Türkiye'deki bölgesel güç sistemlerinin ekonomik yük dağıtımının farklı algoritmalarla optimizasyonu
Küçük Resim Yok
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
İnönü Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Ekonomik yük dağıtımı geçmişten günümüze gelene kadar önemi artarak devam eden bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Günümüz şartları ve teknolojinin hızla büyümesi ile birlikte enerji talebi hızla artmaktadır. Bu talebi karşılayacak enerji kaynaklarının yetersiz kalması nedeniyle güç sistemlerinin en uygun koşullarda işletilmesi önemli hale gelmiştir. Enerjinin önemli rol oynadığı günümüzde, savaşın, ambargoların ve ekonominin ciddi etkileri de göz önüne alınarak özellikle dünyada enerjiye olan ihtiyacı karşılamak için ülkeler eski kapatılan termik santrallerini dahi yeniden devreye almak için çalışmalar yapmaktadır. Bu nedenle termik santrallerin çalışma maliyetlerinin minimize edilmesi ülkemizde de önemli hale gelmiştir. Enerji maliyetleri düşünülerek katı yakıtlı santrallerin minimum ve maksimum aktif güç değerleri arasında çalışması istenmektedir. Bu noktada ekonomik yük dağıtımı, reaktif güç optimizasyonu ve optimal güç akışı çalışmalarında etkili sonuçlar ortaya koydukça önem kazanmaya devam edecektir. Bu tez çalışmasında Türkiye'de bulunan bölgesel güç santrallerinde Ekonomik Yük Dağıtımı (EYD) probleminin Sıralı En küçük Kareler Programlama (Sequential Least Squares Programming – SLSQP) optimizasyon algoritması ile tezde kullanılan ve literatürde yer alan Genetik Algoritma (GA), Yapay Arı Kolonisi (YAK) algoritması, Tabu Arama (TA) algoritması ve Tavlama Benzetimi (TB) algoritmalarıyla çözümü yer almaktadır. İlk olarak 8 generatör ve 22 baradan oluşan enerji sistemine uygulanan GA, YAK ve SLSQP algoritmalarının 80530 $/h olan tutarlı maliyet sonuçlarıyla beraber SLSQP algoritmasının 0.00914 saniye gibi kısa süren optimize süresi detaylandırılmıştır. Daha sonra 6 generatör ve 14 baradan oluşan enerji sistemine uygulanan GA, TA, TB ve SLSQP algoritmalarının yakın maliyetler ortaya koyduğu gösterilmektedir. Bununla beraber en uygun maliyet olan 47660 $/h değerine SLSQP algoritmasının ulaştığı, ayrıca elde edilen bu sonuca da 0.00706 saniye gibi çok kısa bir sürede ulaştığı tablolar halinde anlatılıp detaylandırılmıştır. Kısaca algoritmalar ile hem en düşük maliyet hem de optimum sonuca ne kadar sürede ulaştıklarının sonuçları karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Analizler sonucunda generatör maliyetleri minimum olacak şekilde optimum çalışma koşulları belirlenmeye çalışılmıştır.
Economic load dispatch appears as a problem whose importance has steadily increased from the past to the present. With today's conditions and the rapid growth of technology, energy demand is rising sharply. Because the available energy sources have proven insufficient to meet this demand, it has become important to operate power systems under the most favorable conditions. In an era when energy plays a critical role and given the serious impacts of war, embargoes, and economic pressures countries around the world are even working to bring previously decommissioned thermal power plants back online in order to satisfy their energy needs. For this reason, minimizing the operating costs of thermal power plants has also become important in our country. Taking energy costs into account, solid?fuel plants are required to operate between their minimum and maximum active?power limits. At this point, as economic load dispatch, reactive?power optimization, and optimal?power?flow studies continue to yield effective results, their importance will only grow. In this thesis work, the Economic Load Dispatch (ELD) problem at regional power plants in Turkey is solved using the Sequential Least Squares Programming (SLSQP) optimization algorithm together with the Genetic Algorithm (GA), Artificial Bee Colony (ABC) algorithm, Tabu Search (TS) algorithm, and Simulated Annealing (SA) algorithm both those used in this study and those reported in the literature. First, for the 8?generator, 22?bus system, the consistent cost result of $80,530 $/h achieved by GA, ABC, and SLSQP is presented, along with the very short optimization time of just 0.00914 seconds for SLSQP. Next, for the 6?generator, 14?bus system, it is shown that GA, TS, SA, and SLSQP produce closely comparable cost outcomes. Moreover, tables detail that SLSQP attains the best cost of $47,660 $/h and reaches this solution in only 0.00706 seconds. In short, the algorithms' performances both in terms of lowest cost and convergence time are analyzed comparatively. Based on these analyses, the study seeks to determine the optimal operating conditions that minimize generator costs.
Economic load dispatch appears as a problem whose importance has steadily increased from the past to the present. With today's conditions and the rapid growth of technology, energy demand is rising sharply. Because the available energy sources have proven insufficient to meet this demand, it has become important to operate power systems under the most favorable conditions. In an era when energy plays a critical role and given the serious impacts of war, embargoes, and economic pressures countries around the world are even working to bring previously decommissioned thermal power plants back online in order to satisfy their energy needs. For this reason, minimizing the operating costs of thermal power plants has also become important in our country. Taking energy costs into account, solid?fuel plants are required to operate between their minimum and maximum active?power limits. At this point, as economic load dispatch, reactive?power optimization, and optimal?power?flow studies continue to yield effective results, their importance will only grow. In this thesis work, the Economic Load Dispatch (ELD) problem at regional power plants in Turkey is solved using the Sequential Least Squares Programming (SLSQP) optimization algorithm together with the Genetic Algorithm (GA), Artificial Bee Colony (ABC) algorithm, Tabu Search (TS) algorithm, and Simulated Annealing (SA) algorithm both those used in this study and those reported in the literature. First, for the 8?generator, 22?bus system, the consistent cost result of $80,530 $/h achieved by GA, ABC, and SLSQP is presented, along with the very short optimization time of just 0.00914 seconds for SLSQP. Next, for the 6?generator, 14?bus system, it is shown that GA, TS, SA, and SLSQP produce closely comparable cost outcomes. Moreover, tables detail that SLSQP attains the best cost of $47,660 $/h and reaches this solution in only 0.00706 seconds. In short, the algorithms' performances both in terms of lowest cost and convergence time are analyzed comparatively. Based on these analyses, the study seeks to determine the optimal operating conditions that minimize generator costs.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control, Mühendislik Bilimleri
