Batarya Enerji Depolama Sistemlerinin Primer Frekans Kontrolü Ve Dengesizlik Yönetiminde Modelleme Ve Teknik-Ekonomik Analizi

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2026

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÜMİT ŞENOL

Danışman: Fatih Emre Boran

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Günümüzde yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretimindeki payının artması, sistem işletiminde üretim belirsizliği ve frekans kontrolü açısından önemli zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Batarya enerji depolama sistemleri (BEDS), yüksek tepki hızları ve çift yönlü güç akışı sağlayabilme yetenekleri sayesinde bu kapsamda etkin bir çözüm sunmaktadır. Bu bağlamda, BEDS'in primer frekans kontrolü (PFK) hizmetinde etkin kullanımı, hem şebeke kararlılığı hem de piyasa verimliliği açısından stratejik bir rol oynamaktadır. Bu çalışma, BEDS'in operasyonel verimliliğini artırmaya yönelik kontrol stratejileri geliştirerek sistemin ekonomik performansını maksimize etmeyi ve işletme kaynaklı riskleri minimize etmeyi amaçlamaktadır. Tez kapsamında iki farklı işletme senaryosu ele alınmıştır. İlk senaryoda, BEDS'in yalnızca PFK hizmetine katıldığı durum incelenmiş; ikinci senaryoda ise BEDS'in PFK hizmetine ek olarak rüzgar santralinin dengesizliklerinin giderilmesinde kullanıldığı yapı analiz edilmiştir. Bu amaçla, Türkiye elektrik iletim sistemine ait gerçek frekans verileri kullanılarak BEDS'in PFK performansını optimize eden bir şarj/deşarj kontrol algoritması geliştirilmiş olup bataryanın teknik sınırlamaları, çevrim ömrü ve yaşlanma dinamiklerini dikkate alacak şekilde tasarlanmıştır. Sistem modellemesi MATLAB/Simulink ortamında gerçekleştirilmiş, optimizasyon süreçleri ise MATLAB/m-file platformunda Genetik Algoritma, Parçacık Sürüsü Optimizasyonu ve Guguk Kuşu Algoritması kullanılarak yürütülmüştür. Operasyonel strateji kapsamında ölü bant, şarj durumu ayar noktası ve deşarj derinliği gibi parametrelerin sistem performansı üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. BEDS'in optimizasyon probleminde, batarya ömrünü uzatmayı ve yıllık ekonomik getiriyi artırmayı hedefleyen iki ayrı amaç fonksiyonu tanımlanmıştır. Bulgular, çoklu hizmet sunan batarya enerji depolama sistemlerinde ekonomik kazanç, batarya ömrü ve işletme riskleri arasında dengeli bir planlamanın gerekliliğini ortaya koymaktadır.