Yenilenebilir enerji kaynakları içeren akıllı şebekelerdeelektrikli araç batarya sistemlerinin araçtan şebekeye enerji yönetimi
Vehicle-to-grid energy management of electric vehicle battery systems in smart grids including renewable energy sources
Yazar: DÜRDANE YILDIRIM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CEMAL KELEŞ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Elektrikli araçlar yaygınlaşan ulaşım sistemleri içerisinde sera gazı emisyonları,
ve küresel ısınmanın etkilerinin azaltılması gibi konulara çözüm sunarak otomobil
pazarında adından oldukça söz ettirmektedir. Her geçen gün azalan fosil yakıt rezervi de
dikkate alındığında elektrikli araç kullanıcı sayılarının artış göstermesi, gelecek nesillere
daha yaşanabilir bir dünya bırakmak için oldukça önemli hale gelmektedir. Elektrikli
araç batarya sistemlerinin depolama kaynağı olarak yönetilmesi iletişim teknolojileri ve
ölçüm altyapıları ile uyumlu şekilde kullanımı akıllı şebeke konseptine oldukça
uymaktadır. Bu da elektrikli araçlara olan olumlu bakış açısına katkı sağlamaktadır.
Elektrikli araçların akıllı şebekelerle uyumlu çalışabilmesi güç sistemleri açısından
bakıldığında birçok avantajı da beraberinde getirmektedir. Akıllı şebeke yönetimi ile
elektrikli araç bataryasının gerektiği zaman yük, gerektiği zaman da şebekeye kaynak
olarak takviye güç sağlaması bu otomobillerin güç yönetiminde kullanılmasına olanak
sağlamaktadır. Elektrikli araçların bir diğer avantajı ise yenilenebilir enerji kaynakları
ile uyumlu şekilde çalışabilmeleridir. Avantajları olduğu kadar dezavantajları da olan
elektrikli araçların sadece yük olarak düşünüldüğünde, kontrolsüz şarj olması enerji
sistemlerinde sorunlara yol açarak mevcut sistem yüklerinin güvenli çalışmasını
tehlikeye atabilir. Bu tez çalışmasında da örneklendirildiği gibi kontrol yöntemleri ile
sistemin dezavantajlarından korunulabilir. Bu tez çalışmasında evsel ve endüstriyel
yüklerden ve yenilenebilir enerji üretiminden (güneş, rüzgar ve hidroelektrik) oluşan
mikro şebekeye bağlı araç şebeke sisteminin çalışması Matlab/Simulink ortamında
modellenmiştir. Toplam 100 araçtan oluşan bu yapı, üç farklı araç profiline sahip olup
araçtan şebekeye enerji yönetimi incelenmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçları
incelendiğinde; araçtan şebekeye enerji yönetimi ile şebeke gerilimi etkili bir şekilde
düzenlenmiş ve yenilenebilir enerji kaynaklarının da entegrasyonu ile sisteme olumlu
katkı sağlamıştır.

Anahtar Kelimeler: Elektrikli araç, araçtan şebekeye sistem, yenilenebilir enerji
kaynakları, akıllı şebeke

Abstract:
Electric vehicles are making a name in the automobile market by providing
solutions to issues such as greenhouse gas emissions and reducing the effects of global
warming in the increasingly widespread transportation systems. Considering the ever-
decreasing fossil fuel reserves, the increase in the number of electric vehicle users
becomes very important in order to leave a more livable world to future generations.
Managing electric vehicle battery systems as storage resources and using them in
harmony with communication technologies and measurement infrastructures fits the
smart grid concept. This contributes to the positive perspective on electric vehicles. The
ability of electric vehicles to work in harmony with smart grids brings many advantages
in terms of power systems. With the smart grid management, the electric vehicle battery
provides supplementary power to the grid when necessary and as a source when the load
is required, allowing these cars to be used in power management. Another advantage of
electric vehicles is that they can work in harmony with renewable energy sources. When
electric vehicles, which have disadvantages as well as advantages, are considered only
as loads, uncontrolled charging may cause problems in energy systems and risk the safe
operation of existing system loads. As exemplified in this thesis, the disadvantages of
the system can be protected with control methods. In this thesis, the operation of the
vehicle grid system connected to the microgrid consisting of domestic and industrial
loads and renewable energy production (solar, wind and hydroelectric) is modeled in the
Matlab/Simulink environment. This structure, consisting of a total of 100 vehicles, has
three different vehicle profiles and energy management from the vehicle to the grid has
been examined. When the simulation results obtained are examined; with vehicle-to-
grid energy management, grid voltage was effectively regulated and the integration of
renewable energy sources made a positive contribution to the system.

Keywords: Electric vehicle, vehicle to grid system, renewable energy sources, smart
grid