FBE- Elektrik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yazar "Bağrıyanık, Mustafa" ile FBE- Elektrik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeElektrik dağıtım sistemlerinde birey odaklı konfor öncelikli talep yönetimi için akıllı yöntem geliştirilmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Sönmez, Mehmet Ali ; Bağrıyanık, Mustafa ; 709869 ; Elektrik MühendisliğiGünümüz akıllı şebekesinde, tüketicilerin artan ekonomik beklentileri ve uygulanabilirliği yüksek ileri kontrol mekanizmaları sayesinde elektrik şebekesinde arz ve talep arasında dinamik bir denge geçişken enerji sistemleri ile aranmaktadır. Eskiden talep ve onu karşılayacak güç tahmini üzerine bir çalışmada izin verilen gün öncesi üretim planlarının yetersiz kalması halinde beklenmedik yükler için plansız kesintiler ile denge sağlanmaktaydı. Arz ve talep dengesini korumak için günümüzde talep yönetimi önem kazanmıştır. Talep yönetimi; son kullanıcıların elektrik tüketim veya üretim davranışlarının otomatik veya elle, bir fiyat sinyaline yanıt olarak (örneğin zamanla değişen elektrik fiyatına) veya elektrik piyasasında oluşan teklife göre doğrudan veya bir talep yönetim toplayıcı aracılığıyla (enerji sağlayıcı veya üçüncü taraf), ödül veya gönüllülük esaslı olarak çeşitli yöntem, strateji ve uygulamalarla şebeke olaylarına yardım edecek şekilde değiştirilmesi eylemleridir. Talep yönetiminin elektrik şebekesinde arz ve talebi, üretimin sınırlı olduğu yerlerde, zamanlarda dengelemek için kullanılması yeni bir kavram olmamakla birlikte değişen güç sistemi yapısında kullanımı üzerine yoğun pek çok çalışma yapılmaktadır. Bu çalışmaların yoğun olarak yapıldığı tüketicilerin başında, toplam elektrik tüketiminde sahip olduğu yüksek pay nedeniyle ev elektrik kullanıcıları gelmektedir. Elektrik dağıtım sistemi işleticileri özellikle ev enerji yönetim sistemleri ile evsel ısıtma, soğutma sistemlerini kapatarak, sıcaklık ayar değerleri ile oynayarak talep yönetiminin etkinliğini bu tüketici grubunda tecrübe etmektedir. Tüketicinin konforu (memnuniyeti) için ev enerji yönetim sistemleri aracılığıyla gerçekleşecek talep yönetiminde; tüketici tercihlerine göre gerekli evsel elektrik yük çalışma koşullarını oluşturabilen, katılımcı geri beslemeleri ve tepkilerine uygun yanıt veren bir yapı gerekmektedir. Kişilerin yaşam şekilleri, davranış biçimleri talep yönetiminde çok önemlidir çünkü aslında talep yönetimi; tüketim davranışlarını değiştirmek, geliştirmek için tasarlanmıştır. Talep yönetimi; talep toplayıcının yükü azalt, çoğalt, beklet gibi emrine müşterilerin davranış değişimleri ile cevap verebilme yeteneğinden söz etmektir. Dolayısıyla elektrik sağlayıcılar, iletim ve dağıtım sistemi yük tevzi birimleri, bağımsız sistem işletmecileri, talep yönetimi sağlayıcılar, talep yönetiminin başarısından etkilenirler. Bu tez çalışmasında elektrik dağıtım sistemlerinde birey odaklı konfor öncelikli talep yönetimi için akıllı bir yönetim yönteminin geliştirilmesi konu edilmiştir. Elektrik dağıtım sistemlerinde, birey odaklı talep yönetiminde ortaya çıkabilen konforsuzluk problemine farklı yaklaşımlarla yanıt aranmıştır. Literatürde talep yönetiminde yeteri kadar yer verilmeyen birey davranışının elektrik tüketimi ile ilişkisi araştırılmış, analizlerde elde edilen sonuçlara uygun birey davranışı odaklı elektrikli cihaz modelleri gerçekleştirilmiştir. Tüketici davranışlarını içeren kısa ve uzun dönem tüketim profilleri oluşturularak bunların her bir yük, sınıflandırılmış faaliyet, kategorilenmiş yük türleri, farklı zaman dilimi ve tüketim payları için ayrıntılı analizleri yapılmıştır. Talep yönetiminde bireylerin talep yönetim programına katılımında önemli bir teşvik unsuru olan ancak literatürde yeteri kadar yer verilmeyen karbondioksit salınımlarının yönetilebilir potansiyelinin belirlenmesi yine ele alınan bir başka konudur. Birey davranışları ile şekillenen elektrik tüketimi kaynaklı oluşan karbondioksit salınımının her bir faaliyet, yük, kategorilendirilmiş yük türleri ve zaman dilimleri için toplam karbondioksit salınımdaki payları elde edilmiştir. Ev enerji yönetim sistemleri aracılığıyla gerçekleştirilecek konfor tabanlı talep yönetimi için uygulanabilir, yeni konfor ölçme ve değerlendirme yöntemi geliştirilmiştir. Literatürde yaygın kullanılan yük yönetim yöntemlerinin talep yönetimindeki yetersizlikleri yapılan analizlerle gösterilmiştir. Yeni konfor temelli yönetim yöntemi ve literatürde yaygın tercih edilen mevcut yönetim yöntemi için konfor ve maliyet değerlendirmeleri yapılmıştır. Tüketici konforunu, tüketim maliyetini en iyilemek için bulanık mantık temelli yönetim, kural tabanlı yönetim ve dinamik programlama esaslı en iyilemeler yapılmıştır. Parçacık sürü algoritması ve genetik algoritmalar güneş santrali varlığını da içerecek şekilde farklı amaç en iyilemeleri için kullanılmıştır. Çoklu amaç en iyileme için yine genetik algoritmalarla farklı durumlara ait çözümler aranmıştır. Konfor temelli yönetim için talep yönetimi ve mevcut ev enerji sistemleri yönetim altyapıların bu uygulamalara ne derece yatkın olduğu incelenmiş, yetersizliklerinin nasıl giderilebileceği gösterilmiş, konforu ölçen, arttıran önerilerde de bulunulmuştur. Birey davranışının incelenmesi ve modellenmesi kapsamında yapılan çalışmada, birey davranışına dayalı az girişli oldukça gerçekçi çıkış üreten yük modellerinde, enerji analizörü ile alınmış birer dakikalık ve saniyelik ölçüm verileri kullanılmıştır. Evde elektrik tüketiminde etkin on altı farklı yük için yönetilebilirlik durumu, ilgili yükün çalışmasında yürütülen her bir işlem aşamaları ve süreleri oldukça detaylı sunulmuştur. Bulaşık makinesi, çamaşır makinesi için hem blok hem de kısmi ertelenebilirlik durumları incelenmiş ve buna özgü erteleme yapılabilir yük modelleri oluşturulmuştur. Her bir cihazın kullanıcı ile ilişkisi; kullanım alışkanlığı, davranış uyarlaması, davranış, evin fiziksel ve çevreye özgü iklimsel etkilerine göre kurulmuştur. Buzdolabı ve derin dondurucunun soğuk yük talep artışını önleyen bir biçimde çalışması sağlanmıştır. Elektrikli süpürge kullanım davranışı gerçekte olduğu gibi ev işi faaliyetinde çok sayıda kısa süreli kullanımlara imkan verebilmektedir. Elektrikli fırın için kullanıcının çalışmasını sonlandırabildiği bir yük modeli elde edilmiştir. Pişirme süreleri kullanım durumuna uygun rastgele atanmıştır. Televizyon ve uydu alıcı için bekleme modunu da içeren yük modelleri sağlanmıştır. Televizyon izleme süresine uygun kullanım alışkanlığı modele yansıtılmıştır. Bilgisayar kullanımı internet faaliyeti ile ilişkilendirilmiştir. Aspiratörün yemek faaliyetinde kullanımı gerçekleştirilmiştir. Ütü ev işi faaliyetinde, kullanım süresi rastgele atanarak çalıştırılabilir. Termosifon elektrik tüketiminde belirleyici bir yüktür. Buna ait modellemede sıcak su kullanım profillerinin üretilmesi sağlanmıştır. Banyo, temizlik ve bulaşık yıkama gereksinimleri bu yükün kullanımı ile ilişkilendirilmiştir. Kombinin hem sıcak su hem de ortam ısıtması için kullanımı mümkündür. Oda termostatı bulunması hali de modellerde yer almıştır. Hem ev hem de dış çevrenin iklimsel yansımaları klimanın kullanımını gerektirecek biçimde modellenmiştir. Çalışmada soğutma amaçlı kullanımı sağlanmıştır. Çamaşır kurutucusu için çamaşır yıkama ile bağlılık kurulmuştur. Evler için elektrikli araba yüksek tüketime sahip bir yüktür. Kullanım durumuna uygun başlangıç şarj düzeyi ve hedeflenen şarj seviyesine göre bir modellemeye yer verilmiştir.Aydınlanma şiddeti yetersizliği kullanıcıları lamba kullanımına yönlendirecek biçimde modeli oluşturulmuştur. Yönetilebilir cihazlara müdahaleler ile konforda meydana gelen değişimler ele alındığında bulaşık makinesi ve çamaşır makinesinin kısmi erteleme sürelerinin 30 dakika, blok erteleme sürelerinin ise sekiz saate kadar mümkün olabildiği elde edilmiştir. Belirlenmiş bir güç seviyesi altında kalacak biçimde bazı cihazların çalışmasının durdurulması veya ertelenmesinin hem ısıl konfor hem de görev zamanı bitişine ait konforu etkilediği görülmüştür. Birey odaklı konfor öncelikli talep yönetimi için oluşturulan yapıda faaliyetlerin bir saat önceye veya sonraya alınması toplam tüketimde büyük bir değişime yol açmamasına rağmen gece, sabah, kuşluk, öğleden sonra ve akşam zaman dilimlerinde değişimler oluşturmuştur. Faaliyetlerin normal faaliyet süresinden bir saat öncesi başlamasının kuşluk ve gece 2 olarak belirtilen (22.00-24.00) zaman aralığında tüketimleri azalttığı elde edilmiştir. Faaliyetlerin bir saat sonra başlatılmasının sabah ve akşam elektrik tüketimlerinde normal faaliyet başlangıç zamanına göre azalma sağladığı görülmüştür. Normal faaliyet kalıbında gece 1 (24.00-6.00) ve öğleden sonra zamanları bir saat ertelenmiş senaryolara göre en az tüketime sahiptir. Yönetilebilir talep büyüklüğünün toplam tüketimde önemli bir paya (%56,7) sahip olduğu elde edilmiştir. Yönetilebilir yük potansiyelinin bilinmesi evsel talep yönetiminin başarısını arttıracak tarife ve teşvikler için önemli kazanımlar sunmaktadır. Evsel talep yönetiminde yönetilebilir karbondioksit salınım potansiyelinin elde edilmesi yönetilebilir elektrikli cihazların kontrolü ile hedeflenmiştir. Gün öncesi planlanan üretim kaynaklarının hedeflenen karbondioksit salınım değerinin altına indirilmesinin talebin yönetilmesi ile gerçekleştirilebilir olduğu görülmüştür. Yönetilebilir doğrudan karbondioksit salınım değerlerinin farklı zamanlardaki durumuna uygun politikalarla çevreye duyarlılığı yüksek katılımcıların talep yönetimine katılımı mümkün olabilir. Konfor en iyileyen öncelik temelli yeni bir yönetim yöntemi çalışmasıyla ev enerji sistemlerinde kolayca uygulanabilir kural tabanlı yeni bir yöntem gerçekleştirilmiştir. Statik öncelik temelli yönetimlerin neden olduğu konforsuzluklar dinamik öncelikleme yöntemiyle azaltılmıştır. Geliştirilen yöntemin başarısı tüm olası farklı önceliklemeler için analiz edilmiş en iyi fiyat ve en iyi konfor sağlayan çözümlerin ısıl esneklik ekli dinamik öncelikleme temelli yönetimle sağlandığı görülmüştür. Ev enerji sistemlerinde uygulanabilirliği mümkün konfor ölçme, izleme ve değerlendirme yöntemi tanıtılmıştır. Önceliklemeler için bulanık mantık temelli yaklaşımlar da sergilenmiştir. Evsel talep yönetiminde en iyilemeler popülasyon temelli algoritmalarla güneş santrali mevcut olma durumu da göze alınarak gerçekleştirilmiştir. Önceliklemesiz yönetimde, güç sınırı olup olmama durumuna göre çeşitli en iyilemeler yapılmıştır. Parçacık sürü algoritması ve genetik algoritma tek amaç en iyilemeleri için tercih edilmiştir. MATLAB ortamında yazılan algoritmalarla farklı tarife tiplerinde konfor en iyilemelerini sağlayacak yük çalışma planları elde edilmiştir. Öncelik temelli yönetimlerle belirli güç sınırı altında en iyilemeler genetik algoritmalarla yine farklı tarife seçenekleri için analiz edilmiştir. Konforu en iyileyen çözümler için yük çalışma planlarının ev enerji sistemleri tarafından elde edilmesine yönelik çözümler sunulmuştur. En iyileme çalışmaları aynı zamanda 100 ev için yine toplu maliyet ve karbon salınımı azaltan çözümler için yapılmıştır. Bu tez çalışmasında hem şebeke hem de tüketici beklentilerine özgü çözümlerin mümkün olduğu görülmüştür.
-
ÖgeElektrik Güç Sistemlerinde Sistem Genişlemesi Koşulları Altında İşletmenin Eniyilenmesi İçin Yeni Bir Akıllı Yöntem Geliştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-05-12) Gümeli, Doğan Recep ; Bağrıyanık, Mustafa ; 10035130 ; Elektrik Mühendisliği ; Electrical EngineeringArtan elektrik enerjisi ihtiyacı, enterkonnekte ulusal güç ağına yeni santrallerin, yeni iletim hatlarının ve yeni tüketim noktalarının dahil edilmesine neden olmaktadır. Bunun sonucunda elektrik güç sistemi genişleyerek, işletmede çeşitli zorluklar karşımıza çıkmaktadır. Bu zorluklardan biri de arıza akımlarının yükselmesidir. Yükselen arıza akımları, arz güvenilirliğini tehdit edebilir, zincirleme açmalara sebebiyet verebilir ve hatta güç sisteminin korumasız kalmasına neden olabilir. Bu çalışmamızda, mevcut işletme şartları altında genişleyen güç sistemlerinde arıza akımlarını düşürecek, gerilimleri limitler içinde tutacak ve hat kayıplarını minumum yapacak yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Problemin çözüm süresini daraltabilmek ve uygun alternatiflerle çalışabilmek için duyarlılık analizi yapılmış ve bu analizde ağırlıklı toplam karar verme yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca, amaç fonksiyonları, eşitlik ve eşitsizlik kısıtlamaları belirlenmiş ve kontrol değişkenleri tanımlanmıştır. Amaç ve kısıtlamalar için üyelik fonksiyonları tanımlanarak bulanık ortamda ele alınmış ve hem ateşböceği hem de genetik algoritması kullanılarak eniyileme gerçeklenmiştir. Yöntem, hem test sistemleri hem de Türkiye’nin Trakya Bölgesi güç sistemi üzerinde denenmiş, başarılı sonuçlar elde edilmiştir.
-
ÖgeElektrik güç sistemlerinde transformatörlerin yaşlanması koşulları altında verimlilik artışı amaçlı işletim koşullarının iyileştirilmesinin araştırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Öztürk Uçar, Banu ; Bağrıyanık, Mustafa ; 650303 ; Elektrik Mühendisliği Ana Bilim DalıElektrik dağıtım firmaları için işletme giderleri (OPEX) ve yatırım giderlerinin (CAPEX) azaltılması önemli bir konudur. Şirketler, kesici, transformatör gibi elektriksel donanımları faydalı ömürlerinin üzerinde kullanarak yatırımları mümkün olduğunca ertelemek ve giderlerini azaltma eğilimindedirler. Donanım ömürlerinin arttırılması, yönetilmesi konuları ile ilgili çalışmaların sayısı her geçen gün artmaktadır. Özellikle Dağıtım şebekelerinin, akıllı şebeke oluşturmak için yaptığı yatırımlar ile DŞYY konusu ile ilgili çalışmalar tekrar gündeme gelmiştir. Elektrik dağıtım şebekeleri, arıza veya herhangi bir yükün devreden çıkması gibi sebeplerle anahtarların açılıp/kapandığı dinamik bir yapı oluşturmaktadır. Dağıtım şebekelerinde anahtarların açılıp/kapanma ile konumlarının değiştirilmesi dağıtım şebekesinin yapısını değiştirmektedir. Anahtar konumlarının değiştirilmesi ile şebeke yapısının değiştirilmesi literatürde dağıtım şebekesinin yeniden yapılandırılması olarak yer almaktadır. DŞYY, arıza sonrası tüketicilerin farklı fiderlere aktarılarak enerjisiz kalmaması için yapılabildiği gibi şebekenin verimli çalışmasını sağlayacak farklı amaçlar için de yapılabilmektedir. Dağıtım şebekesi kayıplarını azaltmak, şebeke güvenirliği arttırmak, gerilim dağılımını iyileştirmek yapılandırmanın yapılma sebeplerinin içerisindedir. DŞYY problemi karmaşık tamsayılı, çok amaçlı, lineer olmayan eniyileme problemidir. DŞYY probleminin çözümü ile çok sayıda araştırmacı kayıp minimizasyonu, yük dengelemesi, gerilim profilinin iyileştirilmesi, en az sayıda anahtarlama yapılması gibi farklı amaç fonksiyonları dikkate alarak çok sayıda farklı eniyileme yöntemi uygulamışlardır. Dağıtım şebekelerinde anahtarlama problemi aslında belirli amaç fonksiyonunu gerçekleştirmek için eniyi anahtar çiftlerinin belirlenmesidir. Çok amaçlı lineer olmayan eniyileme problemidir. Günlük, mevsimlik, yıllık olarak yük tahmini çalışmalarında kullanılan yük eğrileri şebeke planlaması ve işletilmesinde de kullanılmaktadır. Ölçüm cihazlarından elde edilen yük eğrilerinin incelenmesi ile yükün karakteristiği ile ilgili (yükün en yüksek talebi, puant olmayan zamanlardaki enerji tüketimi gibi) bilgiler alınabilir. Yük eğrileri günlük, haftalık, mevsimlik olarak farklılıklar göstermektedirler. Şebeke planlanması ve işletilmesinde yük eğrilerindeki değişimlerin dikkate alınması gerekmektedir. Güç sisteminin önemli bir elemanı olan transformatörlerin yalıtım ömrü yani yaşlanması sıcaklığa bağlıdır. Sargılardan geçen akımın oluşturduğu kayıplar ısı olarak ortaya çıkmakta ve karesel olarak artmaktadır. Bundan dolayı geçmiş yük eğrileri ve yük tahminleri transformatör yaşlanması ile ilgili çalışmalarda oldukça önemlidir. Bu tezde, dağıtım şebekesi eniyi çalışma koşullarının belirlenmesi için bir yaklaşım sunulmaktadır. Bu yaklaşımda, dağıtım şebekesi eniyi çalışma koşullarının belirlenmesi için transformatör yaşlanması ve mevsimsel etkiler dikkate alınarak bir yük dengelemesi yapılmaktadır. Eniyileme yöntemi olarak türev tabanlı yöntemler yerine, genetik algoritma ve sezgisel algoritmalar kullanılmıştır. Çalışmada Genetik Algoritma (GA), Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO), Tavlama Benzetimi (SA) gibi sezgisel algoritmaların uygulaması yapılmıştır. Literatürdeki benzer çalışmalardan farklı olarak eniyileme algoritmasının amaç fonksiyonuna transformatör ömür kaybı etkisi de katılmaktadır. Böylelikle, yük dengelenmesinden farklı olarak lineer olmayan transformatör yaşlanma etkisi dağıtım şebekesi eniyi çalışma koşullarının belirlenmesine katılmaktadır. Önerilen yaklaşım örnek sistem üzerinde ölçümsel veriler ve örnek test sistemleri kullanılarak uygulanmış ve elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır. Yapılan çalışmada kullanılan yük eğrileri, ölçümlerden elde edilen gerçek yük eğrilerine dayalı olarak oluşturulmuştur. Hava sıcaklığı verileri ise Meteoroloji Genel Müdürlüğünden alınan gerçek hava sıcaklığı verileridir. Ayrıca transformatör yaşlanmasına Fotovoltaik üretimin etkisinin incelendiği çalışma bölümünde kullanılan Fotovoltaik üretim değerleri üniversitemizde yapılan ölçümlerden türetilmiştir. Tezde kullanılan OpenDSS programı, açık kaynak kodlu akıllı dağıtım şebekeleri ve şebeke modernleşmesi için EPRI tarafından geliştirilmiş bir benzetim programıdır. Günümüzde OpenDSS yaygın olarak kullanılan büyük hesaplama kolaylığı sağlayan bir analiz programıdır. OpenDSS en önemli özellklerinden birisi COM arayüzü ile Matlab ortamıyla bağlantı olanağı sayesinde eş zamanlı analize izin vermesidir. Önerilen transformatör faydalı ömrünü uzatan algoritma Matlab ortamında evrimsel algoritmalarla ve OpenDSS yazılımı ile uygulanmıştır. Ortam sıcaklığı ve transformatör yük dataları giriş değişkenleri olarak transformatör yaşlanmasını hesaplamak için Matlab programında kullanılmıştır. Matlab komutları ile OpenDSS programının özelliklerine ulaşılabilmektedir. Bu komutlar, anahtar konumlarının değiştirilmesi, yük akışının uygulanması, sonuçların alınması gibi komutlardır. Yapılan bu çalışma ile, DŞYY probleminin çözümü için şebeke kayıplarına transformatör ömür kaybının da eklendiği yeni bir amaç fonksiyonu tanımlanarak kayıpların ve transformatör yaşlanmasının minimum olduğu anahtar çiftlerinin belirlendiği yeni şebeke yapısının belirlenmesi hedeflenmektedir. Bunu gerçekleştirirken zaman serisi analizleri kullanılmış, farklı periyotlar için en uygun anahtar konumları belirlenmiştir. Dağıtım şebekesi topolojisinin değişimi, şebeke kayıpları ve transformatör yaşlanmasına etki etmektedir. Uygun şebeke topolojisi seçilerek transformatör yaşlanma hızı azaltılabilmekte ve transformatör faydalı ömrünün daha verimli olarak kullanılabilmesi sağlanmaktadır. Böylelikle hem donanımdan en yüksek fayda sağlanmış olmakta hem de şebeke verimliliği arttırılmış olmaktadır.
-
ÖgeEnerji İletiminde Gerilim Kararlı En Uygun Reaktif Güç Desteklemelerinin İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1997) Bağrıyanık, Mustafa ; Yükseler, Nusret ; 66420 ; Elektrik Mühendisliği ; Electrical EngineeringElektriksel güç, ekonomik ve çevresel nedenler yüzünden uzun mesafelere iletildiği için son yulardaki ilgi, gerilim kararlılığı üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu bağlamda, gerilim kararlılığı tüm işletim koşullan altında sürekli halde belirlenen işletim limitlerindeki yük gerilim genliklerinin kararlılığını muhafaza etmek amacıyla, yeterli reaktif güç beslemesini, sistemin sağlama kabiliyeti olarak verilebilir. Bu çalışmada ilk olarak, gerilim kararlılığı konusu, hat kayıplarının, paralel hat sayısının, hat başı geriliminin, güç katsayısının, hat uzunluğunun, reaktif güç kompanzasyonunun, seri ve şönt kompanzasyonun hat sonu kritik değerleri üzerindeki etkileri, radyal hat için analitik ifadeler kullanarak incelenmiştir. Sonuçlar grafikler halinde verilmiştir. Hat kompanzasyonunun çeşitli biçimlerini de göz önüne almak için incelemeler altı farklı iletim modeli için yapılmıştır. Daha sonra 21 baralı bir örnek sistem ele alınmış ve yük akışı hesaplamaları kullanılarak gerilim kararlılığı, örnek sistem besleme hatlarının çeşitli durumları için incelenmiştir, örnek sistem içinde muhtelif tipte beş adet bara göz önüne alınarak, bu haralarda yapılan reaktif güç kompanzasyonunun gerilim kararlılığı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Gerilim kararsızlığının başlıca nedeni yeterli reaktif güç verilememesi olduğu için çalışmada reaktif güç yerleşimi için uygun haraların belirlenmesi konusu da incelenmiştir. İncelemelerde ayrık (decoupled) yük akışı jacobian matrisi ve V-Q duyarlılık matrisi kullanılarak, kararlılık iyileştirici reaktif güç yerleştirmesi için bara sıralamaları oluşturulmuştur. 21 baralı örnek sistem üzerinde hesaplanan kritik reaktif güç değerlerinden elde edilen sıralama ile bu iki duyarlılık yaklaşımı karşılaştmlmıştır. Ayrıca haraların belirlenmesinde kararlılığın iyileştirilmesinin yanı sıra aktif güç kaybının azaltılması ve iyi bir gerilim kontrolünün de sağlanması düşüncesi ile duyarlılık ilişkilerinden bu iki amaç için de bara sıralamaları elde edilmiştir. Tüm sıralamaları bir arada düşünerek reaktif güç yerleşimi için son bara sıralaması, iki yöntemle elde edilmiştir. Yöntemlerden birincisi haralara ağırlık faktörleri vermektir, diğeri ise farklı bir yaklaşım olarak bulanık karar verme (füzzy decision making) yöntemidir.
-
ÖgeŞebeke etkileşimli tüketiciler ile toplu talep yönetimi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Zehir, Mustafa Alparslan ; Bağrıyanık, Mustafa ; 10284819 ; Elektrik Mühendisliği ; Electrical EngineeringElektrik güç sistemleri, geçmişten günümüze dek süregelen çeşitli zorlukların yanı sıra, teknolojik gelişmelerin beraberinde getirdiği yeni sorunlar ve tehditler ile karşı karşıyadır. Ayrıca, çevresel, ekonomik ve sosyal yeni eğilimlerin de etkisiyle güç sistemlerinde köklü değişimler yaşanmaktadır. Yeni santraller ve altyapı yatırımlarının yanı sıra, mevcut sistemlerin daha etkin kullanımı da önemli bir yaklaşım olarak öne çıkmaktadır. Özellikle talep tarafında, alçak gerilim dağıtım şebekelerinde bazı yükler, dağıtık üretim ve enerji depolama elemanları, birincil görevlerinin yanı sıra, ikincil görev olarak ana şebeke ve yerel şebekeye çeşitli hizmetler sağlayabilecek şekilde değerlendirilebilme potansiyeline sahiptir. Bu şekilde kullanılan elemanlar, dağıtık enerji sağlayıcılar olarak nitelendirilmektedir. Bireysel olarak yönetildiklerinde sınırlı etkileri ve esneklikleri olan bu cihazların birçoğu birlikte koordine edilebildiğinde büyük çaplı etki ve faydalar sağlanabilmektedir. Literatürdeki çalışmaların birçoğunda sadece belirli bir tür esnek yük seçilip, bu yükün az sayıda yaklaşımla yönetimi tercih edilmiştir. Gerçek kullanıcılarla yapılan saha uygulamalarının en uzun süreli olanları birkaç ayı geçmemiştir. Oyunlaştırma tekniklerinin denendiği ilgili çalışmalar, az sayıda oyunlaştırma yaklaşımını bir arada uygulamıştır. Talep yönetiminin oyunlaştırılması süreci birçok çalışmada, yararlanılan sosyal davranış teorileri ve yöntemler yeterince anlatılmadan özet olarak sunulmuştur. Oyunlaştırılmış yönetim uygulamalarında ağırlıklı olarak enerji tasarrufu hedeflenip, talebin farklı zaman dilimlerine kaydırılmasına yönelik esnekliklere pek odaklanılmamıştır. Ayrıca, yönetilebilir yüklerin yönetim performansları detaylı olarak ölçülemeyip, bünyesinde birçok farklı etkeni barındıran bina veya tüketici bazlı genel tüketimler dikkate alınmıştır. Buna ek olarak saha uygulamalarının sonuçları analitik olarak detaylarıyla değerlendirilmemiştir. Kullanıcıların yönetim potansiyelinin mali analizi kısa dönemler için yapılıp genelde bir ayı geçmemektedir. Ayrıca, sunulan ekonomik teşvik mekanizmaları büyük çoğunlukla, kullanıcıları sadece bireysel olarak hareket etmeye teşvik edebilmektedir. Dağıtık üretim ve enerji depolama elemanlarının güç ve enerji yönetimi karakteristiklerinin çıkarımına yönelik genel kabul görmüş bir yaklaşım bulunmamaktadır. Ayrıca, bu cihazların toplu yönetim performanslarının sahada incelenmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu cihazların gelişmiş izlenmesi, otonom kontrolü ve kullanıcı dostu arayüzlerle yönetimine yönelik çalışmalar da oldukça başlangıç aşamasında ve sayıca azdır. Yönetilebilir yüklerin yerel şebekenin sorunlarına yönelik yönetimi ile ilgili kavramsal çalışmalar ve kısıtlı kapsama sahip benzetim çalışmaları olsa da, saha denemeleri bulunmamaktadır. Ayrıca, hem ana şebeke, hem de yerel şebekeye yönelik, eş zamanlı, birbiriyle çelişen hedeflerin olduğu durumlarda genel yaklaşım, bu hedeflerden birine öncelik verilerek tüm yüklerin bu hedefe göre yönetilmesi yönündedir. Bu çalışmada, talep tarafındaki yönetilebilme potansiyeline sahip cihazların toplu yönetimine odaklanılmıştır. Öncelikle, farklı demografik özelliklere sahip birçok kullanıcının elektrik şebekelerindeki zorluklarla ilgili farkındalığını ve talep yönetimi ile oyunlaştırma uygulamalarına eğilimlerini gözlemlemek amacıyla bir anket yapılmıştır. Bir sonraki aşamada, evlerdeki yönetilebilir yükler için, mevcut altyapılarla uygulanabilecek yönetim seçenekleri irdelenmiştir. Sonrasında yönetim seçeneklerini kullanıcılara tüketim istatistikleri ile birlikte sunan, oyunlaştırma teknikleri ve çok zamanlı tarife fiyatlarından yararlanarak, sosyal ve ekonomik teşviklerle kullanıcıları talep yönetimine yönlendiren bir platform geliştirilmiştir. Bu sistem İstanbul'daki 4 evde, gerçek kullanıcılarla, 4 aylık bir izleme dönemini takiben 9 aylık bir uygulama dönemi boyunca denenmiştir. Kullanıcıların platform ve oyunlaştırılmış sistemle etkileşiminin, elde edilen talep yönetimi performansı ve elektrik tasarrufları ile ilişkisi detaylı olarak değerlendirilmiştir. Sahadan elde edilen veriler ışığında, Türkiye'deki gün öncesi ve gün içi elektrik piyasalarının 2018 yılına ait verilerinden de faydalanılarak yönetim potansiyeli ve ekonomik analizler yapılmıştır. Ayrıca, elektrik piyasasına entegre yeni bir teşvik yapısı geliştirilerek toplu yönetim, kullanıcıları işbirliğine yönelten, artan kar miktarının dinamik ve oransal olarak sunulabileceği bir yapıda incelenmiştir. Buna ek olarak, toplu talep yönetimi olaylarının ilerleyen saatlerinde genellikle rastlanan beklenmedik yeni puant talepler ve enerji tüketimi artışlarının da azaltılması için yükleri sürelerine göre yöneten yeni bir yaklaşım geliştirilmiş ve incelenmiştir. Dağıtık üretim ve enerji depolama sistemlerinin toplu yönetimiyle ilgili çalışmalar bir sonraki aşamada gerçekleştirilmiştir. Büyük ölçekli bir laboratuvarda, farklı tür ve özelliklerde dağıtık üretim ve enerji depolama elemanının güç ve enerji yönetimi olanaklarıyla ilgili testler yapılmıştır. Öncelikle cihazların karakteristik özellikleri ve çalışma sınırları tespit edilmiştir. Ardından bu cihazların toplu yönetimiyle ilgili çok sayıda senaryo incelenerek, cihazların toplu yönetim performansları gözlemlenmiştir. İlerleyen aşamada, cihazların oyunlaştırma tekniklerinden de yararlanılarak toplu yönetimine yönelik aşamalar belirlenip, kullanıcı-toplu yönetici ve şebeke operatörü etkileşimi detaylandırılmıştır. Tez çalışmasının bir başka bölümünde, esnek yüklerin dağıtım şebekesindeki yerel sorunlara yönelik çözümü incelenmiştir. Gerilim profilinin iyileştirilmesi, hat aşırı yüklenmelerinin giderilmesi ve faz yüklenmelerindeki dengesizliklerin esnek ev yükleri yönetilerek azaltılmasına yönelik testler yapılmıştır. Alçak gerilim dağıtım şebekelerinde, baralardaki güç değişimlerinin bara gerilimlerine etkilerinin çıkarımına yönelik bir yaklaşım geliştirilmiş ve büyük ölçekli bir laboratuvarda denenmiştir. Elde edilen bara gerilim hassasiyetlerinden yararlanılarak, hem ana şebeke, hem de yerel şebekeye yönelik eş zamanlı ve birbiriyle çelişen hedeflere sahip yönetim uygulamaları için bir yaklaşım geliştirilmiştir. Bu yaklaşım da hem laboratuvar testleri, hem de kapsamlı benzetim çalışmalarıyla incelenmiştir. Yapılan çalışma, evlerdeki yönetilebilir yüklerin ana şebeke ve yerel şebeke olaylarında kullanılabilirliği, elde edilebilecek teknik ve mali faydalar, kullanıcıların uzun dönem boyunca talep yönetimine katılımları, elektrik piyasasına entegre ve kullanıcıları toplu katılıma yönelten teşvik yaklaşımları, dağıtık üretim ve enerji depolama elemanlarının toplu yönetim olanak ve performansları, farklı yönetim hedeflerinin alçak gerilim dağıtım şebekelerinde eş zamanlı ve etkin uygulanması ile ilgili faydalı bulgular sunmuştur. Bu çalışmada ortaya konulan yaklaşımlar, aydınlatılan yönetim potansiyelleri-imkanları-olanakları ve edinilen tecrübeler bu alandaki ilerleyen çalışmalar için de yol gösterici niteliktedir.