FOTOVOLTAİK İNVERTERLER İLE REAKTİF GÜÇ OPTİMİZASYONU

Son yıllarda yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik üretimine artan yönelim sebebiyle elektrik dağıtım şebekelerinde özellikle fotovoltaik (PV) tabanlı kaynaklar olmak üzere dağıtık üretim santraller oldukça yaygınlaşmış ve bu santrallerin payı gün geçtikçe artmaktadır. Bu durumun şebeke üzerindeki etkileri üzerine çalışmalar günümüzde artan bir önem kazanmıştır. Genel bir kanı olarak “tüketimin olduğu yerde üretim” konsepti daha düşük teknik kayıp ve ideale yaklaştırılmış gerilim profili gibi şebekeyi daha iyi koşullarda çalışmasına yardımcı olabileceği gibi; iyi planlanmamış, şebekenin ihtiyacının çok altında veya çok üstünde dağıtım üretimin yapılması durumunda şebeke, olduğundan daha kötü koşullarda çalışabilmektedir. Bu durumlarda, şebekenin sürdürülebilir çalışma koşullarında çalışabilmesi için dağıtım sistemi operatörlerinin (DSO) yapması gereken yatırımı artırmaktadır. Bu yatırımlar arasında pratikte en fazla uygulananlar, mevcut hatların akım taşıma kapasitesi yüksek hatlar ile değiştirilmesi, şebekeye yeni hatlar/bağlantılar eklenmesi ve kapasitörler aracılığıyla reaktif güç kompanzasyonudur. PV inverterlerin tasarımlarının doğası gereği belirli limitler kapsamında gerek kapasitif gerekse endüktif reaktif güç desteği verebilmektedirler ve bu inverterların reaktif güç kompansatörü olarak kullanılması, yatırım ihtiyacını azaltabilmektedir. Bu çalışmada, dağıtım şebekesindeki PV santrallerin reaktif güç limitlerini göz önüne alınarak şebekenin gerilim profilini iyileştirmek için alınması gereken reaktif güç desteğinin optimum miktarı hesaplanmasına yönelik Python tabanlı, Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) algoritması geliştirilecektir. Şebeke modelleme, analiz ve simülasyon için DIgSILENT PowerFactory şebeke analiz programı kullanılacak ve geliştirilen optimizasyon algoritması ile modellenen şebekeye, Python aracılığıyla bağlanılıp gerekli analizler yapılacak ve raporlanacaktır.

Anahtar Kelimeler:

Fotovoltaik, Parçacık Sürü Optimizasyonu, Reaktif Güç

PDF

___

[1] Weckx, S., Gonzalez, C., & Driesen, J. (2014). Combined central and local active and reactive power control of PV inverters. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 5(3), 776-784.
[2] Cagnano, A., De Tuglie, E., Liserre, M., & Mastromauro, R. A. (2011). Online optimal reactive power control strategy of PV inverters. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58(10), 4549-4558.
[3] Kabiri, R., Holmes, D. G., McGrath, B. P., & Meegahapola, L. G. (2015). LV grid voltage regulation using transformer electronic tap changing, with PV inverter reactive power injection. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, 3(4), 1182-1192.
[4] Almeida, D., Pasupuleti, J., & Ekanayake, J. (2021). Comparison of Reactive Power Control Techniques for Solar PV Inverters to Mitigate Voltage Rise in Low-Voltage Grids. Electronics, 10(13), 1569.
[5] Kennedy, J., & Eberhart, R. (1995, November). Particle swarm optimization. In Proceedings of ICNN'95-international conference on neural networks (Vol. 4, pp. 1942-1948). IEEE.
[6] Del Valle, Y., Venayagamoorthy, G. K., Mohagheghi, S., Hernandez, J. C., & Harley, R. G. (2008). Particle swarm optimization: basic concepts, variants, and applications in power systems. IEEE Transactions on evolutionary computation, 12(2), 171-195.
[7] Zhan, Z. H., & Zhang, J. (2008, September). Adaptive particle swarm optimization. In International conference on ant colony optimization and swarm intelligence (pp. 227-234). Springer, Berlin, Heidelberg.
[8] Albarracin, R., & Alonso, M. (2013, May). Photovoltaic reactive power limits. In 2013 12th International Conference on Environment and Electrical Engineering (pp. 13-18). IEEE.