Dağıtık-Belirsiz Üretim ve Tüketim Koşullarının Güç Sistemlerinin KararlılığıÜzerindeki Etkilerinin İncelenmesi

Abstract

Günümüzde kullanılan elektrik güç sistemleri, genellikle merkezi üretimli sistemlerdir. Bu sistemlerde büyük güçteki santrallerde üretilen elektrik enerjisi, kilometrelerce uzunluktaki iletim hatları vasıtasıyla radyal yapıdaki dağıtım sistemleri üzerinden son kullanıcı dağıtım noktasına iletilmektedir. Bu sistemlerde üretimin önemli bir rol oynamasından dolayı elektrik üretim santralleri petrol, kömür ve doğalgaz gibi enerji kaynaklarının yoğun olduğu bölgelerde kurulmaya devam etmektedir. Dünyadaki artan nüfus ve teknolojideki gelişmelerle birlikte enerjiye olan ihtiyaç sürekli olarak artmaktadır. Artan enerji talebinin karşılanması esnasında mevcut elektrik sistemlerinden ve üretim kaynaklarından kaynaklı bazı sıkıntılarla karşılaşılması olasıdır. Bu sıkıntıları en az düzeye indirmek ve özellikle de fosil yakıt kaynaklarının tükenmesi tehlikesinin önüne geçebilmek için yenilenebilir enerji kaynakları ve dağıtık üretim kavramları ön plana çıkmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı dağıtık üretim birimleri teknik, ekonomik ve çevresel açıdan birçok avantajının yanı sıra aralıklı ve öngörülemeyen yapıya sahiptirler. Bu kaynakların elektrik üretiminde payını arttırması ek olarak değişken ve belirsiz yapıdaki üretimin artması güç sistem kararlılığı noktasında risk oluşturabileceği öngörülmektedir. Düşük oranlı yenilenebilir dağıtık üretim içeren elektrik sistemleri için bu risk az olsa da büyük oranlı yenilenebilir dağıtık üretim içeren elektrik sistemleri için bu risk oldukça fazla olabilir. Bu projede, enerji talebindeki artışı karşılamak için alternatif olarak tercih edilmeye başlanan belirsiz ve değişken yapıdaki dağıtık üretim ile değişken yapıdaki tüketim birimlerinin sistem kararlılığı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Öncelikle üretim ve tüketimdeki belirsizlikleri yansıtacak şekilde varsayımsal üretim ve tüketim profilleri oluşturularak IEEE 9, 14, 30 ve 39 baralı sistemler üzerinden test sistemleri oluşturulmuştur. Dağıtık-belirsiz üretim ve tüketim yapısındaki değişimler kullanılarak gerilim kararlılığı incelenirken her sistem için oluşturulan arıza senaryoları üzerinden rotor açı ve frekans kararlılığı incelenmiştir. Analiz çalışmaları sonucunda dağıtık-belirsiz üretim ve tüketimin, üretim-tüketim profillerine, sisteme entegrasyon noktasına, arıza yerine vb. faktörlere de bağlı olarak her sistemde farklı bir etkiye sahip olduğu gözlemlenmekle birlikte oluşturulan analiz prosedürüne göre sistem kararlılığında iyileşmelerin yanı sıra bozulmaların da meydana geldiği görülmüştür.