A new protection philosophy in smart distribution networks
Akkıllı dağıtım şebekesinin yeni bir koruma felsefesi
- Tez No: 467744
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA BAYSAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Arkeoloji, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Archeology, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 179
Özet
Üretim, iletim ve dağıtım sistemlerinde kaliteli ve güvenilir bir işletme sağlanabilmesi için elektrik güç sistemleri arızalara karşı korunmalıdır. Sistemin güvenilirliğini arttırmak için söz konusu arızalar mümkün olan en kısa sürede giderilmelidir. Bu gereksinim doğrultusunda geleneksel güç sistemlerde farklı koruma röleleri kullanılmıştır. Öte yandan, sağladıkları ekonomik, çevresel ve teknik avantajlardan dolayı son zamanlarda Dağıtık Üretim (DÜ) birimlerinin şebekeye entegrasyonu hızla artmıştır. Bu durum koruma rölelerinin yanlış çalışması gibi teknik problemleri de beraberinde getirmektedir. Bu nedenle, bu tez çalışmasında dağıtık üretimin mevcut dağıtım şebekesine entegrasyonu ile ortaya çıkacak olan olası problemler incelenmiştir. Şebekenin güçlü ve zayıf olması durumları dikkate alınarak entegre edilen DÜ birimlerinin güç değişimlerine bağlı olarak kısa devre akım seviyeleri incelenmiştir. Bu incelemede Antalya bölgesindeki bir güneş santrali örnek çalışma olarak ele alınmıştır. Şebekenin zayıf ve güçlü olması elektrik güç sisteminin kısa devre gücüne bağlı olacaktır. Şebeke güçlü (yüksek kısa devre gücü) olduğu zaman güneş santralleri gibi evirici vasıtasıyla şebekeye entegre edilen DÜ'lerin şebeke üzerinde meydana getirdikleri etkinin az olduğu görülmüştür. Ancak şebeke zayıf (düşük kısa devre gücü) olduğu zaman şebeke üzerinde DÜ nedeniyle ortaya çıkan etkinin ciddi boyutta olduğu ortaya görülmüştür. Akıllı şebeke olarak adlandırılan geleceğin dağıtım şebekelerinin, güvenilir, verimli ve yenilebilir enerji kaynakları ile uyumlu olması bekleniyor. Akıllı dağıtım şebekesi DÜ entegrasyonu ile ortaya çıkan teknik zorluklara karşı dirençli olmak zorundadır. Bu zorluklar içerisinde en önemlisi, artan DÜ entegrasyonu ile koruma sistemlerinin doğru bir şekilde çalışmamasıdır. Bu nedenle, akıllı şebekede artan DÜ entegrasyonuna bağlı olarak ortaya çıkan gereksinimlere uygun yeni bir koruma yaklaşımı geliştirilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışması kapsamında kısa devre ve yük akımının değişimleri kullanılarak yeni bir adaptif koruma tekniği geliştirilmiştir. DÜ birimlerini şebekeye bağlayan kesiciler veya bağlantı ekipmanlarının konumu kapalı veya açık olabilirler. Önerilen yöntemde, akıllı elektronik cihazlar (AEC) kullanılarak kesicilerin ve DÜ'lerin durum bilgisinin izlenmesi sağlanmaktadır. Herhangi bir durum değişikliği (açık iken kapalı veya tersi) ortağa çıkarsa, yönlü AEC ayarlarını güncellemek üzere hesaplama ve koruma ajanları tetiklenmektedir. Hesaplama ajanı röle noktalarındaki kısa devre ve yük akışı hesaplamaları ile ilgilenirken, röle ajanı ise röle içerisindeki ayar hesaplamaları ile ilgilenmektedir. Önerilen metot grup ayarları biçiminde olmayıp ayarlar röle içerisinde gerçekleştirilmektedir. Önerilen yöntemin haberleşmeye bağlılığı çok fazla değildir. Üstelik mevcut kullanılan ayarlar göre daha hızlı cevap vermektedir. Röle ajanı ayrıca röleler arasındaki veri akışını da gerçekleştirmektedir. Bir başka üstünlüğü de yönlü AEC'ler kullanılarak uygulanabilmesidir. Önerilen koruma yaklaşımını test etmek için DigSILENT Power Factory simülasyon programı kullanılmıştır. Özellikle adaptif korumayı modellemek için DigSILENT Programlama dili olan, DPL kullanılmıştır. Simülasyon sonuçları, geliştirilen yöntemin doğru çalıştığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Power systems must be protected against faults to ensure quality and reliable operation in generation, transmission and distribution systems. For reliable operation of the power systems, an electrical fault must be cleared within minimum possible time. To achieve this goal, different types of protection relays have been used in classical power systems. On the other hand, the Distributed Generations' (DGs) integration to power system has increased in the recent years due to economic, environmental and technical advantages. This imposes technical challenge like wrong operation of protection relays. Thus, the possible challenges that may arise due to the integration of DGs on the existing distribution networks have been investigated in this thesis. Short circuit current level with respect to variation in MW integration of DGs are studied considering the cases when the utility networks are weak and strong. For this study, the solar power project in the Antalya region is used as a case study. The strength and weakness of the utility network will depend on the short circuit power of the system. When the utility network is strong (have high short circuit power), the integration effect of inverter based DGs like solar power plants were observed insignificant. However, for the weak utility networks (with low short circuit power), the integration of inverter based DGs has been observed to have considerable influence. The future Distribution Networks (DNs), commonly referred to as smart grids, are expected to be reliable, efficient and accommodate renewable energy resources. The smart distribution network has to withstand the technical challenges related to the integration of Distributed Generations (DGs). Among this technical challenges, the protection malfunctioning with increased integration of DGs is an issue which requires a great concern. Thus, a protection philosophy which can suit the future smart grid requirements with respect to increased integration of DGs has to be devised. In this thesis, a new adaptive protection technique which is based on the characteristics of fault current and load current is proposed. The circuit breakers or switches connecting DGs to the network can be in either on or off state. In the proposed method, the state of circuit breakers (CBs) and DGs are monitored by Intelligent Electronic Devices (IEDs). If any status change occurs (from on to off or vice versa), the Calculation and Relay agents are triggered to update the directional IEDs. The Calculation agent is concerned with short circuit and load flow calculations at the relaying points while the Relay agent is concerned with setting calculations inside the relay. The propose method is not based on the group setting and the settings are calculated inside the relay. The dependency on the communication is less in the proposed method. It also operates faster compared to the normally used settings. The relay agent also transfers the data between the relays. Another advantage of this method is that it can be implemented by using directional IEDs. DigSILENT Power Factory, which is simulation tool, is used to verify the suggested philosophy. Especially DigSILENT Programming Language (DPL) is used to model the adaptive protection. The results of the simulation study show the correct operation of the proposed method.
Benzer Tezler
- Gezgin haberleşme sistemleri için yalın zamanlama algoritması
Lean scheduling algorithm for wireless communication
MEHMET İZZET SAĞLAM
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Tam zamanında üretim sistemi ve bir yan sanayi işletmesinde değerlendirilmesi
Just in time production system and evaluation of fit
DİLEK DEMİRDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SITKI GÖZLÜ
- Mevcut planlama pratiğinde toplum yararı yaklaşımının değerlendirilmesi-İstanbul örneği
Başlık çevirisi yok
SELEN ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. AYTEN ÇETİNER
- Portföy yönetiminde dinamik varlık yönetim stratejileri
Dynamic asset allocation strategies in portfolio management
MUSTAFA DUMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
BankacılıkMarmara ÜniversitesiSermaye Piyasası ve Borsa Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZLEM KOÇ
- Mermer artıkları hammadde hazırlama tesisinde sürdürülebilirlik ölçütlerinin incelenmesi ve analizi
Investigation and analysis of sustainability criteria in the marble residuals processing plant
FURKAN BÜYÜKBAYRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Maden Mühendisliği ve MadencilikZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ÖZARSLAN