Dağıtılmış üretim kaynakları ile istemli ada çalışma

Abstract

Dağıtılmış üretim kaynaklarının(DÜK) şebekedeki payının artması, sunduğu faydaların yanında bazı sorunları da beraberinde getirmiştir. DÜK ile ilgili sorunların başında kontrolsüz ada çalışma riski gelmektedir. Ancak son yıllarda ortaya çıkan yeni bir bakış açısı bu olumsuzluğu fırsata çevirebilmektedir.Bu tez çalışmasında DÜK barındıran güç sistemlerinin, istemli ada çalışma durumunda uygulanabilirliği konusuna odaklanılmıştır. Eğer bölgedeki altyapı uygun ise ulusal şebeke yerine geçici olarak DÜK kullanılarak istemli olarak ada çalışma mümkündür. Bu çalışma biçimi ile ilgili literatürde bulunan birçok çalışma incelenmiştir.Yapılan çalışma kapsamında, dağıtılmış üretim hakkında temel bilgiler verilmiş ve çeşitli üretim kaynakları karşılaştırılmıştır. Ada çalışma DÜK'nın şebekeye entegrasyonu ile ilgili bir durum olduğu için bu kaynakların şebekeye bağlantıları ve uyumlu çalışmaları hakkında ayrıntılar sunulmuştur. Sonrasında, ada çalışma türleri tanımlanmıştır. İstemli ada çalışma durumundaki yaklaşım ve önerilen yol haritası IEEE 1547.4 standardı üzerinden verilmiştir. Bu çalışmada ada çalışma ve sonrasında şebekeye tekrar bağlanma durumlarının bilgisayarlı benzetimi yapılmıştır. Senkron ve asenkron generatörlü kaynaklar Matlab/Simulink programı üzerinde modellenmiş ve seçilmiş bir trafo merkezine bağlı halka şebeke üzerinde ada çalışma analiz edilmiştir. Çeşitli üretim kaynakları kombinasyonları kullanılarak istemli ada çalışmada meydana gelecek durumlar irdelenmiş ve kararlılık gözlemlenmiştir. Ayrıca, yük atma ve senkronizasyon mekanizmaları Simulink blokları ile oluşturulmuş ve test edilmiştir.Yapılan benzetim çalışması sonucunda sistemin gerilim, frekans, aktif ve reaktif güç değerleri kaydedilmiştir. Bu değerler yorumlandığında istemli ada çalışmanın büyük ölçüde uygulanabilir olduğu sonucuna varılmaktadır. Mevcut şebeke yapısı içinde ada çalışma risklidir ve kaçınılması gerekir. Ancak gerekli ön çalışmalar yapılıp, üreticiler ve sistem yöneticileri arasında eşgüdüm sağlandığında bu durum değişecektir.

The increased share of distributed generation (DG) in the power grid, in addition to large benefits, have brought some problems. The risk of uncontrolled islanding is among the top problems associated with DG. However a new approach that emerged recently may turn this phenomenon into an opportunity.In this thesis study, the feasibility of intentional islanding (IA) operation of DG has been examined. If the infrastructure permits, the power system can be intentionally islanded with the local power generators instead of national grid interconnection. Numerous research papers have been reviewed regarding this operation mode.In the scope of this study, basic information about the DG concept and various generation methods has been given. Since islanding is a phenomenon about integration of DG to the power system, details about their connection to the grid and better compatibility have been presented. Furthermore, islanding types have been defined. Recommended approaches and practices on IA have been explained according to the IEEE 1547.4 standard.Additionally, intentional islanding and the subsequent grid reconnection have been simulated. DG with synchronous and induction generators have been modelled on Matlab/Simulink and have been analyzed in a ring grid connected to a substation. Different scenarios with different types of generation have been implemented and system stability have been observed. Moreover, simple load shedding and grid re-synchronization mechanisms have been implemented with Simulink blocks and tested.Voltage, frequency, active and reactive power data have been saved as the result of the simulation. Judging by these values it can be concluded that intentional islanding is mostly feasible. Islanding is risky with the current state of the grid and should be avoided. However this situation will change when the necessary preliminary studies are conducted and coordination between generation and distribution system operators is ensured.