Yenilenebilir enerjilere dayalı dağıtılan hibrit sistemin entegrasyonu ile Kerkük'te kırsal bir dağıtım şebekesinin performansının artırılması

Abstract

Bu araştırma, Kerkük / Irak şehrinin güneybatısındaki uzak bir kırsal alanda yer alan, düşük performans gösteren geleneksel bir ağın vaka incelemesini sunmaktadır. 11 kV gerilimli 93 bara radyal dağıtım sistemi olup, sistemdeki en uzak bara kaynaktan 27 km uzaklıktadır. Sonuç olarak, bu bölgedeki tüketiciler, hattaki yüksek güç kayıplarının yanı sıra, güç kaynağında ciddi voltaj düşüşleri ve sık kesintilerden muzdariptir. Dağıtım sistemlerini geliştirmek için dağıtılmış üretim (DG) ve şönt kapasitörlerin (SC) önemi göz önüne alındığında, bu araştırma, çalışma alanındaki mevcut kaynaklardan yararlanmak ve yenilenebilir enerjilere dayalı hibrit bir dağıtılmış üretim sistemi oluşturmak için çalışır. Kırsal alana elektrik sağlamak ve güç sisteminin performansını artırmak için güneş enerjisi, hidroelektrik, piller ve kapasitörlerden oluşur. Ayrıca, güç akışını analiz etmek için OpenDSS COM sunucu yazılımı aracılığıyla MATLAB ile arayüzlenen OpenDSS kullanılırken, AutoAdd algoritması dağıtılmış jeneratörlerin (DG'ler) ve şönt kapasitörlerin (SC'ler) optimum entegrasyonunu bulmak için kullanılır. Sistem üç farklı durumda simüle edilir: iki senaryoya göre en yüksek ortalama yük, en düşük ortalama yük ve en yüksek ortalama yükün %60'ı: bağımsız mod ve bağlı mod. Her durumda, optimizasyon sonuçları, önerilen tekniklerin etkinliğini gösterir ve tüm baralarda voltaj profilini standart sınırlar içinde olacak şekilde iyileştirir (0,95 ≤ Vi ≤1,05) ve toplam güç kayıplarını önemli ölçüde azaltır. En yüksek ortalama yükte güç kaybındaki azalma yüzdesi, ada modunda ve bağlı modda sırasıyla %97 ve %96'dır. Ayrıca sistemin bağımsız moddaki performansı, voltaj seviyesi ve kayıp azaltma açısından bağlı moddaki performansından daha iyidir. Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir PV/Mini-Hidro/ batarya Sistemi; Dağıtılmış Nesil; Şönt Kapasitör; optimizasyon; OpenDSS ve AutoAdd Yazılımı; şebekeye bağlı veya Tek başına.

This research presents a case study of a poorly performing traditional network located in a remote rural area southwest of the city of Kirkuk / Iraq. It is a 93 node radial distribution network with voltage of 11 kV, the farthest bus in the system is 27 km from the source. Consequently, consumers in this region suffer from severe voltage drops and frequent interruptions in the power supply along with high power losses in the line. Given the significance of distributed generation (DG) in enhancing electrical power systems and improving distribution networks, this research works to take advantage of the available resources in the study area and build a hybrid system of distributed generation based on renewable energies. Consisting of solar PV, hydropower, batteries and capacitors in order to provide electricity for the rural area and enhancing the performance of the power system. Furthermore, OpenDSS software interfaced with MATLAB via the OpenDSS COM server, is used to analyze the power flow, while the AutoAdd algorithm is used to locate the optimal integration of distributed generators (DGs) and shunt capacitors (SCs). The system is simulated at three different cases: the highest average load, the lowest average load and 60% of the highest average load according to two scenarios: standalone mode and connected mode. In all cases, the results of the optimization shows the efficiency and effectiveness of the suggested techniques and improve the voltage profile to be within the standard limits (0.95 ≤ Vi ≤1.05) in all buses and significantly reducing the overall power losses of the system. The percentage reduction of power loss at the highest average load is 97% and 96% in the island mode and the connected mode respectively. Also, the performance of the system in standalone mode is better than its performance in connected mode in terms of voltage level and loss reduction. Keywords: Renewable PV/Mini-Hydro/Battery System; Distributed Generation; Shunt Capacitor; Optimization; OpenDSS & AutoAdd Software; Grid Supplemented or Standalone.