Akıllı Şebekelerde Rassal Modelleme ile Enerji Depolama Sistemi Kapasite Hesaplaması
Akıllı Şebekelerde Rassal Modelleme ile Enerji Depolama Sistemi Kapasite Hesaplaması
Yazar: Bayram, İslam Safak
Dergi: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Vol. 7 No. 1, 2018
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Akıllı Şebekeler,Enerji Depolama Sistemleri,Stokastik sistemler,Markov zincirleri

Dünyada elektrik sektörleri, hızla entegrasyonuartan yenilenebilir enerji kaynakları ile elektrik üretiminden kaynaklanankarbon ayak izini azaltmaya yönelik yapılan çevresel ve ekonomik baskılar ile karşıkarşıya gelmektedir. Enerji depolama sistemleri şebeke altyapı güvenliğini arttıran,şebekeye çalışma esnekliği sağlayan ve çevresel etkileri azaltan çözümler olarakbüyük ilgi görmektedir. Bu nedenle, enerji depolama sistemleri komplekselektrik şebeke operasyonlarında anahtar rol oynamaktadır. Bu makalede, tüketicilerinelektrik talepleri, elektrik şebekesinden çekilen güç ve enerji depolama ünitesindenoluşan bir sistem için Stokastik bir model sunularak, aralarındaki etkileşimlerincelenmiştir. Enerji depolama sisteminin onlarca meskenden oluşan rezidans,villalardan oluşan site veya kampüs gibi yerlerde bir grup kullanıcı tarafındanortaklaşa kullanıldığı varsayılmaktadır. Geliştirilen Stokastik model, ikiboyutlu sürekli zamanlı Markov zinciri tabanlı olup, sistem durumlarının rassaldağılımları nümerik metotlar ile hesaplanmıştır. Dikkate alınması gereken diğerbir husus ise, enerji depolama sisteminin yoğun zamanlarda pik talebi azaltmakiçin kullanılması ve müşteri talebinin azaldığı dönemlerde ise şebeke gücütarafından iskontolu elektrik enerjisi ile doldurulmasıdır. Şebeke güvenliğininsağlanması için müşteri talepleri, sınırlı miktardaki şebeke elektriği veenerji depolama ünitesi tarafından karşılanmakta ancak bu seviyenin üstündekitaleplere cevap verilememektedir. Bu nedenle kesinti olasılığı doğal olaraksistem performans metriği olarak karşımıza çıkmaktadır. Enerji depolama sistem kapasitesi,değişen kesinti olasılıkları ve sistem parametreleri altında hesaplanmıştır. Sunulanhesaplamalara göre enerji depolama sistemi optimum kapasitesininbelirlenmesinde tüketici talep istatistiklerinin büyük önem taşıdığı ortayakonulmuştur. Son olarak, geliştirilen ekonomik fayda modeli ile, sistem parametreleriekonomik değişkenlerle ilişkilendirip, sistem operatörüne finansal dinamiklerigöz önüne en iyi çalışma aralığını seçmesine olanak sağlamaktadır.

Dünyada elektrik sektörleri, hızla entegrasyonuartan yenilenebilir enerji kaynakları ile elektrik üretiminden kaynaklanankarbon ayak izini azaltmaya yönelik yapılan çevresel ve ekonomik baskılar ile karşıkarşıya gelmektedir. Enerji depolama sistemleri şebeke altyapı güvenliğini arttıran,şebekeye çalışma esnekliği sağlayan ve çevresel etkileri azaltan çözümler olarakbüyük ilgi görmektedir. Bu nedenle, enerji depolama sistemleri komplekselektrik şebeke operasyonlarında anahtar rol oynamaktadır. Bu makalede, tüketicilerinelektrik talepleri, elektrik şebekesinden çekilen güç ve enerji depolama ünitesindenoluşan bir sistem için Stokastik bir model sunularak, aralarındaki etkileşimlerincelenmiştir. Enerji depolama sisteminin onlarca meskenden oluşan rezidans,villalardan oluşan site veya kampüs gibi yerlerde bir grup kullanıcı tarafındanortaklaşa kullanıldığı varsayılmaktadır. Geliştirilen Stokastik model, ikiboyutlu sürekli zamanlı Markov zinciri tabanlı olup, sistem durumlarının rassaldağılımları nümerik metotlar ile hesaplanmıştır. Dikkate alınması gereken diğerbir husus ise, enerji depolama sisteminin yoğun zamanlarda pik talebi azaltmakiçin kullanılması ve müşteri talebinin azaldığı dönemlerde ise şebeke gücütarafından iskontolu elektrik enerjisi ile doldurulmasıdır. Şebeke güvenliğininsağlanması için müşteri talepleri, sınırlı miktardaki şebeke elektriği veenerji depolama ünitesi tarafından karşılanmakta ancak bu seviyenin üstündekitaleplere cevap verilememektedir. Bu nedenle kesinti olasılığı doğal olaraksistem performans metriği olarak karşımıza çıkmaktadır. Enerji depolama sistem kapasitesi,değişen kesinti olasılıkları ve sistem parametreleri altında hesaplanmıştır. Sunulanhesaplamalara göre enerji depolama sistemi optimum kapasitesininbelirlenmesinde tüketici talep istatistiklerinin büyük önem taşıdığı ortayakonulmuştur. Son olarak, geliştirilen ekonomik fayda modeli ile, sistem parametreleriekonomik değişkenlerle ilişkilendirip, sistem operatörüne finansal dinamiklerigöz önüne en iyi çalışma aralığını seçmesine olanak sağlamaktadır.