Akıllı şebekelerde yenilenebilir enerji santrallerinin şebekeye entegrasyonu, aktif güç kontrolü
Integration of renewable power plants into the grid and active power control in smart grids
Yazar: MEHMET NECAT TUR
Danışman: PROF. DR. ÖMER FARUK ERTUĞRUL
Batman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Teknolojik uygulamaların sürekli artışı, elektrik tüketim miktarında sürekli bir büyümeyi beraberinde getirecektir. Fosil yakıtların sınırlı doğasından dolayı, yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji üretimi öneminin her geçen gün arttığı gözlemlenmektedir. Günümüzde kullanılan elektrik iletim ve dağıtım şebekeleri, artan elektrik ihtiyacını karşılamak adına sürekli olarak genişletilmektedir. Gelecekte ise mevcut şebeke altyapılarının akıllı şebeke sistemlerine dönüştürülmesi, kaçınılmaz bir gereklilik halini alacaktır. Bunun yanında arz ve talep arasındaki güç dengesi, elektrik şebekelerinin güvenilir ve istikrarlı çalışması için esas alınarak kontrol bir yapılması amaçlanmaktadır. Arz ve talep arasındaki uyumsuzluk, elektrikli cihazların çoğunun arızalanmasına neden olan frekans sapmalarına neden olmaktadır. Ayrıca, birçok şebekede olduğu gibi, sistem kararlılığını etkileyerek sistem kesintilerine yaşanmaktadır. Akıllı şebeke, günümüzde arızaları otomatik ve hızlı bir şekilde çözümleyen, talebi izleyen ve daha güvenilir elektrik gücü için istikrarı koruyan ve eski haline getiren teknolojileri ve yöntemleri tanımlamak için kullanılmaktadır. Akıllı şebeke konseptinde, merkezi santrallerin hakim olduğu şebekeden dağıtılmış santralleri sistem genelinde entegre etmeye doğru bir paradigma kayması mevcuttur. Bu nedenle, konvansiyonel santrallerde olduğu gibi yük dağılımlarının önceden planlamak kolay değildir. Bu çalışmada, aktif gücün gerçek zamanlı olarak kontrol edilmesi (talep ve arzın dengelenmesi) için bir yöntem önerilmiştir. Üretim, talep, depolama, pazar, çevre koşulları ve diğer gerekli veriler hakkında gerçek zamanlı veri alışverişi için bu yöntem akıllı şebekelerde uygulanabileceği düşünülmektedir. Bu veriler, akıllı şebekede gerçek zamanlı arz ve talep dengeleme hakkında karar vermede önemlidir. Ayrıca akıllı şebekelerde, talep karşılama ve depolama sistemlerinin avantajlarından yararlanarak arz ve talebi gerçek zamanlı olarak dengelemek mümkündür. Simülasyon, önerilen yöntem için DigSilent Power Factory programı ile yapılması hedeflenmektedir. Simülasyon aracının bir elektrik şebekesi modelleme parçasına ek olarak, karar verme programını kodlamak için DigSilent Programlama Dili (DPL) özelliği kullanılması amaçlanmaktadır

Abstract:
The continuous increase in technological applications will lead to a constant growth in electricity consumption. Due to the limited nature of fossil fuels, the importance of energy production from renewable sources is observed to increase day by day. Present-day electricity transmission and distribution networks are continuously expanded to meet the rising electricity demand. In the future, transforming the existing grid infrastructure into smart grid systems will become an inevitable necessity. Additionally, maintaining a balance between supply and demand forms the basis for reliable and stable operation of electricity grids, and hence, efforts are directed towards achieving a controlled equilibrium. Imbalances between supply and demand can result in frequency deviations, causing malfunctioning of electrical devices and, in some cases, leading to system disruptions as experienced in many grids. The concept of a smart grid is utilized to define technologies and methodologies that automatically and swiftly resolve faults, track demand, and ensure stability for more reliable power supply. It involves a paradigm shift from a grid dominated by centralized power plants to one that integrates distributed energy resources system-wide. As a result, forecasting load distribution, as straightforward as in conventional plants, becomes more challenging. In this study, a method is proposed for real-time control of active power (demand and supply balance). This method can be applied to smart grids, enabling real-time data exchange concerning production, demand, storage, market, environmental conditions, and other necessary parameters. Such data plays a vital role in decision-making related to real-time supply-demand balancing in smart grids. Furthermore, smart grids offer the possibility to dynamically balance supply and demand by leveraging the advantages of demand response and energy storage systems. To evaluate the proposed method, simulation using the DigSilent Power Factory program is targeted. The simulation tool is intended to utilize the DigSilent Programming Language (DPL) feature to code the decision-making program in addition to modeling an electric grid