Orta gerilim şebekelerinde kısa süreli gerilim düşümlerine karşı önlemler

Abstract

Teknolojiden beklentinin artması ile endüstriyel sistemlerin tasarımında hassas yüklerin kullanımı da artmıştır. Enerjinin güç kalitesi ve verimliği dağıtım hatlarının önemli problemleri haline gelmiştir. Tüketici sayısı gün geçtikçe artmaktadır. Mevcut hatlar farklı hassasiyetlere sahip tüketicilerle yüklenirken bir diğer taraftan dağıtık yenilenebilir enerji üretim sistemleri de yaygınlaşmaktadır. Dağıtım hatlarında kısa devre arızaları, büyük güçlü yüklerin devreye girip çıkmaları, reaktif güç akışları kısa süreli gerilim düşümlerine sebep olmaktadır. Gerilim düşümleri kontrol elemanlarının kararlı çalışma sınırları dışında kaldığı zaman endüstriyel tüketicilerde büyük ekonomik kayıplara sebep olabilir ve düşük değerde bağlantı gücüne sahip tüketicilerde ise konforsuz tüketime sebep olmaktadır. Bu problemlerin giderilmesi için sistem dinamiklerindeki değişikliklere hızlı cevap veren Esnek Alternatif Akım İletim Sistemleri (FACTS) cihazları yaygın olarak kullanılmaktadır. Dağıtım Sistemi Statik Senkron Kompanzatör (D-STATCOM) dağıtım sistemlerinde kullanılan FACTS cihazlarından biridir. Bu çalışmada FACTS cihazlarından biri olan D-STATCOM radyal bir orta gerilim şebekesinde farklı senaryolarda oluşabilecek kısa süreli gerilim düşümlerine karşı bir önlem olarak kullanılmıştır. Matlab/Simulink programı ile modellenen radyal şebekede oluşturulacak kısa devre, ani yük artışı ya da gerilim yükselmesi gibi örnek olaylarda D-STATCOM devrede olduğu ve D-STATCOM devrede olmadığı durumlar simüle edilmiştir. Simulasyon sonuçları osilografik olarak sunulmuş ve sistem davranışları değerlendirilmiştir. Radyal şebeke üzerinde belirlenen noktalarda elde edilen simülasyon sonuçları, D-STATCOM cihazının bara gerilimlerini nominal değerde olmasını sağladığını göstermiştir.

Using precision loads has increased in design of the industrial systems with increasing technology expectations. Power quality and productivity of energy have become problems of distribution lines. Number of consumers increase day by day. While avaliable lines are used by users that have different sensivities, on the other part, distributed renewable energy generation systems becomes widespread. Short circuit failures in distribution lines, large-scale loads which cut-in and out and reactive power flows cause short-term voltage drop. When the voltage drop stay out of steady state working limits of controllers, it causes great economic losses for industrial consumers and causes uncomfortable consumption for consumers with low power rating. In order to solve these problems, flexible Alternating Current Systems (FACTS) devices which respond to changes in system dynamics quickly are widely used. Distribution System Static Synchronous Compensator (D-STATCOM) is one of FACTS devices that are used in distribution systems. In this study, D-STATCOM which is one of the flexible alternative devices has been used as a precaution against short-term voltage drops that may occur in different scenarios in a radial medium voltage network. When D-STATCOM has been activated or not, it has been simulated for some cases such as short-circuit, sudden load increase or voltage rise current which is generated in a radial network that was modelled in matlab/simulink program. Simulation results has been presented oscillographically and evaluated system behaviors. Simulation results that obtained at determined points in radial network demonstrate d-statcom device achieves to keep bus voltages in nominal range.