İzole mikroşebekelerde frekans regülasyonu için gerçek zamanlı uyarlamalı kontrol stratejileri

YEK'in dağıtık yapıda ve değişken karakterde güç sistemlerine entegrasyonu, klasik enerji altyapılarında kararlılık ve güvenilirlik sorunlarını beraberinde getirmiştir. Bu doğrultuda, izole modda çalışabilen mikroşebekeler; hem enerji arz güvenliğini sağlama hem de sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşma bakımından stratejik bir çözüm olarak öne çıkmaktadır. Ancak bu sistemlerdeki üretim belirsizlikleri ve hızlı dinamikler, YFK gibi temel denetim süreçlerinin etkinliğini sınırlamaktadır. Bu durum, kontrol stratejilerinin daha esnek, uyarlanabilir ve dayanıklı biçimde geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu tez kapsamında, izole mikroşebeke sistemleri için aralık Tip-2 bulanık mantık ile klasik ve kesir dereceli kontrol tekniklerini birleştiren, kaskat yapılara sahip dört özgün kontrol stratejisi geliştirilmiştir. Kontrolör parametrelerinin optimizasyonunda, güçlü meta-sezgisel algoritmalar olan CIOA ve ISSA kullanılmıştır. Geliştirilen yapılar; yenilenebilir enerji kaynakları, mikro generatörler ile birlikte, yakıt hücresi ve elektrolizör gibi hidrojen temelli enerji depolama bileşenlerini de içeren çeşitli mikroşebeke konfigürasyonları altında test edilmiştir. Bu testlerde, üretim belirsizlikleri ve yük değişkenliği gibi dinamik koşullar dikkate alınarak, geliştirilen kontrol stratejilerinin performansı kapsamlı şekilde değerlendirilmiştir. Ayrıca, belirli senaryolarda talep tarafı esnekliğinin kontrol stratejilerine entegrasyonu ile YFK performansındaki iyileşmeler değerlendirilmiştir. Bununla birlikte FDI ve DoS siber saldırı tehditleri altında kontrolörlerin dayanıklılığı analiz edilmiştir. Çalışmanın bir diğer yönü, kontrolörlerin saysal ortamlarda güvenilir şekilde uygulanabilirliğini değerlendirmek amacıyla gerçekleştirilen ayrık zamanlı kararlılık analizidir. Sürekli zamanlı modellenen sistemlerin sayısal benzetimlerde ayrık zamanlı çalıştırılmasıyla oluşabilecek kararsızlık riski incelenmiştir. Ayrıca, yazılım tabanlı benzetimlerin fiziksel sistemleri ne ölçüde yansıttığını ve gerçek zamanlı simülatörlerin gerekliliği değerlendirilmiştir. MATLAB/Simulink ortamında test edilen kontrol yapıları, seçili senaryolarda OPAL-RT üzerinde doğrulanmış ve sonuçlar karşılaştırılarak tutarlılık analiz edilmiştir.