Dağıtılmış üretim içeren dağıtım şebekelerinde merkezi koordinasyon rölesi tasarımı

Abstract

Günümüzde dağıtılmış üretim (DÜ) gittikçe önemini arttırmaktadır. Dağıtılmış üretim kaynaklarının (DÜK) dağıtım sistemine bağlanması bazı teknik, ekonomik ve yönetmelikler konularını da beraberinde getirmektedir. Koruma ve ada çalışma önemlilerinden bazılarıdır. Bu sebeplerden dolayı gerek generatörler için ve gerekse de şebeke açısından yeni bir koruma yaklaşımına ihtiyaç oluşmuştur.Bu tezde DÜK'ların dağıtım şebekesine bağlantılarının etkileri incelenmiştir. Özellikle arıza akımı, koruma ve gerilim profili irdelenmiştir. Bunun için üç farklı temel dağıtım şebekesi kullanılarak DÜK bağlantısının etkileri gösterilmek üzere sürekli durum ve kısa devre arıza analizleri gerçekleştirilmiştir. Bütün benzetimlerde Digsilent Powerfactory programı kullanılmıştır.Literatür çalışmaları, analiz sonuçları, standart ve yönetmeliklerin incelenmesi dağıtım şebekelerinin DÜ bakımından açıklarını ortaya koymuştur. Koruma koordinasyonuna yeni bir yaklaşım getirilerek Merkezi koordinasyon Rölesi (MKR) tasarlanması bu tezin ana çalışma noktasını oluşturmuştur. Ada ve arıza bölgeleri belirlendikten sonra MKR'nin çalışma algoritması oluşturulmuştur. Röle hem örnek sistemde ve hem de Köseköy Transformatör merkezinde uygulanmıştır. Bu uygulamalarda tasarlanan MKR'nin kısa devre arızası karşısında hem arızayı izole ettiği, hem de kapasite kullanımı ve enerji sürekliliğine olumlu katkı yaptığı simülasyonlar neticesinde ortaya koyulmuştur.

Distributed generation (DG) has been receiving more attention nowadays. The interconnection of distributed generation resources into existing distribution systems brings up several technical, economical and regulatory questions. Protection and islanding are a few of the major issues. Therefore, a new protection approach for both generators and utility distribution systems is essential.In this thesis , the impact of integration of distributed generation resources into distribution system is evaluated. Especially, fault current, protection and voltage profile are investigated. Steady state and short circuit analyses are performed to show the effects of DG integration using three different distribution system model. All the simulations are performed on Digsilent Powerfactory software.The results of the literature and simulation studies, the review of IEEE 1547 standard and the state regulations show some defiencies in distribution systems with DG. A Central Coordination Relay (CCR) located at a substation is proposed and designed in the thesis. The operating procedures of the relay are identified after defining islanded areas and fault areas. The relay is modeled and its response in a real based small-scale system is tested. It is shown that the CCR can maximize the DG capacity usage and improve service continuity in any fault conditions.