Dağıtık üretim kaynaklarına sahip bir mikro şebekeye rüzgâr enerji kaynaklarının optimum yerleşimi ve kararlılık analizi

Abstract

Yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekelere entegrasyonu sırasında oluşabilecek gerilim dalgalanmalarının kontrolü, şebekeye bağlı olan yüklerin artması ile zorlaşmaktadır. Enerji kalitesinde kararlılığın sağlanması ve tüketicilerin zor durumda kalmaması için şebekelerin sürekli olarak izlenmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, dağıtık üretim kaynaklarının örnek bir mikro şebekeye entegrasyonu sonucunda elde edilecek faydalar ve sistemde meydana getirdikleri etkiler analiz edilmiştir. Çalışma kapsamında, Kayseri ilinin seçilmiş 12 ilçesinin iletim sistemi ele alınmıştır. Power World programında test edilmek üzere seçilen ilçelerin nüfuslarına göre enerji ihtiyaçları hesaplanarak şebeke oluşturulmuştur. Şebekeye entegre edilecek rüzgâr enerji santrallerinin en uygun hangi iki ilçede olacağının belirlenmesi için 5 farklı senaryo geliştirilmiştir. Tasarlanan sistem ilk olarak rüzgâr türbinleri olmadan çalıştırılmış ve sistemde ana generatörden talep edilen güç miktarı 545 MW olarak bulunmuştur. Ardından senaryolara göre rüzgâr türbinleri 5 farklı şekilde yerleştirilmiştir. Rüzgâr türbinlerinin şebekeye entegrasyonu sonucunda gerilim kararlılıklarındaki değişimler analiz edilmiştir. Diğer taraftan aktif ve reaktif güç miktarlarındaki değişimler de incelenmiştir. Sonuç olarak rüzgâr türbinlerinin entegrasyonunun yapılacağı en iyi noktaların seçimi yapılmıştır. Rüzgâr türbinlerinin en verimli olduğu noktalara entegre edilmesinin sonucunda iletim hatlarında yaşanan kayıpların %38 oranında azaldığı tasarlanan model ve senaryolar ile tespit edilmiştir.

Control of voltage fluctuations that may occur during the integration of renewable energy sources into the network becomes more difficult with the increase of loads connected to the network. In order to avoid changes in energy quality and to keep customers in a difficult situation, networks should be constantly monitored. In this study, the benefits to be obtained as a result of integrating distributed production resources into microgrid networks and their effects on the system are analyzed. Within the scope of the study, the transmission system of selected 12 districts of Kayseri province is discussed. In order to be tested in the Power World software, microgrid network is designed with real values and district names are chosen as a representative. In the implemented analysis, five different scenarios have been developed to determine two districts those will be the most suitable places to integrate the wind power plants into the grid. The designed system has been first operated without wind turbines. The amount of power per main generator has been found to be 545 MW in the system operated without wind turbines. Then, wind turbines are installed in five different ways according to the scenarios. As a result of the integration of wind turbines to the microgrid network, changes in voltage stabilities have been analyzed. On the other hand, changes in the amount of active and reactive power have also been examined. As a result, it is researched to detect the best location for integration of wind turbines. In addition, it is determined that the losses in transmission lines decreased by 38% as the proposed model and scenarios.