Dağıtık üretim sistemlerinin dağıtım şebekeleri üzerindeki etkisi
Effect of distributed generation systems on distribution networks
Yazar: HALİL GÜZEL
Danışman: PROF. DR. ERTAN YANIKOĞLU
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Dağıtım şebekeleri = Distribution networks ; Güç kalitesi = Power quality ; Koruma röleleri = Protection relays ; Rüzgar türbinleri = Wind turbines

Özet:
Yenilenebilir enerji sektöründeki son gelişmeler, dağıtım şebekesinde dağıtık üretim
sistemleri olarak rüzgar türbininin yeni bir enerji kaynağı olarak popülaritesini
arttırdığını göstermektedir. Geleneksel şebeke ile ilişkili önemli faktörlerden biri,
dağıtık üretim sistemlerinin koruma ve kontrol gereksinimleri iletim şebekesinden
farklı olduğu için, dağıtık üretim sistemi şebekeye bağlandığında koruma ve ayar
şemasının yetersiz olmasıdır. Böylece, birbirine bağlı bu sisteme sürekli olarak güç
sistemi kararlılığında yeni zorluklar yüklenmektedir. Bu zorlukları giderebilmek
veya en azından hafifletmek için, söz konusu dağıtık üretim sistemlerinin şebekeye
etkileri ve boyutları uygun olmalıdır.
Bu tezde, dağıtık üretim sistemlerinin arıza koşulları esnasında dağıtım şebekesi
üzerindeki etkisi incelenmektedir. Arıza koşulları; kısa devre arızalarını, geçici
olayları ve kısa süreli gerilim sarkmalarını içermektedir. Bu koşullara karşı koruma
sistemi olarak kesiciler sağlam, etkin ve hızlı anahtarlama görevi yapmaktadır.
Kesicilerin etkin, hızlı anahtarlama yapması için ters zamanlı aşırı akım rölesi
kullanılmaktadır.
Ayrıca bu tez, fotovoltaik gibi kaynaklar için de uygulanabilir ve geçerlidir ancak
sadece rüzgar türbinleri örnek olarak seçilmiştir. IEEE'nin 30 baralı dağıtım sistemi,
değişik arıza senaryoları için PSCAD/EMTDC programı ile analiz edilmiştir. Bu
dağıtım sisteminde, arıza analizi için ve rüzgar türbininin bağlanacağı bazı baralar
belirlenmiştir. Rüzgar türbininin gücü, bağlandığı baradan sonraki yüklerin tamamını
karşılayacak şekilde seçilmiştir. Rüzgar türbini için bu yüklerle belirlenen gücün 1,5
katı seçilerek de analizler yapılmıştır. Rüzgar türbininin bulunup bulunmadığı her iki
durum için baralardaki arıza öncesi akım ve gerilim değerleri elde edilmiştir.
Ardından, bu baralarda sırayla faz-toprak ve üç faz-toprak arızaları yapılmıştır ve
koruma sisteminin yapılan arızaları önlemesi sağlanmıştır. Son olarak, baralardaki
arıza esnası akım ve gerilim değerleri elde edilip, baralara ait akım ve gerilim
grafikleri çizdirilmiştir.

Abstract:
Recent developments in the renewable energy sector show that wind turbine as
distributed generation systems in the distribution network increases their popularity
as a new energy source. One of the important factors associated with the traditional
network is the inadequacy of the protection and setting scheme when the distributed
generation system is connected to the network due to the protection and control
requirements of the distributed generation systems that are different from the
transmission network. Thus, the interconnected system constantly faces new
challenges in therms of power system stability. To overcome the challenges or at
least alleviate the effect of the challenges, the dimensions of distributed generation
systems must be appropriate distribution system.
In this thesis, the effects of distributed generation systems on the distribution
network during the fault conditions are examined. Fault conditions include shortcircuit
faults, transient events and voltage sags. As a protection system against these
conditions, the breakers should be performing robust, efficient and fast switching
tasks. Also, an inverse time overcurrent relay is used for the breakers to make
effective, fast switching to eliminate the faults.
This thesis can be also examined for other sources such as photovoltaics, but only
wind turbines have been discussed in this thesis. The IEEE 30-bus distribution
system has been analyzed by the PSCAD/EMTDC program for different fault
scenarios. Particular busses in this distribution system are selected for fault analysis
and the installation of wind turbines. The power of wind turbine is determined by the
total of the loads after the bus connected to wind turbine. The analysis is also done
with the wind turbine which has a power capacity 50% more than obtained before.
The pre-fault current and voltage values of busses are obtained with and without
wind turbine before the faults. Then, phase to ground and three-phase to ground
faults are occured in these buses and the protection system is provided to clear the
faults. Finally, the current and voltage values during faults are obtained in the buses.
Also, the current and voltage graphs of the buses are plotted.