Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model
Yıl: 2020 Cilt: 35 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 275 - 285 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.463225 İndeks Tarihi: 07-01-2021
Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model
Öz: Dağıtık üretim (DÜ), güç sistemlerine tüketim tarafından bağlanarak elektrik enerjisi üretimi yapmabiçimidir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik enerjisi üretimine katılımına ve enerji iletimkayıplarının azaltılmasına yönelik sağladıkları imkânlar neticesinde yüksek fayda potansiyeline sahip birüretim biçimi olarak öne çıkmaktadır. Diğer taraftan, DÜ geleneksel güç sistemlerinin tek taraflı güç akışıalt yapısına aykırı bir üretim şeklidir. Bu durum, aşırı DÜ katılımının yer aldığı sistemlerde çift yönlü güçakışına neden olarak sistemde aşırı gerilimlerin oluşması, sistemde koruma şemasının hatalı çalışması veyaişlevini tamamen yitirmesi gibi sorunlara yol açabilmektedir. Bu nedenle DÜ katılımlarının uygun birplanlama neticesinde gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Aşırı gerilim sorunları, DÜ katılımlarda en çokkarşılaşılan ve sistemlerde büyük etkilere neden olabilen sorunlardan birisidir. Bir DÜ katılımının sistemdeoluşturacağı gerilim artışı sisteme dâhil edilen DÜ kapasitesi ile doğrudan alakalıdır. Literatürde DÜkapasitesi ile bu gerilim artışı arasındaki ilişkiyi inceleyen çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Buçalışmalar, esas aldıkları varsayımlar ve ihmaller yönüyle uygulanabilirlik ve doğruluk açısından eleştiriyeaçıktır. Bu çalışmada, radyal dağıtım şebekelerine, aşırı gerilim sorunları yaratmaksızın, belirli bir noktadandâhil edilebilecek maksimum DÜ kapasitesinin hesabı için yeni bir matematiksel model geliştirilmiştir.Geliştirilen matematiksel model, bir test sistemi üzerinde gerçekleştirilen farklı durum analizleri ileincelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, literatürde yer alan diğer matematiksel modeller ile karşılaştırılarak,önerilen matematiksel modelin üstünlüğü ispatlanmıştır.
Anahtar Kelime: An improved mathematical model for the calculation of maximum permissible DG integration capacity
Öz: Distributed generation is the power generation which is realized by being integrated into power systems from the consumption side. DG promises high potential in terms of reducing environmental and economic concerns by increasing power systems efficiency and enabling renewable energy sources to be used in power generation. On the other hand, DG is contrary to the centralized generation infrastructure of the conventional power systems, and excessive DG penetration in the systems may cause serious problems. Therefore, planning is an essential issue in DG integrations. Overvoltage problems are one of the most serious and the most frequently encountered problems in DG integration. The voltage increase caused by DG integration in the system is directly related to the DG capacity integrated in the system. In the literature, several studies have been conducted to relate the voltage increase with the capacity of DG. These studies are open to criticism in terms of their feasibility and accuracy because of the assumptions which adopted in the proposed methodology. In this study, a new mathematical model has been developed for the calculation of the maximum capacity for the DG planned to be integrated into a radial distribution networks from a certain point without conducing overvoltage problems. The developed mathematical model has been analyzed with different case studies performed on a test system. The results obtained has been compared with the other mathematical models in the literature and the proposed mathematical model has given better results.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. British Petroleum. BP Energy Outlook 2018 Edition. https://www.bp.com/en/global/ corporate/energyeconomics/energy-outlook.html. Erişim tarihi Eylül 07, 2018.
- 2. Enerdata Intelligence+Consulting. Global energy statistical yearbook 2016. https:// yearbook.enerdata.net/world-electricity-productionmap-graph-and-data.html. Erişim tarihi: Eylül 2 , 2018.
- 3. Denholm, P. ve Short, W., An Evaluation of Utility System Impacts and Benefits of Optimally Dispatched Plug-In Hybrid Electric Vehicles, NREL Report, Rapor No: TP-620, Ekim 2006.
- 4. Liserre, M., Sauter, T., ve Hung, J.Y., Future energy systems: Inegrating renewable energy into the smart power grid through industrial electronics, IEEE Ind. Electron. Mag., 4, 18 –37, Mart 2010.
- 5. Yaşar, C., ve Özyön, S., Parçalı yakıt maliyeti fonksiyonlarına sahip çevresel ekonomik güç dağıtımı problemlerinin çözümüne yeni bir yaklaşım. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33(2), 541-556, 2018.
- 6. Kocaman, A. S., Pompaj depolamalı hibrid enerji sistemi optimizasyonu -Türkiye için vaka analizi. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 34(1), 53-68, 2019.
- 7. Ackermann, T., Andersson, G., Söder, L., Distributed generation a definition, Electr. Power Syst. Res., 57 (3), 195–204, 2001.
- 8. El-Khattam, W. ve Salama, M. M.. Distributed generation technologies, definitions and benefits, Electric Power Systems Research, 71 (2), 119–128, 2004.
- 9. Pepermans, G., Driesen, J., Haeseldonckx, D., Belmans, R., D’haeseleer, W., Distributed generation: definition, benefits and issues, Energy Policy, 33 (6), 787–798, 2005.
- 10. Bollen, M. ve Hassan, F., Integration of Distributed Generation in the Power System, John Wiley & Sons, 2011.
- 11. Sallam, A. A. ve Malik, O. P., Electric Distribution Systems, John Wiley & Sons, Inc., 2011
- 12. Bin Humayd, A. S. ve Bhattacharya, K., Distribution system planning to accommodate distributed energy resources and PEVs, Electric Power Systems Research, 145, 1–11, 2017.
- 13. Dugan, R. C., McDermott, T. E., ve Ball, G. J., Planning for distributed generation, IEEE Industry Applications Magazine, 7 (2), 80–88, 2001.
- 14. Singh, B. ve Sharma, J., A review on distributed generation planning, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 529–544, 2017.
- 15. W. L. Theo, J. S. Lim, W. S. Ho, H. Hashim, C. T. Lee, Review of distributed generation (DG) system planning and optimisation techniques: Comparison of numerical and mathematical modelling methods, Renew. Sustain. Energy Rev., 67, 531–573, 2017.
- 16. Viral, R. ve Khatod, D. K., Optimal planning of distributed generation systems in distribution system: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16 (7), 5146–5165, 2012.
- 17. Ehsan, A. ve Yang, Q., Optimal integration and planning of renewable distributed generation in the power distribution networks: A review of analytical techniques, Applied Energy, 210, 44–59, 2018.
- 18. Prakash, P. ve Khatod, D. K., Optimal sizing and siting techniques for distributed generation in distribution systems: A review, Renewable and Sustainable Energy Rev., 57, 111–130, 2016.
- 19. Luna-Rubio, R., Trejo-Perea, M., Vargas-Vázquez, D., ve Ríos-Moreno, G. J., Optimal sizing of renewable hybrids energy systems: A review of methodologies, Solar Energy, 86 (4), 1077–1088, 2012.
- 20. Georgilakis, P. S. ve Hatziargyriou, N. D., Optimal Distributed Generation Placement in Power Distribution Networks: Models, Methods, and Future Research, IEEE Transactions on Power Systems, 28 (3), 3420– 3428, 2013.
- 21. Tan, W.S., Hassan, M. Y., Majid, M. S., ve Abdul Rahman, H., Optimal distributed renewable generation planning: A review of different approaches, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 18, 626–645, 2013.
- 22. Vovos, P. N., Kiprakis, A. E., Wallace, A. R., Harrison, G. P., Centralized and Distributed Voltage Control: Impact on Distributed Generation Penetration, IEEE Transactions on Power Systems, 22 (1), 476–483, 2007.
- 23. Bollen, M. H. J., Yang, Y., ve Hassan, F., Integration of distributed generation in the power system - a power quality approach, 13th International Conference on Harmonics and Quality of Power, 1–8, Eylül 2008. 24. T.C. Resmi Gazete, Elektrik piyasası dağıtım yönetmeliği. 28870, Ocak 01 2014.
- 25. T.C. Resmi Gazete, Elektrik şebeke yönetmeliği. 29013, Mayıs 28 2014.
- 26. Bhowmik, A., Maitra, A., Halpin, S. M., ve Schatz, J. E., Determination of allowable penetration levels of distributed generation resources based on harmonic limit considerations, IEEE Transactions on Power Delivery, 18 (2), 619–624, 2003.
- 27. Seuss, J., Reno, M. J., Broderick, R. J., Grijalva, S., Improving distribution network PV hosting capacity via smart inverter reactive power support, 2015 IEEE Power & Energy Society General Meeting, 1–5, Temmuz 2015.
- 28. Bollen, M. H. J., Rönnberg, K. S., Hosting Capacity of the Power Grid for Renewable Electricity Production and New Large Consumption Equipment, Energies, 10 (9), 1325, 2017.
- 29. Schwaegerl, C., Bollen, M. H. J., Karoui, K., ve Yagmur, A., Voltage control in distribution systems as a limitation of the hosting capacity for distributed energy resources, 18th International Conference And Exhibition on Electricity Distribution, CIRED, 6–9, 2005.
- 30. Etherden, N., Bollen, M. H. J., Increasing the hosting capacity of distribution networks by curtailment of renewable energy resources, IEEE Trondheim PowerTech, 1–7, Haziran 2011.
- 31. Mahmud M. A., Hossain M. J. ve Pota H. R., Worst case scenario for large distribution networks with distributed generation, 2011 IEEE Power and Energy Society General Meeting, 1–7, Temmuz 2011.
- 32. Altin M., Oguz E. U., Bizkevelci E., ve Simsek B., Distributed generation hosting capacity calculation of MV distribution feeders in Turkey, 2014 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies, 1–7, Ekim 2014.
- 33. Deutsches Windenergie-Institut GmbH Tech-wise A/S, Wind Turbine Grid Connection and Interaction, 2001.
- 34. Yang N.C. ve Chen T.H., A review on evaluation of maximum permissible capacity of distributed generations connected to a smart grid, 2012 International Conference on Machine Learning and Cybernetics, 1589–1593, Temmuz 2012.
- 35. Ackermann T., Wind Power in Power Systems, John Wiley & Sons, Ltd , 2005.
- 36. Papathanassiou S. A. ve Hatziargyriou N. D., Technical requirements for the connection of dispersed generation to the grid, 2001 Power Engineering Society Summer Meeting. Conference Proceedings, 749–754, Temmuz 2001.
- 37. Papathanassiou S. A., A technical evaluation framework for the connection of DG to the distribution network, Electr. Power Syst. Res., 77 (1), 24–34, 2007.
- 38. Jothibasu S. ve Santoso S., Sensitivity analysis of photovoltaic hosting capacity of distribution circuits, 2016 IEEE Power and Energy Society General Meeting, 1–5, Temmuz 2016.
- 39. Mou, X., Li, W., ve Li, Z. A preliminary study on the Thevenin equivalent impedance for power systems monitoring. 2011 IEEE 4th International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies (DRPT), 730 – 733, Temmuz 2011.
- 40. Patsalides, M., Georghiou, G. E., Stavrou, A., ve Efthymiou, V. Thevenin equivalent circuit for the study of high photovoltaic penetration in distribution grids. 2013 4th IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe (ISGT Europe), 1-5, Ekim 2013.
- 41. Yang, G. Y., Mattesen, M., Kjær, S. B., Lazar, R. D., Constantin, A., Østergaard, J., & Stephansen, C. Analysis of Thevenin equivalent network of a distribution system for solar integration studies. 2012 3rd IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe (ISGT Europe) 1-5, Ekim 2012
- 42. Glover, J. D., Sarma, M. S., & Overbye, T. (2017). Power System Analysis & Design, 6th Ed., pp 449-450.
- 43. Salama M. M. A. ve Chikhani, A. Y. A simplified network approach to the VAr control problem for radial distribution systems, IEEE Trans. Power Deliv., 8(3), 1529–1535, 1993.
- 44. Mahmud, M., Hossain, M. Pota, H.R., ve Nasiruzzamzn, A. B. M., Voltage Control of Distribution Networks with Distributed Generation using Reactive Power Compensation, 2011 37th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, IECON, 985-990, 7-10 Kasım 2011.
| APA | DOGANSAHIN K, kekezoglu b, YUMURTACI R (2020). Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model. , 275 - 285. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| Chicago | DOGANSAHIN Kadir,kekezoglu bedri,YUMURTACI RECEP Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model. (2020): 275 - 285. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| MLA | DOGANSAHIN Kadir,kekezoglu bedri,YUMURTACI RECEP Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model. , 2020, ss.275 - 285. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| AMA | DOGANSAHIN K,kekezoglu b,YUMURTACI R Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model. . 2020; 275 - 285. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| Vancouver | DOGANSAHIN K,kekezoglu b,YUMURTACI R Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model. . 2020; 275 - 285. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| IEEE | DOGANSAHIN K,kekezoglu b,YUMURTACI R "Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model." , ss.275 - 285, 2020. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| ISNAD | DOGANSAHIN, Kadir vd. "Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model". (2020), 275-285. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.463225 |
| APA | DOGANSAHIN K, kekezoglu b, YUMURTACI R (2020). Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(1), 275 - 285. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| Chicago | DOGANSAHIN Kadir,kekezoglu bedri,YUMURTACI RECEP Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35, no.1 (2020): 275 - 285. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| MLA | DOGANSAHIN Kadir,kekezoglu bedri,YUMURTACI RECEP Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.35, no.1, 2020, ss.275 - 285. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| AMA | DOGANSAHIN K,kekezoglu b,YUMURTACI R Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(1): 275 - 285. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| Vancouver | DOGANSAHIN K,kekezoglu b,YUMURTACI R Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(1): 275 - 285. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| IEEE | DOGANSAHIN K,kekezoglu b,YUMURTACI R "Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35, ss.275 - 285, 2020. 10.17341/gazimmfd.463225 |
| ISNAD | DOGANSAHIN, Kadir vd. "Maksimum bağlanabilirlik kapasitesi hesabına yönelik geliştirilen yeni bir matematiksel model". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35/1 (2020), 275-285. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.463225 |
