Küçük Güçlü Hidroelektrik Santrallerde Hız Regülasyonu

Mikro-türbin tesisinde kullanıcı tarafından çekilen gücün zaman zaman değişiklik göstermesi türbinin devrinin, dolayısıyla çıkış geriliminin ve frekansının değişiklik göstermesine sebep olur. Sistemden çekilen güç arttığında alternatördeki zorlanmayı bağlı olarak türbin devri düşer, gerilim ve frekans istenilen değerin altına düşer. Türbini normal devrine getirmek için sisteme daha çok su almak gerekir. Aynı şekilde, sistemden çekilen güç azaldığında, alternatördeki boşalmaya bağlı olarak türbin devri artar, gerilim ve frekans istenilen değerin üstüne çıkar. Bunları normal değerlerine getirmek için sisteme giren suyu azaltmak gerekir. Bunun için otomatik kontrol sistemi kullanılmaktadır.

Otomasyon sistemleri hakkında mühendislik desteği almak için Uslu Smart Otomasyon sistemleri firmamıza iletişim sayfasından ulaşabilirsiniz.

Genel olarak HES’lerin otomatik kontrol sistemi: türbin hız kontrol sistemi (Governor), Gerilim ve güç kontrol sistemi (Generatör İkaz-Uyartım sistemi) ve SCADA kontrol sistemi PLC (Programlanabilir Lojik Kontrol) ile yapılmaktadır. Bu nedenle uygulamanın otomatik kontrol sistemi PLC tabanlı olarak yapılır.

Küçük ve çok küçük HES’ler ulusal şebekeye bağlı olup olmama durumuna göre, farklı teknik ve sistemler ile kumanda ve kontrol edilebilir. Ana kontrol parametreleri, generatörün gerilimi ve frekansıdır. Küçük güçlü sistemlerde ulusal şebekeye paralel bağlı çalışma durumunda, gerilim kontrolü için güç sistemi kararlı kılıcısı gibi karmaşık birimlere ihtiyaç yoktur. Sadece generatör gücünü aşmayacak şekilde kontrollü bir akım kaynağı ile uyartım akımına ihtiyaç vardır. Şebekeden izole bir çalışma durumda ise kontrol işlemleri karmaşıklaşmaktadır. Bu mikro sistemin tüm reaktif gücü generatör tarafından sağlanacağı için tüm değişimlere en uygun cevabı vermesi beklenir. Dolayısı ile buradaki kontrolün çok hızlı ve doğru çalışması gerekmektedir. Uyartım kontrolünde klasik PID, PI kontrolörler uzun zaman kullanılmıştır. Klasik kontrolörlerin olumsuz yönleri, gelişen teknolojiyle birlikte Bulanık Mantık ve Yapay Sinir Ağları gibi modern kontrol yöntemleri kullanılarak düzeltilmiştir. Bu kontrol yöntemleri literatür’de genel olarak benzetim çalışmalarında kullanılmış ve klasik kontrolörlere göre daha iyi sonuç verdiği gösterilmiştir. Bu akıllı sistemler yalın ya da hibrit yapıdadırlar. Yalın olarak, Yapay Sinir Ağı ve Bulanık Mantık ifade edilebilir. Hibrit sistemlere ise PI-Bulanık Mantık, PD-Bulanık Mantık, PI-Yapay Sinir Ağları, Bulanık Mantık-Yapay Sinir Ağı benzeri yapılar örnek gösterilebilir.

Frekans kontrolünde yine şebekeye bağlı olma durumuna göre kontrolörün etkisi ve önemi değişiklik arz etmektedir. Eğer şebekeye bağlı durumda ise kontrolörün üzerine önemli bir görev düşmemekte ama izole çalışma durumunda ise bir hayli önem kazanmaktadır. Frekans kontrolünde özellikle izole çalışma durumunda iki ana kontrol yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunlardan birisi, türbinde işlenen su miktarının değiştirilmesi, yani debi ayarı yapılmasıdır. Diğer yöntem ise generatörü – + – + Hız Ayarı Regülatör Yük Hız Dağıtıcı Sapması Vana Hidrolik Şebeke Sistemler Türbin Generatör sürekli sabit yükte tutmaktır ve buna Elektronik Yük Kontrolü (EYK) denilmektedir. EYK yöntemi, mikro HES’lerin yapısı itibari ile yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu yöntemin birçok dezavantajı mevcuttur ve geliştirilmesi gerekmektedir.

Paylaş: