ENERJİ İLETİM HATLARINDA ENERJİ DEPOLAMA SİSTEMLERİNİN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ - AYTURAN, CEREN (Fırat Üniveristesi, 2025)
Günümüz enerji iletim sistemleri, yenilenebilir enerji kaynaklarının (YEK) artan entegrasyonu ve senkron generatörlerin azalan payı nedeniyle frekans salınımları, gerilim kararsızlığı ve atalet eksikliği gibi kritik sorunlarla karşı karşıyadır. Bu tez çalışması, enerji depolama sistemlerinin (EDS) iletim hatlarındaki şebeke performansı üzerindeki teknik etkilerini kapsamlı bir şekilde incelemektedir. Çalışmada, DIgSILENT PowerFactory 2023 programı kullanılarak 9 baralı bir test şebekesi modellenmiş; senkron generatörler, 100 MW fotovoltaik (PV) santral ve 30 MW EDS entegre edilmiştir. Senaryolar, 250 ms süreli 3-fazlı kısa devre ve %70 ani yük artışı gibi kritik durumları içermekte olup, RMS benzetim yöntemi ile analiz edilmiştir. Bulgular, PV entegrasyonunun 3-fazlı kısa devre sonrası frekansı 52 Hz'e yükselterek rotor açısı kararsızlığına yol açtığını göstermiştir. EDS entegrasyonu ise sanal atalet mekanizması ve 50 ms'den kısa tepki süresiyle frekansı nominal değer (50 Hz) seviyesine çekmiş, rotor salınımlarını sönümlemiş ve sistem kararlılığını sağlamıştır. Değişken yük senaryosunda (%70 yük artışı), EDS'siz sistemde frekans 48.5 Hz'e düşerek kararsızlaşırken, EDS desteğiyle sistem 49.8 Hz'de kararlı kalmıştır. Bu sonuçlar, EDS'lerin YEK yoğun şebekelerde frekans regülasyonu, geçici kararlılık ve sanal atalet sağlama kapasitesini kanıtlamaktadır. Bu tez çalışması, literatürde dağıtım seviyesi odaklı EDS araştırmalarının aksine, iletim hatlarındaki yüksek güç taleplerine yönelik teknik boşluğu doldurmaktadır. Gelecek çalışmalarda farklı depolama teknolojilerinin iletim altyapısına entegrasyonu ve maliyet-fayda analizleri önerilmektedir.

Today's energy transmission systems face critical issues such as frequency fluctuations, voltage instability, and inertia deficiency due to the increasing integration of renewable energy sources (RES) and the decreasing share of synchronous generators. This thesis study comprehensively examines the technical effects of energy storage systems (EDS) on grid performance in transmission lines. In the study, a 9-bus test network was modelled using the DIgSILENT PowerFactory 2023 programme, integrating synchronous generators, a 100 MW photovoltaic (PV) plant, and a 30 MW EDS. The scenarios included critical conditions such as a 250 ms three-phase short circuit and a 70% sudden load increase, and were analyzed using the RMS simulation method. The findings showed that PV integration caused the frequency to rise to 52 Hz after a three-phase short circuit, leading to rotor angle instability. The EDS integration, on the other hand, brought the frequency back to the nominal value (50 Hz) with a virtual inertia mechanism and a response time of lEDS than 50 ms, damped the rotor oscillations, and ensured system stability. In a variable load scenario (70% load increase), the frequency dropped to 48.5 Hz and became unstable in the system without EDS, while the system remained stable at 49.8 Hz with EDS support. These results demonstrate the capacity of EDS to provide frequency regulation, transient stability, and virtual inertia in renewable energy-intensive grids. This thesis study fills the technical gap in high-power demands on transmission lines, unlike distributionlevel-focused EDS research in the literature. Future studies are recommended to explore the integration of different storage technologies into transmission infrastructure and conduct cost-benefit analyses.
Investigation of the impacts of energy storage systems on energy transmission lines
Keywords: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği