IMPACT OF HIGH PENETRATION OF SOLAR PV DISTRIBUTED GENERATION ON KARABUK UNIVERSITY LOW VOLTAGE NETWORK

Abstract

ABSTRACT

The installed cost of photovoltaic¬ (PV) systems has reduced over the last years. Such systems can be installed either on land or on the roof as well as floating on water. Today, most integration of PV systems into the power system network is mostly seen on the low voltage distribution network. This inclusion is seen to bring both technological and environmental benefits to the traditional distribution network due to its reduction the pollution, low maintenance, minimization of transmission loss, and stress reduction on the power system. However, high integration brings some negative impacts on the system such as voltage rise, reverse power flow, harmonics, and increased power losses. Therefore, the limits of PV penetration in low voltage networks need to be determined to support the investment and to help the Distribution Network Operators to provide safe and reliable interconnection of PV distributed generation. Karabuk University was taken as a case study in this thesis. Electrical Transient Analyzer Program (ETAP) software was used to simulate the power system of Karabuk University’s electrical network. According to the simulation results, the voltage profile was improved and the feeder losses decreased as the PV penetration increased. The total harmonic distortion was increasing as the PV penetration increased. And finally, we concluded that the PV penetration level at Karabuk university must not exceed 75%.

ÖZET

Fotovoltaik (PV) sistemlerinin kurulu maliyeti son yıllarda azalmıştır. Bu sistemler karada veya çatıda kurulabileceği gibi su üzerinde yüzerek de yapılabilmektedir. Günümüzde, PV sistemlerinin güç sistemi ağına çoğu entegrasyonu, çoğunlukla alçak gerilim dağıtım şebekesinde görülmektedir. Bu dahil etmenin, kirliliği azaltması, düşük bakım gerektirmesi, iletim kaybını en aza indirmesi ve güç sistemi üzerindeki stresi azaltması nedeniyle geleneksel dağıtım şebekesine hem teknolojik hem de çevresel faydalar sağladığı görülmektedir. Ancak yüksek entegrasyon, sistem üzerinde voltaj yükselmesi, ters güç akışı, harmonikler ve artan güç kayıpları gibi bazı olumsuz etkileri beraberinde getirmektedir. Bu nedenle, yatırımı desteklemek ve Dağıtım Şebekesi Operatörlerinin PV dağıtılmış üretimin güvenli ve güvenilir ara bağlantısını sağlamalarına yardımcı olmak için alçak gerilim şebekelerinde PV penetrasyon sınırlarının belirlenmesi gerekir. Bu tezde Karabük Üniversitesi örnek olay olarak alınmıştır. Karabük Üniversitesi elektrik şebekesinin güç sisteminin simülasyonu için Elektriksel Geçici Analiz Programı (ETAP) yazılımı kullanıldı. Simülasyon sonuçlarına göre, PV penetrasyonu arttıkça gerilim profili iyileştirilmiş ve fider kayıpları azalmıştır. PV penetrasyonu arttıkça toplam harmonik distorsiyon artıyordu. Ve son olarak Karabük üniversitesindeki PV penetrasyon seviyesinin %75'i geçmemesi gerektiği sonucuna vardık.