Güç sistemlerinde harmonik bazlı talep tarafı yönetimi yapılarak kalite koşullarının iyileştirilmesi
Quality improvment through harmonic based demand side management in power systems
Yazar: BURAK ÇETİNER
Danışman: DOÇ. DR. BEDRİ KEKEZOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy

Özet:
Günümüzde elektrik şebekelerinde talep miktarı sürekli artış göstermektedir. Bu bağlamda talep gücün sürekli ve kalite olarak tüketicilere ulaşması şebeke operatörlerinin öncelikli amaçlarından biridir. Özellikle dalga şeklinin bozulmasına ve sistem üzerinde ilave yüklenmelere yol açan harmonikler sebebi ile şebeke üzerinde istenilen kalite şartları sağlanamamaktadır. Günümüzde şebekeler üzerinde sıklıkla kullanılan dağıtık üretim sistemleri, enerji depolama üniteleri ve elektrikli araç şarj istasyonları gibi uygulamaların yanında evsel yükler de harmonik sorunlarını beraberinde getirebilmektedir. Söz konusu ekipmanların artışı ile güç kalitesi bozulmalarının yanında enerjinin verimli kullanımını da olumsuz yönde etkilemektedir. Harmonik eliminasyonu üzerine filtre kullanımından FACTS ekipmanlarına, sistem işletiminde alınacak aksiyonlardan mikro şebeke uygulamaları gibi güncel yaklaşımlara kadar birçok farklı yöntem önerilmektedir. Bu uygulamalar ile hem kaliteli enerji iyileştirilmekte hem de şebeke güvenilirliği ve verimliliği arttırılmaktadır. Bu çalışmada dağıtım sistemi üzerinde bulunan harmoniklerin eliminasyonu noktasında talep yönetimi ile yük kaydırma uygulamaları önerilmiştir. Evsel yükler üzerinde yapılan ölçümler ile harmonik etkinlikleri ortaya konulmuştur. Bu yükleri kullanan farklı kullanım alışkanlıklarına sahip evsel yüklerin bağlı olduğu bir dağıtım transformatörünün çıkış barasındaki harmonik etkinliği önceden tanımlanmış esnek yüklerin kullanımı ve mevcut fiyatlandırma politikaları da dikkate alınarak minimize edilmiş ve elde edilen sonuçlar sunulmuştur. Böylece sistem üzerinde filtre vb. ilave ekipmanlara ihtiyaç duyulmadan harmoniklerin azaltılabileceği gösterilmiş ve gelecek dağıtım şebekelerine ışık tutulmuştur.

Abstract:
The amount of demand in electricity networks is constantly increasing nowadays. In this context, one of the primary goals of network operators is to ensure that demand power is delivered to consumers on a consistent and high-quality basis. The network's desired quality conditions cannot be met, owing to harmonics that cause waveform distortion and additional system loads. Domestic loads, in addition to common network applications such as distributed generation systems, energy storage units, and electric vehicle charging stations, can cause harmonic problems. The increase in the equipment in question has a negative impact on energy efficiency as well as the deterioration of power quality. Many different harmonic elimination methods are proposed, ranging from the use of filters to FACTS equipment, from actions to be taken in system operation to current approaches such as micro-grid applications. With these applications, both energy quality and grid reliability and efficiency are improved. Demand management and load shift applications are proposed in this study at the point of harmonic elimination on the distribution system. The measurements on the domestic loads revealed the harmonic efficiencies. The harmonic efficiency in the output busbar of a distribution transformer, which is connected to domestic loads with varying usage habits, has been minimized by taking into account predefined flexible loads and current pricing policies, and the results are presented. As a result, there is no filter, etc., on the system. Harmonics can be reduced without the use of additional equipment, which sheds light on future distribution networks.