun
yanında generatörün yüklenme kapasitesi gerilime de bağlıdır.
Bu sebeple, limitleyici ayarları doğru yapılmış olsa dahi, bazı
şebeke gerilimi durumlarında, genel olarak nominal gerilim
için oluşturulmuş generatör yüklenme eğrisinin sınırlarına
özellikle terminal gerilimi çalışma aralığı sebebiyle
ulaşılamayabilir.
Şekil 1: Örnek bir generatör yüklenme eğrisi
2.1.2. Zorunlu Reaktif Güç Değerleri
Mevcut şebeke yönetmeliğinin [2] ilgili hükümleri
değerlendirildiğinde:
 Madde 20’nin birinci fıkrasındaki “Üniteler, aşırı ikazlı
olarak 0.85 ve düşük ikazlı olarak 0.95 güç faktörleri
arasında nominal güç çıkışını sağlayacak kapasitede
olmalıdır.” cümlesi en iyi şekilde ifade etmemiş olsa da,
tesis edilecek türbin-generatör ikilisindeki generatörün
nominal güç faktörünün 0.85 olması gerektiği,
 Madde 126/E’nin birinci fıkrasındaki “İletim ve dağıtım
sistemine bağlı lisanslı tüm üretim tesislerinin aşırı ikazlı
olarak 0.85 ve düşük ikazlı olarak 0.95 güç faktörleri
arasında otomatik gerilim regülatörü vasıtasıyla sürekli
olarak ve/veya öncelikle BYTM ve ardından iletim veya
dağıtım sistem işletmecisinin talimatları doğrultusunda
reaktif güç kontrolüne katılımları zorunludur” ve ikinci

3. fıkrasındaki “Elektrik Piyasası Yan Hizmetler
Yönetmeliği hükümleri uyarınca aşırı ikazlı olarak 0.85
ve düşük ikazlı olarak 0.95 güç faktörleri arasında
nominal çıkış verilmesini sağlayan kapasitenin dışındaki
reaktif güç kapasitesi sağlamak ve/veya senkron
kompansatör olarak çalışmak üzere reaktif güç
kontrolüne ilişkin yan hizmet anlaşması kapsamında
bulunan üretim tesislerinin otomatik gerilim regülatörü
vasıtasıyla ve/veya öncelikle Bölgesel Yük Tevzi
Merkezi ve ardından iletim veya dağıtım sistem
işletmecisinin talimatları doğrultusunda reaktif güç
kontrolüne katılımları zorunludur” ifadeleri ile de üretim
tesislerinin ünitelerinin generatör terminalinde,
gerektiğinde, belirtilen güç faktörleri değerlerinin
ötesinde de generatör yüklenme eğrisi sınırları
içerisindeki kapasitelerini sisteme sunabilmesi gerektiği,
anlaşılmaktadır.
Mevcut bu hükümler dayanak alınarak, konvansiyonel üretim
tesislerinin, yüksek gerilim barası gerilim regülasyonu
amacıyla gerektiğinde ulaşmaları beklenen zorunlu reaktif güç
değerleri, Şekil 1’deki örnek yüklenme eğrisi üzerinde
gösterildiği şekilde, nominal aktif güçte, aşırı ikazlı olarak
0.85 güç faktörüne, düşük ikazlı olarak 0.95 güç faktörüne
tekabül eden reaktif güç değerleri olarak (%10 tolerans
dahilinde) belirlenmiş ve uygulamaya koyulmuştur. TEİAŞ’ın
değerlendirmesiyle, ilgili anlaşma metninde [3], bu reaktif güç
değerlerinin bara gerilimi nominal değerinin +/- %10 gerilim
değişim sınırları içerisinde sunulması istenmiştir.
Bu görece talepkar geniş gerilim aralığında, generatör terminal
gerilimi çalışma aralığının görece talepkar zorunlu reaktif güç
değerlerine ulaşılmasında kısıtlayıcı bir faktör olması
durumunda yapılabilecekler ve zorunlu reaktif güç
değerlerinin belirlenmesindeki istisnai durumlar hakkında
bilgi [3]’te bulunabilir.
Şekil 2:Zorunlu reaktif güç değerlerinin gösterimi
Gelecekte, bara gerilimi regülasyonu için gerektiğinde
ulaşılması beklenen zorunlu reaktif güç değerlerinin
belirlenmesinde TEİAŞ tarafından benimsenmesi olası
seçenekler “Sonuçlar” bölümünde değerlendirilecektir.
2.1.3. Generatör Çalışma Şekilleri ve Santral Yüksek
Gerilim Barası Gerilim Kontrolü Uygulama Prensipleri
Bir senkron generatör normal işletme esnasında başlıca üç
farklı şekilde çalıştırılabilir.
 Generatör Terminal Gerilim Kontrolü: Bu işletme
şeklinde, herhangi bir dış kontrolcü olmadığı durumda,
otomatik gerilim regülâtörü, generatör terminal gerilimini
operatör tarafından belirlenen referans değerde otomatik
olarak regüle edecek şekilde çalışır. Terminal gerilimi,
sistem gerilimi değişimlerine rağmen, sabit değerde
regüle edilir.
 Generatör Sabit Reaktif Güç Kontrolü: Bu işletme
şeklinde bir reaktif güç kontrolcüsüne girilen referans
değer doğrultusunda generatör terminalinde sabit reaktif
güç değeri regüle edilir. Terminal gerilimi sistem gerilim
değişimleri ile beraber değişir ancak reaktif güç sabittir.
 Generatör Sabit Güç Faktörü Kontrolü: Bu işletme
şeklinde bir güç faktörü kontrolcüsüne girilen referans
değer doğrultusunda generatör terminalinde sabit güç
faktörü regüle edilir. Terminal gerilimi sistem gerilim
değişimleri ile beraber değişir ancak güç faktörü sabittir.
Sistem işletmecisi tarafından aksi belirtilmedikçe, bara
geriliminin regüle edilmesi için otomatik bir dış kontrolcü
bulunmadığı takdirde, sabit reaktif güç kontrolü ya da sabit
güç faktörü kontrolü tercih edilmemesi gereken işletme
şekilleridir.[4]
Bir arıza sonrası bara geriliminde meydana gelen değişime
karşı farklı işletme şekillerinde verilecek, sonsuz baraya bağlı
generatör benzetimi ile elde edilmiş tepkiler, Şekil 3 ve Şekil
4’te gösterilmiştir.
Şekil 3: Farklı işletme şekilleri için arıza sırası ve sonrası
generatör terminali reaktif güç değişimleri
Şekil 4: Farklı işletme şekilleri için arıza sırası ve sonrası
generatör terminali gerilimi
Yüksek Gerilim Barası Gerilim Kontrolü sürecinde, ilgili
üretim tesisinin kendi yüksek gerilim barasını regüle ederken
kullanabileceği başlıca kontrol yapıları ve temel uygulama
prensipleri aşağıda belirtilmiştir.
Q (MVAR)
P nom.MKUD
Generatör Nom.
Cosφ =0.85
Cosφ =0.95
Qmax +
Qmax -
P (MWATT)

4.  Otomatik bir dış kontrolcü vasıtasıyla tesisin bağlı olduğu
baranın geriliminin kontrol edilmesi
Şekil 5: Bara gerilimi prensip kontrol yapısı: Dış
kontrolcü.
Bu konfigürasyonda, gerilim regülasyonu eğim değeri
(ΔV/ΔQ) (örneğin, 0%, integral kontrol ya da 2%, oransal
kontrol) şebeke bağlantı durumu, kısa devre gücü ve tesisin
reaktif güç kapasitesi göz önüne alınarak, gerektiğinde, TEİAŞ
ile değerlendirilmelidir. Bu kontrol yapısında dikkat edilmesi
gereken temel noktalar, ünitelerin generatör terminal gerilim
kontrolü ya da yavaş reaktif güç kontrolü doğrultusunda
işletilmesi ve dış kontrolcünün ünitelere terminal gerilim
referansı ya da reaktif güç referansı verecek şekilde iç kontrol
döngülerine göre daha yavaş konfigüre edilmesidir.
 Ünitenin otomatik gerilim regülâtörü ile trafo gerilim
düşümünün kompanse edilmesi yoluyla bara geriliminin
regüle edilmesi [4]
Şekil 6: Bara gerilimi prensip kontrol yapısı: Gerilim
düşümünün kompanse edilmesi
Bu yapı her bir ünitenin ayrı bir trafo ile sisteme bağlandığı
santral konfigürasyonları için daha uygun olarak kullanılabilir.
Trafonun içine doğru yaklaşık %50-70 oranında kompanse
edildiği takdirde bara gerilimi için efektif kontrol sağlanabilir.
 Operatör denetiminde tesisin bağlı olduğu baranın
geriliminin kontrol edilmesi
Şekil 7: Bara gerilimi prensip kontrol yapısı: Operatör
denetimi
Operatör denetiminin esas olduğu bu yapıda dikkat edilmesi
gereken temel nokta, ünitelerin generatör terminal gerilim
kontrolü doğrultusunda (voltage supporting operation, AVR
Auto Mode) işletilmesidir. Ani ya da süreli gerilim
bayılmalarında sistemi ayakta tutmak için ünitelerden
otomatik olarak alınacak ekstra reaktif güç desteğinin
sürekliliği, Şekil 3’te de gösterildiği üzere, ancak bu şekilde
mümkün olacaktır.
2.1.4. Reaktif Güç Desteği ve Gerilim Kontrolü
Hizmetinin Denetimi
TEİAŞ’ın mevcut uygulaması uyarınca, üretim tesisleri, kendi
yüksek gerilim baraları için saatlik olarak iletilen gerilim
referansı doğrultusunda bara gerilimini, [İlgili saatin Referans
değeri +/- Bara Nominal Gerilimi’nin %1.5’i] kontrol bandı
içerisinde tuttuğu müddetçe reaktif güç destek hizmetini
sağlamış olarak kabul edilecektir.
Bara geriliminin istenen kontrol bandında regüle edilemediği
durumlarda, ilgili üretim tesisinin devrede olan üniteleri ile
belirtilen işletme esasları dâhilinde, belirlenen zorunlu MVAR
değerlerine ulaşıp ulaşmadığı kontrol edilecektir. Üretim tesisi
belirlenmiş zorunlu MVAR değerlerine, bu değerlerin %10
toleransı dâhilinde, ulaşmadığı için bara gerilimi regüle
edilemediyse, ilgili üretim tesisi reaktif güç destek hizmetini
başarılı olarak sağlamamış kabul edilecektir.
İlgili üretim tesisi generatör terminal gerilimi çalışma aralığı
sebebiyle zorunlu reaktif güç değerlerine ulaşamadığı ve bara
gerilimini belirlenen tolerans dahilinde regüle edemediği
durumlar süreklilik arz ediyorsa bu durumda TEİAŞ,
uluslararası standartlar ve generatör/trafo teknik yeterlilikleri
dahilinde generatör terminal gerilimi çalışma aralığının
arttırılmasını ya da ana trafo/iç ihtiyaç trafosu yüksüz kademe
pozisyonlarının değiştirilmesini talep edebilecektir.
2.2. Rüzgâr Enerjisine Dayalı Üretim Tesislerinden
Reaktif Güç Desteği Sağlanması ve Gerilim Kontrolü
2.2.1. Rüzgar Enerjisine Dayalı Üretim Tesisleri için
Zorunlu Reaktif Güç Değerleri
Bilindiği üzere, rüzgâr enerjisine dayalı üretim tesislerinin
şebeke bağlantı ve reaktif güç desteği sağlama kriterleri
Elektrik Piyasası Şebeke Yönetmeliği Ek-18’de belirtilmiştir.
TEİAŞ Yük Tevzi Dairesi Başkanlığı, Elektrik Kalite
Hizmetleri Müdürlüğü ile yürüttüğümüz teknik destek ve
danışmanlık projesi kapsamında önerilen şebeke yönetmeliği
değişikliklerinde, rüzgâr enerjisine dayalı üretim tesisleri için
zorunlu reaktif güç kapasitesi Şekil 8’de tanımlanmıştır.
Şekil 8: Rüzgâr Enerjisine Dayalı Üretim Tesislerinin
Zorunlu Reaktif Güç Kapasitesi
Bu doğrultuda, rüzgâr enerjisine dayalı üretim tesisleri,
G
Gerilim
Ref. Set
Arttır
Azalt
Step-Up
Trafo
Bara
Generator
Terminal
Terminal
Geriilim Ref.
AVR
Q, MVAR
Diğer Üniteler
Kontrol
Odası
Operatörü
Belirlenen
bara gerilim
referans
değeri
Diğer ünitelerin
aktif/reaktif
yüklenmesi
Bara Gerilimi
Varsa, Yükte Kademe
Değiştirici Pozisyonu ****
**** Yükte Kademe Değiştirici, operator denetiminde Manual kullanılabileceği, gibi
otomatik olarak da Yüksek Gerilim Barasını regüle etmek için Auto’da da kullanılabilir.
G
Gerilim
Ref. Set
(pu)
Arttır
Azalt
Step-Up
Trafo,Xt
Generator
Terminali
AVR
It
Diğer Üniteler
Akım/Gerilim
Ölçümü
Vc= | Vt + jIt.Xc |, Xc<0
Vt
Vc
Tesis yüksek gerilim barası
Belirlenen bara
gerilim referans
değerine göre
G
Gerilim ya
da MVAR
Ref. Set
Step-Up
Trafo
Tesis yüksek gerilim barası
Generator
Terminali
Terminal
Gerilim Ref.
(Arttır/Azalt)
AVR
Q, MVAR
Diğer Üniteler
Bara
Gerilim
Kontrolcüsü
Diğer
ünitelerin
aktif/reaktif
yüklenmesi
V/Q Ref
Belirlenen bara
gerilim ref. değeri

5.  Bağlantı noktasında ölçülen toplam aktif çıkış gücü,
tesisin kurulu gücünün %100’ü ile %50’si arasında iken,
kurulu gücüne göre, aşırı ikazlı ve düşük ikazlı olarak
0.95 güç faktörüne tekabül eden reaktif güç değerlerine,
 Bağlantı noktasında ölçülen toplam aktif çıkış gücü,
kurulu gücünün %50’si ile %10’u arasında iken,
belirtilen bu zorunlu reaktif güç değerlerinin lineer olarak
azaltılarak belirlenecek zorunlu reaktif güç değerlerine,
gerektiğinde, tesisin bağlantı noktasında ulaşabilmelidir.
Ayrıca, ilgili üretim tesisi, bağlantı noktasında ölçülen toplam
aktif çıkış gücü, kurulu gücünün %10’unun altında iken,
toplam reaktif güç çıkışının aşırı veya düşük ikazlı olarak
kurulu gücünün %5’ini geçmemesini sağlayabilmelidir.
Şebeke Yönetmeliği EK-18 için önerilen değişiklikler
kapsamında, ilgili üretim tesisin, belirtilen bu reaktif güç
desteğini, tesisin bağlı olduğu baranın geriliminde normal
işletme koşullarında oluşacak değişikliklere, sistem işletmecisi
tarafından belirlenen gerilim referans değeri ve gerilim
düşümü (“droop” ya da “slope”) parametresi doğrultusunda
oransal tepki verecek şekilde sağlaması beklenmektedir.
2.2.2. Rüzgâr Enerjisine Dayalı Üretim Tesislerinde
Bağlantı Noktası Geriliminin (Şebeke Bağlantı Trafosu
Sonrası Gerilim) Kontrolü
İlgili rüzgâr enerjisine dayalı üretim tesisi, sisteme bağlantı
noktasında, sistem işletmecisi tarafından belirlenen gerilim
referans değeri ve gerilim düşümü (“droop”) parametresi
doğrultusunda, Şekil 9’da belirtildiği biçimde, Şekil 10’da
gösterilen gerilim çalışma aralığına göre değişen zorunlu
reaktif güç beklentisini, gerektiğinde tümüyle sunabilmelidir.
Şekil 9: Rüzgâr enerjisine dayalı üretim tesislerinin bara
gerilim kontrolü sürecinde reaktif güç desteği sağlaması
Bu amaçla, kullanılacak kontrol yapısının seçimi, yükseltici
trafoların kademelerinin belirlenmesi, değiştirilmesi ve
kapasitör reaktör gibi reaktif güç elemanlarının kullanımı
üreticinin sorumluluğundadır. Temel amaç, genel sistem
gerilim kontrolünde benimsenen mantıkla paralel hareket
etmek olmalıdır. Bu doğrultuda, bara gerilimi denetimi için
öncelikle rüzgâr türbini generatörlerinin kapasitelerinden
faydalanarak sürekli kontrol gerçekleştirilmelidir.
Gerektiğinde devreye alınıp çıkarılacak kapasitör ve reaktörler
ile rüzgâr türbin generatörlerinden sağlanan kontrol edilebilir
kapasitenin maksimum ya da minimuma ulaşmadan sürekli bir
şekilde kullanımı sağlanmalıdır.
Şekil 10: Rüzgâr enerjisine dayalı üretim tesislerinin zorunlu
reaktif güç kapasitesinin bağlantı noktası gerilimine bağlı
değişimi
3. Sonuçlar
Bu bildiride gerilim kontrolü süreci genel anlamıyla ortaya
koyulurken, hem konvansiyonel üretim tesislerinin hem de
rüzgar enerjisine dayalı üretim tesislerinin, reaktif güç desteği
sağlama ve gerilim kontrolü sürecine başarılı bir şekilde
katılımları için izlenmesi gereken temel prensipler
belirtilmiştir.
Sisteme gerektiğinde sunulabilir reaktif güç miktarı üretim
tesisindeki donanımın kapasitesine bağlı olduğu kadar
gerilime de bağlıdır. Bu sebeple konvansiyonel üretim
tesislerinde ünite generatörlerinin yüklenme eğrileri temel
alınarak belirlenmiş zorunlu reaktif güç değerlerine, limitleyici
ayarları doğru yapılmış olsa dahi, bazı şebeke gerilimi
durumlarında ulaşılamayabilir.
Bu doğrultuda, bara gerilim kontrolü için gerektiğinde
ulaşılması beklenen zorunlu reaktif güç değerlerinin, rüzgar
enerjisine dayalı üretim tesisleri için tanımlandığı gibi,
konvansiyonel üretim tesisleri için de, bağlantı noktası
gerilimine bağlı olarak değişen ve üniteler için generatör
terminali yerine, tesis için bağlantı noktasında tanımlanan
değerler olarak belirlenmesi yakın gelecekte atılabilecek ve
izlenebilir şekilde uygulamaya koyulacak en doğru adım
olacaktır.
4. Kaynaklar
[1] Yilmaz, O. “Yük-Frekans Kontrolü ve Türkiye Elektrik
Sistemi Uygulamaları, Genel Değerlendirmeler”, ICCI
2012 Bildiriler Kitabı, 145-151, 2012
[2] “Elektrik Piyasası Şebeke Yönetmeliği”, 2008
[3] TEİAŞ, “Reaktif Güç Desteği Sağlanmasına Dair Yan
Hizmet Anlaşması”, 2010
[4] IEEE Standard 421.5, "IEEE Recommended Practice for
Excitation System Models for Power System Stability
Studies" Nisan 2006.