Konutsal yüklerin parametre ve güç tüketimi tahmini

Enerji dağıtım sistemleri, müşterilerinin cihazlarının çalışması için gerekli elektrik enerjisini ulaştırmak amacıyla kurulan sistemdir. Bu dağıtım sisteminin son noktasında ise bir ve birden fazla cihazlardan oluşan yük topluluğu bulunmaktadır. Yüklerin gerilim değerlerine duyarlılık gösterdiği bilinmektedir ve bu duyarlılığın önemi değerlendirilmelidir. Bu nedenle, yüklerin davranışını bilmek çok önemlidir. Bu sorunun ideal çözümü olarak, doğru bir yük modellemesi elde etmektir. Gelişen teknoloji sayesinde elektrikli cihazların performansı da değişmiştir. Bu değişimle birlikte cihazların yük modellerinin incelenmesi ve güncellenmesi gerekmektedir. Bu çalışma ile, evlerde kullanılan elektriksel cihazlar üzerinde polinomal ve üstel yük modellerinin uygunluğu incelenmiştir ve yük modellerine ait katsayılar yapılan deneyler sonucunda elde edilmiştir. Gerilim, akım, güç ve güç faktörü parametreleri PZEM-004T modülü kullanılarak ölçülmüştür. Bu modül kullanımı hem kolay ve hem de ekonomik olduğu için tercih edilmiştir. Bu modül ile ölçülen parametreler Arduino Uno ile bilgisayara aktarılıp MATLAB'de bu iki yük modellerinin katsayıları hesaplanmıştır. Polinomal ve üstel yük modeli katsayıları En Küçük Kareler yöntemi ve iç nokta yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Polinomal yük modeli katsayıları ile tahmini güç tüketimi hesaplanmıştır. Şebeke geriliminde çalıştırılan tüm cihazların gerilim ve güç verilerinden elde edilen polinomal yük modeli katsayıları varyak yardımıyla gerilim azaltılarak tüm cihazların tüketeceği tahmini güç değerleri hesaplanmıştır. İlk olarak bu cihazların bireysel kullanımındaki durumları ve daha sonrasında birlikte kullanım durumları incelenmiştir. Bireysel kullanımını durumunda; akkor lamba ve elektrikli süpürge için her iki yük modeli gerçek ölçüm sonuçlarına çok yakın olduğu görülmüştür. LED lamba için her iki yük modeli nominal gerilim çevresinde gerçek güç değerlerine yakın sonuç vermektedir. Bireysel kullanımda polinomal yük modeli katsayılarına dayalı tahmini güç tüketiminde ise akkor lamba için aktif ve reaktif tahmini güç tüketimi ölçüm sonuçlarına yakın; LED lambada aktif ve reaktif tahmini güç tüketimi ölçüm sonuçlarının yakın olmakla birlikte hafif üzerinde; LCD monitörde çoğunlukla ölçüm sonuçlarının yakın olmakta birlikte üzerinde ve elektrikli süpürgede ise tahmini güç tüketiminin ölçüm sonuçlarına yakın olduğu gözlemlenmiştir. İkinci olarak cihazların birlikte kullanımı yani paralel bağlanması durumu incelenmiştir. Buna göre birinci durum olarak akkor lamba ve LED lamba birlikte çalıştığında polinomal yük modelinin üstel modele göre ölçüm sonuçlarına daha yakın olduğu; ikinci durum olarak akkor lamba, LED lamba ve LCD monitör birlikte çalıştığında birinci duruma benzer sonuçlar verdiği; üçüncü durum olarak tüm cihazların birlikte çalıştığında her iki modelin gerçek sonuçlara yakın olduğu tespit edilmiştir. Birlikte kullanımdaki polinomal yük modeli katsayılarına dayalı tahmini güç tüketiminde ise aktif güç için gerçek sonuçlara yakın sonuçlar bulunmuştur.