Dağıtık üretim tesislerinin maksimum şebeke entegrasyon limitinin belirlenmesi için yeni bir metodolojinin geliştirilmesi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: KADİR DOĞANŞAHİN

Danışman: Recep Yumurtacı

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Enerji sektörü, dünya ekonomilerinde oldukça önemli yere sahiptir ve elektrik enerjisi bu sektördeki payını her geçen gün artırmaktadır. Son yıllarda artan enerji talebi ve yükselen çevresel ve ekonomik endişeler, sektör içerisinde, temiz enerji kullanımı ve yüksek verimlilik eğilimlerini oluşturmuştur. Bunun neticesinde güç sistemleri hızlı bir değişim sürecine girmiştir. Dağıtık üretim (DÜ), bu sürecin getirdiği yenilikçi bir üretim şeklidir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının güç sistemlerine katılımına olanak sağlaması ve sistem kayıplarını azaltabilmesi yönünde sunmuş olduğu fayda potansiyeli dağıtık üretimin cazibesini artırmış ve dağıtık üretim tesislerinin güç sistemleri içerisinde yaygınlaşmasına sebep olmuştur. Diğer taraftan, dağıtık üretim, merkezi üretim ve tek yönlü güç akışı altyapısına sahip geleneksel güç sistemleri açısından aykırı bir üretim olması sebebiyle güç sistemlerinde çeşitli sorunlara sebep olabilmektedir. Bu sorunlardan biri, güç sistemleri açısından oldukça büyük önem arz eden gerilim kalitesinin, dağıtık üretim katılımlarından etkilenmesidir. Dağıtık üreticiler, sisteme bağlandıkları nokta ve etrafında gerilim artışına neden olurlar. Doğru planlanmamış bir DÜ katılımı, sistemde aşırı gerilimlere sebep olabilir. Sistemdeki gerilim artışı, sisteme dâhil edilen DÜ birimin kapasitesi ile yakından ilişkilidir. Dağıtık üreticilerin sağladığı faydalardan maksimum yönde yararlanabilmek ve sebep olabilecekleri sorunları minimuma indirebilmek amacıyla, güç sistemlerine DÜ katılımların en doğru şekilde gerçekleştirilmesi yönünde planlamaların yapılması önemlidir. DÜ planlama çok yönlü bir çalışmadır ve bu konu üzerine oldukça geniş bir literatür bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, sisteme bağlanacak DÜ birimin kapasitesi ile bağlantı sonrasında oluşacak sistem gerilimleri arasındaki ilişkinin matematiksel bir model üzerinden ifade edilmesi amaçlanmıştır. Böyle bir matematiksel modelin elde edilmesi ile sistemde aşırı gerilim sorunlarına yol açmayacak maksimum DÜ bağlantı kapasitesinin hesaplanabilmesi mümkün olabilecektir ve bu yönüyle DÜ planlama çalışmalarında başvurulan bir hesaplama aracı olarak literatüre katkı sağlayabilecektir. Literatürde aynı amaca uygun önerilen çeşitli matematiksel modeller yer almaktadır. Ancak bu modellerin türetilmesi aşamasında çeşitli varsayımlar ve ihmaller esas alınmıştır ve tamamı sistemin yüksüz durumunu esas alarak türetilmişlerdir. Bu çalışma iki kademeli olup, ilk kademesinde, sistemin yüksüz durumu esas alınarak türetilen matematiksel modellerin, kabul ettikleri varsayımlar ve ihmaller olmaksızın, yeni bir matematiksel modelin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Sonrasında ise sistemin yüklü ve üreticili durumunda kullanılabilecek bir matematiksel modelin elde edilmesi amaçlanmıştır. Önerilen matematiksel modellerin kabiliyetlerini test etmek amacıyla 34 baralı bir test sistemi üzerinde çeşitli durum analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, önerilen matematiksel modellerin, alternatiflerine göre daha doğru ve tutarlı sonuçlar verebildiklerini kanıtlamışlardır.