TY  - JOUR
T1  - Akıllı Şebekelerde Rassal Modelleme ile Enerji Depolama Sistemi Kapasite Hesaplaması
AU  - Bayram, İslam Safak
PY  - 2019
DA  - March
DO  - 10.29109/gujsc.498838
JF  - Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji
JO  - GUJS Part C
PB  - Gazi Üniversitesi
WT  - DergiPark
SN  - 2147-9526
SP  - 225
EP  - 235
VL  - 7
IS  - 1
LA  - tr
AB  - Dünyada elektrik sektörleri, hızla entegrasyonuartan yenilenebilir enerji kaynakları ile elektrik üretiminden kaynaklanankarbon ayak izini azaltmaya yönelik yapılan çevresel ve ekonomik baskılar ile karşıkarşıya gelmektedir. Enerji depolama sistemleri şebeke altyapı güvenliğini arttıran,şebekeye çalışma esnekliği sağlayan ve çevresel etkileri azaltan çözümler olarakbüyük ilgi görmektedir. Bu nedenle, enerji depolama sistemleri komplekselektrik şebeke operasyonlarında anahtar rol oynamaktadır. Bu makalede, tüketicilerinelektrik talepleri, elektrik şebekesinden çekilen güç ve enerji depolama ünitesindenoluşan bir sistem için Stokastik bir model sunularak, aralarındaki etkileşimlerincelenmiştir. Enerji depolama sisteminin onlarca meskenden oluşan rezidans,villalardan oluşan site veya kampüs gibi yerlerde bir grup kullanıcı tarafındanortaklaşa kullanıldığı varsayılmaktadır. Geliştirilen Stokastik model, ikiboyutlu sürekli zamanlı Markov zinciri tabanlı olup, sistem durumlarının rassaldağılımları nümerik metotlar ile hesaplanmıştır. Dikkate alınması gereken diğerbir husus ise, enerji depolama sisteminin yoğun zamanlarda pik talebi azaltmakiçin kullanılması ve müşteri talebinin azaldığı dönemlerde ise şebeke gücütarafından iskontolu elektrik enerjisi ile doldurulmasıdır. Şebeke güvenliğininsağlanması için müşteri talepleri, sınırlı miktardaki şebeke elektriği veenerji depolama ünitesi tarafından karşılanmakta ancak bu seviyenin üstündekitaleplere cevap verilememektedir. Bu nedenle kesinti olasılığı doğal olaraksistem performans metriği olarak karşımıza çıkmaktadır. Enerji depolama sistem kapasitesi,değişen kesinti olasılıkları ve sistem parametreleri altında hesaplanmıştır. Sunulanhesaplamalara göre enerji depolama sistemi optimum kapasitesininbelirlenmesinde tüketici talep istatistiklerinin büyük önem taşıdığı ortayakonulmuştur. Son olarak, geliştirilen ekonomik fayda modeli ile, sistem parametreleriekonomik değişkenlerle ilişkilendirip, sistem operatörüne finansal dinamiklerigöz önüne en iyi çalışma aralığını seçmesine olanak sağlamaktadır.
KW  - Akıllı Şebekeler
KW  - Enerji Depolama Sistemleri
KW  - Stokastik sistemler
KW  - Markov zincirleri
CR  - Farhangi, H. The path of the smart grid. IEEE power and energy magazine,  8:1 (2010).
CR  - Amin, M. The Case for Smart Grid. PUBLIC UTILITIES FORTNIGHTLY (2015).
CR  - Bayindir, R., Colak, I., Fulli, G. ve Demirtas, K. Smart grid technologies and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 66, (499-516), (2016).
CR  - Bayindir R., Demisbas S., Irmak, E., Cetinkaya, U., Ova, A., ve Yesil, M. Effects of renewable energy sources on the power system. IEEE International Power Electronics and Motion Control Conference, (2016).
CR  - Cappers, P., Goldman, C., ve Kathan, D. Demand response in US electricity markets: Empirical evidence. Energy , 35:4, (1526-1535), (2010).
CR  - Bayram, I.S., ve Ustun, T. A survey on behind the meter energy management systems in smart grid. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 72, (1208-1232), (2017).
CR  - Bayram, I.S., ve Tajer, A. (2017) Plug-in electric vehicle grid integration, London: Artech House.
CR  - Arnold, G. W. Challenges and opportunities in smart grid: A position article. Proceedings of the IEEE, 99:6, (922-927), (2011).
CR  - U.S. GRID ENERGY STORAGE FACTSHEET, Center for Sustainable Systems, University of Michigan, 2018. [Online]. Available: http://css.umich.edu/factsheets/us-grid-energy-storage-factsheet.
CR  - Kim. I. ve Kim, D. Optimal capacity of shared energy storage and photovoltaic system for cooperative residential customers. IEEE Information and Communications, (293-297),  (2017).
CR  - Arghandeh, R., Woyak, J., Onen, A., Jung, J., ve Broadwater. R. Economic optimal operation of Community Energy Storage systems in competitive energy markets. Applied Energy, 135, (71-80), (2014).
CR  - Parra, D., Norman, S., Walker, G., ve Gilliott, M. Optimum community energy storage system for demand load shifting. Applied Energy, 174, (130-143), (2016).
CR  - Stelt, S., AlSkaif, T., ve Van Sark, W. Techno-economic analysis of household and community energy storage for residential prosumers with smart appliances. Applied Energy, 209, (266-276), (2018).
CR  - Song, J., Krishnamurthy, V., Kwasinski, A.,  and Sharma R. Development of a Markov-chain-based energy storage model for power supply availability assessment of photovoltaic generation plants. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 4:2, (491-500), (2013).
CR  - Dong, J., Gao, F., Guan, X., Zhai Q., ve Wu, J. Storage-Reserve Sizing With Qualified Reliability for Connected High Renewable Penetration Micro-Grid. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 7:2, (732-743), (2016).
CR  - Kong, C., Bayram, I. S., ve Devetsikiotis, M.  Revenue Optimization Frameworks for Multi-Class PEV Charging Stations. IEEE Access, 3, (2140-2150), (2015).
CR  - Vardakas, J. S., Nizar Z., and Verikoukis, C. V. Scheduling policies for two-state smart-home appliances in dynamic electricity pricing environments. Energy, 69, (455-469), (2014).
CR  - Richardson, I., Thomson, M., Infield, D., ve Clifford, C. Domestic electricity use: A high-resolution energy demand model, Energy and Buildings, 42:10, (878-1887), (2010).
CR  - Ardakanian, O., Keshav, S., ve Rosenberg, C. Markovian models for home electricity consumption. ACM SIGCOMM workshop on Green networking, (2011).
CR  - Ahn, K., Dadlani, A., Kim, K. and Saad, W., Revenue Maximization of Multi-Class Charging Stations with Opportunistic Charger Sharing, IEEE International Conference on Communications, (2018).
CR  - Stewart, W. (1994) Introduction to the numerical solution of Markov chains, Princeton University Press.
CR  - Qiu, T., Bolun X., Yishen W., Yury D., ve Kirschen, D. Stochastic multistage coplanning of transmission expansion and energy storage. IEEE Transactions on Power Systems,32:1, (643-651), (2017).
CR  - Khan, F.A., Pal, N. ve Saeed, S.H. Review of solar photovoltaic and wind hybrid energy systems for sizing strategies optimization techniques and cost analysis methodologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 92, (937-947), (2018).
UR  - https://doi.org/10.29109/gujsc.498838
L1  - https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/659938
ER  -