Dağıtık üretimli elektrik enerji sistemlerinde gerilim azaltım yöntemi ile enerji optimizasyonu

Dağıtım sistemlerinde akıllı şebeke teknolojilerinin kurulmasıyla, dağıtım şirketleri (operatörler ve planlayıcılar) için birçok olanak sağlanmaktadır. Böylelikle, dağıtım şirketleri, şebekenin verimini, güvenilirliğini artırmak, bazı teknik ve ekonomik sorunları çözmek için haberleşme ve ileri ölçüm altyapısı gibi akıllı şebeke teknolojilerine önem vermektedir. Dağıtık üretimin (DÜ) olumsuz etkilerini yok etmek gibi zorlukların üstesinden gelmek için geleneksel kontrol yöntemlerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu yüzden problemlerin üstesinden gelmek, tüketiciye kaliteli elektrik enerjisi sağlamak ve şebekenin verimini artırmak gibi akıllı şebeke işlemleri için yeni kontrol yöntemleri geliştirilmelidir. Bu tez Volt/VAr Optimizasyonu (VVO) olarak adlandırılan dağıtım şebeke gerilim ve reaktif güç optimizasyonu için yeni yaklaşımlar önermeyi amaçlamıştır. Önerilen yaklaşımlar VVO'nun önemli bir özelliği olan kullanıcıların cihazlarına zarar vermeden ve performansını etkilemeden limitler içinde gerilimi azaltarak talep gücü azaltmaya ve enerji tasarrufuna olanak sağlayan Tasarruflu Gerilim Azaltımı (CVR - gerilim azaltımı ile enerji optimizasyonu) için uygulanmıştır. İlk olarak, gerilim ve reaktif güç kontrolü ayrı ayrı ele alınarak dağıtık reaktif güç kontrol algoritması VVO için uygulanmıştır. Önerilen bu VVO/CVR'nin amacı dağıtık reaktif güç kontrol algoritması ile kayıplar minimize edilirken dağıtım trafo merkezinde bulunan gerilim regülatörü (VR) ile gerilimi olabildiğince alt limite yaklaştırmaktır. Tezde ikinci olarak gerilim ile reaktif güç birlikte ele alınarak merkezi ve merkezi olmayan birleşik VVO/CVR uygulanmıştır. Ele alınan problem karışık tam sayılı doğrusal olmayan programlama (KTDOP) problemi olarak modellenmiştir. KTDOP olarak modellenen VVO/CVR problemi genetik algoritma (GA) kullanılarak çözülmüştür. İki farklı VVO/CVR yaklaşımının uygulanmasıyla sadece gerilim profili iyileştirilmemiş ayrıca çekilen güç ile kayıplar azalarak günlük enerji tüketimi de azaltılmış ve enerji tasarrufu elde edilmiştir. VVO/CVR'a Model Öngörülü Kontrolün (MÖK) uygulanmasıyla sistemin gelecek durumları dikkate alınmış ve gereksiz kontrolden kaçınılarak kullanılan aygıtların işlem/anahtarlama sayısının azaldığı görülmüştür. Önerilen yöntemler sürekli durumda kontrol merkezi ve kullanıcılar arasında iki yönlü haberleşme yapısına sahip olduğu varsayılan DÜ ve DSTATCOM içeren dengesiz yüklenme ve hat yapısına sahip olan IEEE 13-34 baralı test sistemine uygulanmıştır. Benzetimler günlük değişken yük talebi, farklı tip tüketici, üç fazlı güç akışı ile üç fazlı dengesiz hat modeli ve gerilime bağlı yük modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir.