Rüzgar Gücü Rampa Olaylarını En Aza İndirmek İçin Türkiye'de Kurulacak Rüzgar Enerjisi Santrallerinin Konumsal Dağılım Optimizasyonu

Spatial Distribution Optimization of Wind Power Plants to be Installed in Turkey to Minimize Wind Power Ramp Events

Özet

Yenilenebilir enerji kaynaklarının iklimsel koşullara bağlı olarak rastgele değişkenlik göstermesi, geleneksel şebeke sisteminin güç frekans dengesi üzerinde bozucu etki yaratmaktadır. Yapılan bu çalışmada, rüzgâr enerjisi santralleri (RES) üretimlerinde görülen rampalar analiz edilmiştir. Ayrıca, Türkiye’deki mevcut tesis üretimlerinde görülen rampa olayları dikkate alınarak, yeni kurulacak tesislerdeki rampa olaylarını minimize edecek, tesis dağılımını belirleyen bir optimizasyon modeli önerilmiştir. Önerilen bu model Genetik Algoritma (GA) kullanılarak çözülmüştür. Elde edilen sonuçlar, yüzde rampa değerlerinin oluşturduğu histogram eğrilerinin altında kalan alanlar dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmeler sonucunda, ülkedeki mevcut RES tesislerinin 1, 3 ve 6 saatlik rampa değerlerinin 2017 yılında sırasıyla 16.61, 41.32 ve 59.94 olduğu, 2018 yılında ise bu değerlerin sırasıyla 18.10, 40.49 ve 63.52 olduğu gözlenmiştir. Önerilen optimizasyon yönteminin çözümüyle elde edilen RES yerleşiminde 1, 3 ve 6 saatlik yüzde rampa değerlerinin histogram eğrilerinin altında kalan alanların ise sırasıyla 2017 yılında 9.98, 23.65 ve 30.97 olduğu, 2018 yıllında ise bu değerlerin sırasıyla 11.01, 25.65 ve 39.14 olduğu görülmüştür. Yeni tesis kurulumlarında, bu çalışmada önerilen yöntem ile elde edilen tesis kümesinin bölgelere dağılımının dikkate alınması durumunda oluşacak rampa olaylarının minimize edilebileceği öngörülmektedir.

Abstract

The random variation of renewable energy sources depending on climatic conditions causes detrimental effects on the power frequency balance of the traditional grid system. In this study, the ramps seen in wind power plants (WPP) generations are analyzed. In addition, an optimization model has been proposed that determines the plant distribution to minimize ramp events in new plants by taking into account the ramp events seen in existing plant generations of Turkey. This proposed model has been solved using the Genetic Algorithm (GA). The results are evaluated by taking into account the areas below the histogram curves obtained from percentage ramp values. As a result of these assessments, it is observed that the current RES facilities in the country have histogram areas of 16.61, 41.32 and 59.94 in 2017, and in 2018 these values are 18.10, 40.49 and 63.52 respectively. In the WPP spatial distribution obtained by the solution of the proposed optimization method, it is observed that 1, 3 and 6 hour percentage ramp values have 9.98, 23.65 and 30.97 areas, respectively in 2017, and in 2018 these values are 11.01, 25.65 and 39.14 respectively. In new plant installations, it is envisaged that if the distribution of the plant cluster to the regions obtained by the method proposed in this study is taken into account, the ramp events will be minimized.