A. Sivandian

Thesis Title:

Hosting Capacity Analysis of Low-Voltage Networks for Photovoltaic Resources Installation with Considering Overvoltage Limitation

Abstract:

Recent global statistics show high growth rate of photovoltaic (PV) resources capacity in the power system, especially in the low-voltage (LV) grid. Increasing the installed capacity of these resources has been confronted the distribution network with various challenges such as unidirectional power delivery, which is from the distribution station towards consumers usually, is changed to power flow from downstream to upstream network and results in overvoltage problem in the feeder. This thesis investigates the overvoltage due to the high penetration of PV resources in the LV and unbalanced networks. In this regard, several approaches are studied to prevent overvoltage including reactive power consumption by PV inverters using different strategies (constant power factor, active power dependent power factor, reactive power consumption based on point of common coupling (PCC) voltage, and active power and PCC voltage dependent power factor) and self-consumption increment by utilizing the energy storage systems located on the PV side as the consumer methods, and voltage control at the beginning of the feeder and using centralized energy storages as the distribution utility methods. The main contribution of this thesis is to determine the hosting capacity of PV resources on a feeder without violation of overvoltage limits in which the voltage control methods are used to prevent the overvoltage problem. Determination of maximum capacity, which is known as the hosting capacity of the feeder, depends on the employed voltage control strategy, network topology and parameters, and how the PV resources are distributed on the different phases of feeder. The hosting capacity of feeder is determined for all voltage control strategies, and the impacts of these methods on the other operation indices is investigated by implementing them in a test feeder for two month operation period. For this purpose, the real output data of installed PVs in Isfahan University of Technology and typical load profile of Isfahan distribution network utility are used for a sample LV feeder. Finally, the introduced strategies for increasing PV penetration in the feeder are evaluated and compared.

عنوان پایان نامه:

تحلیل ظرفیت پذیری شبکه های توزیع ولتاژ کم برای نصب منابع فتوولتائیک با در نظرگرفتن محدودیت اضافه ولتاژ

چکیده:

آمارهای جهانی در سال‌های اخیر، حاکی از نرخ رشد بالای ظرفیت منابع فتوولتائیک در شبکه‌های قدرت، بویژه در بخش فشار ضعیف می‌باشد. افزایش ظرفیت نصب این منابع، شبکه‌های توزیع را با چالش‌های مختلفی مواجه می‌کند؛ از جمله اینکه تحویل یک‌طرفه توان که به طور معمول از پست توزیع به سمت مصرف‌کننده‌ها است، به جریان توان از پایین‌دست به بالادست شبکه تغییر می‌یابد و پدیده‌ی اضافه ولتاژ در فیدر رخ می‌دهد. در این پایان‌نامه موضوع اضافه ولتاژ ناشی از ضریب نفوذ بالای منابع فتوولتائیک در شبکه‌های ولتاژ کم و نامتعادل بررسی می‌شود. در این راستا چندین روش جبران اضافه ولتاژ مختلف شامل: مصرف توان راکتیو توسط اینورتر منابع فتوولتائیک با استراتژی‌های متنوع، بکارگیری ذخیره‌سازها و کنترل ولتاژ ابتدای فیدر بررسی می‌شوند. کار اصلی و جدیدی که در این پایان‌نامه انجام شده‌است، تعیین حداکثر ظرفیت منابع فتوولتائیک روی یک فیدر بر اساس حفظ حدود اضافه ولتاژ با استفاده از روش‌های کنترل ولتاژ است. علاوه بر تعیین ظرفیت‌پذیری فیدر برای هر استراتژی کنترل ولتاژ، تاثیر این روش‌ها در سایر شاخص‌های بهره‌برداری با بکارگیری آ‌ن‌ها در یک بهره‌برداری دوماهه برای یک فیدر نمونه بررسی می‌شود. به این منظور از داده‌های واقعی مربوط به خروجی منابع فتوولتائیک نصب‌شده در دانشگاه صنعتی اصفهان و پروفیل بار شرکت توزیع برق شهرستان اصفهان، روی یک فیدر نمونه ولتاژ کم استفاده می‌شود. در انتها بر اساس مطالعات انجام‌شده، استراتژی‌های معرفی‌شده برای افزایش ضریب نفوذ منابع فتوولتائیک در فیدر ارزیابی و مقایسه می‌شوند.