Akıllı şebeke uygulamalarında yüksek gerilim enerji izleme sistemlerinin incelenmesi bir havaalanı örneği
Investigation of high voltage energy monitoring systems in smart grid applications: A case study in airport
Yazar: EROL KÜÇÜK
Danışman: PROF. DR. ENGİN ÖZDEMİR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Enerji = Energy
Dizin: SCADA = SCADA

Özet:
Bu tezde bir Hava alanı yerleşkesinin Orta gerilim enerji beslemesi ve dağıtımında kullanılmış olan mevcut RMU (Ring Main Unit) panoların enerji izleme sistemine uygun olarak gerilim ve akım sensörlerinin eklenerek enerjinin iletimi, dağıtımı ve izlenmesinde kullanılan bir SCADA (Supervisory Control and Data Acquistion) yazılımı ile izlenmesi ve raporlanması sağlanarak akıllı şebeke uygulamasının nasıl gerçekleştirileceği gösterilmiştir. İzleme sistemine Alçak gerilim panolarında bulunan EA'ların da (Enerji Analizörü) eklenmesi ile her tüketici bölge ile ilgili detaylı enerji kullanım miktarı, arıza, tanılama ve teşhis bilgileri elde edilerek detaylı raporlar oluşturulmuştur. Jeneratör kontrolörleri de izleme sistemine dahil edilerek Jeneratörler ile ilgili çalışıyor, arıza, şebeke var-yok, hazır, sıcaklık gibi veriler de Scada sistemine eklenmiştir.
Gerilim, akım, güç faktörü, aktif-reaktif-kapasitif güç, tüketilen enerji gibi verilerin sahadan okunması ve verilerin Scada'ya aktarılması, saha ekipmanı kontrolü için gerekli olabilecek analog ve dijital giriş-çıkışlara sahip RTU panoları tasarlanmıştır. Scada ile haberleşme için Modbus-TCP protokolü tercih edilmiş, RTU panoları Ring Network Topolojisini destekleyen FO (Fiber Optik) yönetilebilir Ethernet Switch'ler ile donatılmıştır.
Enerji izleme scada sistemi için özel bir LAN (Lokal Area Network) tasarlandığından haberleşme protokolü olarak Modbus-TCP tercih edilmiştir. Sahada bulunan KGK'lar (Kesintisiz Güç Kaynağı), Alçak Gerilim EA cihazları, Jeneratör kontrolörleri gibi Modbus-RTU protokolü ile seri haberleşme yapan cihazlar Modbus-TCP-Modbus-RTU protokol dönüştürücü cihazlar ile LAN'a dahil edilmiştir. Orta gerilim enerji izleme sisteminin gerçekleştirilmesi için mevcut RMU panolarının modernize edilmesi kurulum maliyetinin önemli ölçüde düşmesini sağlamıştır.

Anahtar Kelimeler: Akıllı Şebeke, Enerji Otomasyonu, LPVT, LPCT, SCADA

Abstract:
In this thesis, the existing RMU (Ring Main Unit) panels used in the medium voltage energy supply and distribution of an airport campus are modified by adding voltage and current sensors in accordance with the energy monitoring system, and monitoring with a SCADA software used in the transmission, distribution and monitoring of energy, and smart grid application was realized by ensuring reporting. With the addition of EAs (Energy Analyzer) located in Low Voltage panels to the monitoring system, detailed reports were obtained by obtaining detailed energy usage amount, malfunction and diagnostic information about each consumer zone. Generator controllers are also included in the monitoring system, and data such as working, malfunction, Mains-present, Ready, temperature, fuel level related to Generators are also added to the SCADA system.
RTU panels with analog and digital inputs and outputs that may be required for reading data such as voltage, current, power factor, active-reactive-capacitive power, consumed energy from the field and transferring the data to SCADA and controlling field equipment were designed. Modbus-TCP communication protocol is preferred for communication with SCADA, RTU panels are equipped with FO (Fiber Optic) Layer III manageable Ethernet Switches that support Ring Network Topology.
Since a special LAN (Local Area Network) is designed for the energy monitoring scada system, Modbus-TCP is preferred as the communication protocol. Devices that communicate in serial with Modbus-RTU protocol such as UPSs (Uninterruptible Power Supply), Low Voltage EA devices, Generator controllers in the field have been included in the LAN with Modbus-TCP-Modbus-RTU protocol converter devices.
The modernization of existing RMU panels for the realization of the medium voltage energy monitoring system resulted in a significant reduction in installation cost.

Key Words: Smart Grid, Energy Automation, LPVT, LPCT, SCADA