Dağıtılmış üretim kaynaklarının elektrik dağıtım sistemlerine etkileri
Impacts of distributed generation resources on electrical distribution systems
Yazar: KORHAN KARAARSLAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AYŞEN BASA ARSOY
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Rüzgar türbinleri = Wind turbines ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources

Özet:
Elektrik enerjisi endüstrisindeki son gelişmeler dağıtılmış enerji üretimine büyük bir ilgi uyandırmıştır. Enerji üretimindeki ve kontrol teknolojilerindeki gelişmeler de dağıtılmış üretimi, belli bölgelerde ve birçok uygulamada geleneksel elektrik üretimine göre tercih edilir duruma getirmiştir.Tüketim merkezlerine yakın yerleştirilmiş, farklı karakteristiklere sahip üretim kaynakları içeren dağıtılmış üretim sistemleri tez konusu olarak belirlenmiştir. Bu amaçla, önce konu hakkında literatürdeki çalışmalar incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda, dağıtılmış üretimin tanımı yapılmış ve dağıtılmış üretim kaynak teknolojileri tanıtılmıştır.Dağıtılmış üretim kaynakları içeren elektrik dağıtım sistemleri, bu duruma göre tasarlanmamış bir sistemde beklenmeyen değişiklikler ya da problemlere yol açabilir. Bununla birlikte, elektrik üretim ve tüketiminin aynı bölge içinde kalmasını sağlayarak, hat kayıplarının azalması gibi birçok yararları da beraberinde getirecektir. Son 20 yıldır, literatürde yer alan dağıtılmış üretimin sisteme olan etkileri bu çalışmada özetlenmiştir.Bu çalışma kapsamında, ayrıca, dengesiz üç fazlı elektrik dağıtım sisteminde dağıtılmış üretimin sürekli durum ve geçici durum etkileri, örnek bir sistem üzerinde benzetim çalışması yapılarak gösterilmiştir. Dengesiz üç fazlı elektrik dağıtım sistemi olarak birçok farklılığı içinde barındıran 13 düğümlü IEEE test fideri, dağıtılmış üretim kaynağı olarak da asenkron generatörlü rüzgar türbini ve senkron generatör seçilerek benzetim modelleri oluşturulmuştur.Son olarak, benzetim modeli gerçekleştirilen sistemde yük akışı analizleri yapılmıştır. Dağıtılmış üretim kaynağı farklı noktalara yerleştirilerek gerilim profiline olan etkileri gözlenmiştir. Kısa devre analizleri yapılarak arıza akımlarının değişimleri incelenmiştir. Ayrıca, geçici durumda rüzgar türbinine ait asenkron generatörün cevabı grafiksel olarak gösterilmiştir. Modelleme ve analiz çalışması için DIgSILENT Power Factory programı kullanılmıştır.Tüm bu çalışma sürecinde elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, dağıtılmış üretimin sistem gerilim profiline olumlu katkılar sağladığı, arıza durumlarında ise oluşabilecek arıza akımlarının büyüklüğü ve yönü göz önüne alınarak koruma sistemleri ayarlarının yeniden düzenlenmesi gerektiği sonucuna varılmaktadır.Anahtar Kelimeler: Dağıtılmış üretim, yenilenebilir enerji kaynakları, radyal elektrik enerji sistemleri, rüzgar türbini

Abstract:
Recent developments in electrical industry have raised a great deal of interest in distributed power generation. Advances in power generation and power control technologies have also made DG increasingly competitive with conventional grid-supplied electricity in certain regions and for numerous applications.Distributed generation systems with different characteristics, located to nearby consumption points have been chosen for this study. For this purpose, literature review is the first stage of this study. As a result of literature review, distributed generation is defined and distributed generation resource technologies are described.Electrical distribution systems, which include distributed generation sources, may cause any unexpected behavior or faults, as the system isn?t designed for this topology. However, there would be many advantages such as reduced line losses as the generation and consumption of electrical energy is provided in the same region. The impact of distributed generation on electric distribution systems, which is taking part in the literature over the last two decades, is summarized in this study.Within the scope of this study, steady-state and transient effects of distribution generation on unbalanced three phase system have been demonstrated with a simulation on a sample system. An IEEE 13 node test feeder with numerous features has been taken to represent an unbalanced three-phase electrical distribution system. A synchronous generator and a wind turbine with an induction generator have been chosen as distributed generation source in the simulation.Finally, power flow analyses are implemented on the simulated power system. Effects of the distributed generation source on the system voltage profile are studied, by connecting it at different nodes. By short circuit analyses, its effects on fault currents are realized. Additionally, transient response of the induction generator of wind turbine is graphically represented in case of short circuits.Consequently, obtained results show that, distributed generation has positive impacts on system voltage profile and, the magnitude and directions of fault currents have to be taken into consideration to rebuilt protection systems settings.Keywords: Distributed generation, renewable energy resources, radial electric power systems, wind turbine