Güç yönetimi için elektrikli araç şarj istasyonunun akıllı koordinasyon yaklaşımı


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Murat AKIL

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ramazan Bayındır

Eş Danışman: Emrah Dokur

Özet:

Karbon emisyonunun dünyada azaltılması için enerjiden ulaşıma bütün sektörlerde kapsamlı bir geçiş esastır. Bu geçiş sürecinde ulaşım sektöründe elektrikli araçların (EA), konvansiyonel içten yanmalı taşıtların yerini hızla alması beklenmektedir. Bu geçişi doğru şekilde ölçeklendirmede konut şebekesinde yoğun şarj dönemleri ile birlikte mevcut şebeke altyapısı da dikkate alınarak uygun hazırlık ve güç yönetimin olması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında EA’ların konut şebekesindeki şarj noktalarında akıllı koordinasyonla güç yönetiminin sağlanması amaçlanmaktadır. Bu çerçevede, hanehalkı seyahat dağılım modelleri ve EA kullanıcıları şarj oturum veri seti dikkate alarak Monte Karlo Benzetimi yapılmış, önerilen yenilikçi şarj durumu tabanlı dinamik koordineli şarj (BDY-DKŞ) kullanılarak tepe zamanlarında şebeke ekipmanlarında yüklenme ve güç kayıpları analiz edilmiştir. Ayrıca, EA ile ısı pompası gibi yüksek güçlü kritik yükler ve fotovoltaik sistem içeren konut şebekesinde Çok Katmanlı Algılayıcılar (ÇKA) ve derin öğrenme tekniklerinden Uzun Kısa Süreli Belleği (UKSB) içeren hibrit kısa süreli tahmin modelleri MATLAB yazılımı üzerinden gerçekleştirilmiştir. Burada, toplam konut yükü içerisinde EA yük dengelemesi için Görgül Kip Ayrıştırma ve Bayes Optimizasyonlu UKSB’i (GKA-BOUKSB) kullanan derin öğrenme tabanlı hibrit bir tahmin modeli geliştirilmiştir. Önerilen modelin mevcut yöntemlere göre avantajı, Digsilent yazılımı kullanılarak kabul görmüş dağıtım şebekesi test sistemi üzerinden benzetimlerle de doğrulanmıştır. Son olarak, EA’ların batarya enerji durumları ve kullanıcı şarj davranışları dikkate alınarak Karmaşık Tamsayılı Doğrusal Programlama tekniği ile optimal şarj çizelgeleme GAMS yazılım ortamında gerçekleştirilmiştir. Bu doğrultuda Türkiye için EA benimsenme düzeylerine göre şebeke potansiyel talebi analiz edilmiştir. Böylece, BDY-DKŞ, tahmine dayalı yük dengeleme ve şarj çizelgeleme içeren akıllı koordinasyon yaklaşımında konut şebekesinde pik zamanlarda toplu EA yükü, ekipmanların aşırı yüklenmesi ve güç kayıpları azaltılarak dağıtım sistem operatörleri için mevcut şebeke altyapısının kullanılması sağlanmıştır.

Anahtar Kelimeler : Elektrikli araçlar, dinamik koordineli şarj, şarj çizelgeleme, yük dengeleme, monte karlo benzetimi