Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi

ozturk, ali; BOZALI, BEYTULLAH

doi:10.29130/dubited.659075

Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi

Beytullah BOZALİ, (Düzce Üniversitesi, Düzce Meslek Yüksek Okulu, Elektrik ve Enerji Bölümü, Düzce, Türkiye)

Ali ÖZTÜRK (Düzce Üniversitesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Düzce, Türkiye)

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

2 0

Yıl: 2020 Cilt: 8 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 1319 - 1336 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.29130/dubited.659075 İndeks Tarihi: 10-01-2021

Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi

Öz:

Güç sistemlerinde gerilim ve açı kararsızlığı gibi olumsuz nedenlerden dolayı güç sisteminin hızlı birşekilde gözlenebilmesi ve kontrol edilmesi gerekmektedir. Fazör Ölçüm Birimi (FÖB) teknolojisi bugereksinimi karşılayan oldukça yeni bir teknolojidir. Güç sisteminde kullanılan FÖB’lerin maliyetleriyüksek olduğu için, sistemindeki baralara optimum şekilde yerleştirilmesi önemlidir. Sistemi tamamengözlenebilir kılan en az sayıda FÖB’lerin belirlenmesi için farklı metotlar kullanılmaktadır. Önerilenmetotların görevi, sistemdeki baralara bağlanacak FÖB sayısını azaltmak ve FÖB'lerin kurulummaliyetini minimuma indirgemektir. Bu çalışmada, optimal çözüm için benzetimler Matlab programıkullanarak ve Matlab ile uyumlu çalışan PSAT programdan yararlanılarak yapılmıştır. ÇalışmalarDerinlik Arama Metodu, Graf Teorisi Metodu ve Yinelemeli N-1 Güvenlik metotları ilegerçekleştirilmiştir. Bu yöntemler Türkiye 400 kV’luk güç sistemi üzerinde uygulanmıştır. Bu çalışmasonucunda, güç sistemi kararsızlık durumuna gelmeden önlemler alınarak sistemin kararlı ve güvenilirolması için, en az sayıda FÖB kullanılarak güç sistemindeki hangi baralara yerleştirilmesinin uygunolacağı belirlenmiştir. Elde edilen simülasyon sonucunda hem maliyeti azaltmak hem de güç sisteminintamamının gözlenmesinin sağlamak için optimum sayıda FÖB’leri hangi baralara yerleştirilmesigerektiği bulunmuştur.

Anahtar Kelime:

Determination of Optimal Phase Measurement Unit Settlements In the Turkey 400 kV Power System

Öz:

Due to negative reasons such as voltage and angle instability in power systems, the power system must be observed and controlled quickly. The Phasor Measurement Unit (PMU) technology is a fairly new technology that meets this requirement. Since the costs of the PMUs used in the power system are high, it is important to place them optimally in the busbars in the system. Different methods are used to identify the minimum number of PMUs that make the system fully observable. The task of the proposed methods is to reduce the number of PMUs to be connected to the busbars in the system and to minimizethe installation cost of the PMUs. In this study, simulations for the optimal solution were made by using Matlab program and PSAT program that works in harmony with Matlab. The studies were carried out with Depth Search Method, Graph Theory Method, and Recursive N-1 Security Methods. Turkey has applied these methods on 400 kV power system. As a result of this study, measures were taken before the power system becomes unstable, and it was determined which busbars in the power system would be suitable for using the minimum number of PMUs for the stability and reliability of the system. As a result of the simulation, it was found out which busbars should be placed in the optimum number of PMUs in order to both reduce the cost and ensure the observed of the whole power system.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] D. Chouhan and V. A. Jaiswal, “Literature Review on Optimal Placement of PMU and Voltage Stability,” Indian Journal of Science and Technology, c. 9(47), 2016.
[2] A. G. Phadke and J.S. Thorp, “Synchronized Phasor Measurements and Their Applications”, New York, Springer, 2008.
[3] A. G. Phadke, J. S. Thorp, and K. J. Karimi, “State Estimation with Phasor Measurements” IEEE Transactions on Power Systems, c. 1, s. 1, ss. 233-241, 1986.
[4] H. Var and B. E. Türkay, "Optimal Placement of Phasor Measurement Units for State Estimation in Smart Grid," 2016 National Conference on Electrical, Electronics and Biomedical Engineering (ELECO), Bursa, 2016, ss. 6-10.
[5] IEEE Standart for Synchro Phasors for Power Systems, C37.118-2005, IEEE, Nisan 2006.
[6] A.G. Phadke, “Phasor Measurements for Real Time Applications" IEEE Power and Energy Magazine, c. 6, s. 5, ss. 20-22, 2008.
[7] M. Shahraeini, and M.H. Javidi, "A Survey on Topological Observability of Power Systems", IEEE Power Engineering and Automation Conference PEAM, c.3, Wuhan, China, 2011.
[8] R., Saini Manju and M. Saini, “Optimal Placement of Phasor Measurement Units for Power System Observability without Considering Zero Injection Buses," International Journal of Smart Sensors and Ad Hoc Networks, c. 1, s. 4, ss. 118-122, 2012.
[9] T. L. Baldwin, L. Mili, M. B. Boisen. and R. Adapa, “Power System Observability with Minimal Phasor Measurement Placement,” IEEE Trans. Power Syst., c. 8, s. 2, ss. 701–715, 1993.
[10] B.M. Ivatloo, “Optimal Placement of PMUs for Power System Observability Using Topology Based Formulated Algorithms,” Journal of Applied Sciences, c. 9, s. 13, ss. 2463- 2468, 2009.
[11] P. Jiangnan, S. Yuanzhang and H. F. Wang, “Optimal PMU Placement for Full Network Observability using Tabu Search Algorithm,” Electrical Power and Energy Systems, c. 28, s. 4, ss. 223-231, 2006.
[12] A. Y. Abdelaziz, Amr M. Ibrahim, and Reham H. Salem, “Power System Observability with Minimal Phasor Measurement Units Placement,” International J. Eng. Sci. Technol., c. 5, s. 3, ss. 1–18, 2013.
[13] T.-T. Cai and Q. Ai., “Research of PMU Optimal Placement in Power Systems,” 2005 World Sci. Eng. Acad. Soc. Int. Conf, ss. 38–43, 2005.
[14] H. Goklani, N. A. Chauhan, M. Prajati, “Optimal Placement of Phasor Measurement Unit in Smartgrid,” International Conference on Advance Trends in Engineering and Technology (ICATET-2014), Jaipur, Rajsthan, c. 2, 2014.
[15] R. F. Nuqui ve A. G. Phadke, “Phasor Measurement Unit Placement Techniques for Complete and Incomplete Observability,” IEEE Transactions on Power Delivery, c. 20(4), s. 2381-2388, 2005.
[16] B. Milosevic ve M. Begovic, “Nondominated Sorting Genetic Algorithm for Optimal Phasor Measurement Placement,” IEEE Transactions on Power Systems, c. 18(1), ss. 69-75, 2003.
[17] Y. Gao, Z. Hu, X. He and D. Liu, “Optimal Placement of PMUs in Power Systems Based on Improved PSO Algorithm,” 2008 3rd IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, ss. 2464–2469, 2008.
[18] D. Devesh, D. Sanjay, K. G. Rajeev and S. A. Soman, “Optimal Multistage Scheduling of PMU Placement: An ILP Approach,” IEEE Trans. Power Delivery, c. 23, s. 4, ss. 1812- 1820, 2008.
[19] Singh et al., “Applications of Phasor Measurement Units (PMUs) in Electric Power System Networks Incorporated with FACTS Controllers”, International Journal of Engineering, Science and Technology, c. 3, s. 3, ss. 64-82, 2011.
[20] M.A.M. İpek, “Elektrik Güç Sistemlerinde Geniş Alan Ölçüm Sistemi ve Fazör Ölçüm Birimi Yerleşiminin İncelemesi”, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, ss. 5-20, c. 53, 2008.
[21] A. Sarıtaş, “Akıllı Şebekeler Ve Fazör Ölçüm Birimlerinin Şebekeye Optimal Yerleşimi,” Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2013.
[22] M. Varan, S. Haidary, İ. ÖYLEK ve Ö. CANAY, “Akıllı Şebekelerde Güvenli Haberleşme Tabanlı Güç Akışı Analizi,” Journal of New Results in Engineering and Natural Science, No:8 pp. 68, 2018.
[23] Z. Sha, Y. Hao, Y. Hao ve diğerleri, “A New Algorithm for PMU Placement Optimization in Power System,” s. 4(7), ss. 31-36, 2005.
[24] P. Xu and B. F. Wollenberg, “Power System Observability and Optimal Phasor Measurement Unit Placement,” ss. 1–34, 2015.
[25] F. Milano, “Power System Analysis Toolbox Documentation for PSAT,” version 2.0.0, Şubat 14, ss. 89-98, 2008.
[26] B. Xu, and A. Abur, “Observability Analysis and Measurement Placement for System with PMUs,” Proc. IEEE Power System Conf. Expo, s. 2, ss. 943–946, 2004.
[27] D. Dua, S. Dambhare R.K. Gajbhiye, and S.A. “Soman, Optimal Multistage Scheduling of PMU Placement: An ILP Approach,” IEEE Trans. Power Del., s. 23, ss. 1812–1820, 2008.
[28] D. Narsingh, “Graph Theory with Applications to Engineering and Computer Science,” Prentice Hall Inc, 1974.
[29] S. Chakrabarti, E. Kyriakides, and D.G. Eliades, “Placement of Synchronized Measurements for Power System Observability,” IEEE Trans. Power Deliv., s. 24, ss. 12-19, 2009.
[30] B. Xu and A. Abur, “Optimal Placement of Phasor Measurement Units for State Estimation, Final Project Report,” PSERC, 2005.
[31] P. T. Nikolaos, M. M. Nikolaos, N. K. George, “Optimal PMU Placement Using Nonlinear Programming,” 1st International Conference on Engineering and Applied Sciences Optimization, ss. 240–258, 2014.
[32] M.M. Begovic, and A.G. Phadke, "Voltage Stability Assessment through Measurement of a Reduced State Vector", IEEE Transactions on Power Systems, PWRS-5(1), ss. 198-203, 1990.
[33] M.M. Begovic, “Analysis Monitoring and Control of Voltaae Stability in Electric Power Systems”, Doktora Tezi, Virginia Polytechnic Institute and State University, Temmuz, 1989.
[34] The University of New South Wales, “Power System Analysis Toolbox Documentation for PSAT version 1.3.4,” [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: http://seit.unsw.adfa.edu.au/staff/sites/hrp/research/PSAT/psat-1.3.4.pdf. Erişim Tarihi:07.10.2019
[35] S. Russell and P. Norvig, “Articial Intelligence: A Modern Approach,” 2009.
[36] G. B. Denegri, M. Invernizzi and F. Milano “A Security Oriented Approach to PMU Positioning for Advanced Monitoring of a Transmission Grid,” in Proc. of PowerCon 2002, Kunming, China, Kasım, 2002.
[37] Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi (TEİA), Araştırma ve Geliştirme (AR-GE) Müdürlüğü.

APA	BOZALI B, ozturk a (2020). Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi. , 1319 - 1336. 10.29130/dubited.659075
Chicago	BOZALI BEYTULLAH,ozturk ali Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi. (2020): 1319 - 1336. 10.29130/dubited.659075
MLA	BOZALI BEYTULLAH,ozturk ali Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi. , 2020, ss.1319 - 1336. 10.29130/dubited.659075
AMA	BOZALI B,ozturk a Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi. . 2020; 1319 - 1336. 10.29130/dubited.659075
Vancouver	BOZALI B,ozturk a Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi. . 2020; 1319 - 1336. 10.29130/dubited.659075
IEEE	BOZALI B,ozturk a "Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi." , ss.1319 - 1336, 2020. 10.29130/dubited.659075
ISNAD	BOZALI, BEYTULLAH - ozturk, ali. "Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi". (2020), 1319-1336. https://doi.org/10.29130/dubited.659075

APA	BOZALI B, ozturk a (2020). Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8(2), 1319 - 1336. 10.29130/dubited.659075
Chicago	BOZALI BEYTULLAH,ozturk ali Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8, no.2 (2020): 1319 - 1336. 10.29130/dubited.659075
MLA	BOZALI BEYTULLAH,ozturk ali Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol.8, no.2, 2020, ss.1319 - 1336. 10.29130/dubited.659075
AMA	BOZALI B,ozturk a Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2020; 8(2): 1319 - 1336. 10.29130/dubited.659075
Vancouver	BOZALI B,ozturk a Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2020; 8(2): 1319 - 1336. 10.29130/dubited.659075
IEEE	BOZALI B,ozturk a "Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi." Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8, ss.1319 - 1336, 2020. 10.29130/dubited.659075
ISNAD	BOZALI, BEYTULLAH - ozturk, ali. "Türkiye 400 KV’luk Güç Sistemi İçin Optimal Fazör Ölçüm Birimlerinin Yerleşim Yerlerinin Belirlenmesi". Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8/2 (2020), 1319-1336. https://doi.org/10.29130/dubited.659075