hız regulatoru ve konvansiyonel unite kontrol donguleri

1. 2nd UCTE project
Eğitim
Aşama 1
Konu 2
Frekans Kontrolu Özelinde
Santrallardaki Kontrol Yapıları ve
İşletme Şekilleri
Oğuz YILMAZ
Tubitak-UZAY

2. • Gaz Turbini ve Komine Çevrim Santralları
• İşletme Şekilleri
• Maksimum gücün değişkenliği
• Rezerv denetimi gereksinimi
• Örnek simulasyonlar
• Hidrolik Santrallar
• İşletme Şekilleri
• Örnek simulasyonlar
• Linyit/Kömür Yakıtlı Termik Santrallar (buhar turbinleri)
• İşletme Şekilleri
• Örnek simulasyonlar
• Santrallara Verilen Komutlar, Talepler
ÖZET
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

3. 8 Ünite Kontrol Döngüleri ve İşletme Şekilleri
Doğal Gaz Kombine Çevrim Santralları
•Sabit Yük Kontrolu (Gaz Türbini)
•Frekans ne olursa olsun sabit çıkış gücünü koruma
•Sistem gereksinimleri açısından asla tercih edilmemesi
gereken işletme biçimi
•Frekans değişimlerine verilen tepkilerin engellenmesi
•Primer Kontrol (Droop Mod, Governor Mod)
•Frekans değişimlerine verilen dinamik tepkiler
•Rezerv gerekliliği (Çok Önemli !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!)
•Baz Yük
•Verim olarak en uygun nokta. AMA!!!!!!
•Frekans kontrolu için olabilecek en kötü işletme
biçimi!!!!!!!!
•Sekonder Kontrol
•Blok Bazında, denge güç referansı uzaktan belirleniyor.
•Primer Kontrol AKTİF!!!!!!!
•Blok Güç Kontrol Döngüsü çok önemli (detay)
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

4. Gaz Turbini
Combustor
Compressor
&
IGVs
Turbine
P2
T1 T2,
P1
Air, P1=Patm
Exhaust
Flow to
HRSG
Fuel
•Neden maksimum güç hava sıcaklığına bağlı???
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

5. Governor
Sıcaklık
Kontrolu
M
i
n
S
e
ç
i
c
i
Gaz
Kontrol
Vanası
Turbin
Frekans
Droop
Hız/Yük
Referansı
(Raise/Lower)
Güç
Gaz turbini temel kontrol blok şeması
Ölü
Band
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

6. Rezerv Denetimi
Governor
Sıcaklık
Kontrolu
M
i
n
S
e
ç
i
c
i
Gaz
Kontrl
Vanası
Turbin
Frekans
Droop
Hız/Yük
Referansı
(Raise/Lower)
Güç
t(24 saat)
6:00 15:00 24:00
6:00
Max güç (gözlem,
hesaplama, düzeltme)
Denge çalışma
noktası
•Mevcut kompresor durumu için, maksimum gücün sıcaklığa bağlı
değişimi öngörülebilir.
•Uzun vadede (günler) kompresor durumuna bağlı maksimum güç
değişimi için gözlem ve yakın takip
%Güç
rezerv
100
97.5
98
95.5
%2.5 rezerv için sürekli denetim,
IGV< IGV max sağlanmalı (IGV rezervi gerekli)
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

7. %P
f(Hz)
50
Droop (Hız Düşümü)
% ∆f / %∆P
200 mHz= 0.2/50 x100 =%0.4
Eğer Droop=%5 ise
%∆P= %∆f / %droop x100
%∆P=0.4 / 5 x100 =%8
YANİ
200 mHz => %8 (rezerv var ise)
100 mHz => %4 (rezerv var ise)
50 mHz => %2 (rezerv var ise)
90 95 97.5 100
Sıcaklık
Kontrol
Limiti
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

8. •Aynı rezerv
miktarı
•Farklı “droop”
değerleri
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

9. 9
Örnek Simulasyonlar
Senaryo 1
Kombine Çevrim=0.90;0.95 Gaz Türbini=0.90;0.95
+/- 200 mHz frekans değişimine verilen tepkiler
Yük Denetleyicisi Limitleyicileri
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

10. 8 Ünite Kontrol Döngüleri ve İşletme Şekilleri
Hidrolik Santrallar
•Sabit Ayar Kanadı Açıklığı (Sabit Yük Kontrolu)
•Frekans ne olursa olsun sabit çıkış gücünü koruma
•Frekans değişimlerine Primer Tepki YOK.
•Primer Kontrol (Droop Mod, Governor Mod)
•Frekans değişimlerine verilen dinamik tepkiler
•Rezerv gerekliliği
•Governor Ayarları çok önemli!!! (ada modu kararlılığı)
•Sekonder Kontrol
•Primer Kontrol Aktif (Governor serbest, aktif)
•Denge çalışma noktası uzaktan belirlenir.
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

11. 8 Ünite Kontrol Döngüleri ve İşletme Şekilleri
Hidrolik Santrallar –Hız Regülatörü Blok Şema
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

12. 12
Örnek Simulasyonlar
Senaryo 2
Hidrolik=0.90; 0.95
+/- 200 mHz frekans değişimine verilen tepkiler
Ayar kanadı limitleyicisi
Ada modu kararlılığı
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

13. 8 Ünite Kontrol Döngüleri ve İşletme Şekilleri
Kömür Santralları
•Basınç Kontrolu (Pressure Control)
•Türbin => Basınç Kontrolu
•Kazan => Yük Kontrolu (ya da operatör gözetiminde manuel)
•Frekans değişimlerine Primer Tepki YOK.
•Kömür kalitesine göre yükte düzensiz değişimler
•Sabit Yük Kontrolu (Load Control, Load Limit Control)
•Türbin => Sabit Yük Kontrolu
•Kazan => Basınç Kontrolu (Eğer otomasyon yeterli ise)
•Frekans değişimlerine Primer Tepki YOK.
•Primer Kontrol (Droop Mod, Governor Mod)
•Türbin => Yük+Frekans Kontrolu
Frekans değişimlerine verilen dinamik tepkiler
•Kazan Basınç Kontrolu (Eğer otomasyon yeterli ise)
•Kazanın türbini takip ettiği işletme şekli (Boiler Follow)
•Koordine Kontrol (Kazan ve Türbin koordineli hareket ediyor)
•Sekonder Kontrol
•Primer Kontrol Aktif (Governor serbest, aktif)
•Denge çalışma noktası uzaktan belirlenir.
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

14. 8
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

15. 22/09/09D4121/TRA/2009-00512-1-A15
Örnek Simulasyonlar
Senaryo 3
Kömür=0.90; 0.95
+/- 200 mHz frekans değişimine verilen tepkiler
Etkin/Yetersiz Kazan Basınç Kontrolu
Yük Denetleyicisi Limitleyicileri
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr

16. 8Santrallara Verilen Komutlar, Talepler
•Ortak bir dilin oluşturulmasının gerekliliği
•Sistem detayları sistem işletmecisi için, santral detayları santral
işletmecisi için anlamlı olmaktadır.
•Koordine Kontrol, Load Limit Afsin Elbistan B için anlamlı peki
ya YTMler için ???
•Belli başlı işletme şekilleri üzerinde ortak bir dil oluşturulabilir
•Sabit yük kontrolu, Primer Kontrol, Sekonder Kontrol (primer
tepki aktif) vb...
•Her bir santrala özgü “temel” bilgilere hakim olunması
•Her santral için “droop” (hız düşümü), minimum rezerv miktarı,
limitleyici uygulanıp uygulanmadığı, minimum-maksimum güç
değerlerinin bilinmesi, arızalar sonrası grafiklerle davranışların teyit
edilmesi, belgelenmesi
•Özel santrallar için sözleşme koşullarının iyi bilinmesi, irdelenmesi,
beklentilerin tam ve net ortaya koyulması
•Sistem genelinde devreye giren ve çıkan ünitelerin
belirli bir MW/dak ile hareket etmesinin gerekliliği
oguz.yilmaz@uzay.tubitak.gov.tr