Elektrik dağıtım sisteminde elektrikli araç park bölgelerinin talep tarafı esnekliği dikkate alınarak optimum işletimi

Abstract

Kullanmakta olduğumuz geleneksel elektrik şebekesinin karşı karşıya kaldığı işletimsel problemler ve elektrik enerjisi üretiminde hala büyük ölçüde kullanılan hazır yakıtların tükenme sorunu nedeniyle yeni nesil modern elektrik şebekesine olan gereksinim son yıllarda gittikçe artmıştır. Gelişen teknoloji ile birlikte, kullanılmakta olan içten yanmalı motorlu taşıtların yerini almasına kesin gözüyle bakılan elektrikli araçların şarj gereksinimlerinin günümüz elektrik şebekesini olumsuz etkileyeceği aşikardır. Akıllı şebeke konsepti sayesinde, yeni nesil yükler olan elektrikli araçların artan şarj gereksinimleri enerji yönetimi algoritmaları kullanılarak etkin bir şekilde karşılanabilir. Hatta sistem operatörüne işletme esnekliği sağlayabilecek bu yüklerin kontrol edilmesi fikri dünya çapında birçok araştırmacıyı motive etmiştir. Bu tez kapsamında, elektrikli araç park bölgelerinin şarj yönetimine ilişkin sistem operatörüne esneklik sağlayacak şekilde yeni bir şarj planlama algoritması geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemde, elektrikli araçların park bölgesine varış/ayrılış zamanlarına ilişkin belirsizlikler önce senaryo tabanlı stokastik olarak, daha sonra gerçek bir otoparka ait geçmiş araç varış/ayrılış verileri kullanılarak modellenmiştir. Öncelikle tek park bölgesinin hem gün öncesi hem de gerçek zamanlı planlanması odaklı analizi gerçekleştirilmiştir. Sonrasında bahsi geçen park bölgelerinin dağıtım sistemi işletimine etkisinin gün öncesi planlama tabanlı analizi güç akışı ve yenilenebilir enerji tabanlı üretim birimleri dikkate alınarak gerçekleştirilmiştir. Park bölgelerinin şarj işlemlerinin planlanması için geliştirilen modellerin hepsinde, sistem operatörüne ayrıca esneklik sağlayacak pik gücü azaltma ve sınırlama tabanlı talep cevabı programı modele entegre edilmiştir. Son olarak elektrikli araçların araçtan şebekeye (vehicle-to-grid, V2G) enerji akışı özelliği sayesinde enerji piyasasında dolaylı olarak rol alabileceği yeni bir optimal teklif verme stratejisi oluşturulmuştur. Geliştirilen modeller farklı durum çalışmaları altında kapsamlı bir şekilde analiz edilmiş ve doğruluğu ortaya konmuştur.