Lyapunov Stability of Micro-Scale Hydroelectric Power Systems With Asynchronous Generators

Abstract

Türkiye'de akış debisi bakımından en yüksek hıza sahip olan Zap suyunun Hakkâri bölgesinde olası mikro HES kurulabilecek noktalar teknik ve ekonomik açıdan değerlendirilerek, bir pilot nokta seçilmiştir. Seçilen noktada çift beslemeli asenkron jeneratör kullanımının uygun olacağı tespit edilmiştir. Çift beslemeli asenkron jeneratörün kararlılık analizi, diferansiyel denklemi çözmeden Lyapunov fonksiyonları inşaa edilerek yapılmıştır. MATLAB, PPlane ve Dfield yazılım programları kullanılarak Lyapunov enerji fonksiyonu ile direnç, endüktans, manyetik akı ve açısal hız gibi parametrelerin sisteme etkileri grafiksel olarak gösterilmiş, çıktıları ve sonuçları yorumlanmıştır. Direnç ve endüktans parametre değerleri artıkça kararlı denge noktasına daha geç vardığı, manyetik akı ile açısal hız parametre değerleri artıkça kararlı denge noktasına daha hızlı vardığı gözlemlenmiştir.

In the Hakkâri region of Zap water, which has the highest velocity in terms of flow rate in Turkey, possible micro HEPP points to be established were evaluated technically and economically, and a pilot point was selected. It has been determined that it would be appropriate to use a double fed asynchronous generator at the selected point. Stability analysis of double-fed asynchronous generator is done by constructing Lyapunov functions without solving the differential equation. Using MATLAB, PPlane and Dfield software programs, the effects of Lyapunov energy function and parameters such as resistance, inductance, magnetic flux and angular velocity on the system were graphically shown, and their outputs and results were interpreted. It has been observed that as resistance and inductance parameter values increase, it reaches the stable equilibrium point later, and as the magnetic flux and angular velocity parameter values increase, it reaches the stable equilibrium point faster.