Mikro şebekeler için akıllı bir enerji yönetim sistemi tasarımı
Design of a smart energy management system for microgrids
Yazar: ALİ UTMA
Danışman: PROF. DR. AHMET SERDAR YILMAZ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Son yıllarda yenilenebilir enerji sistemlerinin kullanımındaki artış, mikro şebekeler üzerindeki çalışmaların öneminin artmasına neden olmuştur. Mikro şebekelerde enerji üretildiği yerde tüketilir. Bu, şebekelerde iletim ve güç kayıplarında bir azalmaya yol açar. Aynı zamanda, endüstriyel tesislerin güç kalitesini bozan olumsuz etkileri mikro şebeke modeli ile ortadan kaldırılmakta ve daha verimli ve güvenilir şebekeler oluşturulabilmektedir. İletim hatlarında meydana gelen güç kayıpları verimi düşürmektedir. Mikro şebekeler iletim hatlarındaki yükü azalttığından, meydana gelen kayıplar düşmektedir ve bu durum verimi yükseltmektedir. Bu çalışmada, örnek mikro yapıda bir akıllı şebeke sistemi laboratuvar ortamında kurulmuştur. Sistem, bir tüketici ve bunu besleyen rüzgâr ve PV sistem ile şebeke bileşenlerini kontrol eden mikrodenetleyici tabanlı yapıdan oluşmaktadır. Sistemden elde edilen enerjinin depolanması bir batarya grubu ile sağlanmaktadır. Mikro şebekedeki yenilenebilir enerji ve şebeke sistemlerinin gerilimleri ile akım değeri bir mikro denetleyici tarafından sürekli olarak izlenmektedir. Yenilenebilir enerji sisteminin, batarya grubunun ve şebekenin gerilim değerleri mikrodenetleyiciye, gerilim bölücü devreler ve akım sensörleri tarafından sağlanmaktadır. Gerilim bölücüler ve akım sensörü tarafından mikrodenetleyiciye iletilen elektriksel bilgiler, kontrol algoritması ile değerlendirilir. Alıcının enerji ihtiyacı, mikrodenetleyici tarafından kontrol edilen röleler sayesinde öncelikle rüzgâr, PV veya batarya sistemi tarafından, aksi takdirde şebekeden karşılanmaktadır. Ayrıca sistem tarafından üretilen fazla enerji şebekeye aktarılmaktadır ve elektriksel değerlerin takibi anlık olarak izlenebilmektedir. Bu uygulama sonucunda yenilenebilir enerji sisteminin kullanım seviyesi artırılmış ve enerji maliyetinin azaltılması sağlanmıştır.

Anahtar Kelimeler : Mikro şebekeler, akıllı şebekeler, pv -rüzgar enerji dönüşümü, enerji yönetim sistemleri

Abstract:
The increase in the use of renewable energy systems in recent years has led to an increase in the importance of work on microgrids. In microgrids, energy is consumed where it is produced. This leads to a reduction in transmission and power losses in the lines. At the same time, the negative effects of the industrial plants that disrupt the quality of power are eliminated by the microgrid model and more efficient and reliable grids can be established. The power losses in the transmission lines drop the efficiency. As microgrids reduce the load on the transmission lines, the losses that occur are falling and this increases the efficiency. In this study, an smart gid system in the sample micro structure was established in the laboratory environment. The system consists of a consumer and the microcontroller-based structure that controls the wind and PV system and grid components that feed it. Storage of energy from the system will be provided by a battery pack. The voltages and current values of renewable energy and grid systems in the microgrid are continuously monitored by a micro controller. The voltages and current values of renewable energy and grid systems in the microgrid will be continuously monitored by a microcontroller. The voltage values of the renewable energy system, the battery group and the grid are provided to the microcontroller by the voltage divider circuits and current sensors. The electrical information transmitted by the microcontroller by the voltage divider and current sensor is evaluated by the control algorithm. The loads energy requirement will be met primarily by the wind, photovoltaic or battery system, otherwise from the grid, through the relays controlled by the microcontroller. In addition, excess energy generated by the system is transferred to the grid and the electrical values can be monitored instantaneously. As a result of this application, the usage level of the renewable energy system has been increased and the energy cost has been reduced.

Key words: Microgrids, smartgrids, pv-wind energy conversion,energy management system.