Güç Kalitesi Milli Projesi” ile ilgili çağrılı bir bildiri
Transkript
Güç Kalitesi Milli Projesi” ile ilgili çağrılı bir bildiri
Misyon Misyon: Mi Ülkemizin insan kaynaklarını ve bilgi birikimini kullanarak Güç Kalitesi’nin iyileştirilmesi ve reaktif güç akışlarının denetlenmesi alanlarında Türkiye Elektrik İletim Sistemi’ne uygulanacak yaklaşım, yöntem ve teknolojileri gelecekte değişebilecek koşul ve isterler karşısında genişletilebilir, iyileştirilebilir bir biçimde esnek ve e ülke koşullarına koş llar na uygun g n olarak üretmek. üretmek Vizyon Vizyon: Vi Şu ana kadar Dünya ölçeğinde yapılmış bulunan en geniş kapsamlı güç kalitesi uygulamasını Türkiye Elektrik İletim Sistemi’nde hayata geçirmek ve bu konu ile ilgili sürdürülebilir ve geliştirilebilir en ileri teknolojileri üretmek. Projenin Amacı Türkiye y Elektrik İletim Sisteminde Güç ç Kalitesine Etki Eden Değişkenleri ve Güç Akışını İzleme, Problemlerin Tespiti, Değerlendirilmesi ve Karşı Önlemlerin Hayata Geçirilmesi ç Uygulama Alanı • 400 kV ve 154 kV Elektrik İletim Sistemi • Elektrik El kt ik İletim İl ti Sistemi Si t i ile il Dağıtım D ğ t Şirketlerinin Şi k tl i i ve İletim Sisteminden doğrudan ğ beslenen müşterilerin arasındaki orta gerilim arayüzü Proje Ortakları Türkiye Elektrik İletim A.Ş. (TEİAŞ) Katılımcı, Müşteri TÜBİTAK Uzay Teknolojileri Araştırma Enstitüsü Şemsiye Kuruluş Kuruluş, Katılımcı Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ) Katılımcı Hacettepe Üniversitesi (HÜ) Katılımcı Dokuz Eylül Üniversitesi (DEÜ) Katılımcı Yıldız Teknik Üniversitesi (YTÜ) Katılımcı Proje Bütçesi Proje Bütçesi ~ 14 Milyon Euro Bu projenin tüm bütçesi TÜBİTAK KAMAG tarafından 1007 kodlu Kamu Kurumları Araştırma Projeleri Destekleme Programı kapsamında karşılanmaktadır. Katılımcı kuruluşlar TÜBİTAK KAMAG’a KAMAG a teşekkürlerini sunar. Proje Takvimi Takvim: 1 Mart 2006 – 31 Aralık 2009 (46 ay) Alt Projeler GÜÇ Ç KALİTESİ MİLLİ PROJESİ ŞEMSİYE PROJE Türkiye Elektrik İletim Sistemi Güç Kalitesi İzleme Projesi Mobil Güç Kalitesi Ölçümleri Elektrik İletim Sistemi Ana Elemanlarının Kayıplarının Tespitine Yönelik Sayaç Altyapısı Oluşturulması Geçici Rejim Ölçüm Altyapısı Oluşturulması, Kayıtlar ve Mevcut Ölçü Transformatörlerinin Kalibrasyonu Araştırma Grupları Araştırma, İnceleme ğ ve Değerlendirme Projeleri STATKOM OG Aktif Güç Filtresi Parafudr Sayaçları y ç 9 Organizasyon Şeması Organizasyon Şeması Katılımcı Kuruluş Bazında Örgütlenme Organizasyon Şeması Proje Paketleri Bazında Örgütlenme www.guckalitesi.gen.tr Web Sayfası ALT PROJELER Tü ki Elektrik Türkiye El kt ik İletim İl ti Sistemi Si t i Güç Gü Kalitesi K lit i İzleme Projesi Proje Sorumlusu :Turan DEMİRCİ Güç Kalitesi IEC (International Electrotechnical Commission) 61000 4 30 T 61000-4-30 Test ve Öl Ölçüm ü Teknikleri-Güç T k ikl i Gü Kalitesi K li i Ölçüm Yöntemleri ‘ne göre Güç Kalitesi Tanımı: Elektrik Sisteminin herhangi bir noktasındaki elektriğin, referans alınan teknik parametrelere göre değerlendirilen özellikleri Güç Kalitesi IEC 61000-4-30 61000 4 30’a a göre Güç Kalitesi Parametreleri ve Olayları: Güç Kalitesi Parametreleri: • Gerilimin etkin değeri • Akımın etkin değeri • Frekans • Gerilim G ili harmonikleri h ikl i • Akım harmonikleri • Gerilim kırpışması • Gerilim dengesizliği Güç Kalitesi Olayları: • Gerilim çukuru (çökmesi) • Gerilim tepesi (kabarması) • Gerilim kesintisi Güç Kalitesi Bu proje kapsamında ölçülen, kayıt edilen ve izlenen Güç Kalitesi parametreleri ve olaylarına ilişkin sınır değerler şu yönetmelik ve standartlarda tanımlanmıştır: 1- Elektrik 1 El kt ik İletim İl ti Sistemi Si t i Arz A Güvenilirliği Gü ili liği ve Kalitesi K lit i Yönetmeliği (10.11.2004 ve 24.09.2008) Akım harmonikleri endüktif ve kapasitif reaktif güç sınırları harmonikleri, 2- Elektrik Piyasası y Ş Şebeke Yönetmeliği ğ ((22.01.2003 ve 12.11.2008) Gerilim harmonikleri Güç Kalitesi Bu proje kapsamında ölçülen, kayıt edilen ve izlenen Güç Kalitesi parametreleri ve olaylarına ilişkin sınır değerler şu yönetmelik ve standartlarda tanımlanmıştır (Devam): 3- IEC 61000-4-30 3 61000 4 30 T Testt ve Öl Ölçüm ü Teknikleri-Güç T k ikl i Gü Kalitesi Ölçüm Yöntemleri Gerilim tepesi, çukuru ve kesintisi sınırları 4- IEEE Std.1159-1995 Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality Gerilim tepesi, çukuru ve kesintisi sınırları Güç Kalitesi Ölçüm Tekniklerinin Referans Aldığı Standartlar: 1- IEC 61000-4-30 Test ve Ölçüm Teknikleri-Güç Kalitesi Ölçüm Yöntemleri 2- IEC 61000-4-7 Deneyler ve Ölçme Teknikleri-Güç K Kanağı ğ Si Sistemlerinde t l i d ve Bunlara B l Bağlı B ğl Cihazlardaki Cih l d ki Harmonik ve Ara Harmoniklerin Ölçmeleri ve Ölçme Cih Cihazı iiçin i Genel G l Kılavuz Kl Güç Kalitesi Ölçüm Tekniklerinin Referans Aldığı Standartlar (Devam): 3- IEEE Std.1159-1995 Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality 4- IEC 61000-4-15 4 61000 4 15 K Kırpışma Ölçer-Fonksiyon Öl F k i ve Tasarım Özellikleri Güç Kalitesi İzleme Sistemi Geliştirilen Güç Kalitesi Çözümleyicisi TÜBİTAK-UZAY tarafından geliştirilen Güç Kalitesi Çözümleyicisi Geliştirilen Güç Kalitesi Çözümleyicisi • İki fider izleme: 6 akım, 6 gerilim kanalı • Örnekleme hızı / kanal: 25 600 örnek/sn •Ç Çözünürlük / kanal: 16 bit A/D • GPS eş zamanlama doğruluğu: 100 ns • Sınıf A, IEC 61000-4-30 • EMC: EN 61326,, EN 55011 Geliştirilen Güç Kalitesi Çözümleyicisi Elektriksel Değişkenler Ölçüm Aralığı Çözünürlük Doğruluk Gerilimin Etkin Değeri 0-230 V 16-bit ± % 0.02 Akımın Ak m n Etkin Değeri 0-5 A 16-bit ± % 0.02 Frekans 45.000-55.000 Hz 0.001 Hz ± 0.001 Hz G Güç ± % 0.05 Geliştirilen Güç Kalitesi Çözümleyicisi Ölçülen parametreler, olay olmaması durumunda 10 dakikalık ortalama etkin değerler olarak 24 saatte bir MGKİM’ye iletilir. Herhangi bir Güç Kalitesi Olayı olması durumunda, olayın 3 saniye öncesi ve 3 saniye sonrasını da içerecek şekilde akım ve gerilimlerin anlık değerlerine ilişkin ham veriler anında MGKİM’ye İ iletilir. Güç Kalitesi İzleme Sistemi Bugüne kadar: 153 Güç Kalitesi Çözümleyicisinin 68 trafo merkezine montajı tamamlanmıştır. Güç Kalitesi İzleme Sistemi Türkiye Elektrik İletim Sistemi’nin tam olarak izlenebilmesi için tesis edilmesi gereken Güç Kalitesi Çözümleyicileri (Tahmini sayı: 2000) Güç Kalitesi İzleme Sistemi Diliskelesi Trafo Merkezine Monte edilmiş GPS Anteni Güç Kalitesi Çözümleyicileri Panosu Karamürsel Trafo Merkezine Pano Montajı Güç Kalitesi İzleme Sistemi Güç Kalitesi Çözümleyicileri Çö ü l i il i Panosu Güç Kalitesi Çözümleyicileri Ç y Panosu Zekeriyaköy TM Davutpaşa GİS TM Güç Kalitesi İzleme Merkezi MGKİM Güç Kalitesi İzleme Merkezi M bil Güç Mobil Gü Kalitesi K lit i Ölçümleri Öl ü l i Proje Sorumlusu : Ercüment ÖZDEMİRCİ Mobil Ölçüm Merkezleri TOPLAM 195 TRAFO MERKEZİNDE MOBİL ÖLÇÜMLER GERÇEKLEŞTİRİLMİŞTİR Mobil Ölçüm Sistemleri “Türkiye Elektrik İletim Sistemi’nde Harmonik Bozulma ve Kırpışma Parametrelerinin Oluşturulan Güç Kalitesi Veritabanı Yardımıyla Değerlendirilmesi “ isimli bildiri Perşembe 13:30-15:00 oturumunda Maşukiye salonunda sunulacaktır. G i i Rejim Geçici R ji Altyapısı Alt Oluşturulması, Ol t l Kayıtlar ve Mevcut Ölçü T Transformatörlerinin f tö l i i Kalibrasyonu K lib Proje Sorumlusu : Cem Özgür GERÇEK Amaç Alt Projenin Amaçları: 1- Türkiye Elektrik İletim Sistemi’nde 400, 154 ve 36 kV gerilim seviyelerine bağlı mevcut konvansiyonel gerilim ve akım ölçü transformatörlerinin harmonik bil bileşenlere l karşı k öl ölçüm ü doğruluklarını d ğ l kl sayısall olarak saptamak. Elde edilen kalibrasyon katsayılarını Güç Kalitesi Çözümleyicilerine yükleyerek Güç Kalitesi’ne ilişkin yönetmeliklerin uygulanmasından yg kaynaklanabilecek y ihtilafların ortaya çıkmasını önlemek. Amaç Alt Projenin Amaçları (Devam): 2- Geçici ç Rejim j Olaylarını y (Ş (Şönt-Reaktör,, Kondansatör,, Güç Transformatörü, Seri Kondansatör Anahtarlamaları, Bara Transferi, Büyük Motorların Yolalması, Kesici Operasyonları, Yıldırım vb...) kaydetmek sonuçlarını yorumlamak ve güç sistemi kaydetmek, elemanları üzerinde, varsa olumsuz etkileri gidermek amacıyla karşı önlemleri geliştirmek. amacıyla, geliştirmek Özet Konvansiyonel y Ölçü ç Trafoları Optik p Duyargalar y g ve RCVT Frekansa bağımlı çıkış Optik Duyargalarda: Gerilimde 6 kHz, Akımda 20 kHz’e; RCVT’de: 1 MHz’e kadar yüksek doğrulukta ölçüm Yüksek akımlarda doyum problemi Doyum problemi yok Genişş yer y kaplama p Düşük ş ağırlık ğ Yağ izolasyonu Yüksek basınçlı nitrojen yalıtım Ferrorezonans olasılığı Ferrorezonans yok Harmonik ölçümlerinde yetersizlik IEC 0.2S ve IEC 60044 ölçüm doğruluk kıstaslarına uygunluk Aynı cihazda hem ölçüm hem koruma Mobil Platformlar Mobil Platformlar Mobil Platformlar Mobil Platformlar Mobil Platformlar Mobil Platformlar Mobil Platformlar Mobil Platformlar Ölçüm Sistemi İçin Römorklar Ölçüm Sistemi Örnek Pano Araştırma Grupları Araştırma, İnceleme ve Değerlendirme Projeleri Proje Sorumluları : Meral GÜLENLER / TEİAŞ Prof. Dr. Işık ÇADIRCI / BİLTEN Prof Dr Prof. Dr. Nevzat ÖZAY / ODTÜ Prof. Dr. Eyüp AKPINAR / DEÜ Prof. Dr. Celal KOCATEPE / YTÜ Dr. Umut SEZEN / HÜ Kabul Edilen Makaleler * Yayın Tanımı ÖNERİLEN GERÇEKLEŞEN Ulusal Dergi Makalesi 10 2 Uluslararası Dergi Makalesi 24 6*+11** Uluslararası Konferans Bildirisi 25 23 Ulusal Konferans Bildirisi 12 24 Kabul edilmiş veya yayınlanmış dergi makalesi ** Hakemlerce değerlendirme aşamasında Kabul Edilen Makaleler Doktora ODTÜ Yüksek Lisans Tamamlanan Devam Eden Tamamlanan Devam Eden 2 3 6 6 4 5 2 2 1 HÜ DEÜ YTÜ 1 3 3 3 Toplam 3 8 15 15 STATKOM Alt Projesi Proje Sorumlusu : Burhan GÜLTEKİN Amaç Alt Projenin Amacı: 154 kV veya y 400 kV g gerilim seviyelerinde y Gerilim Düzenlemesi (Terminal Voltage Regulation) yapmak. Yan Amaçlar: • Gerektiğinde Reaktif Güç Kompanzasyonu yapmak • Güç Sistemi Kararlılığı’na katkıda bulunmak STATKOM Alt Projesi STATKOM Modülü Güç Katı STATKOM Alt Projesi STATKOM Modülü Güç Katı • 3 3-faz, faz, Y Y-bağlı, bağlı, çok seviyeli çevirgeç / hatlar arası 21 seviye, hat-nötr 11 seviye • Gerilim G ili Kaynağı K ğ Ç Çevirgeç i • Hat nötr arası beş adet seri bağlı H-köprü • 10.5 kV, ±10 MVAr anma değerleri • Anahtarlama frekansı 150 Hz • 300 cm x 330 cm x 100 cm (LxWXD) STATKOM Alt Projesi ± 700 kVAr H-Köprü H Köprü Ünitesi • Kompakt, Modüler ve Tam Esnek Tasarım • ± 700 kVAr Anma Gücü • 90 cm x 60 cm x 90 cm (LxWXD) • Lamine L i L L- Bara B • HV IGBT ve Sürücü Kartları • Ön Kontrol ve Bağlantı Panosu • Bezli Fiber Taşıyıcı İskelet • Paralel Bağlı Kondansatörler • İyonları Giderilmiş Sulu Soğutma Vbuss Kuplaj Reaktörü Istatkom Vstatkkom STATKOM Alt Projesi X=jwL X jwL Im Im w w Istatkom Re Vstatkom Istatkom Vbus Endüktif Mod Re Vbus Vstatkom Kapasitif p Mod STATKOM Alt Projesi 154 kV Şebeke (PCC) vbus vstatcom istatcom Kuplaj Transformatörü (154/10.5 kV; 50/62.5 MVA) Kapasitif Vbus Ön Şarj Direnci Bypass Anahtarı vbus istatkom Kuplaj Reaktörü Istatkom Vstatkom ±50 MVAr STATKOM Endüktif vstatkom STATKOM Alt Projesi 154 kV Şebeke (PCC) istatkom vbus vstatkom Kuplaj Transformatörü (154/10.5 kV; 50/62.5 MVA) Tepki Süresi = ~ 40msn Endüktif Vbus Ön Şarj Direnci Bypass Anahtarı istatkom vstatkom Kapasitif p vbus Kuplaj Reaktörü Istatkom Vstatkom ±50 MVAr STATKOM Tepki Süresi = ~ 40msn Kapasitif Endüktif STATKOM Alt Projesi Konteyner Tasarımı ve Yerleşim Planı O t Gerilim Orta G ili Aktif Güç Gü Filtresi Filt i Alt Projesi Proje Sorumlusu : Alper TERCİYANLI Amaç Alt Projenin Amacı: OG seviyesinde, dağıtım/iletim sistemi arayüzünde paralel rezonansa yol açabilecek, dağıtım sisteminden kaynaklanan akım harmoniğini/lerini filtrelemek. Yan Amaç: Gerektiğinde reaktif güç kompanzasyonu yapmak yapmak. Akım Kaynaklı Aktif Güç Filtresi Akım Kaynaklı Aktif Güç Filtresi Uygulama Prototipi BURSARAY Akım Kaynaklı Aktif Güç Filtresi BURSARAY Akım Kaynaklı Aktif Güç Filtresi APF Devre Dışı APF Devrede BURSARAY Akım Kaynaklı Aktif Güç Filtresi Çevirgeç Akımı Hat Akımı BURSARAY Akım Kaynaklı Aktif Güç Filtresi Denizli-2 TM Aktif Güç Filtresi Denizli-2 Trafo Merkezi 5 MVA Ak Akım Kaynaklı K kl Aktif Gü Güç Filtresi Filt i Özellikler: 100 90 - 31.5-34.5 kV 5. Akim Harmonigi (A-rms) 80 70 OG bağlantı seviyesi 60 50 - Bağımsız ve paralel 40 30 çalışabilen 4 adet alt modül 20 - Tamamen mobil sistem 10 0 10:45 11:15 11:45 12:15 12:45 zaman 13:15 13:45 14:15 Denizli-2 TM Aktif Güç Filtresi Dorse Tasarımı Sonuçlar Bu proje kapsamında üretilen teknolojilerin TEİAŞ tarafından yaygınlaştırılıp, etkin bir biçiminde kullanılması durumunda: • Orta ve uzun dönemde Türkiye Elektrik Sistemi’nde güç kalitesi iyileştirilerek ilgili evrensel standartları sağlar hale gelinecektir; • Elektrik Piyasası Şebeke Yönetmeliği ve Elektrik İletim Sistemi Arz Gü Güvenilirliği ili liği ve Kalitesi K lit i Yönetmeliği’nin Yö t liği’ i ilgili il ili hükümlerinin hükü l i i aşamalı l bi bir biçimde uygulanabilir hale gelmesi sağlanacaktır; • İletim ve Dağıtım Sisteminde kayıpların %10 – 20 oranında azaltılmasına zemin hazırlanabilecektir; • Mevcut tesislerle daha fazla elektriksel g güç ç iletilip p dağıtılabilmesi ğ sonucunda, elektrik enerjisine dayalı yatırımlarda ötelenmelerin sağlanması ile kaynaklar daha acil ve verimli alanlara kaydırılabilecektir; Sonuçlar Bu p proje j kapsamında p üretilen teknolojilerin j TEİAŞ Ş tarafından yaygınlaştırılıp, etkin bir biçiminde kullanılması durumunda: • Alınacak önlemlerin hayata y g geçirilmesi ç ile g güç ç kalitesinin önemli ölçüde iyileştirilmesi sonucu endüstriyel ürünlerin kalitesinde yükselme ve üretim kayıplarında düşüş sağlanacaktır; • Türkiye’nin orta ve uzun dönemde gereksinim duyacağı güç kalitesi konusunda uzmanlaşmış mühendis ve araştırmacı potansiyelinin artmasına önemli ölçüde katkıda bulunulacaktır; • Dağıtım şirketleri ve iletim sisteminden doğrudan beslenen müşteriler kendi fiderlerini doğrudan izleme olanağına kavuşacaktır; • Üniversite ve araştırma enstitülerinde çalışan araştırmacıların gerçek güç kalitesi verilerine ulaşması sağlanacaktır. Teşekkür Proje’ye verdikleri desteklerden dolayı TÜBİTAK Başkanlığı’na TEİAŞ Genel Müdürlüğü’ne Kamu Araştırmaları Grubu (KAMAG)’na (KAMAG)’na Proje İzleyicileri’ne TEŞEKKÜR EDERİZ.