GÜÇ SİSTEMLERİ KONFERANSI Kasım 2018 Ankara

Benzer belgeler
OPTİMUM GÜÇ AKIŞININ YAPAY ARI KOLONİSİ İLE SAĞLANMASI

GÜÇ SİSTEMLERİ KONFERANSI Kasım 2018 Ankara

Deniz ERSOY Elektrik Yük. Müh.

Küçük ve Mikro Ölçekli Enerji Yatırımları için Hibrit Enerji Modeli

ÇEŞME YARIMADASI RÜZGÂR SANTRALLERİNİN İLETİM SİSTEMİNE BAĞLANTISI

RETScreen International ve ALWIN Yazılımları Kullanılarak Rüzgar Enerji Santrali Proje Analizi

ANALYSİS OF THE EFFECTS OF DİFFERENT SLACK BUS SELECTİON ON THE OPTİMAL POWER FLOW

YENİLENEBİLİR ENERJİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ. Türkiye Güneş Enerjisi Geleceği Solar TR2016, 06 Aralık

İÇERİK 1. GİRİŞ 2. RÜZGAR SANTRALLERİNİN GÜÇ SİSTEMLERİNE ETKİLERİ

TÜRKİYE ELEKTRİK İLETİM SİSTEMİ RÜZGÂR SANTRALİ BAĞLANTILARI

SEZGİSEL ALGORİTMA KULLANILARAK RÜZGÂR ÇİFTLİKLERİNİN GÜÇ SİSTEMİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. Öğr. Gör. Mehmet Fatih Tefek Doç. Dr.

Örneğin bir önceki soruda verilen rüzgâr santralinin kapasite faktörünü bulmak istersek

ONDOKUZ MAYIS ÜNĐVERSĐTESĐ YERLEŞKESĐ RÜZGAR ENERJĐSĐ POTANSĐYELĐNĐN DÖNEMSEL DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

RÜZGAR ENERJİSİ KAYNAĞI VE BELİRSİZLİK

ELEKTRİK PİYASASI ŞEBEKE YÖNETMELİĞİNDE DEĞİŞİKLİK YAPILMASINA İLİŞKİN YÖNETMELİK MADDE

Küçük Ölçekli Rüzgar Türbinlerinin İzmir Bölgesindeki Yıllık Üretimlerinin Belirlenmesi

OPTİMAL GÜÇ AKIŞI ÇÖZÜMLERİNDE LİNEER PROGRAMLAMA ve İÇ NOKTA ALGORİTMASI YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI ANALİZİ

KİNETİK MODEL PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN OPTİMİZASYON TEKNİKLERİNİN KIYASLANMASI

DENGESİZ GÜÇ AKIŞI ANALİZLERİ İÇİN SABİT HIZLI ASENKRON GENERATÖRLÜ RÜZGAR TÜRBİNİ MODELİ BÖLÜM 1: GENERATÖR MODELİ BÖLÜM 2: YÜK AKIŞI UYGULAMALARI

Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences

FAZ KAYDIRICI TRANSFORMATÖRLERİN STATİK GERİLİM KARARLILIĞI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Fatih. M. NUROĞLU 1, Ayşen BASA ARSOY 2. Kocaeli Üniversitesi Özet. Abstract.

TÜRKĐYE ELEKTRĐK ĐLETĐM SĐSTEMĐNDE RÜZGAR SANTRALI BAĞLANTILARI

EREĞLİ ELEKTRİK DAĞITIM ŞEBEKESİNDE GENETİK ALGORİTMA VE NEWTON RAPHSON YÖNTEMLERİYLE REAKTİF GÜÇ OPTİMİZASYONUNUN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi

RES İLETİM SİSTEMİ BAĞLANTILARI VE MEVZUAT SÜREÇLERİ

RÜZGAR ÇİFTLİĞİ POTANSİYELİNİN GÜVENİLİRLİĞE DAYALI TEORİK DAĞILIMI

Facts cihazlarının gerilim kararlılığına etkisinin incelenmesi. Effects of facts devices voltage stability

Hibrit Yenilenebilir Enerji Sistemlerinin Ekonomik Analizi

Abs tract: Key Words: Onur ERDEM Barbaros BATUR Z. Düriye BİLGE Galip TEMİR

GÜÇ SİSTEM GERİLİM KARARLILIĞINDA YÜK MODELLEMELERİNİN ÖNEMİ

Ahmet Aydın a, Mustafa Şeker b,arif Memmedov c

TUREK 2015 RES lerde Üretim Tahminleri ve Elektrik Satışı. Fatih Yazıtaş

RÜZGAR TÜRBİNLERİNİN KANAT AÇILARININ YAPAY SİNİR AĞI TABANLI DENETİMİ

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARINDAN 500 kw A KADAR LİSANSSIZ ENERJİ ÜRETİMİ VE FİZİBİLİTE ANALİZİ

05 Kasım Mustafa GÜNİNDİ Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü Proje sorumlusu. 05 Kasım

PROCEEDING BOOK. DAĞITIM SİSTEMİNE YEREL ELEKTRİK SANTRALLERİNİN YERLEŞTİRİLMESİ ALLOCATION of DISTRIBUTED GENERATORS in DISTRIBUTION SYSTEM

Yenilenebilir Enerji Kaynaklı Hibrit Sistemin Fiziksel Olarak Gerçeklenmesi ve Analizi

ANKARA İLİ ELEKTRİK ÜRETİM-TÜKETİM DURUMU

Biliyor musunuz? Enerji. İklim Değişikliği İle. Mücadelede. En Kritik Alan

TÜRKİYE ELEKTRİK İLETİM SİSTEMİNDE RÜZGÂR ENERJİ SANTRALLERİ TEİAŞ

BAZI İLLER İÇİN GÜNEŞ IŞINIM ŞİDDETİ, GÜNEŞLENME SÜRESİ VE BERRAKLIK İNDEKSİNİN YENİ ÖLÇÜMLER IŞIĞINDA ANALİZİ

Doç. Dr. Mehmet Azmi AKTACİR HARRAN ÜNİVERSİTESİ GAP-YENEV MERKEZİ OSMANBEY KAMPÜSÜ ŞANLIURFA. Yenilenebilir Enerji Kaynakları

Abs tract: Key Words: Burak Tevfik DOĞAN Ali ÇOLAKOĞLU, Olcay KINCAY

YENİLENEBİLİR KAYNAKLARDAN ENERJİ ÜRETİMİNİN ŞEBEKENİN ENERJİ KALİTESİ ÜZERİNE ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Fatih Kölmek. ICCI Uluslararası Enerji ve Çevre Fuarı ve Konferansı 25 Nisan 2012, İstanbul, Türkiye

Minumum Kayıplar İçin Güç Şebekelerinde Statcom Yerinin ve Değerinin Yer çekimsel Arama Algoritması Kullanılarak Belirlenmesi

Temel Alan : Mühendislik Temel Alanı. Bilim Alanı : Elektrik-Elektronik Mühendisliği

ÜLKEMİZDE ELEKTRİK ENERJİSİNİN BUGÜNÜ VE YARINI

GÜÇ SİSTEMLERİ KONFERANSI Kasım 2018 Ankara

DENGESİZ GÜÇ AKIŞI ANALİZLERİ İÇİN SABİT HIZLI ASENKRON GENERATÖRLÜ RÜZGAR TÜRBİNİ MODELİ BÖLÜM 1: GENERATÖR MODELİ

Onur ELMA TÜRKIYE DE AKILLI ŞEBEKELER ALT YAPISINA UYGUN AKILLI EV LABORATUVARI. Yıldız Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği

TÜRKİYE NİN YENİLENEBİLİR ENERJİ STRATEJİSİ VE POLİTİKALARI. Ramazan USTA Genel Müdür Yardımcısı

RÜZGAR TÜRBİNİ KANAT BAĞLANTI NOKTALARINDA ŞEKİL HAFIZALI ALAŞIMLARIN KULLANILMASI

ULUSLARARASI ENERJİ KONGRESİ VE FUARI/ EIF 2014 PROGRAM INTERNATIONAL ENERGY CONGRESS AND FAIR / EIF 2014 PROGRAMME

Türkiye Rüzgar Enerjisi Sektör Toplantısı ( TÜRES 2017/1 )

ÜRETĠCĠLERDEN REAKTĠF GÜÇ DESTEĞĠ SAĞLANMASI ve GERĠLĠM KONTROLU

GÜNEŞ PİLİNİN MATEMATİKSEL MODELLENMESİ VE MATLAB İLE SİMÜLASYONU

ULUSLARARASI ENERJİ KONGRESİ VE FUARI/ EIF 2014 PROGRAM INTERNATIONAL ENERGY CONGRESS AND FAIR / EIF 2014 PROGRAMME

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

DAĞITIK ENERJİ KAYNAKLARININ NEDEN OLDUĞU GERİLİM REGÜLASYONU PROBLEMLERİNİN ANALİZİ

Modelleme bir sanattan çok bir Bilim olarak tanımlanabilir. Bir model kurucu için en önemli karar model seçiminde ilişkileri belirlemektir.

Mikroşebekeler ve Uygulamaları

GÜNE ENERJ PV Sistemleri: PV uygulamaları

Türkiye nin Enerji Teknolojileri Vizyonu

ÖZ GEÇMİŞ. Derece Alan Okul/Üniversite Mezuniyet Yılı. Doktora Elektrik Mühendisliği Yıldız Teknik Üniversitesi 2015

4.4. Gerilim Kararlılığının Temel Geçici Hal Durumu

Kırıkkale Üniversitesi ne Kurulacak Olan Rüzgar Türbini İçin Enerji ve Maliyet Analizinin Yapılması

DOĞRUSAL PROGRAMLAMA TEKNİĞİ İLE KÖMÜR DAĞITIM OPTİMİZASYONU COAL DISTRIBUTION OPTIMIZATION BY UTILIZING LINEAR PROGRAMMING

ENERJİ KAYNAKLARI. Yrd.Doç.Dr. Cabbar Veysel BAYSAL Erciyes Üniversitesi Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Böl.

RÜZGÂR TÜRBİNLERİNDE MİL MOMENTİ VE GÜÇ

1. YARIYIL / SEMESTER 1 2. YARIYIL / SEMESTER 2

YEKA Bilgi Notu. Nedir YEKA?

GDF SUEZ de Su Ayak İzi ve Su Risklerinin Yönetimi. Peter Spalding: HSE Manager, GDF SUEZ Energy International April 2015

Ders Adı Kodu Yarıyılı T+U Saati Ulusal Kredisi AKTS

ÖZET AĞAOĞLU ENERJİ GRUBU TÜRKİYE ENERJİ SEKTÖRÜ YENİLENEBİLİR ENERJİ RÜZGAR ENERJİSİ STATÜ FIRSATLAR ZORLUKLAR/PROBLEMLER TAVSİYELER

1. YARIYIL / SEMESTER 1 2. YARIYIL / SEMESTER 2

TÜRKİYE NİN RÜZGAR ENERJİSİ POLİTİKASI ZEYNEP GÜNAYDIN ENERJİ VE TABİİ KAYNAKLAR BAKANLIĞI ENERJİ İŞLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

Dağıtık Üretim Tesislerinin Şebeke Entegrasyonunda Yaşanabilecek Olası Problemler ve Entegrasyon Analizleri

Burr Dağılımı Kullanılarak Rüzgar Enerjisi Potansiyeli Tahmini

TÜRKİYE RÜZGAR ENERJİSİ POTANSİYELİ. Mustafa ÇALIŞKAN EİE - Yenilenebilir Enerji Kaynakları Şubesi Müdür Vekili

Genel Graf Üzerinde Mutlak 1-merkez

ENERJİ ÜRETİMİ VE ÇEVRESEL ETKİLERİ

EXAMINING THE SUFFICIENCY OF THE TRANSMISSION LINES' CAPACITIES ACCORDING TO FUTURE LOAD VARIATION OF THE ANKARA CENTRAL AREA

Türkiye, Avrupa ve dünyada rüzgâr enerjisi kullanımı, potansiyeli ve 2013 sonrası hedefler

ELEKTRİK ELEKTRONİK SANAYİ VE TİCARET LİMİTED ŞİRKETİ

TÜRKİYE 2013 YILLIK ENERJİ İSTATİSTİKLERİ RAPORU

Zeki Optimizasyon Teknikleri

2012 SEKTÖR RAPORU TEMSAN TÜRKİYE ELEKTROMEKANİK SANAYİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

GÜNEŞ ENERJİSİ VE RÜZGÂR ENERJİSİ DÂHİL OLAN HİBRİT GÜÇ SİSTEMİNDE FARKLI ALGORİTMALAR İLE EKONOMİK YÜK DAĞITIMININ İNCELENMESİ

Tali Havalandırma Hesaplamaları Auxiliary Ventilation Calculations

TÜRKİYE ELEKTRİK İLETİM A.Ş. (TEİAŞ) Türkiye Elektrik Sisteminde Rüzgar Santralları ve Sistem Bağlantıları

İZMİR KEMALPAŞA ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ GÜNEŞ SANTRALİ UYGULAMASI

TÜRKİYE ELEKTRİK İLETİM SİSTEMİ VE GÜNEŞ SANTRALLARININ BAĞLANTISI

Rüzgar Enerji Santrali Güç Kalite Parametrelerinin Gerçek Zamanlı Ölçümü ve Değerlendirilmesi

BBO Algoritmasının Optimizasyon Başarımının İncelenmesi Optimization Performance Investigation of BBO Algorithm

Arc Flash Risk Analizi Cyme 8.1

Güç Sistemlerinde Gerilim Kararlılığını Etkileyen Faktörler

RES PROJELERİNİN TASARIMINA İLİŞKİN SİMÜLASYON UYGULAMALARI

Transkript:

Yenilenebilir Enerji Sistemleri Entegrasyonunun Sezgisel Optimizasyon estekli inamik Stokastik ile Analizi Analysis of enewable Energy Systems Integration with Heuristic Optimization Supported ynamic Stochastic OPF Başar BAYA 1, Haluk GÖZE,. Cengiz TAPLAACIOĞL 3 1 Başkent Elektrik ağıtım A.Ş./EnerjiSA,, Türkiye basarbaydar@gmail.com illi Savunma Üniversitesi, Elektronik ve Haberleşme ühendisliği Bölümü,, Türkiye hgozde@kho.edu.tr 3 Gazi Üniversitesi, Elektrik-Elektronik ühendisliği Bölümü,, Türkiye taplam@gazi.edu.tr Özet inamik stokastik optimal yük akışı modeli kullanılarak kapasitesi yüksek olan yenilenebilir enerji kaynaklarının Türkiye elektrik şebekesi üzerindeki sürekli durum gerilim kararlılığına etkisinin analizi yapılmıştır. Stokastik yaklaşım ile rüzgâr ve güneş enerjisindeki belirsizlik durumları modele eklenmiştir. Yapılan ilk modelde, 015 yılı Türkiye aktif ve reaktif güç eğrileri klasik IEEE-30 baralı güç sistemi ve Türkiye elektrik sistemine uyarlanmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının belirsizlik durumlarını hesaplamak için rüzgâr ve güneş verilerini kullanan Weibull OF (Olasılık ağılım Fonksiyonu) kullanılmıştır. Yük akış analizinde, klasik Newton-aphson yöntemi ve Parçacık Sürü Optimizasyonu yöntemi kullanılmıştır. Türkiye elektrik şebekesinden alınan parçaya ait ikinci modelde ise yenilenebilir enerji kaynaklarının ve Bartın illerinde kurulumu planlanmış ve belirsizlik durumları bu bölgelerin verilerine göre Weibull OF kullanılarak hesaplama yapılmıştır. Yapılan çalışmanın sonunda, sonuçlar karşılaştırılmış ve yenilenebilir enerji kaynaklarının Türkiye elektrik sistemine entegrasyonunun, hem yıllık toplam üretim maliyetini hem de reaktif enerji üretimini büyük ölçüde azalttığı gözlemlenmiştir. Anahtar kelimeler: Optimal güç akışı, Yenilenebilir enerji kaynakları, Statik gerilim kararlılığı, Belirsizlik etkisi, Weibull olasılık dağılım fonksiyonu. Abstract sing the optimal stochastic dynamic load flow model, analysis of the effect of high capacity renewable energy sources on the steady state voltage stability on Turkey electricity system has been analyzed. The uncertainty of wind and solar energy is added to the model with stochastic approach. In the first model, 015 Turkey active and reactive power curves are adapted to the standard IEEE-30 bus power system and electrical system of Turkey. Weibull PF (Probability ensity Function) which uses wind and solar data was used to calculate the uncertainty of renewable energy sources. The classical Newton-aphson method and Particle Swarm Optimization method are used in the load flow analysis. In the second model, it is thought that renewable energy sources are established in and Bartın provinces. ncertainty cases are calculated using Weibull OF according to the data of these regions. At the end of the study, the results are compared. As a result of the integration of renewable energy sources in Turkey's electricity system, and the annual total production costs, as well as proven to reduce reactive power production substantially. Keywords: Optimal power flow, enewable energy sources, Static voltage stability, ncertainty effect, Weibull probability distribution function. 1. Giriş Günümüz dünyasının gelişmesinde önemli bir yere sahip olan elektrik enerjisi, modern toplumunun birçok hizmetlerinin enerji kaynağını oluşturmaktadır. Elektrik şebekelerinin altyapısının güvenilir ve aynı zamanda da kaliteli olması bu sebepten önem arz etmektedir. Teknolojik gelişmeler ile birlikte son yıllarda elektrik enerjisi talebi hızla artmıştır. Bununla birlikte, ham enerji kaynaklarının elektrik enerjisine dönüştürülmesindeki işletme zorlukları, güç sistemlerinin planlanması, işletilmesi ve maliyeti açısından mevcut kaynaklardan en iyi şekilde yararlanılmasını zorunlu hale getirmiştir. Teknolojinin gelişmesine paralel olarak fosil tabanlı yakıtların kullanımı vazgeçilmez bir hal almış olmakla birlikte fosil kaynaklı yakıt kullanarak elektrik üretimi doi: 10.51/zenodo.14110 1

yapan tesisler çevre kirliliği ve küresel ısınma gibi zararların bir kısmını oluşturmaktadırlar. üzgâr, güneş, su, biokütle ve jeotermal olarak sınıflandırılan yenilenebilir enerji kaynaklarının, bu zararları her geçen gün azaltması beklenmektedir. Türkiye elektrik şebekesinin daha etkili bir şekilde planlanabilmesine katkı sağlamak amacıyla büyük kapasiteli yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekenin sürekli durum gerilim kararlılığına etkisi dinamik yöntemi ile bir yıllık yük eğrisi referans alınarak analiz edilmiştir. Bu analizde, klasik IEEE-30 baralı güç sistemi, Türkiye elektrik şebekesine uyarlanmış ve entegre edilen YEKA ların belirsizlikleri olasılık dağılım fonksiyonları ile modellenmiştir. nın çözümünde klasik yönteme ilave olarak sezgisel yöntemi kullanılmıştır. Son olarak, bütün bu analizler Türkiye elektrik şebekesinden alınan gerçek bir şebeke parçası üzerinde test edilmiştir.. Optimal Akış Problemi Optimal Akışı () ilk kez 196 yılında Carpentier tarafından tanıtılmıştır [1]. sistemlerinde kullanılan donanımların fiziksel sınırlarını aşmadan üretimde, generatörler ve baralar arasındaki güç değişimi, üretim paylaşımı olarak tanımlanır. Optimize edilmesi gereken bir akış, istenen bir eşitlik, eşitsizlik kısıtlaması ve bir problem çözme metodu içeren doğrusal olmayan bir optimizasyon problemidir [, 3]., bir elektrik güç sistemi içindeki güç akışını, güç akışı kısıtlamalarını ve işletim sınırlarını ihlal etmeden, en iyi şekilde optimize eder [4, 5]. Sonuç olarak, enerji kalitesini en üst düzeye çıkarır ve güç sistemi için en uygun çalışma koşulunu belirler. Genel problemi enklem 1'de formüle edilmiştir [6]: f(x, u) = 0 (amaç fonksiyonu) g(x, u) = 0 (eşitlik kısıtları) (1) h(x, u) 0 (eşitsizlik kısıtları) Burada: f(x, u) çözümü optimize edilmesi istene minimizasyon fonksiyonu, g(x, u) güç akış denklemlerini temsil eder, h(x, u) güç sistemi güvenlik limitlerini temsil eder. N g güç sisteminde bulunan generatör sayısı, P gi generatörün aktif gücü, αi, βi ve γi generatörün yakıt maliyet katsayılarıdır. Sistemde bulunan k barasındaki aktif ve reaktif güç eşitlikleri enklem 3 ve enklem 4 te verilmiştir. = 0 = [ cos( ) + sin( )] + (3) = 0 = [ sin( ) cos( )] + (4) Bu çalışmada, dinamik modeli ve stokastik modeli ile yenilenebilir enerji kaynaklarındaki belirsiz değişimleri güç sisteminin statik kararlılığına etkisini incelemek için birbiriyle birleştirilmiştir. Bu amaçla, dinamik bir aylık periyodda modellenirken, stokastik her ay için Weibull PF güneş radyasyonu ve rüzgâr hızı değişimi ile modellenmiştir. 3. SOPF odelinin Hazırlanması sistemi olarak standart IEEE-30 baralı güç sistemi ile ve Bartın illerini kapsayan gerçek güç sistemi kullanılmıştır. inamik stokastik optimal güç akışı (SOPF) modelinin hazırlanması amacıyla belirtilen iki model her iki güç sistemi üzerinde uygulanmıştır. odel-1: Her iki güç sisteminde bir yıl süresince aylık dinamik modeli, odel-: Weibull olasılık dağılım fonksiyonu (OF) ile modellenen belirsiz yenilenebilir enerji kaynakları dâhil iki güç sisteminde de bir yıl süresince birleştirilmiş aylık SOPF modeli. 3.1. odelin uyarlanması 015 yılına ait Türkiye nin aktif ve reaktif güç yük eğrileri referans alınarak TEİAŞ yıllık sektör raporlarından elde edilmiş ve 1 yıllık olacak şekilde yük eğrileri oluşturulmuştur. Şekil 1 de 015 yılı Türkiye için aktif ve reaktif güç yük eğrileri verilmiş, Şekil ve Şekil 3 te bu eğri referans alınarak oluşturulan IEEE-30 bara için aylık toplam aktif ve reaktif güç eğrileri verilmiştir. Şekil 4 ve Şekil 5 te ise gerçek güç sistemi için aylık toplam aktif ve reaktif güç eğrileri verilmiştir. ve x, u sırasıyla, durum ve kontrol değişkenleridir. sisteminin durum değişkenleri; referans barasının aktif çıkış gücü, yük baralarının gerilim genlik değeri, generatör baralarının reaktif çıkış gücü olarak tanımlanır. Kontrol değişkenleri ise referans barası hariç generatör baralarının aktif çıkış güçlerini, generatör baralarının gerilim genlik değerlerini, transformatörlerin kademe değerlerini, generatör baralarının aktif çıkış güçlerini içerir. sisteminin tüm üretim maliyetini en aza indirgemek için genel maliyet fonksiyonu F yakıt enklem de formüle edilmiştir. Burada: = + + () Şekil 1. 015 yılı Türkiye aktif/ reaktif güç yük eğrileri Şekil. IEEE-30 bara için aylık aktif güç yük eğrisi doi: 10.51/zenodo.14110

Şekil 3. IEEE-30 bara için aylık reaktif güç yük eğrisi Şekil 4. Gerçek güç sistemi aylık aktif güç yük eğrisi Şekil 5. Gerçek güç sistemi aylık reaktif güç yük eğrisi 3.1.1. Her iki güç sisteminde YEKA düzenlenmesi Yenilenebilir enerji kaynakları odel-1 e toplam kapasitenin %4 i oranında bir kapasite ile entegre edilmiştir. 5 ve 11 numaralı baralardaki termik santraller rüzgâr santrali ile, 13 numaralı barada ki termik santral ile güneş santrali değiştirilmiş, modifiye edilen IEEE-30 baralı güç sistemi Tablo 1 de görülmektedir. Tablo 1. Santrallerin yeni üretim kapasiteleri(ieee-30) Bara Numarası Santral Tipi 1 Termik 99,4 Termik 0,000 5 üzgâr 75,000 Termik 0,000 11 üzgâr 60,000 13 Güneş 50,000 Üretim Kapasitesi Yenilenebilir enerji kaynakları odel-1 e toplam kapasitenin %6 sı oranında bir kapasite ile entegre edilmiş olup herhangi bir üretim olmayan 3 ve 4 numaralı baralara rüzgâr santrali, 9 numaralı baraya güneş santrali eklenerek Türkiye güç sistemi için YEKA ilavesi yapılmıştır. Bu veriler Tablo de verilmiştir. Tablo. Santrallerin yeni üretim kapasiteleri (Gerçek güç sistemi) Bara Numarası Santral Tipi 1 Termik 53,00 3 üzgâr 75,00 13 Termik 379,00 14 Termik 40,00 0 Termik 60,00 Termik 79,00 4 üzgâr 60,00 9 Güneş 50,00 Üretim Kapasitesi 3.1.. Belirsizlik durumlarının hesaplanması Stokastik modeli, rüzgâr hızının belirsizliğinden meydana gelen aylık değişimlerini ve güneş ışınımından oluşan değişimleri modellemek amacıyla odel- de Weibull olasılık dağılım fonksiyonu kullanılmıştır. IEEE-30 baralı güç sisteminde bulunan 5 numaralı baraya 75 W, 11 numaralı baraya ise 60 W üretim kapasitesine sahip rüzgâr santrali kurulmuştur. Benzer şekilde, gerçek güç sisteminde de, 3 ve 4 numaralı baralara sırasıyla 75 W ve 60 W rüzgâr santrali kurulmuştur. üzgâr santralinin kurulumunun yapılacağı bölge olarak odel- de Türkiye nin Bartın ili Amasra ilçesi seçilmiştir. Amasra bölgesi için seçilen hava yoğunluğu (ρ = 1,11 kg/m 3 ), ölçek faktörü k ve şekil faktörü c hesaplanmıştır. Bu veriler Tablo 3 te verilmiştir. Tablo 3. Amasra bölgesi için k ve c katsayıları, türbinlerin çalışma güçleri Ay k c P 75W P 60W [W] [W] Ocak 1,4,63 4,3643 3,6914 Şubat 1,50, 45,1714 36,1371 art 1,54 9,1 56,9099 45,579 Nisan 1,39 7,79 4,5674 34,0539 ayıs 1,40 5,56 5,566 0,4501 Haziran 1,40 6,10 9,6640 3,731 Temmuz 1,30 7,41 40,364 3,914 Ağustos 1,49 6,53 3,491 5,995 Eylül 1, 7,11 35,9964,7971 Ekim 1,59,97 50,3915 40,313 Kasım 1,63 7,16 36,7414 9,3931 Aralık 1,94 9,57 54,0577 43,46 Güneş radyasyonu belirsizliğini modelleyebilmek için, odel- de, IEEE-30 baralı güç sistemindeki 13 numaralı baraya 50 W, gerçek güç sisteminde ise 9 numaralı baraya 50 W üretim kapasitesine sahip güneş enerjisi santrali kurulmuştur. Santrallerin, Türkiye'de bölgesinde kurulduğu planlanmıştır. Bu değerler Tablo 4 te verilmiştir. Tablo 4. bölgesi için NI değerleri G [W/m ] P 50W [W] Ocak 341,703 17,054 Şubat 475,03 3,7604 art 639,3750 31,96 Nisan 679,5000 33,9750 ayıs 767,6667 3,333 Haziran 4,3333 4,4167 Temmuz 105,9167 5,645 Ağustos 119,1667 59,453 Eylül 1136,0000 56,000 Ekim 77,917 39,3646 Kasım 635,333 31,7917 Aralık 376,0417 1,01 3.. yarlanmış IEEE-30 baralı güç sistemi ile çalışma kararlılığı, toplam yakıt maliyeti ve faz açılarına ait değişimleri gözlemlemek için tüm problemleri doi: 10.51/zenodo.14110 3

ATLAB ortamında Newton-aphson ve Parçacık Sürü Optimizasyon algoritması çözüm yöntemleri ile çözülmüştür. urum-1: Tüm santrallerin termik olması durumu (Tablo 5) urum-: Bazı santrallerin belirsizlik içeren YEKA olması durumu (Tablo 6) 1 Tablo 5. urum-1 için N- ve sonuçlarının N- N- aliyet N- 1 0,01653 0,01653,4,603 707,06 0,01571 0,01571,5156,5305 61,91 3 0,01567 0,01615,459,64 706,6 4 0,0149 0,01491,5545,5639 60,90 5 0,01441 0,01574,663,6791 651,0 6 0,01570 0,01570,610,696 641,3 7 0,0164 0,01643,9705,91 745,7 0,01664 0,01665 3,1367 3,1451 0,05 9 0,01450 0,0157,730,7410 667,93 10 0,01460 0,0151,6509,663 647,30 11 0,015 0,01579 3,006,7055 659,56 1 0,0175 0,01757 3,0153 3,070 763,63 Ort. 0,0157 0,01606,00,74 66,0 707,00 4 61,59 706,0 9 60,69 651,77 5 641,11 745,69 7 0,03 6 667,96 647, 9 659,40 763,61 4 65,99 5 Tablo 6. urum- için N- ve sonuçlarının N- N- aliyet N- 1 0,01660 0,01731,05,3791 391,00 36,71 0,0157 0,016,0345 1,993 310, 309,19 3 0,0160 0,0173,0,171 309,64 30,010 4 0,014 0,0140 1,991 1,9799 97,7 96,105 5 0,015 0,01699,195,1411 404,46 399,604 6 0,0151 0,0167,04,041 359,31 356,165 7 0,01677 0,0174,3394,76 361,5 35,56 0,0171 0,01675,3453 3,0993 435,7 4,34 9 0,01450 0,01695,1770,16 307,5 305,34 10 0,01456 0,01454,0449,035 65,36 64,60 11 0,0156 0,01699,1499,1031 36,3 364,93 1 0,01760 0,01793,719,519 403,73 39,94 Ort. 0,01595 0,0167,171,401 351,4 34,093 Belirsizlik durumları dâhil yenilenebilir santrallerin mevcut olduğu urum- ye ait N- metodu ile elde edilen yıllık toplam yakıt maliyeti 414,5 $/h, ile elde edilen yıllık toplam yakıt maliyeti 4177,11 $/h, yıllık toplam yakıt maliyeti farkı ise 37,7316 $/h olarak hesaplanmıştır. urum- de Weibull olasılık dağılım fonksiyonları kullanılarak yenilenebilir enerji kaynaklarındaki belirsizlikler hesaba katıldığında, üretim maliyetleri daha gerçekçi bir duruma gelmektedir. Bu sayede, gerçek duruma uygun olarak IEEE-30 baralı güç sistemi modeline belirsizlik içeren YEKA lar ilave edildiğinde yıllık 37,7316 $/h tasarruf sağlandığı görülmüştür. Bu durum Tablo 7 de gösterilmiştir. urum-1 ve urum- karşılaştırıldığında hem toplam aktif güç üretiminin hemen hemen aynı olmasına hem de gerilim büyüklüklerinin ve faz açılarının sabit kalmasına rağmen, %4 lik YEKA entegrasyonu yapıldığında elektrik üretim maliyetlerinin neredeyse yarı yarıya azaldığı açıkça görülmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının belirsizlik durumlarını da göz önüne alan dinamik stokastik optimal yük akışı analizi (urum-), yapılan bu çalışma ile, yenilenebilir enerji santrallerinin aynı zamanda konvansiyonel termik santralleri de içeren enerji sistemine ilave edilmesinin katkısının önemli bir seviyede tasarruf sağladığını göstermektedir. Tablo de bu durum özetlenmiştir. Tablo 7. urum-1- N- ve sonuçlarının aliyet N- Fark Ortala ma N- Ortalama urum-1 33,04 31,947 1,096 66,06 65,9956 urum- 414,5 4177,11 37,7316 351,37 34,0930 Tablo. urum-1- sonuçlarının Aktif eaktif (Var) Büyüklükle rinin nın nı n urum-1 3096,95 643,43 0,0157,000 urum- 3059,4 33,3 0,0159,171 3.3. Gerçek güç şebeke üzerinde uygulama çalışması Türkiye elektrik şebekesinden seçilen değerler gerçek bir şebeke parçasında uyarlanmıştır. Bu amaçla, ve Bartın illerinin içerecek bir güç sistemi kullanılmıştır. Gerçek güç sistemine entegre edilen yenilenebilir enerji kaynaklarının belirsizlik durumuna daha önce göz önünde bulundurulan düzenlemelere göre incelemek için urum-1 ve urum- kullanılarak iki durum gerçekleştirilmiştir. 1 Tablo 9. urum-1 için N- ve sonuçlarının N- N- aliyet N- 1 0,06 0,0690 4,1670 4,3100 11741,56 11071,1 0,060 0,060 3,7065 3,505 10693,90 10134,4 3 0,0745 0,01 4,14790 4,1565 1173,07 10063,14 doi: 10.51/zenodo.14110 4

4 0,0100 0,01763 3,73703 3,343 10709,4 1014,46 5 0,0330 0,0047 4,7031 4,165 94,540 979,900 6 0,054 0,0014 4,6404 4,6145 736,560 7714,0 7 0,030 0,0570 4,4439 4,341 1136,1 11997,4 0,054 0,035 4,4960 4,537 104,44 137,6 9 0,0316 0,0014 3,40 3,919 11393,91 1157,96 10 0,01 0,019 3,70469 3,766 1134,76 10766,00 11 0,057 0,0156 3,0760 3,001 1137,9 1106,06 1 0,030 0,0666 4,659 4,545 134,3 1144,6 Ort. 0,0555 0,0305 4,0471 4,091 11146,15 10600, Tablo 10. urum- için N- ve sonuçlarının N- N- aliyet N- 1 0,063 0,0591 5,00 5,19094 7314,14 766,45 0,0459 0,041 4,1934 4,151 504,4 571,6 3 0,057 0,07 4,97454 4,93059 7067,1 7030,67 4 0,0190 0,0191 4,173 4,11603 5797,31 571,63 5 0,057 0,035 4,5000 4,4459 64,11 6443,9 6 0,03 0,0400 4,36046 4,31415 64, 61,67 7 0,0646 0,079 5,7066 5,13 773,79 739,79 0,060 0,069 5,5344 6,60747 9101,67 907,67 9 0,01 0,0170 4,513 4,460 645,3 6454,1 10 0,015 0,005 4,3044 4,3606 604,03 6019,93 11 0,041 0,054 4,5949 4,463 651,77 6464,7 1 0,0 0,0909 5,54774 5,79479 314,3 36,34 Ort. 0,0445 0,044 4,7730 4,4104 691,7 671,97 Yenilenebilir enerji kaynaklarının belirsizlik durumları da göz önüne alan dinamik stokastik optimal güç akışı analizi, yapılan bu çalışma ile, yenilenebilir enerji santrallerinin aynı zamanda konvansiyonel termik santralleri de içeren güç sistemine entegre edilmesinin katkısının önemli bir seviyede olduğunu göstermiştir. Belirsizlik durumları dâhil yenilenebilir santrallerin mevcut olduğu urum- ye ait N- metodu ile elde edilen yıllık toplam yakıt maliyeti 3061,40 $/h, ile elde edilen yıllık toplam yakıt maliyeti 463,6 $/h, yıllık toplam yakıt maliyeti farkı ise 597,7 $/h olduğu görülmüştür. Bu sayede, % 6 YEKA ilavesi ile sistemde yıllık toplam 597,7 $/h sağlandığı görülmüştür. Yenilenebilir enerji kaynaklarını içeren diğer modellerden oluşan N- ve yıllık toplam yakıt maliyeti farkı nispeten büyük bir değere sahip olduğu görülmektedir. Bu durum Tablo 11 de de özetlenmiştir. urum- de Weibull olasılık dağılım fonksiyonları kullanılarak yenilenebilir enerji kaynaklarındaki belirsizlikler hesaba katıldığında, üretim maliyetleri daha gerçekçi bir duruma geldiği görülmektedir. Elde edilen sonuçlarda, hem toplam aktif güç üretiminin neredeyse aynı olmasına hem de gerilim büyüklüklerinin ve faz açılarının sabit kalmasına rağmen, elektrik enerjisi üretim maliyetlerinin urum-1 e göre neredeyse yarı yarıya azaldığı açıkça görülmektedir. Buna ek olarak, reaktif güç üretiminin de bu durumda neredeyse yarısında azalma sağlandığı gözlemlenmiştir. Bu değerler Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 11. urum-1- N- ve sonuçlarının aliyet urum- 1 urum- (N-) 133753, () 170,4 Fark 6551,3 4 Ortalam a (N-) Ortalam a () 11146,15 10600,0 3061,4 463,6 597,7 691,73 671,973 Tablo 1. urum-1- elde edilen sonuçların Aktif Topla m eaktif (Var ) Büyüklükler inin nın nı n urum-1 415,6 1113,0 0,05549 4,0470 urum- 4196,94 167,3 0,0444 4,77301 4. Sonuçlar Yapılan çalışma sonucunda, parçacık sürü algoritması ile elde edilen sonuçlardan da görüldüğü üzere, normal çalışma koşullarında sürekli durumda şebekenin gerilim genliği ve faz açılarının standart sapmalarında önemli bir değişim gözlenmemesine rağmen, toplam üretim maliyetlerinde, urum-1 (tümünün termik santral olması durumu) ve urum- (belirsizliğe sahip YEKA entegrasyonu olması durumu) arasında yaklaşık %3 lik bir azalma olduğu gözlemlenmiştir. kararlılığında ise önemli bir değişim gözlenmemekle birlikte, yenilenebilir enerji kaynaklarının belirsizliklerinden dolayı bazı aylardan sistemdeki toplam reaktif gücün yetersiz kalması nedeniyle düşüşler görülmüş, ancak buna karşılık faz açılarının daha kararlı duruma geldiği gözlenmiştir. 5. Kaynaklar [1] Carpentier, J., "Contribution a l etude du dispatching economique", Bulletin de la Societe Francaise des Electriciens, 3(1), 431-447, 196. [] Ghaddar B., arecek J., evissen., "Optimal Power Flow As A Polynomial Optimization Problem", IEEE Transactions on Power Systems, 31(1), 539-546, 016. [3] Lin J., Li V.O., Leung K.C., Lam A.Y., "Optimal Power Flow With Power Flow outers", IEEE Transactions on Power Systems, 3(1), 531-543, 017. [4] Frank S., Steponavice I., ebennack S., "Optimal Power Flow: A Bibliographic Survey I", Energy Systems, 3(3), 1-5, 01. [5] Almeida K.C., Kocholik A., "Solving Ill-Posed Optimal Power Flow Problems Via Fritz-John Optimality Conditions", IEEE Transactions on Power Systems, 31(6), 4913-49, 016. doi: 10.51/zenodo.14110 5

[6] Chandekar A.., Subroto., "A eview on Optimal Power Flow Solutions under Variable Load", International Journal of Advanced esearch in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, 4(1), 015. doi: 10.51/zenodo.14110 6