Ortak enerji depolama sistemlerinin elektrik güç sistemlerinde talep cevabı konsepti için kullanılması
Use of common energy storage systems for demand response in electric power systems
Yazar: ALPER ÇİÇEK
Danışman: DOÇ. DR. OZAN ERDİNÇ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Elektrik enerji sistemleri = Electrical energy systems ; Elektrik enerjisi = Electrical energy ; Elektrik güç sistemleri = Electric power systems ; Enerji depolama = Energy storage ; Enerji depolama sistemi = Energy storage system ; Karışık tam sayılı doğrusal programlama = Mixed  integer linear programming

Özet:
Gelecekte başta elektrikli taşıma olmak üzere elektriksel yüklerin daha da artacağı tahmin edildiğinden, güç sistemlerinde ciddi problemler meydana gelme ihtimali söz konusudur. Bu durum yenilenebilir enerji kaynaklarını barındıran bir güç sistemine gereksinimi arttırmaktadır. Fakat bu kaynaklar doğası gereği değişken güç üretimlerine sahiptirler ve güç sistemlerine entegre edildiklerinde birçok problem ile karşı karşıya kalınmaktadır. Bu zorluklar enerji depolama sistemleri ile etkili bir şekilde çözülebilir.
Enerji depolama sistemlerinin türünün seçimine gelindiğinde ise; birçok ülkede yer alan mevcut büyük ölçekli enerji depolama sistemlerinden ve küçük boyutlu enerji depolama sistemlerinin bireysel kullanımından farklı olarak, bir grup tüketiciye hizmet eden bir ortak enerji depolama sisteminin kullanılmasının ekonomik açıdan daha uygun olacağı görülmektedir. Ortak enerji depolama sistemi bir şebekede bölgesel ve yerel uygulamalar olmak üzere birçok amaç için kullanılabilir. Aynı zamanda PV ve rüzgâr güç üretim santralleri ile kolaylıkla entegre olabilmektedirler.
Bu çalışmada baralara ortak enerji depolama sistemlerinin yerleştirildiği bir AC güç şebekesinin Karışık Tamsayılı Doğrusal Programlama (Mixed Integer Linear Programming – MILP) modeli sunulmuştur. Oluşturulan model General Algebraic Modeling System (GAMS)'de modellenmiştir. Çalışmada amaç fonksiyonu, aktif güç kayıplarının minimize edilmesi şeklindedir. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, ortak enerji depolama sistemlerinin kullanımı ile pik saatlerde şebekeden enerji talebinin düştüğü ve toplam şebeke kayıplarının azaldığı görülmüştür. Ortak enerji depolama sistemleri pik enerji talebinin olduğu periyotlardan önce şarj olmuştur. Pik periyotlarda ortak enerji depolama sistemlerinin enerji durumlarının azaldığı ve sisteme enerji tedarik edildiği görülmüştür.

Abstract:
In the future, it is expected that the electric loads, especially electric transportation, will increase further, thus serious problems may arise in power systems. This situation increases the need for power systems with renewable energy sources. But these sources have inherently variable power production and are confront with many problems when are integrated into power systems. These difficulties can be effectively solved by energy storage systems.
When it comes to choosing energy storage systems, it is seems economically more convenient to use a common energy storage system that serves a group of consumers unlike existing large size energy storage systems in many countries and individual use of small scale energy storage systems. The common energy storage system can be used for many purposes in a network including regional and local applications. Also they can easily integrate with PV and wind power generation plants.
In this study, a Mixed-Integer Linear Programming (MILP) model of an AC power grid in which common energy storage systems locate to buses are presented. The created model is modeled in GAMS (General Algebraic Modeling System). The aim function in study is to minimize active power losses. According to the results obtained from study, it is seen that the using of common energy storage systems reduces grid losses and energy demand from network at peak times. The common energy storage systems charged before the peak demand period. During the peak periods, energy states of common energy storage systems reduced and energy was supplied to the system.