Yenilenebilir enerji sistemlerinde süreklilik için akıllı bir enerji yönetim sistemi

Abstract

Bu tezde, Yenilenebilir Enerji Sistemleri'nde (YES) enerji sürekliliğini sağlamak amacıyla bir Akıllı Enerji Yönetim Sistemi (AEYS) geliştirilmiştir. Önerilen AEYS'i test etmek amacıyla rüzgar ve Fotovoltaik (FV) güneş panellerinden oluşan YES kurulmuş ve çalıştırılmıştır. Rüzgar ve FV panellerden elde edilen gücün güvenilir ve istenilen kalitede olmaması nedeniyle yük için gerekli gücün temini için bu tür YES'lerde enerji yönetim sisteminin uygulanması zorunlu hale gelmektedir. Rüzgar ve FV sistemlerden elde edilen güç yenilenebilir yeşil güç havuzu da denilebilecek ortak DA barasında toplanarak DA ve AA yüklerin beslenmesinde kullanılmaktadır. Yenilenebilir yeşil DA güç barası uygun şekilde işletilerek sürekli deverede kalması gereken yüklere gerekli taban güç aktarımı sağlanabilmektedir. Taban güç sağlandıktan sonra gerek duyulan yük gücü, rüzgar ve FV'den uygun olan birinden veya her ikisinden karşılanmaktadır. Rüzgar ve FV kaynaklardan hangisinin kullanılacağına önerilen bulanık mantık tabanlı AEYS karar vermektedir. Üretilen ve ihtiyaç duyulan güç değerlerine ait bilgiler geliştirilen akıllı karar verme algoritması tarafından kullanılarak hangi kaynaktan ne kadar gücün yüke ne kadar gücün depolanmaya aktarılması gerektiğine karar verilmektedir. Bunun yanı sıra rüzgar enerji sisteminin üretilen maksimum gücünde çalıştırılması da AEYS tarafından denetlenmektedir. AEYS aynı zamanda gerektiğinde, YES'i şebekeye bağlayabilmekte ve güç yönetimini de yapabilmektedir. Bu nedenle aslında geliştirilmiş olan AEYS aynı zamanda oluşturulan YES içinde bir akıllı şebeke uygulaması olarak da değerlendirilebilir. An Intelligent Energy Management System (IEMS) for maintaining the energy sustainability in Renewable Energy Systems (RES) is introduced in this thesis. A RES consisting of wind and Photovoltaic (PV) solar panels is established and used to test the proposed IEMS. Since the wind and solar sources are not reliable in terms of sustainability and power quality, a management system is required for supplying the load power demand. The power generated by wind and PV solar systems is collected on a common DC bus as a renewable green power pool to be used for supplying power to DC or AC loads. The renewable green DC power bus is operated in a way that there is always a base power available for permanent loads. Then the additional power requirement is supplied from either wind or PV or both depending upon the availability of these power sources. The decision about operating these systems is given by a IEMS with fuzzy logic decision maker proposed in this study. Using the generated and required power information from the wind/PV and load sides, the fuzzy reasoning based IEMS determines the amount of power to be supplied from each or both sources. Besides, the IEMS tracks the maximum power operating point of the wind energy system. The IEMS is also designed to operate the RES as a part of power utility. Therefore the IEMS can also be considered as a smart grid operator in the proposed RES application.