Akıllı elektrik şebekeleri ile dağıılmış enerji üretim sistemlerinin etkileşimi

Abstract

Akıllı şebekeler, gelişmiş ve otomatik bir enerji dağıtım ağı oluşturmak için elektrik ve bilginin iki yönlü akışını kullanan yeni nesil elektrik şebekeleri olarak kabul edilir. Akıllı şebekelerde enerji üretimindeki yönelim ise dağıtılmış enerji üretimi olacaktır. Dağıtılmış enerji üretiminin en önemli avantajı güneş ve rüzgar gibi enerji üretim süreksizliğine sahip yenilenebilir enerji kaynaklarının güç sistemine dağıtık entegrasyonudur. Bu nedenle, süreksiz kaynakların güç üretim değişkenliklerini göz önünde tutan yük akış analizlerine ihtiyaç vardır. Bu tip analizler, süreksiz dağıtık üretimimin yaygınlaştığı güç sistemlerinin yönetimi ve planlamasında önemli bileşenler haline gelecektir. Bu tez çalışmasında akıllı şebekeler hakkında gelişmeler aktarıldıktan sonra saat-bazlı günlük ortalama üretim profilleri ile modellenebilen yenilenilir dağıtık kaynakların ve saat-bazlı günlük ortalama tüketim profilleri ile modellenebilen yüklerin sisteme katıldığı durumlar için 24 saatlik dinamik yük akış analizi yapılmıştır. Bu analiz için Newton-Raphson güç akış analiz yöntemi modifiye edilerek geliştirilmiş ve örnek sisteme uygulanmıştır. Bu yöntemi bilgisayar benzetimi yoluyla çözmek için literatürde sıkça kullanılan IEEE-39 baralı test sistemi seçilmiştir. Bu analizlerde, gün içi bara gerilim seviyesi, güç faktör değişimleri ve hat kayıpları analiz edilerek değerlendirilmiştir. Çalışma sonunda dağıtık yenilenebilir kaynakların, gerilim seviyesinde ciddi bir değişime neden olmadığı, güç faktöründe ise artan üretim ile birlikte dikkate değer düşüşlerin olabileceği görülmüştür. Sisteme bağlanan yenilebilir enerji kaynaklarının gücünün artmasının hat üzerinde harcanan aktif güç kayıplarını arttırdığı gözlemlenmiştir.

The Smart Grid, regarded as the next generation power grid, uses two-way flows of electricity and information to create a sophisticated and automated energy delivery network. A key power generation paradigm enabled by Smart Grid will be the distributed generation. Distributed generation takes advantage of dense integration of intermittent renewable energy sources based on solar and wind energy. Hence, there is need for the load flow analyses that consider the variability and fluctuations of discrete renewable sources. These analyses will be useful for management and planning of the power systems containing distributed renewable energy generation. In this thesis work we mention about the latest developments in Smart Grid and then conduct 24-hours load flow analyses for power system containing intermittent renewable sources and loads. These sources and loads are modeled by hourly generation profiles. For this analyses, a algorithm which modified Newton-Raphson method used in test system. IEEE-39 bus test system commonly used in the literature is used to execute these methods. In these analysis bus voltage, power factor and line losses changes in buses are evaluated for a day.It was found that bus voltages did not alter considerably; however, as increasing volume of distributed renewable generation, power factors could decrease. Increasing the power of renewable energy resources, system active power losses spent on the transmission line increase.