Akıllı şebeke uygulamalarında kullanılan muhtelif enerji kaynaklarının doğru akım üzerinden güç entegrasyonu

Abstract

Gelişen teknoloji ve artan enerji talebi, elektrik üretim ve tüketim alışkanlıklarını değiştirmektedir. Petrol ürünlerine dayalı merkezi üretim, artan enerji talebine cevap verememekte ve karbondioksit salınımının artmasına neden olmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları, merkezi üretime alternatif olmakta ve doğası gereği her yerde kullanılabilmesi nedeniyle küresel ölçekte ilgi görmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının yaygınlaşması ve güvenilirliğinin artması mevcut şebekeye verimli şekilde entegre edilmeleriyle mümkündür. Bu tez çalışmasında, çeşitli güç ölçeklerinde bulunan dağıtık enerji kaynaklarının mevcut şebekeye entegrasyonu için kullanılan doğru akım güç entegrasyon yöntemi ele alınmaktadır. Doğru akım formunda üretim yapan YEK'lerin ağırlıklı olarak yer aldığı mikro şebekelerde hedef yöntemin kullanılması durumunda güç dönüşümlerinden kaynaklanan kayıplar azalacak ve güç sisteminin verimliliği artacaktır. Bu yöntemde, merkezi entegrasyon barasında toplanan enerjinin tek inverter üzerinden tüketici hattına verilmesi, mikro şebekenin kontrolünü kolaylaştırmakta ve frekans ve genlik ayarı için gerekli olan ek donanımlara ihtiyaç kalmamaktadır. Önerilen yöntemin kullanıldığı güç sistemlerinde elektronik cihaz gereksinimi azaldığından, maliyetler düşmekte ve güç kalitesi artmaktadır. Arıza ve ani yük değişimi gibi şebekenin kararlılığını olumsuz etkileyen durumlarda, önerilen yöntem, sistemin sağlıklı şekilde çalışmasını devam ettirmekte ve şebekede yaşanan bozucu etkilerden tüketiciyi korumaktadır. Üç farklı model üzerinden yapılan analizler sonucunda, doğru akım güç entegrasyon yönteminin akıllı şebekelerde yer alan muhtelif güç seviyelerinde verimli şekilde kullanılabileceği görülmektedir.

Improved technology and increasing energy demand change electricity generation and consumption habits. Central generation based on fuel products can't respond to increasing energy demand, and it leads to an increase in the amount of greenhouse gas emission. Renewable energy sources are alternative to central generation, and are concerned on a global scale due to their being naturally used everywhere. The increase in the reliability and widespread usage of renewable energy sources are possible with their efficiently integration of existing utility grid. In this thesis, direct current power integration method used in integration of distributed energy sources of various power scales to existing grid is handled. In micro grids in which renewable energy sources exist for the most part generating direct current form of electricity, when the suggested method is used, the efficiency of power system increases because of less technical losses. In this method, owing to the fact that accumulated energy in central integration bus is injected in consumption line via only one inverter, the control of micro grid is facilitated and the equipment is unnecessary to adjust frequency and amplitude. Because of fact that the need for electronic devices decreases in the proposed power systems method, the cost reduces and the power quality increases. In case of such situations as fault and sudden change in load which adversely affect the stability of the grid, the proposed method efficiently directs the continuity of the system and protects consumers from distortionary effects. From the results of three different analyzes, it is shown that direct current power integration method is efficiently performed in various power scales of smart grids.