Güç Sistemlerinde Alanlar-Arası Salınımlar için bir Tristör Kontrollü Seri Kapasitör (TCSC) Tabanlı Geniş-Alan Sönümleme Sistemi Tasarımı

Abstract

Elektromekanik düşük frekanslı salınımlar, büyük çaplı enterkonnekte güç sistemlerinin kararlılığı için başlıca kaygılar arasındadır. Etki ettikleri sistem bileşenlerine bağlı olarak bu düşük frekanslı salınımlar, lokal salınımlar, alanlar arası salınımlar, kontrol modu salınımları veya burulma modu salınımları olarak sınıflandırılabilirler. Alanlar arası salınım, birbirlerine zayıf bağlantı hatları ile bağlı yüksek miktarda güç transferinin yapıldığı iki alanda bulunan generatör gruplarının birbirlerine karşı salınımları ile meydana gelmektedir. Generatörlerin uyarım sistemine ek bir sönümleme sinyali eklenmesi için kurulan güç sistemi kararlaştırıcıları (PSS) lokal modların sönümlendirilmesinde oldukça etkili bir çözüm iken alanlar arası modların sönümlendirilmesinde yetersiz kalmaktadırlar. Bunun nedeni alanlar arası modların gözlemlenebilirliğinin lokal sinyallerde düşük olmasıdır. Güç sistemlerinde güç aktarım kontrolü ve geçici durum kararlılığı sağlama gibi amaçlarla kullanılan Tristör Kontrollü Seri Kompanzatör (TCSC) cihazlar, alanlar arası modların gözlemlenebilirliğinin yüksek olduğu sinyallere (global sinyaller) doğrudan erişimi sağlandığında bu modların sönümlendirilmesine de katkı vermektedirler. Global sinyal tabanlı PSS ve TCSC cihazların koordineli kullanımıyla alanlar arası salınım modlarının sönümlendirilmesinde etkili sonuçlar alınmaktadır. Bu çalışmada alanlar arası salınım çalışmalarında referans model olarak kullanılan 2 alanlı 4 generatörlü güç sistemi için TCSC tabanlı bir geniş alan sönümleme kontrol sistemi tasarlanmıştır. Sönümleme performansı öncelikle sistemde sadece TCSC aktif iken değerlendirilmiştir. Sonrasında global sinyal tabanlı bir PSS, TCSC üzerinden sisteme eklenmiş ve performans değerlendirmesi yeniden yapılmıştır. Benzetim sonuçları ile global PSS ve TCSC’nin koordineli kullanımıyla hem alanlar arası salınımın modlarının başarıyla sönümlendirildiği hem de alanlar arası güç aktarımının iyileştirildiği gösterilmiştir.