Öz: Giriþ: Geleneksel olarak enerji daðýtým þebekeleri radyal þekilde (þalt sahasýndan yüke doðru) çalýþmaya göre dizayn edilmiþtir; fakat 1970’lerin sonlarýna doðru, daðýtým þebekelerine entegre edilmeye baþlanan yenilenebilir enerji kaynaklarý – bunlarýn en baþýnda güneþ panelleri olarak bildiðimiz ve enerji elde ettiðimiz foto-voltaikler (photo-voltaics, PV) gelir- daðýtým þebekelerine istenmeyen þekilde etki edebiliyor. Bu yenilenebilir enerji kaynaklarýnýn genel adý daðýnýk enerji kaynaklarýdýr ve son yýllarda kullanýmlarý ülkemizde çok fazla olmasa da artmaktadýr. Bunun nedeni ise dünya devletlerinin sýnýrlý sayýda olan fosil yakýt baðýmlýlýðýndan kurtulmak istemesi ve çevre kirliliðinin önüne geçmek istemeleri olarak gösterilebilir. Amaç: Bu çalýþmada, bir enerji daðýtým sistemine daðýnýk enerji kaynaðý (PV) eklendiðinde þalt sahasýna doðru oluþan terse güç akýþý problemini inceleyeceðiz. Kapsam: Yapýlan araþtýrma, North Carolina State University FREEDM System Center imkanlarý doðrultusunda elde edilen çatý tipi PV güneþlenme verileri ile yük profilini içermektedir. Bu verilerin terse güç akýþý problem üzerine etkileri yüzdesel olarak incelendi ve enerji daðýtým sistemine etkileri tespit edildi. Sýnýrlýklar: Bir enerji daðýtým sistemine PV eklemek yüksek maliyet, zaman ve bürokratik izinler içerdiðinden dolayý ve bu çalýþma için deneysel bir enerji daðýtým sistemi kurulamayacaðýndan, IEEE 34 Düðüm Test Sistemi ve simülasyon programý kullanýlmýþtýr. Yöntem: Çalýþmanýn yöntemi, bir daðýtým sistemi modeli olan IEEE 34 Düðüm Test Sistemi’ni Electric Power Research Institute (EPRI) tarafýndan geliþtirilen OpenDSS (Distribution System Simulator) simülasyon programýna aktararak 828, 840 ve 848. baralarýn her birine PV sistemi yerleþtirerek yüzdesel oranlarla etkilerini araþtýrmak üzerinedir. Bu oranlar sýrasýyla %0, %25, %50, %75 ve %100 PV katýlýmýdýr. Bu oranlarý belirli bir þekilde deðil rastgele kendimiz seçerek kullandýk, bunun sebebi ise havadaki ani deðiþimler (bulutlu havalar, yaðmurlu veya fýrtýnalý havalar vs.) PV penetrasyonunu etkileyeceði içindir. %100 PV katýlýmý olduðunda PV gücünü 1 MVA olarak belirledik ki bu toplamda 3 MVA deðerinde bir güç demektir. PV baðlantýsýný ise 3-fazlý delta baðlantý olarak seçtik. Bundan sonrasý için özellikle yüksek penetrasyon saðlanan öðle saatlerinde PV gücü terse akmaya baþlayýnca komþu devre sistemlerine ve þalt sahasýna nasýl bir etkide bulunduðunu gözlemledik. Bulgular: Ýlk olarak %0 PV katýlýmý sonuçlarýna baktýðýmýzda herhangi bir terse güç akýþý gözlemlememekteyiz. Sistemin gücü ise 675 kVA tepe deðeri civarýnda seyretmektedir. %25 PV katýlýmýna baktýðýmýzda þalt sahasýna doðru 232,5 kVA (-232,5 kVA genel sisteme göre) tepe deðerinde bir terse güç akýþý ile karþýlaþmaktayýz; ancak sistemin gücünün tepe deðeri yine 675 kVA civarýndadýr. %50 PV katýlýmýna baktýðýmýzda ise terse güç akýþý artýþ gösterip tepe deðeri 344,7 kVA civarýnda oluyor. Artýk PV katýlýmý da artmaya baþladýðýndan sistemin güç deðeri 788,6 kVA tepe deðerinde seyrediyor. %75 PV katýlýmýnda ise terse güç akýþý 522,6 kVA civarýnda, %100 PV katýlýmýnda ise bu deðer maksimum deðere ulaþýp 704,6 kVA tepe deðerinde izleniyor. Bu sýrada genel sistem gücü 788,6 kVA tepe deðerinde seyrediyor. Sonuç: Bulgular bölümünde de belirtildiði gibi daðýtým sistemine PV eklenmesi ve yüksek penetrasyonda çalýþmasý þalt sahasýna ve komþu devrelere terse güç akýþýna sebep olduðu görülmüþtür. Bu durum istenmeyen sonuçlara yol açýp enerji daðýtým sistemindeki cihazlara zarar verip, enerji kesintilerine varýncaya kadar çeþitli problemlere sebep olabilir. Örneðin; bir bölgenin gücü ile ayný oranda terse güç akýþý karþýlaþtýðý zaman o bölgede sanki hiç yük yokmuþ gibi davranýp jeneratör tarafýnda frekans artýþýndan kaynaklý gerilim yükselmesine sebep olur ve bu hiç istenmeyen bir durumdur. Bu tarz problemlerin önüne geçilebilir mesela; tek yönlü rölelerden ziyade, çift yönlü role kullanýlmasý problemin çözümü olarak gösterilebilir.
Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir Enerji, Daðýtým, Foto-Voltaik(PV), Terse Güç Akýþý
|
