Akıllı şebeke yapısında ev düzeyinde gerilim azaltımı yönteminin dağıtım şebeke kaybına etkisinin incelenmesi
Analysis of house level voltage reduction technique on distribution system loss in smart grid structure
Yazar: ALAA JASIM MAJID ALSAAD
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR SAVAŞ SELAMOĞULLARI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde elektrik şebekelerinde elektrik enerji üretimi için çoğunlukla fosil yakıt tabanlı sistemler kullanılmaktadır. Yüksek oranda fosil yakıt kullanılması çevre ve atmosferin kirlenmesine yol açmaktadır. Artan dünya nüfusu ve yaşamın evrimi nedeniyle artan enerji talebini karşılayamama riski de vardır.
Tüm bu nedenler ve iletişim teknolojilerinin yanı sıra büyük veri kavramının gelişmesiyle birlikte, geleneksel elektrik şebeke yapısı akıllı şebeke yapısına dönüştürülmeye başlanmıştır. Akıllı şebeke kavramı çok geniş bir alanı kapsadığından, her ülke temel gereksinimlerine bağlı olarak akıllı şebekenin farklı alanlarına odaklanmaktadır. Temel olarak, akıllı şebeke yapısında iki yönlü bilgi akışı sayesinde üretim ve tüketimin dinamik kontrolü mümkün hale gelmektedir. 
Bu kapsamda, akıllı şebeke yapısında evsel müşteriler de akıllı hale gelebilir ve evsel elektrik talebi kontrol edilebilir. Evsel elektrik talebini kontrol etmek için yük kaydırma yük atma, vb. gibi talep cevap algoritmaları kullanılmaktadır. Son zamanlarda, temel olarak dağıtım sistemi düzeyinde kullanılan gerilim azaltımı yöntemi (Conservation Voltage Reduction–CVR), ev düzeyinde talep cevabı uygulamalarında da kullanılmaya başlanmıştır.
Bu çalışmada, evsel CVR uygulamasının 14 ev içeren bir dağıtım sisteminin üzerine etkisi analiz edilmiştir. Gerilim azaltımının evsel yüklerin güç tüketimi üzerindeki etkisini dikkate alabilmek için evsel yüklere ait ZIP modelleri kullanılarak evsel CVR uygulanmasının MATLAB/Simulink modeli geliştirilmiştir. Daha sonra, elde edilen sonuçlar CVR olmaması ve dağıtım trafo seviyesindeki merkezi CVR uygulaması ile karşılaştırılmıştır.
Sonuçlar, ele alınan dağıtım sisteminde ev düzeyinde CVR uygulaması ile pik yükün yaklaşık %19 oranında ve dağıtım kayıplarının yaklaşık %34 oranında azaltılabildiğini göstermektedir.

Abstract:
Nowadays, fossil fuel-based systems are mostly used for electricity generation in electricity networks. The use of high amounts of fossil fuels leads to pollution of the environment and the atmosphere. There is also the risk of being unable to meet the growing demand for energy, due to the increasing world population and the evolution of life.
With all these reasons and the development of the concept of big data in addition to communication technologies, the traditional electricity grid structure has been transformed into a smart grid structure. Since the concept of the smart grid covers a very large area, each country focuses on different areas of the smart grid depending on its basic requirements. Basically, in the smart grid structure, the dynamic control of generation and consumption becomes possible thanks to the bidirectional information flow.
Residential customers can also become intelligent under the smart grid structure. For this purpose, demand-response algorithms such as load-shifting, load shedding, etc. are used to control residential electricity demand. Recently, the Conservation Voltage Reduction (CVR) method, which is mainly used at the distribution system level, has been used in demand response applications at house level.
In this study, the impact of residential CVR application on a distribution system containing 14 houses is analyzed.  Then, the results were compared with the central CVR application and non-CVR application at the distribution transformer level. The MATLAB / Simulink model of local CVR is developed using ZIP models of residential loads to consider the effect of voltage reduction on the power consumption of residential loads.
The results show that the peak load in a distribution system can be reduced by about 19% and distribution loss can be reduce about 34% with the house level CVR application.