Rüzgar-batarya hibrit sisteminin piyasa odaklı enerji yönetimi
Market oriented energy management of wind battery hybrid system
Yazar: ERCÜMENT ÖZDEMİRCİ
Danışman: PROF. DR. MEHMET CEBECİ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Yenilenebilir enerji kaynaklarının artmakta olan miktarı ve buna bağlı olarak oluşan daha düşük atalet seviyeleri güç sistemlerinin işletilmesinde bazı önemli güçlüklere sebebiyet vermektedir. Batarya enerji depolama sistemleri, hızlı ve esnek çıkış güçleri ile başta frekans regülasyonu olmak üzere sistem kararlılığı ve güvenilirlik sorunlarını azaltmak için ideal bir adaydır. İşletme safhası öncesi, batarya bozunum analizi yapmak, batarya kapasitesini doğru bir şekilde ölçeklendirmek ve elektrik piyasasında doğru teklif oluşturmak için önemlidir. Bu tez çalışmasında primer frekans kontrolüne katılan bataryanın farklı yöntemlere göre şarj seviyesinin yeniden set edilmesi ömür değişimleri de göz önüne alınarak değerlendirilmiştir.   
Güç sistemi frekansındaki sapma, meydana gelmekte olan çok çeşitli üretim-tüketim değişimlerine bağlı olduğundan, frekans tepkisi veren bir bataryanın çevrim ömrü değerlendirmesi oldukça karmaşık bir konudur. Bu çalışmada, primer frekans kontrolünü gerçekleştiren bataryanın bozunumu, yağmur akışı sayma algoritması ile incelenmiştir. 
Tez çalışması dahilinde, Türkiye güç sisteminde işletmede olan santrallerin bir bölümüne ait hız regülatörü ve türbin modelleri kullanılarak bataryanın maksimum frekans sapmasına etkisi ortaya konulmuştur.
Rüzgar santrali üretim tahmin hatalarını azaltmak ve elektrik piyasasında oluşan saatlik fiyat farklarına bağlı olarak arbitraj işlemi yapmak, enerji depolama sistemlerinin diğer önemli kullanım alanlarıdır. Batarya depolama sistemlerinin belirtilen bu temel kullanım alanları teknik ve ekonomik olarak ele alınmıştır. Bu değerlendirmeler çerçevesinde batarya depolama sistemlerinin elektrik piyasasında farklı amaçlar için eş zamanlı kullanımına yönelik yeni bir işletme algoritması geliştirilmiştir.

Abstract:
With an increasing penetration of renewable energy sources (RESs) and subsequent lower inertial levels, some challenges occur in the operation of power systems. Battery energy storage systems (BESSs) with their rapid and flexible output power are an ideal candidate for reducing system stability and reliability problems, especially frequency regulation. Performing a pre-operational battery degradation analysis is important for accurately scaling battery capacity and providing accurate bid within market mechanisms. In this thesis, re-establishing of the state of charge battery participating in the primary frequency control according to different methods has been evaluated also by taking into account the life changes. 
Since the deviation in the power system frequency is due to the wide variety of generation-consumption changes that occur, the cycle degradation assessment of the battery participating frequency regulation is a very complex issue. In this study, battery degradation, which performs primary frequency control, was evaluated by rainflow counting algorithm. 
Within the study, the effect of the battery on the maximum frequency deviation was revealed by using the governor and turbine models of some of the power plants in operation in the Turkish power system.
Reducing wind farm generation forecast errors and arbitrage based on hourly price differences in the electricity market are other important uses of energy storage systems. These other main uses of battery storage systems have been evaluated technically and economically. Within the framework of these evaluations, a new operating algorithm has been developed for the simultaneous use of battery storage systems for different purposes in the electricity market.