A new protection philosophy in smart distribution networks

Üretim, iletim ve dağıtım sistemlerinde kaliteli ve güvenilir bir işletme sağlanabilmesi için elektrik güç sistemleri arızalara karşı korunmalıdır. Sistemin güvenilirliğini arttırmak için söz konusu arızalar mümkün olan en kısa sürede giderilmelidir. Bu gereksinim doğrultusunda geleneksel güç sistemlerde farklı koruma röleleri kullanılmıştır. Öte yandan, sağladıkları ekonomik, çevresel ve teknik avantajlardan dolayı son zamanlarda Dağıtık Üretim birimlerinin şebekeye entegrasyonu hızla artmıştır. Bu durum koruma rölelerinin yanlış çalışması gibi teknik problemleri de beraberinde getirmektedir. Bu nedenle, bu tez çalışmasında dağıtık üretimin mevcut dağıtım şebekesine entegrasyonu ile ortaya çıkacak olan olası problemler incelenmiştir. Şebekenin güçlü ve zayıf olması durumları dikkate alınarak entegre edilen DÜ birimlerinin güç değişimlerine bağlı olarak kısa devre akım seviyeleri incelenmiştir. Bu incelemede Antalya bölgesindeki bir güneş santrali örnek çalışma olarak ele alınmıştır. Şebekenin zayıf ve güçlü olması elektrik güç sisteminin kısa devre gücüne bağlı olacaktır. Şebeke güçlü olduğu zaman güneş santralleri gibi evirici vasıtasıyla şebekeye entegre edilen DÜ'lerin şebeke üzerinde meydana getirdikleri etkinin az olduğu görülmüştür. Ancak şebeke zayıf olduğu zaman şebeke üzerinde DÜ nedeniyle ortaya çıkan etkinin ciddi boyutta olduğu ortaya görülmüştür. Akıllı şebeke olarak adlandırılan geleceğin dağıtım şebekelerinin, güvenilir, verimli ve yenilebilir enerji kaynakları ile uyumlu olması bekleniyor. Akıllı dağıtım şebekesi DÜ entegrasyonu ile ortaya çıkan teknik zorluklara karşı dirençli olmak zorundadır. Bu zorluklar içerisinde en önemlisi, artan DÜ entegrasyonu ile koruma sistemlerinin doğru bir şekilde çalışmamasıdır. Bu nedenle, akıllı şebekede artan DÜ entegrasyonuna bağlı olarak ortaya çıkan gereksinimlere uygun yeni bir koruma yaklaşımı geliştirilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışması kapsamında kısa devre ve yük akımının değişimleri kullanılarak yeni bir adaptif koruma tekniği geliştirilmiştir. DÜ birimlerini şebekeye bağlayan kesiciler veya bağlantı ekipmanlarının konumu kapalı veya açık olabilirler. Önerilen yöntemde, akıllı elektronik cihazlar kullanılarak kesicilerin ve DÜ'lerin durum bilgisinin izlenmesi sağlanmaktadır. Herhangi bir durum değişikliği ortağa çıkarsa, yönlü AEC ayarlarını güncellemek üzere hesaplama ve koruma ajanları tetiklenmektedir. Hesaplama ajanı röle noktalarındaki kısa devre ve yük akışı hesaplamaları ile ilgilenirken, röle ajanı ise röle içerisindeki ayar hesaplamaları ile ilgilenmektedir. Önerilen metot grup ayarları biçiminde olmayıp ayarlar röle içerisinde gerçekleştirilmektedir. Önerilen yöntemin haberleşmeye bağlılığı çok fazla değildir. Üstelik mevcut kullanılan ayarlar göre daha hızlı cevap vermektedir. Röle ajanı ayrıca röleler arasındaki veri akışını da gerçekleştirmektedir. Bir başka üstünlüğü de yönlü AEC'ler kullanılarak uygulanabilmesidir. Önerilen koruma yaklaşımını test etmek için DigSILENT Power Factory simülasyon programı kullanılmıştır. Özellikle adaptif korumayı modellemek için DigSILENT Programlama dili olan, DPL kullanılmıştır. Simülasyon sonuçları, geliştirilen yöntemin doğru çalıştığını göstermektedir.