Power Flow Analysis in Electric Power Systems and Development of an Education Tool

Abstract

Gelişen teknoloji ve artan çevresel kaygılar, elektrik enerjisine olan talebi her geçen gün artırmaktadır. Ayrıca, elektrik güç sistemlerinin (EGS) işletimi sırasında en çok zorlanılan konulardan biri de sürdürülebilir ve kaliteli elektrik enerjisi sağlamaktır. Diğer yandan, üretim tarafında rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir enerji kaynakları dahil edilirken tüketim tarafında da elektrikli araçlar gibi yeni yüklerin sayısı artmaktadır. Bahsedilen gelişmeler, EGS'lerde çözülmesi gereken önemli operasyonel sorunlara neden olmaktadır. Uygulama sürecinde oluşabilecek sorunları önceden tespit edilebilmesi için güç akış analizi önem kazanmıştır. Güç akışı, hatlardaki aktif ve reaktif güç akışını, baraların voltajını ve faz açısını, hatlardan geçen akımı ve buna bağlı olarak sistemde meydana gelen güç kayıplarını belirlemek için kullanılmaktadır. Bu çalışmada EGS'lerde güç akışı analizi incelenmiş ve ilgili alanda eğitim gören mühendislik öğrencilerinin güç akışını daha iyi anlamaları için bir eğitim aracı geliştirilmiştir. IEEE 14 baralı test sistemi kullanılarak QtDesigner üzerinden arayüz tasarımı sağlanmış ve Python programlama dilinin NumPy kitaplığında Newton-Raphson yöntemi kullanılarak güç akışı analizi yapılmıştır. Geliştirilen model ve arayüzün test edilebilmesi için farklı durum çalışmaları oluşturulmuştur.