Operation strategies of pumped storage hydropower plants under electricity spot market: Case study of Uluabat hydropower plant
Elektrik spot piyasasında pompaj depolamalı hidroelektrik santrallerinin operasyon stratejileri: Uluabat hidroelektrik santrali örneği
- Tez No: 612091
- Danışmanlar: PROF. DR. ELÇİN KENTEL ERDOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Son yıllarda, enerji dünyadaki en zorlu problemlerden bir olmuştur. Özellikle modern dünyada enerji, ekonomik ve sosyal faaliyetlerin yapı taşıdır. Bu nedenle, enerji, ekonomik büyüme ve insani gelişme için kritik bir unsurdur. Azalan fosil yakıt kaynakları ve fosil yakıtla çalışan tesislerin zararlı etkileri bugün yenilenebilir enerji konusunu gündeme getirmiştir. Yenilenebilir enerji kaynakları gelecekte de önemli bir rol oynamaya devam edecektir. Ancak, yenilenebilir enerji kaynakları değişken güç taleplerini karşılamakta güçlük çekmektedir. Diğer bir deyişle, yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekeye entegrasyonu yenilenebilir enerji kaynaklarının süreksizliği nedeniyle endişe vericidir. Bu durum yenilenebilir enerji kaynaklarını daha az avantajlı kılmaktadır. Enerji üretimini organize etmek ve fiziksel talebi karşılamak için önemli ölçüde büyük depolama kapasitelerine ihtiyaç vardır. Pompaj Depolamalı Hidroelektrik Santrali (PDHS) teknolojisi sürekliliği olmaksızın üretim yapan enerji kaynaklarından elde edilen enerjiyi depolamak için en verimli ve ekonomik yoldur. Literatürde, çeşitli optimizasyon yöntemleri ile PDHS'lerinin faydaları değerlendirilmiştir. Bununla birlikte, PDHS'nin zararlı çevresel etkileri ve yüksek yatırım maliyeti hala PDHS'nin olumsuz yönleri olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu nedenle mevcut hidroelektrik santrali altyapıları kullanılarak PDHS'lerin kurulması PDHS'nin bu olumsuz yönlerini ortadan kaldıran daha faydalı bir seçenektir. Bu çalışmada türbinlenen suyun doğal bir göle iletildiği mevcut bir geleneksel hidroelektrik santrali hipotetik olarak PDHS'ye dönüştürülmüştür. Farklı reservuar yönetimi stratejileri altında geçmiş yıllara ait rezervuara giren su ve elektrik fiyatları kullanılarak, elektrik fiyatlarındaki dalgalanmalar sayesinde geliri maksimize eden bir üretim programı önerilmiştir. Optimizasyon çalışması 2013-2018 yılları arasındaki her bir su yılı için saatlik zaman aralıkları ile gerçekleştirilmiştir. Bu beş yıldaki değişikliklerin yakın gelecekte yaşanacak olanlara benzer olacağı varsayımı ile, sonuçlar Üretim Şirketi'ne operasyon stratejileri geliştirmeleri için rehberlik etmektedir. Aynı zamanda bu sonuçlar mevcut hidroelektrik santralinin optimize edilmiş üretim programının gelirleri ve 2013-2018 yılları arasında gerçekleşmiş üretimin gelirleri ile kıyaslanmıştır.
Özet (Çeviri)
In recent years, energy has been one of the most challenging problems around the world. In particular, energy is the building block for commercial and social settings in the modern world. Therefore, energy is a critical element for economic and human development. Diminishing fossil fuel resources and detrimental effects of facilities operated on fossil fuels have brought forward renewable energy today, and renewable energy resources will continue to play a significant role in the future. However, renewable energy sources are unable to adjust their output to meet fluctuating power demands. In other words, the integration of renewable energy resources into the grid is a concern since the renewable sources have an intermittent nature. This intermittent nature of most renewable energy sources makes them less advantageous. Significantly large energy storage capacity is required to balance power production and demand. Pumped Storage Hydropower Plant (PSHP) technology is accepted to be an efficient and economical way of storing energy obtained from intermittent energy resources. Variety of optimization methods were established in order to evaluate the advantages of PSHPs in the literature. However, detrimental environmental impacts of PSHP and high investment cost are still unfavorable aspects of PSHP. Therefore, the installation of PSHPs on the existing hydropower infrastructure is a more beneficial option that eliminates aforementioned disadvantages of PSHPs. In this study, an existing conventional hydropower plant that diverts turbined water to a natural lake is hypothetically transformed to a PSHP. A generation schedule that maximizes the revenue of PSHP due to oscillations in electricity prices is proposed using historical water inflows to the reservoir and electricity prices under different reservoir management strategies. The optimization study is based on hourly time steps and performed for each water year from 2013 to 2018. The results guide Generation Company (GenCo) to develop operation strategies under the assumption that variations in these five years will be similar to those that will be experienced in the near future. The results are compared with revenues of the optimized generation schedule of the conventional hydropower plant and the actual generation realized between 2013 and 2018 as well.
Benzer Tezler
- Developing optimum operation strategies for wind-hydro hybrid systems
Rüzgar-hidro hibrit sistemler için optimum çalışma stratejilerinin geliştirilmesi
ERAY ERCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELÇİN KENTEL ERDOĞAN
- Utilization of realistic pumped hydroelectric storage system model for various optimal short term control strategies
Gerçekçi pompaj depolamalı hidroelektrik sistem modelinin çeşitli optimal kısa dönem kontrol stratejileri için kullanılması
OĞUZHAN ÜSTÜNDAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT GÖL
- Optimal bidding and real-time operation strategies for wind and pumped hydro storage systems using stochastic programming and model predictive control
Rüzgar ve pompajlı hidro elektrik santrallerinde en iyi teklif ve gerçek zamanlı operasyon için stokastik model öngörülü kontrolün kullanılması
İSMAİL KAYAHAN
Doktora
İngilizce
2019
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiSistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR YILDIRAN
- Pompaj depolamalı hidroelektrik santrallerin optimizasyonu
Optimization of pumped storage hydroelectric plants
HASAN GÜRSAKAL
Doktora
Türkçe
2022
Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ UYUMAZ
- Optimal waste containment strategies in groundwater pollution studies
Yeraltısuyu kirliliği çalışmalarında optimum atık toplama stratejileri
FEYZAN MISIRLI
Yüksek Lisans
İngilizce
1994
Jeoloji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YAZICIGİL