Hepsi Bir Arada Elektrikli Araç İstasyonu, Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve Esnek Yükleri Içeren Bir Mikro Şebekenin Enerji Yönetimi İçin İki Seviyeli Stokastik Tabanlı Optimizasyon Modelinin Geliştirilmesi

Abstract

Yerleşim alanlarının enerji tüketimi, küresel toplam enerji tüketiminin %27'sini oluşturmaktadır (Rafique vd., 2021). Ayrıca günümüzde enerji talebinin büyük bir bölümünün fosil kaynaklardan karşılandığı ve bu durumun karbon emisyonları nedeniyle iklim değişikliği endişelerine yol açtığı bilinmektedir (Sezgin vd., 2022). Unutulmamalıdır ki Avrupa Birliği'nin (“Avrupa Komisyonu - 2050 uzun vadeli stratejisi”, 2022) uzun vadeli hedefinde 2050 yılına kadar sıfır karbon emisyonu da yer almaktadır. Bu bağlamda fotovoltaik ve rüzgâr enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) dünyada başarıyla ve artan bir şekilde kullanılmaya devam etmektedir (Al-Ghussain vd., 2022). Tüm bunlar göz önüne alındığında, son dönemde enerji talebinin yerinde, YEK’lerden ve küçük ölçekli bir bölgede, yani bir mikroşebeke yapısı içerisinde karşılanması yönünde bir düşünce söz konusudur. Bir mikroşebeke bir konut bölgesi, üniversite kampüsü ya da hastane kompleksi gibi nispeten ufak çaplı bir bölgeyi kapsayan ve kendi kendine yeterli bir enerji sistemi olarak bahsedilebilir. Mikroşebekelerin içerisinde YEK'ler ve esnek yüklerin yanında elektrikli araç (EA) şarj istasyonları gibi çeşitli akıllı şebeke bileşenleri yer alabilir. Ayrıca mikroşebekelerde akıllı şebeke uygulamalarından talep cevabı uygulaması kullanılarak toplam işletme maliyeti azaltılabileceği gibi işletimsel esneklik de sağlanabilir. Çünkü arz-talep dengesizliği durumunda enerji üretimindeki bir artış/azalış ile enerji tüketimindeki bir azalma/artma birbirine eşdeğer olarak ifade edilebilir. Bu açıdan mikroşebeke operatörünün kontrolünde esnek yüklerin yönetilmesi ile mikroşebekelerde önemli kazançlar elde edilebilir. Ayrıca mikroşebekelerin bir dağıtım sisteminde yer alacağı düşünüldüğünde mikroşebekenin ve dağıtım sisteminin işletiminin birlikte ele alınması gereken konulardan birisi olduğu belirtilmelidir. Dağıtım sistemi operatörü sistem işletiminde kayıpları minimize etmek isterken, mikroşebeke enerji operatörü de işletim maliyetini düşürmek ya da kazancını arttırmak isteyecektir. Bu açıdan enerji yönetimi gerçekleştirilirken dağıtım sistemi ve mikroşebeke işletiminin iki seviyeli bir problem olarak belirlenmesi gerekmektedir.