Mikroşebekelerde talep tarafının esnekliğini dikkate alan optimum işletim yaklaşımının geliştirilmesi
Development of an optimal operation approach considering demand side flexibility in microgrids
- Tez No: 504276
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OZAN ERDİNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 154
Özet
Mikro şebeke konsepti; daha güvenilir, ekonomik ve sürdürülebilir bir güç sistemi işletimine yardımcı olması açısından son zamanlarda popülerlik kazanmış ve sistem operatörlerinin ilgisini çeken bir konu başlığı haline gelmiştir. Mikro şebekeler, yenilenebilir enerji sistemlerinden ve konvansiyonel üretim birimlerinden (mikro türbin, kombine güç-ısı birimleri, yakıt hücresi, vb.) enerji üretimi yapabilmekte, kendine ait tüketim ve depolama birimleriyle güç dengesini öncelikle kendi içinde ve sonrasında diğer mikro şebekelerle etkileşimli bir şekilde sağlayabilen bir yapıyı oluşturmaktadır. Şebekeyle bağlantılı çalışıp çift yönlü enerji alışverişi gerçekleştirebildiği gibi, herhangi bir arıza durumunda şebekeden bağımsız ada modunda da çalışabilmekte ve sistemi olumsuz etkilerden korumaktadır. Özellikle yenilenebilir enerji sistemlerinin yaygın olarak kullanıldığı mikro şebekelerde, zamanla değişkenlik gösteren üretim ve tüketimin dinamik yapısı dikkate alındığında enerji dengesinin sağlanması zorlaşmakta ve şebeke işletimi açısından büyük problemlere neden olmaktadır. Bu durumdan olabildiğince kaçınmak için enerji depolama sistemlerinin yanında akıllı şebeke konseptinin getirdiği en önemli yardımcı servislerden biri olan talep tarafının yönetimi de dikkat çekici bir uygulama alanına dönüşmüştür. Enerji depolama sistemi olarak statik bataryalar kullanıldığı gibi teknolojinin getirdiği en önemli yeniliklerden biri olan ve şebekeden araca (grid-to-vehicle, G2V) ve araçtan şebekeye (vehicle-to-grid, V2G) enerji akışı gerçekleştirebilen elektrikli araçlar da tercih edilmektedir. Tüketim birimlerindeki kontrol edilebilir yüklerin sistem operatörü müdahalesiyle yük profilinin değiştirilmesini sağlayan doğrudan yük kontrolü de talep cevabı çeşidi olarak sisteme entegre edilebilmektedir. Mikro şebeke işletimiyle ilgili gerçekleştirilmiş hali hazırda birçok çalışma literatüre katkıda bulunmuştur. Ana başlıklar değişkenlik göstermekle birlikte konular gerilim ve frekans kararlılığının sağlanması, şebeke bağlantı koşullarının iyileştirilmesi, enerji kalitesi etrafında yoğunlaşmaktadır. Son zamanlarda ise mikro şebekenin ekonomik koşullarda işletimi daha fazla ön plana çıkmakta ve enerji yönetimi, talep cevabı programlarının uygulanması tercih edilmektedir. Bunu dikkate alarak gerçekleştirilen bu çalışmada, rüzgâr ve fotovoltaik sistem gibi alternatif kaynakların değişken enerji üretimleri senaryoya bağlı olarak ifade edilmiş ve stokastik programlama ile modellenmiştir. Sistemde enerji depolama ünitesi olarak statik bataryalar ve yeni nesil elektriksel yükler olarak elektrikli araçlar bulunmaktadır. Yine bu yapıların neden oldukları belirsizlikler göz önünde bulundurulup daha gerçekçi yaklaşımın geliştirilmesi sağlanmıştır. Çalışmayı daha ileri aşamalara götürecek termostatı kontrol edilebilir ekipmanların talep cevabı kaynağı olarak kullanılması ve mikro şebeke işletimine etkisi araştırılmıştır. Matematiksel formülasyon karmaşık tamsayılı lineer programlama kullanılarak elde edilmiş olup, GAMS programında ticari CPLEX çözücüsü kullanılarak benzetim çalışması gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In recent years, the concept of microgrid has gained popularity due to providing more reliable, sustainable and economical power system, and this idea has also become interesting topic for system operators. Microgrids are capable of generating electricity from renewable energy sources and conventional production units such as micro turbines, combined heat and power units, fuel cells etc. and are able to provide their own supply-demand power balance with energy storage units internally and the other microgrids. They can be operated in grid-connected mode and providing bi-directional power flow with the main grid. Moreover, in case of a fault (malfunction), microgrids can be switched off and turned to operate in islanded mode to protect system from any negative effects. When considering dynamic nature of production and consumption profile especially in microgrids where renewable energy systems are widely used, providing of power balance becomes difficult and causes major problems in terms of system operation. In addition to energy storage unit, the demand side management, one of the most crucial ancillary services of smart grid concept, has become a remarkable application field. Besides the stationary batteries, electric vehicles (EVs) can also be preferred as an energy storage which provide grid-to-vehicle (G2V) and vehicle-to-grid (V2G) power flow. Additionally, the direct load control applications which allow the system operator to shape consumer's controllable load profile, can also be integrated into the system as a different type of demand response. There are many studies that have contributed to the literature related to the microgrids. It should be stated that, although main topics are in various field, studies are focused on ensuring voltage/frequency stability, improving the grid connection conditions, and energy quality. Energy management strategies and demand response programs are preferred to provide economic operation of microgrid which has become more prominent recently. In this study, a scenario-based stochastic algorithm is presented for the volatile renewable energy sources such as wind and photovoltaic farms considering the mentioned programs. Stationary batteries and EVs are used as an energy storage units in the system. Furthermore, the uncertainties caused by these structures are taken into account and a more realistic approach is developed. Thermostatically controlled equipments are also used as a demand response source and their effects on microgrid operation are investigated. The proposed structure is modeled by using mixed integer linear programming (MILP) and solved in general algebraic modeling system (GAMS) simulation program with commercial CPLEX solver.
Benzer Tezler
- Talep tarafı yönetimi kullanılarak konutlar için merkezi batarya veya elektrikli araç bataryası ile desteklenen PV güç sisteminin boyutlandırılması,enerji yönetimi ve ekonomik analizi
Sizing, energy management and economic analysis of PV powered micro grid with community battery or ev battery storage considering demand response
GÜL FERAY SEZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KIVANÇ BAŞARAN
- Endüstriyel mikro şebekelerde dinamik enerji yönetim modeli önerisi ve örnek uygulama
A dynamic energy management model proposal for energy management in industrial microgrids and a case study
ZEYNEP BEKTAŞ
Doktora
Türkçe
2021
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLGÜN KAYAKUTLU
- Adaptive signal processing based intelligent method for fault detection and classification in microgrids
Mikroşebekelerde arıza tespiti ve sınıflandırması için adaptif sinyal işleme tabanlı akıllı yöntem
RESUL AZİZİ
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER
- Feasibility analysis based on advanced deep learning techniques in integrating renewable energy resources into microgrids
Yenilenebilir enerji kaynaklarının mikroşebekelere entegre edilmesinde gelişmiş derin öğrenme tekniklerine dayalı uygulanılabilirlik analizi
FATHI FARAH FADOUL FATHI FARAH FADOUL
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAMAZAN ÇAĞLAR
- Hidrojen enerji sistemlerini içeren mikroşebekelerin yönetimi için optimizasyon tabanlı yeni bir karar verme mekanizmasının geliştirilmesi
Development of a new optimization-based decision making mechanism for the management of microgrids including hydrogen energy systems
NAZMİYE KOPACAK
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Tesisleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN ERDİNÇ
DR. İBRAHİM ŞENGÖR