Yenilenebilir enerji kaynakları entegre edilmiş elektrik şebekelerinde belirsizlik modellemelerinin güç akış analizi üzerine etkisi
The impact of uncertainty modeling on power flow analysis in electricity grids integrated with renewable energy sources
- Tez No: 974560
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FARUK UGRANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İzmir Bakırçay Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, yenilenebilir enerji kaynaklarının yoğun şekilde entegre edildiği dağıtım sistemlerinde, yük talebi ve rüzgâr üretimi gibi belirsizliklerin güç akış analizine olan etkileri senaryo tabanlı modelleme yaklaşımlarıyla incelenmiştir. Belirsizliklerin doğru şekilde modellenmesi, gerilim profili, hat akışları ve sistem kayıpları gibi planlama çalışmaları açısından kritik öneme sahip parametrelerin gerçekçi biçimde belirlenmesini mümkün kılmakta; aynı zamanda işlem yükünü artırmadan güvenilir analizlerin gerçekleştirilmesine olanak tanımaktadır. Bu kapsamda, literatürde sıkça kullanılan iki farklı senaryo yöntemi karşılaştırılmıştır: zamansal olarak uyumlu (eşzamanlı) yük-rüzgâr kümelenmesi ve ayrı ayrı modellenen senaryoların birleştirilmesi. Her iki yöntemde de düşük ve yüksek senaryo yoğunlukları dikkate alınarak analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, 33 baralı modifiye bir test sistemi kullanılarak MATPOWER platformu üzerinde senaryo bazlı güç akışı analizleri gerçekleştirilmiştir. Senaryoların sistem üzerindeki etkileri; gerilim profilleri, aktif güç akışı ve sistem kayıpları gibi temel teknik parametreler üzerinden değerlendirilmiştir. Analizlerde, rüzgâr üretiminin entegrasyonu iki farklı veri seti çerçevesinde ele alınmıştır: ilkinde rüzgâr gücü üretimi ile yük profilleri birbirinden bağımsız olarak modellenmiş, ikincisinde ise aralarındaki istatistiksel korelasyon dikkate alınarak senaryolar oluşturulmuştur. Bu veri setleri üzerinden, iki farklı senaryo üretim yöntemi (zaman uyumlu ortak kümeleme ve ayrık senaryo birleştirme) karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, rüzgâr hızının farklı seviyeleri ve bu üretimin sisteme hangi baralardan entegre edildiği gibi değişkenler üzerinden yöntemlerin duyarlılığı test edilmiştir. Elde edilen bulgular, senaryo sayısı ve oluşturma yönteminin elde edilen sonuçların doğruluğu üzerinde doğrudan etkili olduğunu göstermekte; özellikle yüksek belirsizlik içeren sistemlerde, senaryo temsiliyetinin ve sayısal optimizasyonunun planlama doğruluğu açısından kritik olduğunu ortaya koymaktadır. Rüzgâr üretiminin şebekeye bağlantı noktalarının değiştirilmesiyle, bazı durumlarda yöntemlerin gerilim dağılımını daha doğru temsil ettiği ve sistem kayıpları açısından daha iyi sonuçlar sunduğu gözlemlenmiştir. Bu doğrultuda, Yöntem 1'in zamansal korelasyonları daha iyi yansıtma yeteneği sayesinde özellikle yük ve üretim arasında ilişki bulunan bölgelerde daha doğru sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. Sonuç olarak bu tez, dağıtım sistemlerinde senaryo tabanlı belirsizlik modellemenin güç akışı analizine etkilerini kapsamlı bir şekilde incelemekte, farklı senaryo oluşturma tekniklerinin karşılaştırmalı analizini sunmakta ve enerji sistemlerinin daha esnek, güvenilir ve ekonomik biçimde planlanmasına katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the effects of uncertainties such as load demand and wind generation on power flow analysis in distribution systems where renewable energy sources are heavily integrated are investigated using scenario-based modeling approaches. Accurate modeling of uncertainties enables the realistic determination of parameters such as voltage profile, line flows and system losses, which are critical for planning studies, and also enables reliable analysis without increasing the processing load. In this context, two different scenario methods commonly used in the literature are compared: temporally coherent (synchronous) load-wind clustering and merging of separately modeled scenarios. In both methods, low and high scenario densities are considered and analyzed. In this study, scenario-based power flow analyses are conducted on a modified 33-bus test system using the MATPOWER platform. The effects of the scenarios on the system are evaluated based on key technical parameters such as voltage profiles, active power flow, and system losses. The integration of wind generation is addressed using two different data sets: in the first, wind power generation and load profiles are modeled independently; in the second, statistical correlation between them is taken into account when generating scenarios. These data sets are used to compare two scenario generation methods—temporally synchronized joint clustering and discrete scenario merging. The sensitivity of these methods is tested under varying conditions, including different wind speed levels and the specific buses through which wind generation is connected to the system. The results show that both the number of scenarios and the method of generation directly affect the accuracy of the outcomes. Especially in systems with high uncertainty, scenario representativeness and numerical optimization prove to be critical for accurate planning. In some cases, changing the connection points of wind generation allows the methods to represent voltage distribution more accurately and to yield better results in terms of system losses. In this context, Method 1 provides more accurate results in areas where there is a correlation between load and generation, thanks to its superior ability to reflect temporal relationships. In conclusion, this thesis presents a comprehensive evaluation of the impact of scenario-based uncertainty modeling on power flow analysis in distribution systems, offering a comparative analysis of different scenario generation techniques, and contributing to the development of more flexible, reliable, and economically efficient energy system planning strategies.
Benzer Tezler
- Türkiyenin enerji politikası ve verimlilik açısından değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
MUHİTTİN MURAT
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
EnerjiGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN OKKA
- Dağınık yüzey karakterli çeşitli atık maddelerin güneş toplayacısının aktif yüzeyi olarak kullanılabilme olanakları
Başlık çevirisi yok
HANDAN BAYCIK
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KAMİL ALİBAŞ
- Yatay eksenli rüzgar türbinlerinin aerodinamik karakteristikleri
Başlık çevirisi yok
NEVİN SALAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TAHİR YAVUZ
- Eğitim amaçlı iletişim ve videonun işlevleri: Anadolu Üniversitesi Açıköğretim Fakültesinde örgütsel uygulama model önerisi
Başlık çevirisi yok
MURAT BARKAN
- İşletmelerin büyüklük ölçülerine bağlı organizasyon şemalarındaki farklılıklar ve bir uygulama
Başlık çevirisi yok
SEMRA KAHYAOĞLU