DA mikroşebekeler için çok ajanlı sistem tabanlı enerji yönetim sistemi tasarımı
Multi agent system based energy management system design for DC microgrids
Yazar: SÜLEYMAN EMRE EYİMAYA
Danışman: PROF. DR. NECMİ ALTIN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Mikroşebeke, rüzgar türbinleri ve güneş panelleri gibi dağıtılmış enerji kaynaklarından, alternatif akım ve doğru akım yüklerden ve enerji depolama sistemlerinden oluşan, şebeke bağlantılı veya şebeke bağlantısız çalışabilen bir elektrik sistemidir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının rüzgar hızı ve güneş ışınımı gibi doğal etkiler sebebiyle öngörülemeyen üretim yapısı nedeniyle mikroşebeke sisteminden talep edilen gücün karşılanması her zaman mümkün olmayabilir. Mikroşebekedeki bu kaynakların enerji depolama sistemi ile birlikte uyumlu ve verimli bir şekilde çalışabilmesi için kontrol ve enerji yönetimine ihtiyaç vardır. Mikroşebekelerde enerji depolama sistemleri, enerji yönetimi ve kontrol stratejilerinin kullanılmasıyla gerilim ve frekans dalgalanmaları gibi istenmeyen durumlar önemli ölçüde azaltılarak güç kalitesi ve güvenilirliği artırılmaktadır. Mikroşebekelerin kontrolü ve enerjinin yönetimi için kullanılan yaklaşımlardan birisi de çok ajanlı sistemlerdir. Çok ajanlı sistemlerin elektrik güç sistemlerinde uygulanması, özerklik, yanıt verme yeteneği ve sosyal yetenek gibi doğal faydalarından dolayı popüler hale gelmektedir.  Bu tez çalışmasında çok ajanlı sistem tabanlı bir doğru akım mikroşebeke enerji yönetim sisteminin tasarımı sunulmaktadır. Tasarlanan mikroşebekede fotovoltaik sistem, rüzgar türbini, senkron generatör, batarya tabanlı enerji depolama sistemi, şebeke, kritik ve kritik olmayan yükler yer almaktadır. Tasarlanan çok ajanlı sistem, yük ajanı, şebeke ajanı, dağıtık üretim kaynakları ajanı ve batarya ajanı olmak üzere dört ajandan oluşmaktadır. doğru akım mikroşebekesi ve önerilen çok ajan tabanlı sistem, MATLAB/Simulink'te modellenmiş ve ardından 8 farklı senaryo için benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Farklı çalışma koşulları için elde edilen benzetim sonuçları, güç kalitesi ve sistem kararlılığı açısından paylaşımlı doğru akım bara üzerindeki çok ajanlı sistem tabanlı denetleyicinin etkinliğini doğrulamaktadır. Benzetim sonuçlarına göre, çok ajanlı sistem tabanlı enerji yönetimi mikroşebekenin kararlılığını ve güç kalitesini iyileştirmektedir.

Abstract:
Microgrid is an electrical system that consists of distributed energy sources such as wind turbines and solar panels, alternating current and direct current loads and energy storage systems, and can operate with or without grid connection. It may not always be possible to meet the power demanded from the microgrid system due to the unpredictable production structure of renewable energy sources due to natural effects of wind speed and solar radiation. Control and energy management are needed for these resources in the microgrid to work harmoniously and efficiently together with the energy storage system. By using energy storage systems, energy management and control strategies in microgrids, undesirable situations such as voltage and frequency fluctuations are significantly reduced, and power quality and reliability are increased. Multi-agent system is one of the approaches used for the control and energy management of microgrids. The application of multi-agent systems in electric power systems is becoming popular due to their inherent benefits such as autonomy, responsiveness, and social capability. In this thesis, the design of a multi-agent-based direct current microgrid energy management system is presented. The designed microgrid includes photovoltaic system, wind turbine, synchronous generator, battery-based energy storage system, grid, critical and non-critical loads. The designed multi-agent system consists of four agents: load, grid, distributed generation resources and battery agent. The direct current microgrid and the proposed multi-agent-based system were modelled in MATLAB/Simulink and then simulated in 8 different scenario environments. The simulation results obtained for different operating conditions confirm the effectiveness of the multi-agent-based controller on the shared direct current bus in terms of power quality and system stability. According to the simulation results, multi-agent system-based energy management improves the stability and power quality of the microgrid.