Rüzgâr Santrallerinde Reaktif Enerji Kompanzasyonu

Rüzgâr enerjisi, Amerika Birleşik Devletlerinde ve dünyanın bütün ülkelerinde en hızlı gelişen elektrik

kaynaklarının başında gelmektedir. Rüzgâr enerjisinin her gün daha artan önemi eskiye göre daha titiz incelemeleri ve daha katı işletme standartlarını gerekli kılmıştır. Rüzgârdan elektrik enerjisi elde etme çalışmalarının butik boyutlarından tam gelişmiş enerji santrallerine dönüşmesine bağlı olarak, genel şebeke gerilimi regülasyonunu ve dinamik voltaj kararlılığı ile ilgili enterkonnekte sistem koşullarını karşılamak için endüstrinin daha akıllı ve daha uygun çözümlere ihtiyacı olduğu anlaşılmıştır.

Reaktif Volt-Amper (VAR) teknolojisindeki gelişmeler, yeni uygulama ve hizmetlerle birlikte,geleneksel voltaj ve güç faktörü kontrol yöntemlerinin dezavantajlarını ortadan kaldırmakta ve rüzgâr enerjisi konusunda geliştirme çalışmaları yapanlara günümüzün çok katı ve özel enterkonnekte bağlantı koşullarına uyum sağlama olanağı sunmaktadır.

Bu rapor, bir rüzgâr santralinde voltaj ve güç faktörü kontrolü ve şebeke bağlantısı ile ilgili altyapı konularını, American Superconductor (AMSC®) tarafından geliştirilmiş bir dinamik reaktif kompanzasyon sisteminin kurulmasını da içeren, mevcut çözüm alternatiflerini ve işletimsel görüşleri ele almaktadır.

Geçmişte, rüzgâr santrali işletmecileri şebeke bağlantı noktasında voltaj regülasyonu için mekanik

olarak devreye girip çıkan kondansatör bloklarını kullanmaktaydılar.

Ancak, bu geleneksel yaklaşım, rüzgârın çok fazla ve sürekli olarak değişen doğası nedeniyle,rüzgâra bağlı elektrik enerjisi için çok uygun değildir.

Bunun iki ana nedeni vardır:

Birincisi; rüzgâr türbinleri, özellikle endüksiyon jeneratörlü olanlar, şebekeden büyük miktarlarda reaktif güç (VAR) çekerler. Bu da, voltaj seviyesinin mevzuatın belirlediği sınırlar içinde tutulabilmesi için sık sık düzeltici işlemlere başvurulmasına neden olur. Rüzgâr enerjisinin değişken olmasına karşın, kondansatörler yalnız belirli miktarlarda reaktif gücü (VAR) kompanze edebilirler ve devreden çıktıktan sonra, yüklenmiş olan elektrik enerjisinin boşalabilmesi için, tekrar devreye bağlanmadan önce 5 dakika bekletilmeleri gerekir. Bu nedenle, yalnız kondansatör bloklarını kullanarak uzun bir süre optimum düzeyde reaktif kompanzasyon sağlamak her zaman mümkün olamamaktadır.

Íkincisi; bazı durumlarda, voltaj seviyesini regüle etmek üzere kondansatör bloklarının devreye girip

çıkmasının türbinin dişli kutusunda aşırı zorlanmalara neden olduğu bildirilmiştir. Kondansatör blokları, tipik olarak, programlanmış voltaj seviyesi kontrolleri için kullanılabilecek en ekonomik seçenektir ve hiç şüphesiz ki, birçok rüzgâr santralinde reaktif kompanzasyon sisteminin ana elemanı olmaya devam edeceklerdir.

Ancak, sadece kondansatör blokları kullanarak rüzgâr santrallerinin bağlantı koşullarını sağlamak her zaman mümkün değildir. Rüzgâr santrallerinde reaktif kompanzasyonun optimize edilmesi, şebeke ile olan fiziksel bağlantıları, özel bağlantı yönetmeliklerini, şebeke işletmecisi ile iş ilişkilerini, işletme giderleri ve rüzgâr santrali ekipmanlarını içeren geniş bir perspektif gerektirir. Olağanüstü durumlarda, özellikle şebekenin zayıf olduğu yörelerde, yetersiz şebeke bağlantıları rüzgâr santralinin Megawatt çıkış verimini bile etkileyip, rüzgâr santralinin devre dışı kalmasına neden olarak santralin satış gelirlerini de tehlikeye sokabilir.Bu geniş açıdan bakıldığında, bir reaktif kompanzasyon sistemi tasarımlanmadan önce bağlantı noktasındaki şebeke dinamiklerinin çok dikkatle analiz edilmesinin ne kadar önemli olduğu anlaşılmaktadır.