GÜÇ AKIŞI

Üç-fazlı, dengeli ve yatışkın-durum koşulları altında enerji sistemlerinde hesaplanan güç akışı, aşağıdaki durumlarda geçerliliğini korur.

• Jeneratörlerin, şebekeye bağlı tüm yük taleplerini ve iletim hatlarındaki toplam güç kaybını karşıladıkları kabul edilir.
• Bütün baralara ait gerilim genliklerinin, nominal gerilim sınırları içerisinde olduğu varsayılır.
• Jeneratörlerin, kendilerine ait güç sınırlarını aşmadıkları kabul edilir.
• Transformatör ve iletim hatlarının, aşırı yüklenmedikleri varsayılır.

olarak ifade edilebilir.

Gauss-Seidel yönteminin yakınsama hızı bazı A matrisleri için Jacobi’ye göre daha hızlı iken, diğer bazı A matrisleri için Jacobi yönteminin yakınsama hızı GaussSeidel’e göre daha hızlı olabilmektedir. Bazı durumlarda ise bir yöntem sonuca yakınsarken diğeri çözümden uzaklaşabilmektedir.

Lineer olmayan denklemler için (6.24)’teki D matrisinin belirtilmesi gerekir. D matrisinin belirtilmesi için kullanılan yönteme Newton-Raphson yöntemi adı verilir.

(6.29)’da elemanları kısmi türevli olarak gösterilen NxN ’lik J matrisi Jacobian matrisi olarak adlandırılır.

deki D ’nin yerini, (J)i ’nin alması haricinde, Newton Raphson metodu, genişletilmiş Gauss-Seidel yöntemi ile benzerdir.

Güç akışı problemi; dengeli 3-fazlı ve yatışkın durumdaki güç sistemlerinde, herbir bara üzerindeki gerilim büyüklüğünün ve faz açısının hesaplanmasıdır. Bu hesaplamanın sonucunda; iletim hattı ve trafolar gibi şebeke elemanlarındaki aktif ve reaktif güç akışları bulunur ve elemanlar üzerindeki güç kayıpları hesaplanır. Güç akışı probleminin başlangıç noktası; güç sistemlerinde, bilgisayar çözümleri için gerekli olan giriş verilerinin alınabildiği tek-hat diyagramıdır. Giriş verileri temel olarak; bara, iletim hattı ve transformatör verilerinden oluşur.

için Gauss-Seidel yöntemi düğüm denklemlerine uygulandığında,

 elde edilir.

Gauss-Seidel ve Newton-Raphson yöntemleri karşılaştırıldığında; güç akışı problemlerinden elde edilen tecrübeler gösteriyor ki, Jacobi ve Gauss-Seidel öntemlerinin çözüme ıraksadığı birçok durumda Newton-Raphson yöntemi çözüne yakınsamaktadır. Ayrıca; Newton-Raphson yönteminde yakınsama için gerekli olan tekrarlama sayısı N bara sayısından bağımsız iken, Jacobi ve Gauss-Seidel yöntemlerinde bu sayısı N kadar artmaktadır. Jacobi ve Gauss-Seidel yöntemlerinin bilgisayarda kullanılan hafıza ve düşük hesap yetenekleri bakımından avantajı olmasına rağmen, günümüz teknolojisi ile Newton-Raphson yöntemi diğer Jacobi ve Gauss- eidel’e göre daha çok tercih edilir ve bu yöntemle güvenilir hesaplamalar yapılır.

Çok fazla baraya ve iletim hattına sahip olan büyük boyutlu enerji şebekelerinin izlenmesi ve kontrolü amacıyla ana bilgisayarda sık sık güç akışı programı çalıştırılıp güç akışı hesabı yapılır. Yöntem olarak Newton-Raphson seçilmişse, sistemin büyümesi Jacobian matrisini de oldukça büyütür. Böylece, bilgisayarın hafıza gereksinimi artar ve yöntemin sonuca yakınsama zamanı uzar. Hızlı ayrışık güç akışı yöntemleri bu olumsuzlukları azaltmak için geliştirilmiştir.

Güç akışı genel olarak aşağıdaki üç şekilde kontrol edilir;
1. Jeneratörlerin uyartım kısımlarının kontrolü
2. Şönt kapasitör, şönt reaktör ve statik VAR sistemlerin anahtarlanması
3. Regüleli ve kademe değiştiricili transformatörlerin kontrolü