Enerji depolama sistemlerinin dağıtım şebekelerinde güç kalitesine etkisi

Abstract

Dağıtık üretim yapısının getirdiği enerji dengesizliği elektrik şebekelerindeki yük akışı üzerinde öngörülemez bir hal almıştır. Bu durum merkezi üretim yapısına göre şekillenmiş olan dağıtım şebekelerinde çeşitli güç kalitesi problemlerini ortaya çıkarmıştır. Güç kalitesini iyileştirmek için elektrik şebekelerine nereye ve nasıl bağlanacaklarına ilişkin geliştirilmiş izlenebilirliği içeren teknolojik özelliklerinden dolayı yakın zamanda başka çözümler ortaya çıkmıştır. Güç kalitesi problemleri ise, elektrik şebekesine bağlı ekipmanların arızalanmasına veya hatalı çalışmasına sebep olan voltaj, akım ve frekans değişimlerinin oluşmasına sebep olmaktadır. Bu problemin önüne geçmek için Enerji Depolama Sistemleri (EDS) kullanılmaya başlamıştır. EDS'nin uygulanması, bir dağıtım şebekesinin enerji verimliliğini artırmak için önemli bir yoldur. Bu durum EDS’lerin şebeke içerisinde yük yoğunluğuna bağlı olarak doğru konumlandırma ve kontrolünün sağlanması ile gerçekleştirileceği aşikardır. Bu çalışmada İstanbul Üsküdar ilçesindeki dağıtım operatörlüğüne bağlı mevcut dağıtım şebekesinin NEPLAN yazılımı kullanılıp ESS’ler modellenmiştir. Modellenmesi yapılan dağıtım şebekesi üzerinde 10.5kV ve 34.5kV gerilim seviyelerine sahip 6 düğüm noktası (T1-T2-T3-T4-T5-T6 ) belirlenmiştir. Ayrıca bu dağıtım şebekesi üzerinde farklı iki nokta üzerinde enerji depolama sistemleri kurulmuştur. Şebeke üzerinde EDS kurulmadan önceki düğüm noktalarının nominal voltaj düğüm gerilim değerleri sırasıyla; 94.31, 93.87, 93.21, 93.72, 93.88, 93.65 değerleri ölçülmüştür. Daha sonrasında EDS’lerle modellenmiş tasarımında nominal voltaj düğüm gerilim değerleri sırasıyla; 98.35, 98.12, 97.98, 98.44, 98.23, 98.21 değerleri ölçülmüştür. Yapılan ölçümlerin sonuçları tablo ve grafik olarak gösterimi yapılmıştır. Burada mevcut sistem ile ESS ile modellenmiş sistemin, dağıtım şebekesinin güç kalitesi performanslarının karşılaştırılmalı analizi yapılmıştır.

The energy imbalance brought about by the distributed generation structure has become unpredictable on the load flow in the electricity networks. This situation has revealed various power quality problems in distribution networks shaped according to the central generation structure. Other solutions have emerged recently due to their technological features, including improved traceability of where and how to connect to electrical grids to improve power quality. Power quality problems, on the other hand, cause voltage, current and frequency changes that cause the equipment connected to the electrical network to malfunction or malfunction. In order to prevent this problem, Energy Storage Systems (EDS) have started to be used. The implementation of EDS is an important way to improve the energy efficiency of a distribution network. It is obvious that this will be achieved by ensuring the correct positioning and control of the EDSs depending on the load density in the network. In this study, ESSs are modeled by using the NEPLAN software of the existing distribution network connected to the distribution operator in Istanbul Üsküdar district. On the modeled distribution network, 6 nodes (T1-T2-T3- T4-T5-T6) with voltage levels of 10.5kV and 34.5kV were determined. In addition, energy storage systems have been installed at two different points on this distribution network. The nominal voltage and node voltage values of the nodes before the EDS is installed on the network, respectively; The values of 94.31, 93.87, 93.21, 93.72, 93.88, 93.65 were measured. Then, in the design modeled with EDSs, the nominal voltage node voltage values are respectively; The values of 98.35, 98.12, 97.98, 98.44, 98.23, 98.21 were measured. The results of the measurements are presented as tables and graphics. Here, a comparative analysis of the power quality performances of the existing system and the system modeled with ESS, of the distribution network has been made.