Mikroşebekelerde talep tarafının esnekliğini dikkate alan optimum işletim yaklaşımının geliştirilmesi

Mikro şebeke konsepti; daha güvenilir, ekonomik ve sürdürülebilir bir güç sistemi işletimine yardımcı olması açısından son zamanlarda popülerlik kazanmış ve sistem operatörlerinin ilgisini çeken bir konu başlığı haline gelmiştir. Mikro şebekeler, yenilenebilir enerji sistemlerinden ve konvansiyonel üretim birimlerinden (mikro türbin, kombine güç-ısı birimleri, yakıt hücresi, vb.) enerji üretimi yapabilmekte, kendine ait tüketim ve depolama birimleriyle güç dengesini öncelikle kendi içinde ve sonrasında diğer mikro şebekelerle etkileşimli bir şekilde sağlayabilen bir yapıyı oluşturmaktadır. Şebekeyle bağlantılı çalışıp çift yönlü enerji alışverişi gerçekleştirebildiği gibi, herhangi bir arıza durumunda şebekeden bağımsız ada modunda da çalışabilmekte ve sistemi olumsuz etkilerden korumaktadır. Özellikle yenilenebilir enerji sistemlerinin yaygın olarak kullanıldığı mikro şebekelerde, zamanla değişkenlik gösteren üretim ve tüketimin dinamik yapısı dikkate alındığında enerji dengesinin sağlanması zorlaşmakta ve şebeke işletimi açısından büyük problemlere neden olmaktadır. Bu durumdan olabildiğince kaçınmak için enerji depolama sistemlerinin yanında akıllı şebeke konseptinin getirdiği en önemli yardımcı servislerden biri olan talep tarafının yönetimi de dikkat çekici bir uygulama alanına dönüşmüştür. Enerji depolama sistemi olarak statik bataryalar kullanıldığı gibi teknolojinin getirdiği en önemli yeniliklerden biri olan ve şebekeden araca (grid-to-vehicle, G2V) ve araçtan şebekeye (vehicle-to-grid, V2G) enerji akışı gerçekleştirebilen elektrikli araçlar da tercih edilmektedir. Tüketim birimlerindeki kontrol edilebilir yüklerin sistem operatörü müdahalesiyle yük profilinin değiştirilmesini sağlayan doğrudan yük kontrolü de talep cevabı çeşidi olarak sisteme entegre edilebilmektedir. Mikro şebeke işletimiyle ilgili gerçekleştirilmiş hali hazırda birçok çalışma literatüre katkıda bulunmuştur. Ana başlıklar değişkenlik göstermekle birlikte konular gerilim ve frekans kararlılığının sağlanması, şebeke bağlantı koşullarının iyileştirilmesi, enerji kalitesi etrafında yoğunlaşmaktadır. Son zamanlarda ise mikro şebekenin ekonomik koşullarda işletimi daha fazla ön plana çıkmakta ve enerji yönetimi, talep cevabı programlarının uygulanması tercih edilmektedir. Bunu dikkate alarak gerçekleştirilen bu çalışmada, rüzgâr ve fotovoltaik sistem gibi alternatif kaynakların değişken enerji üretimleri senaryoya bağlı olarak ifade edilmiş ve stokastik programlama ile modellenmiştir. Sistemde enerji depolama ünitesi olarak statik bataryalar ve yeni nesil elektriksel yükler olarak elektrikli araçlar bulunmaktadır. Yine bu yapıların neden oldukları belirsizlikler göz önünde bulundurulup daha gerçekçi yaklaşımın geliştirilmesi sağlanmıştır. Çalışmayı daha ileri aşamalara götürecek termostatı kontrol edilebilir ekipmanların talep cevabı kaynağı olarak kullanılması ve mikro şebeke işletimine etkisi araştırılmıştır. Matematiksel formülasyon karmaşık tamsayılı lineer programlama kullanılarak elde edilmiş olup, GAMS programında ticari CPLEX çözücüsü kullanılarak benzetim çalışması gerçekleştirilmiştir.