Dağıtım şebekelerinde enerji depolama sistemleri

Abstract

Günümüzde ekonomi, nüfus ve şehirleşmenin sürekli artış gösteriyor olmasına bağlı olarak enerji ihtiyacının sürekli yükselmesi ve yükselen elektrik enerjisi talebinin karşılanmasında kullanılan geleneksel enerji üretiminin büyük çoğunluğunun fosil yakıt esaslı kaynaklardan üretim yapıyor olmasına bağlı olarak neden oldukları sera gazı salınımlarının çevre kirliliği gibi olumsuzlukları gibi nedenlerden dolayı yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) ile temiz enerji üretimi kavramı önem kazanmıştır. Bu doğrultuda sürdürülebilir enerji sistemleri gelişmesi için ekonomik ve politik olarak küresel hedefler oluşturulmuştur. Yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekeye entegrasyonuyla hem çevresel hem de şebeke işletmesi için birçok fayda sağlıyor olsa da beraberinde birtakım sorunları da beraberinde getirmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarından (YEK) kaynaklanan sorunların ana sebebi YEK'lerin meteorolojik olaylara bağlı üretim yapmasından dolayı sahip oldukları kesintili güç çıkışlarıdır. Bu tez çalışmasında dağıtım şebekelerinin daha ekonomik ve daha güvenilir şekilde işletilebilmesi için yenilenebilir temelli dağıtım şebekelerinde teknik sorunlar açısından enerji depolama sistemlerinin (EDS) ve talep tarafı yönetimi stratejilerinin kullanılması gerekliliği, EDS'ler ile yenilenebilir enerji kaynaklarının optimum kullanımı, yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneş panellerinin Türkiye için değerlendirilmesi ve güneş santrali ve EDS türlerinden olan batarya depolama sisteminin dağıtım şebekelerine optimal yerleşimi ve optimal boyutu, optimal planlanması yapılan sistemin işletim modeli oluşturularak, şarj-deşarj zamanları belirlenmesi çalışmaları yapılmıştır. Dağıtım şebekelerinde gerilim sapması ve güç kayıplarını en aza indirecek şekilde EDS'lerin en uygun konumlandırılması ve boyutlandırılması üzerine 33 baralı test dağıtım sisteminde General Algebraic Modeling System (GAMS) programı ile çalışılmıştır. Çalışma da EDS'lerin en uygun yerleşimi ile güç kayıplarının ve gerilim sapmalarını azalabileceği ve sistemin daha verimli ve güvenilir şekilde işletilebileceği ortaya konmuştur.Curently, due to the continuous increase in the need for energy due to the continuous increase in the economy, population and urbanization, and the negative effects such as greenhouse gas emissions and environmental pollution caused by the fact that the majority of traditional energy sources produce from fossil fuel-based sources, and the disproportionate distribution of these fossil fuel reserves over the world. As a result of being limited, the concept of clean energy with renewable energy sources has gained importance. In this direction, economic and political global targets have been established for the development of sustainable energy systems. In this thesis, the necessity of using ESSs(Energy Storage System) and demandside management strategies in terms of technical problems in renewable-based distribution networks in order to operate the system more economically and more reliably, For this purpose, studies have been carried out to determine the chargedischarge times of a distribution network that includes a solar panel and battery storage system, which is one of the ESS types. The most appropriate positioning and sizing of ESSs in the distribution networks in a way that minimizes voltage deviation and power losses has been studied with the General Algebraic Modeling System (GAMS) program in the 33 bus test distribution system. In the study, it has been revealed that with the most appropriate placement of ESSs, power losses and voltage deviations can be reduced and the system can be operated more efficiently and reliably.