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.