SEASONAL ASSESSMENT OF RUN-OF-RIVER HYDROELECTRIC POWER PLANT RAMP EVENTS

İsrafil Karadöl; Fatma Avli Fırış; Mustafa Şekkeli

doi:10.17780/ksujes.1172594

TR EN

NEHİR TİPİ HİDROELEKTRİK GÜÇ SANTRALLERİNİN RAMPA OLAYLARININ MEVSİMSEL DEĞERLENDİRİLMESİ

Öz

Bu çalışma, nehir tipi hidroelektrik santrallerinin (NHES) rampa oranlarını (üretim değişimlerini) mevsimsel olarak incelemeyi amaçlamaktadır. Bu amaçla öncelikle 01 Aralık 2020 ile 01 Aralık 2021 tarihleri arasında Türkiye NHES verileri elde edilmiştir. Elde edilen veriler saatlik çözünürlükte olup 560 tesise aittir. Çalışmada kullanılan santrallerin toplam kurulu gücü 7897,06 MW'dır. Bu çalışmada, 1, 3 ve 6 saatlik periyotlarda kurulu gücün %5, %7,5 ve %10'luk rampa oranlarını incelemek için histogram alanları kullanılmıştır. Yapılan incelemeler sonucunda ilkbahar, yaz, sonbahar ve kış mevsimlerinin 6 saatlik zaman dilimlerinde %5 ve üzerindeki rampaların kümülatif histogram alanları sırasıyla 39430.94, 22117.72, 17811.76 ve 34914.32 olarak hesaplanmıştır. Bu rampalar yönlerine göre değerlendirildiğinde ilkbahar, yaz, sonbahar ve kış aylarında pozitif rampa (jenerasyon artışı) histogram alanları sırasıyla 20052.1, 10945.74, 9095,8 ve 17303.19'dur. Negatif rampaların (üretim azalması) ilkbahar, yaz, sonbahar ve kış aylarında histogram alanları sırasıyla 19378.84, 11171.98, 8715.96 ve 17611.13'tür. Tüm bu sonuçlara göre Türkiye'nin NHES üretimlerinde rampa olayları en çok bahar mevsiminde meydana geldi. Ayrıca olumlu rampa olaylarının her mevsimde daha fazla meydana geldiği sonucuna da ulaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler

References

Andritz Hydro. (2015). Mini compact hydro. https://www.andritz.com/resource/blob/33256/4cc3cf70a02bca500e3c8e0915b31c03/hy-mini-compact-brochure-en-data.pdf
Aylık Elektrik Üretim-Tüketim Raporları. (n.d.). Retrieved April 26, 2022, from https://www.teias.gov.tr/tr-TR/aylik-elektrik-uretim-tuketim-raporlari
Bilgili, M., Bilirgen, H., Ozbek, A., Ekinci, F., & Demirdelen, T. (2018). The role of hydropower installations for sustainable energy development in Turkey and the world. Renewable Energy, 126, 755–764. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.03.089
Chen, X., Du, Y., & Wen, H. (2017). Forecasting based power ramp-rate control for PV systems without energy storage. 2017 IEEE 3rd International Future Energy Electronics Conference and ECCE Asia, IFEEC - ECCE Asia 2017, 733–738. https://doi.org/10.1109/IFEEC.2017.7992130
Dalcalı, A., Çelik, E., & Arslan, S. (2012). Mikro ve mini hidroelektrik santralleri için mikrodenetleyici tabanlı mikrodenetleyici tabanlı bir elektronik governor sisteminin tasarımı. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 28(2), 130–135.
Datta, D. (2013). Unit commitment problem with ramp rate constraint using a binary-real-coded genetic algorithm. Applied Soft Computing Journal, 13(9), 3873–3883. https://doi.org/10.1016/j.asoc.2013.05.002
De La Parra, I., Marcos, J., García, M., & Marroyo, L. (2015). Control strategies to use the minimum energy storage requirement for PV power ramp-rate control. Solar Energy, 111, 332–343. https://doi.org/10.1016/j.solener.2014.10.038
Dorado-Moreno, M., Navarin, N., Gutiérrez, P. A., Prieto, L., Sperduti, A., Salcedo-Sanz, S., & Hervás-Martínez, C. (2020). Multi-task learning for the prediction of wind power ramp events with deep neural networks. Neural Networks, 123, 401–411. https://doi.org/10.1016/j.neunet.2019.12.017

Emir, A., Bozkuş, Z., & Yanmaz, A. M. (2014). Nehir Tipi Hidroelektrik Santrallerin Bilgisayar Destekli Ön Tasarımı. İMO Teknik Dergi, 6925–6942.
European Small Hydropower Association - ESHA. (2004). Guide on How to Develop a Small Hydropower Plant. European Small Hydropower Association, 296. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.172.1731&rep=rep1&type=pdf
Frate, G. F., Cherubini, P., Tacconelli, C., Micangeli, A., Ferrari, L., & Desideri, U. (2019). Ramp rate abatement for wind power plants: A techno-economic analysis. Applied Energy, 254(August), 113600. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.113600
González-Aparicio, I., & Zucker, A. (2015). Impact of wind power uncertainty forecasting on the market integration of wind energy in Spain. Applied Energy, 159, 334–349. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.08.104
Karadol, İ., Yıldız, C., & Şekkeli, M. (2020). Türkiye’de RES Üretimlerindeki Rampa Olaylarının Minimize Edilmesi için Bölgesel Tesis Konumu Belirleyen Yeni Bir Optimizasyon Modeli. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 8(4), 959–971. https://doi.org/10.29109/gujsc.711743
Kayahan, İ. (2019). Optimal Bidding and Real-Time Operation Strategies for Wind and Pumped Hydro Storage Systems Using Stochastic Programming and Model Predictive Control. In YÖK Tez Merkezi (Vol. 8, Issue 5).
Kim, M. J., & Kim, T. S. (2019). Integration of compressed air energy storage and gas turbine to improve the ramp rate. Applied Energy, 247(April), 363–373. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.04.046
Kougias, I., Szabó, S., Monforti-Ferrario, F., Huld, T., & Bódis, K. (2016). A methodology for optimization of the complementarity between small-hydropower plants and solar PV systems. Renewable Energy, 87, 1023–1030. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.09.073
Laghari, J. A., Mokhlis, H., Bakar, A. H. A., & Mohammad, H. (2013). A comprehensive overview of new designs in the hydraulic, electrical equipments and controllers of mini hydro power plants making it cost effective technology. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 20, 279–293. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.12.002
Li, G., & Gu, C. (2020). Economic Dispatch of Combined Heat and Power Energy Systems Using Electric Boiler to Accommodate Wind Power. IEEE Access, 8, 41288–41297. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2968583
Liu, G., Zhou, J., Jia, B., He, F., Yang, Y., & Sun, N. (2019). Advance short-term wind energy quality assessment based on instantaneous standard deviation and variogram of wind speed by a hybrid method. Applied Energy, 238(January), 643–667. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.01.105
Martins, J., Spataru, S., Sera, D., Stroe, D. I., & Lashab, A. (2019). Comparative study of ramp-rate control algorithms for PV with energy storage systems. Energies, 12(7). https://doi.org/10.3390/en12071342
Mercan, B. (2014). Orta Ölçekli Hidroelektrik Enerji Tesislerinin İncelenmesi için Örnek Bir Çalişma- Bağişli Regülatörü ve Hes. In İstanbul Teknik Üniversitesi /Enerji Enstitüsü (Vol. 1). http://www.springer.com/series/15440%0Apapers://ae99785b-2213-416d-aa7e-3a12880cc9b9/Paper/p18311
Özdemir, M. T. (2012). Çok Küçük Hidroelektrik Santrallerde Akıllı Denetleyici Destekli Aktif ve Reaktif Güç Kontrolü.
Özyön, S., & Aydin, D. (2013). Incremental artificial bee colony with local search to economic dispatch problem with ramp rate limits and prohibited operating zones. Energy Conversion and Management, 65, 397–407. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2012.07.005
REN21. (2021). Renewables 2021 Global Status Report. In Global Status Report for Buildings and Construction: Towards a Zero-emission, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector. https://www.ren21.net/wp-content/uploads/2019/05/gsr_2020_full_report_en.pdf%0Ahttp://www.ren21.net/ resources/publications/
Sangal, S., Garg, A., & Kumar, D. (2013). Review of Optimal Selection of Turbines for Hydroelectric Projects. Review of Optimal Selection of Turbines for Hydroelectric Projects, 3(3), 424–430.
Süme, V., & Fırat, S. S. (2020). Hidroelektrik Santraller ve Rize İlinde Bulunan Hidroelektrik Santrallerin Şehir ve Doğu Karadeniz Havzası İçin Önemi. Türk Hidrolik Dergisi, 1–15.
Teleke, S., Baran, M. E., Bhattacharya, S., & Huang, A. (2010). Validation of battery energy storage control for wind farm dispatching. IEEE PES General Meeting, PES 2010, 24(3), 725–732. https://doi.org/10.1109/PES.2010.5589640
Temiz, A. (2015). Nehir Tipi Hidroelektrik Enerji Santrali Uygulamaları. In III. Enerji Verimliliği Günleri. Ueckerdt, F., Brecha, R., & Luderer, G. (2015). Analyzing major challenges of wind and solar variability in power systems. Renewable Energy, 81, 1–10. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.03.002
Villarreal, J. L. S., Avalos, P. G., Galvan Gonzalez, S. R., & Dominguez Mota, F. J. (2019). Estimate electrical potential of municipal wastewater through a micro-hydroelectric plant. 2018 IEEE International Autumn Meeting on Power, Electronics and Computing, ROPEC 2018, Ropec, 7–12. https://doi.org/10.1109/ROPEC.2018.8661411
Yıldız, V. (2015). Numerical simulation model of run of river hydropower plants: concepts, numerical modeling, turbine system and selection, and design optimization.
Zhao, J., Abedi, S., He, M., Du, P., Sharma, S., & Blevins, B. (2017). Quantifying Risk of Wind Power Ramps in ERCOT. IEEE Transactions on Power Systems, 32(6), 4970–4971. https://doi.org/10.1109/TPWRS.2017.2678761

Details

Primary Language

English

Subjects

Electrical Engineering

Journal Section

Research Article

Authors

İsrafil Karadöl
0000-0002-9239-0565
Türkiye

Fatma Avli Fırış ^*
0000-0003-4879-1932
Türkiye

Mustafa Şekkeli
0000-0002-1641-3243
Türkiye

Publication Date

March 15, 2023

Submission Date

September 8, 2022

Acceptance Date

October 24, 2022

Published in Issue

Year 1970 Volume: 26 Number: 1

DOI

https://doi.org/10.17780/ksujes.1172594

IZ

https://izlik.org/JA98GF27GZ

Cite

RIS / Bibtex

APA

Karadöl, İ., Avli Fırış, F., & Şekkeli, M. (2023). SEASONAL ASSESSMENT OF RUN-OF-RIVER HYDROELECTRIC POWER PLANT RAMP EVENTS. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(1), 57-66. https://doi.org/10.17780/ksujes.1172594

Cited By

ASSESSMENT OF ENVIRONMENTAL IMPACTS AND ENVIRONMENTAL FLOW FOR RIVER TYPE HYDROELECTRIC POWER PLANT: THE CASE OF KORKUTELI STREAM (ANTALYA)

Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi

https://doi.org/10.17780/ksujes.1457699

SEASONAL ASSESSMENT OF RUN-OF-RIVER HYDROELECTRIC POWER PLANT RAMP EVENTS

NEHİR TİPİ HİDROELEKTRİK GÜÇ SANTRALLERİNİN RAMPA OLAYLARININ MEVSİMSEL DEĞERLENDİRİLMESİ

Öz

Anahtar Kelimeler