Dağıtık üretimli elektrik enerji sistemlerinde gerilim azaltım yöntemi ile enerji optimizasyonu
Energy optimization through voltage reduction method in electrical power system with distributed generation
- Tez No: 515452
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YILMAZ UYAROĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 178
Özet
Dağıtım sistemlerinde akıllı şebeke teknolojilerinin kurulmasıyla, dağıtım şirketleri (operatörler ve planlayıcılar) için birçok olanak sağlanmaktadır. Böylelikle, dağıtım şirketleri, şebekenin verimini, güvenilirliğini artırmak, bazı teknik ve ekonomik sorunları çözmek için haberleşme ve ileri ölçüm altyapısı gibi akıllı şebeke teknolojilerine önem vermektedir. Dağıtık üretimin (DÜ) olumsuz etkilerini yok etmek gibi zorlukların üstesinden gelmek için geleneksel kontrol yöntemlerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu yüzden problemlerin üstesinden gelmek, tüketiciye kaliteli elektrik enerjisi sağlamak ve şebekenin verimini artırmak gibi akıllı şebeke işlemleri için yeni kontrol yöntemleri geliştirilmelidir. Bu tez Volt/VAr Optimizasyonu (VVO) olarak adlandırılan dağıtım şebeke gerilim ve reaktif güç optimizasyonu için yeni yaklaşımlar önermeyi amaçlamıştır. Önerilen yaklaşımlar VVO'nun önemli bir özelliği olan kullanıcıların cihazlarına zarar vermeden ve performansını etkilemeden limitler içinde gerilimi azaltarak talep gücü azaltmaya ve enerji tasarrufuna olanak sağlayan Tasarruflu Gerilim Azaltımı (CVR - gerilim azaltımı ile enerji optimizasyonu) için uygulanmıştır. İlk olarak, gerilim ve reaktif güç kontrolü ayrı ayrı ele alınarak dağıtık reaktif güç kontrol algoritması VVO için uygulanmıştır. Önerilen bu VVO/CVR'nin amacı dağıtık reaktif güç kontrol algoritması ile kayıplar minimize edilirken dağıtım trafo merkezinde bulunan gerilim regülatörü (VR) ile gerilimi olabildiğince alt limite yaklaştırmaktır. Tezde ikinci olarak gerilim ile reaktif güç birlikte ele alınarak merkezi ve merkezi olmayan birleşik VVO/CVR uygulanmıştır. Ele alınan problem karışık tam sayılı doğrusal olmayan programlama (KTDOP) problemi olarak modellenmiştir. KTDOP olarak modellenen VVO/CVR problemi genetik algoritma (GA) kullanılarak çözülmüştür. İki farklı VVO/CVR yaklaşımının uygulanmasıyla sadece gerilim profili iyileştirilmemiş ayrıca çekilen güç ile kayıplar azalarak günlük enerji tüketimi de azaltılmış ve enerji tasarrufu elde edilmiştir. VVO/CVR'a Model Öngörülü Kontrolün (MÖK) uygulanmasıyla sistemin gelecek durumları dikkate alınmış ve gereksiz kontrolden kaçınılarak kullanılan aygıtların işlem/anahtarlama sayısının azaldığı görülmüştür. Önerilen yöntemler sürekli durumda kontrol merkezi ve kullanıcılar arasında iki yönlü haberleşme yapısına sahip olduğu varsayılan DÜ ve DSTATCOM içeren dengesiz yüklenme ve hat yapısına sahip olan IEEE 13-34 baralı test sistemine uygulanmıştır. Benzetimler günlük değişken yük talebi, farklı tip tüketici, üç fazlı güç akışı ile üç fazlı dengesiz hat modeli ve gerilime bağlı yük modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Deployment of smart grid technologies in distribution systems provides many opportunities for utilities. Thus, a large number of utilities intend to explore the capabilites of smart grid technologies to imrove the efficiency, reliability of grid and overcome technical-economical issues of the grid. Conventional control methods need to be improved to address the challenges associated with negative influence of distributed generation (DG). Hence, new control techniques need to be developed for smart grid operations to overcome the problems, provide high quality power for the customers and increase the grid efficiency. This thesis aims to introduce novel approaches for one of the useful techniques employed for distribution network voltage and reactive power optimization called as Volt-VAR Optimization (VVO). The proposed approaches are applied for Conservation Voltage Reduction (CVR) as a part of VVO which provides energy saving by decreasing the voltage magnitudes to the minimum allowable limits without affecting the performance of the end user's devices. The first part of the study introduces distributed reactive power control based VVO/CVR approach in a decoupled way. The objective of the novel VVO/CVR approach is to minimize system power losses by distributed reactive power control while reducing the voltage down to the lower acceptable limits. The second part of the study introduces centralized and decentralized integrated VVO/CVR approach. The control problem is formulated as a mixed integer non-linear programming (MINLP) problem. The foregoing problem is solved through Genetic Algorithm (GA). Applying two different VVO/CVR approaches not only improves the voltage profile along the feeder but also reduces the daily energy demand. Model Predictive Control (MPC) technique is applied to second VVO/CVR problem and it has been seen that the operation/switching times of equipment are reduced by avoiding unnecessary control. The proposed approaches in this thesis are validated on IEEE 13-34 test feeder system with DG and DSTATCOMs assuming steady-state operating conditions and two-way communication network. The formulation is based on a three-phase power flow with variable load demand, different customer types, voltage dependent loads, unbalanced line configurations.
Benzer Tezler
- Deep neural network-based stealthy false data injection attack detection on der integrated systems
Dek entegre sistemlerinde derin sinir ağı tabanlı gizlenmiş yanlış veri enjeksiyon saldırısı tespiti
CAN GÜRKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Operational and emission improvements in the power distribution grid and multi-energy network connected data center with alternative energy systems
Alternatif enerji sistemleri ile güç dağıtım şebekesi ve çoklu enerji ağına bağlı veri merkezinde operasyonel ve emisyon ı̇yileştirmeleri
İLHAN KESKİN
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBahçeşehir ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜRKAN SOYKAN
- Newton-Raphson based load flow analysis of AC/DC distribution systems with distributed generation
Dağıtık üretimli AA/DA dağıtım sistemlerinin Newton-Raphson tabanlı yük akışı analizi
FERHAT EMRE KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ NEZİH GÜVEN
- Adaptive signal processing based intelligent method for fault detection and classification in microgrids
Mikroşebekelerde arıza tespiti ve sınıflandırması için adaptif sinyal işleme tabanlı akıllı yöntem
RESUL AZİZİ
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER
- Dağıtık üretim tesisi içeren alçak gerilim dağıtım şebekelerinde durum analizi gerçekleştirilerek dağıtım şebekesinde optimum durumun belirlenmesi
Determination of the optimum condition in the distribution grid by performing a condition analysis in low-voltage distribution grids containing distributed generation facility
AHMET SARI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMersin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ERİŞTİ