Kuzeybatı Anadolu güç sisteminde yenilenebilir enerji kaynaklarının gerilim kararlılığına etkileri

Elektrik enerjisine olan ihtiyacın artmasına bağlı olarak güç sistemlerinin büyümesiyle kararlılık konusunun değerlendirilmesi önem kazanmıştır. Yük tarafındaki enerji talebi artışı ve sınırlı üretim kaynakları güç sisteminin gerilim kararlılığı açısından kritik değerlerini etkilemektedir. Yük talebi artışına bağlı olarak enerji talebini karşılamak için içerisinde yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) ve çeşitli teknolojiler barındıran dağıtık üretim birimleri (DÜ) güç sistemine farklı konumlarda ve boyutlarda eklenmektedir. Bu birimler son yıllarda güç sistemlerinde elektrik enerjisi üretiminde önemli ölçekte pay sahibi haline gelmiştir. Dağıtık üretimlerin sisteme eklenmesi, güç sisteminin üretim kapasitesini arttırırken ayrıntılı araştırma yapılmadan kapasite ve yerleşim yeri seçimi durumunda sistemde güç kayıplarını arttırdığı gibi sistem kararlılığını da olumsuz etkileyebilmektedir. Bu nedenle ortaya çıkabilecek olumsuzlukları engellemek için, dağıtık üretim birimlerinin sisteme en uygun yer ve güç değerinde seçilmesi gerekmektedir. Ayrıca enerji sistemlerinde gerilim çökmelerinden kaçınmak için gerilim kararlılığını değerlendirmek bir gereklilik olmuş ve gerilim kararlılığı indeksleri önerilmiştir. İndeksler gerilim kararlılığı değerlendirilmesi yapılacak bara hakkında bilgi vermektedir. Bu çalışmada, Türkiye enerji iletim sisteminin önemli bölgelerinden olan Kuzeybatı Anadolu (KBA) 114 baralı güç sistemi örnek alınmış ve bu sisteme eklenecek dağıtık üretim kaynaklarının yer ve güç değerlerinin belirlenmesi problemi, genetik algoritmalar (GA) optimizasyon yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Amaç fonksiyonu olarak aktif güç kayıplarının azaltılması, gerilim profilinin iyileştirilmesi ve gerilim kararlılık indeksinin maksimize edilmesi olmak üzere üç farklı fonksiyon kullanılmıştır. Yük tarafındaki enerji talebi artışı göz önüne alınarak mevcut Kuzeybatı Anadolu güç sisteminde yük artışı yapılmıştır. Yük artışı ve amaç fonksiyonlarına göre belirlenen 4 farklı senaryo oluşturulmuş, 114 baralı Kuzeybatı Anadolu güç sistemine uygulanmıştır. Örnek alınan 114 baralı Kuzeybatı Anadolu güç sistemine dağıtık üretim birimleri eklenmeden önce ve oluşturulan 4 senaryo ile dağıtık üretim birimleri eklendikten sonraki gerilim profili, aktif güç kayıpları ve gerilim kararlılığı indeks değerleri karşılaştırılmıştır. Önerilen yaklaşım ile güç sisteminin ağ topolojisini değiştirmeksizin belirlenen yer ve kapasitede dağıtık üretim kaynaklarının eklenmesi durumunda; aktif güç kayıplarının azaldığı, bara gerilim profilinin iyileştiği ve gerilim kararlılığı indeksinin arttığı gözlemlenmiştir.