Türkiye bölgesel güç sisteminin modellenmesi, analizi ve yük akışı optimizasyonu

Güç sistemleri, üretim aşamasından tüketim aşamasına kadar karmaşık bir yapıdadır. Elektrik enerjisinin tüketiciye sürekli, güvenilir, kaliteli ve ekonomik olarak ulaştırılması üretim/iletim/dağıtım aşamalarında kesintisiz ve optimize edilmiş enerji akışının sağlanmasına bağlıdır. Karmaşık yapıdaki büyük sistemlerin ve enerji ağlarının tasarlanması, kontrol altında tutulabilmesi ve yönetilmesi oldukça zor ve çok yüksek maliyetli çalışmalar yapmayı gerektirir. Üstelik bu sistemlerde yapılabilecek bir hatanın geri dönüşümsüz hasarlar verme olasılığı da çok yüksektir. Ancak bu tarz sistemlerin sanal ortamda modellerinin oluşturulması, simülasyonunun yapılması ve analiz edilmesi sınırsız özgürlükle deneme yapma ve gerçek çözüme en yakın sonuçlar üretme imkanı sağlar. Bu tez çalışmasında Türkiye Bölgesel Güç Sisteminin ve Türkiye'deki yenilenebilir enerji açısından bazı kritik bölgelerin sanal ortamda modeli oluşturulmuş, simülasyonu yapılmış ve sonuçlar analiz edilmiştir. Ayrıca bu bölgelerdeki enerji akışının sürekliliği için yük akış optimizasyonu yapılmış ve öneriler sunulmuştur. Güç sistemlerinde kullanılan teçhizatların istenilen işletme sınırları içinde kalarak, jeneratörler ve baraların birbirleri arasında uygun yük alış verişini sağlaması OYA olarak tanımlanır. Bu tezde sanal modeli oluşturulan bölgelerde yük akış analizi, kısa devre analizi ve koruma koordinasyonu gibi analizler detaylı olarak yapılmıştır. Ayrıca bu tez için modifiye edilmiş optimizasyon algoritmaları ve bu tez kapsamında önerilen amaç fonksiyonları kullanılarak sanal modellerde yük akışı, koruma koordinasyonun optimizasyonu yapılmıştır. Önerilen optimizasyon algoritmaları, IEEE test sistemleri üzerinde uygulanarak literatürdeki diğer optimizasyon algoritmaları ile karşılaştırılması verilmiş ve önerilen yöntemlerin etkinliği tartışılmıştır. Ayrıca, yenilenebilir enerji üretimi açısından kritik öneme sahip bazı bölgeler için, sanal ortamda yenilenebilir enerji santrali modeli önerilmiş veya mevcut yenilenebilir santrallerin sanal modeli oluşturulmuş, bu modellerin simülasyonu yapılmış, sonuçlar analiz edilerek bölgesel güç sistemine etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak bu tez ile Türkiye'nin enerji ağında OYA'nın ve koruma koordinasyonunun etkili sağlanması, yenilenebilir enerji kaynakları kullanımının yaygınlaştırılmasına katkı sağlanması amaçlanmıştır.