PSCAD/EMTDC simülasyon programı kullanılarak bir mikro şebekenin yük frekans kontrolü (LFC)

Abstract

Güç kalitesinin sürekliliği, günümüzün modern şebeke yapısında ve geleceğin akıllı şebeke yapısında önemlidir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının mevcut şebeke sistemine dâhil edilmesi ve teknolojik cihazların kullanımının artması güç kalitesinin düşmesine neden olacaktır. Güç sistemi harmonikleri, güç kalitesinde düşüşe neden olan faktörlerden biri olarak nitelendirilebilir. Bu faktörün etkileri önlenmezse, güç sistemlerinin performansında ve güvenilirliğinde ekonomik kayıplara neden olacak bir düşüşe yol açacaktır. Bu çalışmada, yakın gelecekte hayatımızda çok önemli bir rol oynayacak ve muhtemelen yeni şebeke altyapısına örnek olabilecek bir mikro şebeke tasarlanmıştır. Bu mikro şebeke, PSCAD/EMTCD programı ile simule edilmiştir. Güç sistemi simülasyon programları arasında PSCAD/EMTDC programı, gelişmiş grafik olanakları ve gerçek zamanlı model uygulamaları gibi öne çıkan özelliklerinden dolayı tercih edilmiştir. Mikro şebekelerin, sistem güvenilirliğini artırmak, dağıtık üretim (DG) birimleri arasında paylaşmak ve frekans-gerilim değerlerini belirli sınırlarda tutmak için kontrol yöntemlerinin kullanması gerekmektedir. Bu çalışmada en çok kullanılan yöntemlerden biri olması ve literatürdeki başarısı kanıtlanmış olması nedeniyle droop control yöntemi tercih edilmiştir. Tasarlanan sistem dört farklı senaryo ile test edilmiş ve sonuçlar tartışılmıştır. Güç kalitesini etkileyen nedenlerden biri olan yük frekansı kontrolü (LFC) özellikle analiz edilmiştir. Tüm senaryolardan elde edilen sonuçlara göre, dört numaralı senaryo hariç, frekans aralığının 58-60 Hz bandını geçmediği belirlenmiştir. Elektrikli araçların (EV) sisteme dâhil edilmesi durumunda yeni çözüm önerileri sonucunda sağlanan ek maliyetler ve avantajlar değerlendirilmiştir. Özellikle çift yönlü enerji akış (V2G) özelliğine sahip elektrikli araçların şebekeye bağlanmaları sonucu ortaya çıkan yeni durumlar incelenmiştir.