• icon+90(535) 849 84 68
  • iconnwsa.akademi@hotmail.com
  • icon Fırat Akademi Samsun-Türkiye

> Detaylı Arama

Article Details

Article Details

  • Article Code : FIRAT-AKADEMI-14629-5818
  • Article Type : Araştırma Makalesi
  • Publication Number : 1A0503
  • Page Number : 1-14
  • Doi : 10.12739/NWSA.2026.21.1.1A0503
  • Abstract Reading : 17
  • Download : 6
  • Atıf Sayısı : 0
  • Share :

  • PDF Download

Issue Details

  • Year : 2026
  • Volume : 21
  • Issue : 1
  • Number of Articles Published : 1
  • Published Date : 1.01.2026

Cover Download Context Page Download
Dergi Kapağı
Engineering Sciences

Serial Number : 1A
ISSN No. : 1308-7231
Release Interval (in a Year) : 4 Issues

YÜKSEK GÜNEŞ ENERJİSİ PENETRASYONUNA SAHİP DAĞITIM ŞEBEKELERİNDE GERİLİM REGÜLASYONU İÇİN ENERJİ DEPOLAMA SİSTEMİNİN ZAMAN SERİSİ ANALİZİ İLE BOYUTLANDIRILMASI

Melisa Burcu Celebi1 , Abdulla Sakallı2

Elektrik üretiminde fotovoltaik sistemlerin hızla artması, özellikle düşük yük koşullarında dağıtım şebekelerinde gerilim yükselmesi problemlerine yol açmaktadır. Bu çalışmada, yüksek güneş enerjisi penetrasyonuna sahip bir dağıtım fiderinde oluşan gerilim ihlallerinin giderilmesi amacıyla zaman serisi tabanlı bir enerji depolama sistemi boyutlandırma yaklaşımı önerilmiştir. Gerçek bir dağıtım şebekesine ait saatlik üretim ve tüketim verileri kullanılarak güç akışı analizleri gerçekleştirilmiş, kritik gerilim ihlallerinin meydana geldiği zaman dilimleri belirlenmiştir. Bu kapsamda, depolama sisteminin kapasitesi günlük enerji ihtiyacının %95'lik değerine dayalı olarak hesaplanmıştır. Analiz sonuçları, depolama sistemi kullanılmadığında bazı senaryolarda bara geriliminin 1.111 p.u. seviyesine kadar yükseldiğini, önerilen depolama sistemi ile tüm düğümlerde gerilim değerlerinin izin verilen sınırlar içerisinde tutulabildiğini göstermektedir. Elde edilen bulgular, önerilen yaklaşımın yüksek fotovoltaik penetrasyonuna sahip dağıtım şebekelerinde gerilim regülasyonu için etkili ve uygulanabilir bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.

Keywords
Gerilim Regülasyonu, Enerji Depolama Sistemleri, Fotovoltaik Sistemler, Zaman Serisi Analizi, Gerilim Yükselmesi,

TIME-SERIES BASED SIZING OF BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEMS FOR VOLTAGE REGULATION IN DISTRIBUTION NETWORKS WITH HIGH PV PENETRATION

Melisa Burcu Celebi1 , Abdulla Sakallı2

The rapid increase in photovoltaic (PV) generation has led to voltage rise problems in distribution networks, particularly under low-load conditions. In this study, a time-series-based sizing approach for a battery energy storage system (BESS) is proposed to mitigate voltage violations in a distribution feeder with high PV penetration. Power flow analyses were performed using hourly generation and consumption data obtained from a real distribution network, and critical time intervals with voltage violations were identified. In this context, the storage capacity was determined based on the 95th percentile of daily energy requirements. The results indicate that, in the absence of the storage system, bus voltages can rise up to 1.111 p.u. under certain scenarios, whereas with the proposed BESS, all node voltages are maintained within permissible limits. The findings demonstrate that the proposed approach provides an effective and practical solution for voltage regulation in distribution networks with high PV penetration.

Keywords
Voltage Regulation, Energy Storage Systems, Photovoltaic Systems, Time Series Analysis, Voltage Rise,

Details
   

Authors

Melisa Burcu Celebi (1) (Corresponding Author)
Enerjisa
mberoglu@hotmail.com | 0000-0002-4228-3032

Abdulla Sakallı (2)

İskenderun Teknik Üniversitesi
abdulla.sakalli@iste.edu.tr | 0000-0002-2488-7318

Supporting Institution

 :

Project Number

 :

Thanks

 :
References
1. Lopes, J.A.P., Hatziargyriou, N., Mutale, J., Djapic, P., and Jenkins, N., (2007). Integrating distributed generation into electric power systems: A review of drivers, challenges and opportunities. Electric Power Systems Research, 77(9):1189-1203.

2. Ackermann, T., Andersson, G., and Söder, L., (2001). Distributed generation: a definition. Electric Power Systems Research, 57(3):195-204.

3. Carrasco, J.M., Franquelo, L.G., Bialasiewicz, J.T., at el., (2006). Power electronic systems for the grid integration of renewable energy sources. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 53(4):1002-1016.

4. Tonkoski, R., Lopes, L., and El-Fouly, T., (2012). Coordinated active power curtailment of grid connected PV inverters for overvoltage prevention. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2(2):139-147.

5. Turitsyn, K., Sulc, P., Backhaus, S., and Chertkov, M., (2011). Local control of reactive power by distributed photovoltaic generators. IEEE Transactions on Smart Grid, 2(3):592-598.

6. Chen, H., Cong, T., Yang, W., Tan, C., Li, Y., and Ding, Y., (2009). Progress in electrical energy storage system: A critical review. Progress in Natural Science, 19(3):291-312.

7. Divya, K.C. and Østergaard, J., (2009). Battery energy storage technology for power systems—An overview. Electric Power Systems Research, 79(4):511-520.

8. Dunn, B., Kamath, H., and Tarascon, J., (2011). Electrical energy storage for the grid: A battery of choices. Science, 334(6058):928-935.

9. Ibrahim, H., Ilinca, A., and Perron, J., (2008). Energy storage systems—Characteristics and comparisons. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12(5):1221-1250.

10. Luo, X., Wang, J., Dooner, M., and Clarke, J., (2015). Overview of current development in electrical energy storage technologies. Applied Energy, 137:511-536.

11. Göl, M. ve Duymaz, S., (2018). Photovoltaic generation impacts on distribution system voltage profile. International Journal of Renewable Energy Research, 8(2):1123-1131.

12. Fırış, F.A., (2021). Dağıtım sistemlerinde fotovoltaik üretimin şebeke gerilim profiline etkilerinin analizi (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Elazığ: Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

13. Nazaripouya, H., Wang, Y., Chu, P., Pota, H., and Gadh, R., (2016). Unbalanced optimal power flow for distribution systems with energy storage. IEEE Transactions on Smart Grid, 7(5):2384-2395.

14. Aygün, A., (2023). Dağıtım şebekelerinde yüksek güneş enerjisi penetrasyonunun gerilim profili üzerindeki etkilerinin incelenmesi (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi). Elazığ: Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

15. Glover, J.D., Sarma, M.S., and Overbye, T.J., (2012). Power system analysis and design. 5. Baskı. Stamford: Cengage Learning.

16. Savier, E.S. and Das, D., (2012). An exact method for loss allocation in radial distribution systems. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 36(1):86-91.

17. Bahçeci, S. and Daldaban, F., (2017). Distribution network voltage regulation using PV and battery energy storage systems. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 90:1-9.

18. Jayasekara, N., et al., (2014). Optimal placement of battery energy storage systems in distribution networks. IEEE Transactions on Power Systems, 29(2):1-9.

19. Shojaei, A., et al., (2016). Voltage regulation in distribution systems with energy storage systems. IEEE Transactions on Smart Grid, 7(4):1-9.

20. Wang, C. and Nehrir, M.H., (2008). Power management of a stand-alone wind/photovoltaic/fuel cell energy system. IEEE Transactions on Energy Conversion, 23(3):957-967.