Mikro şebekelerin güç sistemi kararlılığına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of microgrids on power system stability
Yazar: BURAK YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. MUHSİN TUNAY GENÇOĞLU
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Geleneksel güç sistemleri; fosil yakıt kaynaklarındaki azalma, kötü enerji politikaları ve çevresel kirlilik gibi birçok problem ile karşı karşıya kalmaktadır. Ayrıca her geçen gün artan elektrik güç talepleri güç şebekelerini yüklenme sınırlarında çalışmaya zorlamakta ve merkezi üretim noktalarından enerji tüketim merkezlerine enerji taşınmasını zorlaştırmaktadır. Bu problemler yenilenebilir enerji kaynaklarının daha fazla kullanımına ve dağıtım gerilimi seviyesinde bölgesel güç üretimi yapabilen yeni bir trendin doğmasına yol açmıştır. Mikro şebeke kavramı, güç sistemlerine yenilenebilir enerji kaynaklarını da içeren dağıtılmış enerji kaynaklarının entegrasyonunda karşılaşılan zorlukların üstesinden gelmek için ilgi çekici bir alternatif sunmuştur. Mikro şebeke, merkezi kontrol sinyallerine yanıt verebilen tek bir varlık gibi şebekeye kendini gösteren mikro kaynaklar, depolama sistemleri ve yüklerin bir kümesi şeklinde tanımlanabilir. Günümüzde mikro şebekelere olan ilgi her geçen gün giderek artmaktadır. 
Bu çalışmada, mikro şebekelerin güç sistemlerine entegre edilmesi ile güç sisteminin kararlılığı üzerine yapacakları etkiler incelenmiştir. İlk olarak mikro şebeke, güç sistemi kararlılık sınıfları ve güç sistemi kararlılık analiz yöntemleri hakkında bilgiler verilmiştir. Analiz çalışmaları için, bir mikro şebeke modeli benzetimi yapılmış ve bu mikro şebekenin güç sisteminde yerleştirileceği uygun bara tespit edilmiştir. Daha sonra güç sistemine yerleştirilen mikro şebekenin güç sisteminin kararlılığı üzerine etkilerini göstermek amacıyla, mikro şebeke bulunmayan güç sistemi için ve mikro şebeke bulunan güç sistemi için güç akış analizi, çatallaşma analizi, küçük sinyal kararlılık analizi, modal analizi ve zaman domeni simülasyon analizi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen kararlılık analizi çalışmaları sonucunda, mikro şebeke bulunmayan güç sistemine mikro şebeke ilavesinin güç sisteminin kararlılığını iyileştirdiği görülmüştür.

Abstract:
Conventional power systems are faced with many problems, such as the reduction of fossil fuel resources, bad energy policies and environmental pollution. In addition, ever-increasing electric power demands are forcing power networks to work at load limits and make it difficult to transfer energy from central production points to energy consumption centers. These problems have led to a greater use of renewable energy sources and a new trend of regional power generation at the distribution voltage level. The microgrid concept has provided an interesting alternative for the power systems to overcome the challenges of integrating distributed energy sources, including renewable energy sources. The microgrid concept can be described as a cluster of micro-sources, storage systems and loads which present itself to the grid as a single entity that can respond to central control signals. Today, studies about the microgrid concept are increasing day by day.
In this study, integration of microgrids into power systems and its effect on the stability of power system are investigated. Firstly, information about micro grid, power system stability classes and power system stability analysis methods are given. For the analysis studies, firstly a microgrid model was simulated and the appropriate place where this microgrid would be placed in the power system was determined. Then the effects of the microgrid installed in the power system on the stability of the power system are analyzed. In order to demonstrate the effect of the microgrid on the power system stability, power flow analysis, bifurcation analysis, small signal stability analysis, modal analysis and time domain simulation analysis studies have been carried out for the power system with microgrid and without microgrid. In all the stability analysis results, it is obtained that microgrid addition to the power system which has no microgrid has improved the stability of the power system.