Rüzgar enerjisi santrallarını içeren elektrik enerji sistemlerinin güvenilirlik analizi
Reliability analysis of electrical energy systems including wind energy systems
Yazar: ONUR TORAMAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ASLAN İNAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde, yenilenebilir enerji kaynaklarının, özellikle de rüzgar enerjisinin kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Dünyadaki rüzgar enerjisi kurulu gücü 1991 yılında 2 GW iken, 2007 yılı sonu itibariyle yaklaşık 94 GW'a yükselmiştir. 2010 yılında 170 GW olacağı öngörülmektedir. Türkiye'de de rüzgar enerjisine son yıllarda önem verilmeye başlanmıştır. 1998 yılı sonunda ülkemizin rüzgar santrali kurulu gücü 18,9 MW iken, 2008 yılı ilk yarısının sonunda bu değer 249,35 MW'a yükselmiştir. Ucuz, sınırsız ve temiz bir enerji kaynağı olan rüzgar enerjisi, bu özellikleriyle çevrenin korunmasına ve ülkelerin ekonomilerine önemli katkılarda bulunmaktadır. Buna karşın, rüzgar enerjisi kullanımının artması bazı sorunları da beraberinde getirir. Sürekli değişen elektrik talebi düzenli bir biçimde karşılanmak zorundadır. Rüzgar enerjisi gibi değişken bir kaynağın şebekeye girişi, yükün karşılanmasındaki zorluklar başta olmak üzere ortaya çıkan enerji kalitesi bozukluklarına kadar biz dizi sorunlara yol açar. Talep edilen enerji ihtiyacının karşılanması için klasik üretim sistemleriyle yenilenebilir enerji kaynaklarından olan rüzgar enerjisi santralarının beraber kullanılması beraberinde bazı mühendislik analizi işlemleri gerektirir. Bu analizlerden biri güvenilirlik analizidir.Bu çalışmada, rüzgar enerjisinin elektrik sistemine girişinin sistem güvenilirliği üzerindeki etkileri araştırılmaktadır. En genel sonuç olarak rüzgar enerjisinin sistemde bulunma oranı arttıkça, sistem güvenilirliği düşmektedir. Araştırmada hesaplanan güvenilirlik indisleri, analitik yöntem ve Monte Carlo simülasyonu yöntemi ile elde edilmiştir. Oluşturulan senaryolarda, yükün ve rüzgar enerjisinin sistemdeki oranının artışının ve/veya azalışının klasik santral ve rüzgar santralinin çeşitli kombinasyonlarında güvenilirliği incelenmiştir. Sonuç olarak rüzgar enerjisinin tüm dünyada ve ülkemizde yaygın olarak kullanımının elektrik enerji sistemi güvenilirliğine kötü yönde etkisi üzerine tespitlerde bulunulmuştur.

Abstract:
The usage of renewable energy resources, especially wind energy, is more and more increasing at the present time. The installed capacity of the wind energy in all over the world has increased from 2 GW in 1991, to 94 GW at the end of 2007. It is projected that it will be 170 GW in 2010. In recent years, it has been begun to give importance to wind energy in Turkey. The installed capacity of Turkey?s wind energy has increased from 18,9 MW in 1998 to 249,35 MW at the end of the first part of 2008. The wind energy is cheap, clean and unlimited, and it contributes to the care of the nature and the economies of the countries with these characteristics. A variety of problems arising from entering the intermittent sources like wind energy into electrical network causes from meeting the load to electric energy quality disturbances. In order to meeting electric energy need to be demanded, the combination of conventional generation system and wind energy system from renewable energy sources requires some engineering analysis operations. One of these analyses is reliability.In this study, the effects of the penetration of the wind energy on the system reliability have researched. As the penetration of the wind energy increases in the system, system reliability decreases. The reliability indices calculated in this research have obtained with both analytical method and Monte Carlo simulation method. In these scenarios, it has examined the effect of increase and/or decrease of load and wind energy rates upon total system reliability of the various combinations of conventional and wind energy systems. Consequently, it has been determinated that there are negative effects of the common usage of the wind energy both in world and in Turkey on total electric system reliability.