Değişken yenilenebilir enerji penetrasyonu artışının Türkiye güç sistemine etkisi

Abstract

Artan iklim değişikliği endişeleri, enerji arz güvenliği kaygıları, enerji tüketimindeki artışlar gibi nedenler ile enerji üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı devletler tarafından benimsenmektedir. Böylece yenilenebilir kaynakların kurulu güce oranı her geçen gün artmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonuyla beraber modern güç sistemleri de büyük bir değişim içerisindedir. Bir güç sisteminin yüksek oranda değişken yenilenebilir ile başa çıkabilmesi için öncelikle sistemin esnek olması gerekmektedir. Arz ve talep tarafında olmak üzere bir şebekenin esnekliğini sağlamak ve arttırmak için çeşitli önlemler bulunmaktadır.Bu tez çalışmasında ilk olarak, yüksek yenilenebilir enerji oranına sahip ülkelerden örneklerle, güç sistemlerinin esneklik gereksinimleri, esneklik sağlama yöntemleri ve şebeke yönetmeliklerinde gerekli değişimler sunulmuştur. İkinci olarak, iletim seviyesine bağlı yüksek yenilenebilir enerji penetrasyonunun güç sisteminin frekans ve gerilimine etkisi, DIgSILENT PowerFactory yazılımı ile analiz edilmiştir. Bu bağlamda yazılıma ait küçük bir iletim sistemi üzerinde daha sonra ise IEEE'nin 118 baralı test sisteminde oluşturulan senaryolar kapsamında analizler yapılmıştır. Senaryolardan alınan sonuçların öngörülerimize uyması ile Türkiye 400 kV iletim sisteminin modeli yazılımda hazırlanmış ve yenilenebilir enerji kaynaklarının Türkiye güç sistemine etkileri senaryolar bağlamında incelenmiştir. Böylece bu çalışmanın çıktıları, Türkiye güç sisteminin yenilenebilir enerji hedefleri kapsamında kullanılabilecek şekilde sunulmuştur.

The governments are adopting the use of renewable energy sources in electricity generation due to reasons such as the increasing climate change and energy supply security concerns and rise of energy demand. Therefore, the share of renewable sources in total installed power capacity increases day by day. The power systems with the integration of renewable energy sources undergo a transformation. A power system in order to cope with high shares of variable renewable generation needs to be flexible. There are various measures to provide and increase a power system's flexibility on supply and demand sides.First of all, this study presents the power systems flexibility requirements, methods of providing flexibility, upgrades that need to be done to grid codes through examples from countries with high renewable shares. Secondly, the impact of renewable energy penetration into the transmission system on the frequency and voltage stability is analyzed with DIgSILENT PowerFactory software. In this regard, analyses are carried out with scenarios using a DIgSILENT built-in transmission model and IEEE 118-bus test model. Considering that the results from scenarios matched our predictions, the 400 kV transmission system of Turkey is modelled using the software and the impact of renewable energy on the Turkish power system is analyzed through scenarios. Therefore, the outputs of this study are presented in such a way that they can be used as a part of Turkey's renewable energy planning.