Enerji depolama tesisi içeren akıllı şebeke sisteminde puant yük dengelemesi için durum izleme ve kontrol algoritması geliştirilmesi
Development of control algorithm and conditioning monitoring for peak load balancing in smart grids with energy storage system
Yazar: TURHAN ATICI
Danışman: PROF. DR. SEZAİ TAŞKIN
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Akıllı şebekeler = Intelligence networks ; Arz talep yönetimi = Supply demand management ; Dağıtım şebekeleri = Distribution networks ; Enerji depolama = Energy storage

Özet:
Ülkemizde ve dünyada yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi giderek artmaktadır. Özellikle rüzgar-güneş gibi mikro şebekelerin sayısının her geçen gün artması ve enterkonnekte sisteme dahil edilmesi yeni şebeke kontrol yöntemlerinin üzerinde çalışılmasını gerektirmektedir. Bununla birlikte sürekli artan güç talebini karşılamak için enerji verimliliği yöntemlerini artırmanın yanı sıra enerjinin sürekliliğini sağlamak amacıyla da güç sistemine yeni enerji kaynaklarının dahil edilmesi kaçınılmazdır. Bu kapsamda akıllı şebekelerde son kullanıcı tarafında daha fazla dağıtılmış üretim ve ayrıca enerji depolamaya da olanak tanıyan mikro şebekelerin kurulması önem arz etmektedir. 
Sayıları her geçen gün artan ve daha da hızla artacak olan elektrikli araçlar gibi mobil ve değişken yüklerin şebeke üzerinde oluşturabileceği dengesizlikler konusu için de çözüm arayışları devam etmektedir. Bu kapsamda, hem enerjinin sürekliliğini hem de puant yük dengelemesi bakımından dağıtım sistem operatörü için güç sisteminde işletim esnekliğini sağlayabilmek amacıyla güneş enerji santralleri ile birlikte enerji depolama teknolojileri ön plana çıkan konular arasında yer almaktadır.
Bu tez çalışmasında, enerji depolama tesisi olarak batarya paketi içeren bir akıllı şebeke sisteminde; işletim esnekliği ve puant yük dengesinin sağlanması amacıyla durum izleme ve kontrol algoritması geliştirilmesi üzerine çalışılmıştır. Bu amaçla deneysel çalışmalar için Manisa Celal Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü'nde yer alan De Lorenzo firmasına ait akıllı şebeke sistemi kullanılmıştır. Bu akıllı şebeke sistemine göre boyutlandırılmış bir batarya paketi enerji depolama birimi olarak güç sistemine entegre edilmiştir. Güneş enerjisi üretim birimi ve batarya paketi için durum izleme ve kontrol yazılımı LabVIEW™ programında gerçekleştirilmiştir. Batarya paketinin sisteme entegrasyon koşullarını sağlayan bir algoritma geliştirilmiştir. Geliştirilen kontrol algoritmasının testleri için Manisa iline ait 2020 yılı puant yük verileri örnek olarak alınmıştır. Ayrıca, oluşturulan senaryo gereği dağıtım sistem operatörüne işletme esnekliği imkanı verecek çeşitli talep cevabı programları dikkate alınmıştır.

Abstract:
Renewable energy investments are increasing day by day in our country and in the world. Rising the number of micro grids such as wind and solar, and their inclusion in the grid system requires studies on new grid control methods. However, it is inevitable to include new energy sources in the power system in order to ensure the continuity of energy as well as energy efficiency in order to meet the increasing power demand. In this context, it is important to establish micro grids that allow more distributed generation and energy storage by the end-user in smart grids.
The search for solutions for the imbalances that can be caused by mobile and variable loads on the network, such as electric vehicles, is being continued. In this context, energy storage technologies and solar power plants are among the prominent issues to ensure the operating flexibility of the distribution system operator in the power system in terms of both sustainability of energy and peak load balancing.
This study aims to develop a condition monitoring and control algorithm for the peak load and supply-demand balancing in a smart grid system by using an energy storage unit. For this purpose, the energy storage unit has been integrated into the smart grid system, designed by the De Lorenzo Company, which is installed in the Manisa Celal Bayar University, Faculty of Engineering, Department of Electrical and Electronics Engineering. A battery pack is integrated into the smart grid system as an energy storage unit. Condition monitoring and control software for the photovoltaic system and battery pack are developed in the LabVIEW™ program. Moreover, an algorithm is developed that provides the conditions for the integration of the battery pack into the system. For the tests of the algorithm, daily load data belongs to the year 2020, of Manisa province is taken as the sample. Also, different demand response programs providing operational flexibility for the distribution system operator in accordance with the scenarios created are considered.