Yenilenebilir enerji portföy yöneticisinin enerji piyasasında optimum aksiyomlarının modellenmesi

Abstract

Çeşitli teşvikler ile sayıları hızla artan YEK’ler için birçok ülkede güç sistemlerindeki arz-talep dengesinin sağlanması açısından bu kaynakların elektrik piyasalarına katılımı zorunlu hale gelmiştir. YEK’lerin elektrik piyasalarına katılımı konusuna bakılacak olursa bireysel katılımı dışında bir portföy yapısına dahil olarak katılımının daha uygun olabileceği söylenebilir. Ayrıca yenilenebilir enerji portföy yöneticisi (YEPY) kazancını arttırmak ve enerji dengesizliklerini kolaylaştırmak açısından portföye çeşitli enerji depolama sistemlerini (EDS) de dahil edebilir. Bu amaçla, bu tez çalışmasında enerji dengesizliğinin giderilmesi açısından EDS’leri de içeren YEPY’nin enerji piyasalarına katılımı için optimum piyasa katılım modelleri oluşturulacaktır. Bu bağlamda gerçekleştirilen tez çalışmasında, ilk olarak devletler tarafından uygulanan teşvik politikaları incelenmiştir. Daha sonrasında YEK’lerin elektrik piyasasına katılım konusu ele alınarak, rüzgâr enerji kaynaklarının ikili anlaşmalar dahil GÖP ve aktif katılımcı olarak DGP’ye optimum katılımı açısından portföy yapısına dahil oldukları bir yapı önerilmiştir. Ayrıca teklif aşamasında her bir portföy katılımcısı için tahsis edilen hat kapasite sınırları dikkate alınmıştır. Bunun dışında YEPY’nin portföydeki enerji dengesizliklerinin yönetimini kolaylaştırmak ve toplam portföy kazancını maksimize etmek amacıyla portföye elektrikli araç (EA) otoparkı (EAO) toplayıcısı da eklenmiştir. Sonrasında gerçekleştirilen çalışmada ise portföy içerisine fotovoltaik güç üretim tesisleri (FGÜT) de eklenmiş ve araçtan şebekeye enerji seçeneği de düşünülmüştür. Ayrıca bu optimizasyon problemi iki seviyeli olarak gerçekleştirilmiştir. Üst seviye problemde amaç toplam portföy kazancının maksimize edilmesi iken alt seviye problemde amaç her bir portföy katılımcının zararını minimize etmek olarak belirlenmiştir. Son olarak fotovoltaik ve rüzgâr enerji santrallerini içeren yenilenebilir enerji portföy yapısına enerji dengeleyici olarak hazneli pompalı su santrali (HPSS) ve batarya enerji depolama sistemleri (BEDS) de eklenmiştir. Bu modelde YEPY’nin GÖP’e ve portföyde meydana gelen enerji dengesizliklerinin giderilmesi açısından pasif katılımcı olarak DGP’ye katılım konusu iki seviyeli ve çok aşamalı olarak sunulmuştur. Ayrıca sunulan optimizasyon problemlerinde belirsizliklerden kaynaklanabilecek zarar stokastik yaklaşım ve koşullu riske maruz değer (Conditional Value-at Risk - CVaR) yöntemi ile ele alınmıştır.