Yenilenebilir enerjiye dayalı güç sistemlerinde enerji depolamanın sistem kararlılığı üzerine etkileri

Günümüzde fosil yakıt kökenli üretim yollarının kaynakları günden güne tükenmekte ve çevre kirliliğine neden olmaktadır. Fosil kaynakların sınırlı olması, bizi yenilenebilir enerji kaynaklarına yöneltmektedir. Yenilebilir enerji kaynakları ile yapılan üretim ise değişen küresel iklim şartları problemini beraberinde getirmektedir. Güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynakları gün içerisinde farklı üretim profillerine sahip oldukları için dalgalanan talebe hızlı ve güvenilir yanıt verememektedir. Bu da enerjiden daha verimli ve sürekli faydalanmak adına enerjinin depolanması konusunu beraberinde getirmektedir. Bu tezde yenilenebilir enerjiye dayalı güç sistemlerinde enerji depolama sisteminin sistem kararlılığına etkisi analiz edilmiştir. Bu analiz için IEEE 14 ve 30 baralı güç sistemleri kullanılarak analizler için enerji depolama sistemi, güneş ve rüzgar üretim birimleri entegre edilen test sistemleri oluşturulmuştur. Güç sistemlerinde yaşanması olası arızalar oluşturularak sistemlerin bu arızalar karşısında verdiği tepkiler incelenmiştir. Simülasyonlar Matlab programında; Hadi Saadat'ın kararlılık analizi için temel kabul edilen programı üzerinden geliştirilerek hazırlanan kodlar, gerçek zamanlı üretim profilleri kullanılarak rotor açı, frekans ve gerilim kararlılığı analizleri gerçekleştirilmiştir. Çalıştırılan test sistemlerinde sistemde oluşan arıza anında deşarj durumunda olan bir EDS(Enerji depolama sistemi)' nin sistemin kararlı kalma süresini arttırdığı, frekans ve gerilim kararlılığında iyileşme gösterirken, rotor açı kararlılığında genel olarak olumsuz sonuçlar elde edilmiştir. Ayrıca enerji depolama sisteminin gücünün arttırılmasıyla sistemin arıza karşısında kararlı kalma süresinin düşük güçteki EDS'ye göre genel olarak arttığı gözlemlenmiştir. Rotor açı ve frekans kararlılığında güneş üretim biriminin EDS ile kullanıldığı modifikasyon hariç sistem kararlılığını korumuştur. Üretim birimlerine uzak noktada oluşturulan arızanın sistemi kararsızlığa sürüklemediği görülmüştür. Genel olarak bakıldığında; depolama sisteminin güç değeri, atalet sabitinin değeri, güneş ve rüzgâr üretim birimlerinin değeri, sanayi ve ev tipi yük değerlerinin, sistemde oluşan arızanın konumu ve türünün, EDS' nin şarj ve deşarj saatlerinin seçiminin kararlılığı etkilediği gözlemlenmiştir.