Elektrik enerji sistemlerinde algoritma kullanarak optimizasyona yeni bir yaklaşım
A New approach to electrical power system optimization by using genetic algorithm
- Tez No: 126656
- Danışmanlar: PROF. DR. NESRİN TARKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Tesisleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE GENETİK ALGORİTMA KULLANARAK OPTİMİZASYONA YENİ BİR YAKLAŞIM ÖZET Çağdaş bir elektrik güç sisteminin temel işlevi, kabul edilebilir güvenilirlik ve kalitede, mümkün olduğunca ekonomik olarak tüketicilere gerekli enerjiyi sağlamaktır. Güç sisteminin en ekonomik çalışma koşullarının bulunması için optimal güç akışı incelemeleri yapılmalıdır. Optimal güç akışının temel amacı, elektrik güç sisteminde çeşitli amaçlar için çeşitli kısıtlamalar altında optimum çalışma noktalarının bulunmasıdır. Amaçlara ve kısıtlamalara bağlı olarak farklı optimal güç akışı formülasyonları vardır. Optimal güç akışında ele alınabilecek temel amaçlar, üretim birimlerinin yakıt maliyetinin veya/ve güç sistemindeki kayıpların azaltılması, sistem güvenliğinin arttırılması, reaktif güç aygıtlarının optimum değerlerinin bulunması şeklinde olabilir. Optimal güç akışı probleminde pek çok eşitlik ve eşitsizlik kısıtlamaları vardır. Bunlar, üretim ve tüketimdeki denge, generatörlerin aktif ve reaktif güç üretimleri üzerindeki kısıtlamalar, generator ve yük baralarının gerilimleri üzerindeki kısıtlamalar, iletim hatları ve transformatörler üzerindeki güç akışı sınırları ve diğer kontrol değişkenleri üzerindeki sınırlardır. Bunların ışığında, optimal güç akışı problemi, geniş ve zor bir matematiksel programlama tekniği olduğu söylenebilir. Optimal güç akışı probleminin çözümü için uygulanan pek çok optimizasyon yönteminin en bilinenleri, lineer programlama, lineer olmayan programlama, kuadratik programlama ve Newton yöntemine bağlı çözümlerdir. Bu çözüm yöntemleri, global çözüme ulaşmak için birtakım varsayımlar yaparak, amaç fonksiyonunu ve bağıntıları basitleştirip konveks bir yapı oluşturur. Fakat gerçekte optimal güç akışı problemi konveks olmayan bir yapıya sahiptir ve pek çok yerel minimum vardır. Bu yapıdaki klasik optimizasyon yöntemleri, başlangıç noktalarına karşı duyarlıdır. Bu yöntemler, optimal güç akışının özel durumlarıyla sınırlıdır ve amaç fonksiyonları ile kullanılan kısıtlamalarda fazla bir serbestlik içermez. Son yıllarda, yapılması planlanan iletim hatları ile üretim merkezlerinin yüksek maliyetleri, çevre koşullan ve geçiş haklarındaki zorluklar, var olan güç sistemlerinin iletim kapasitelerini ve kontrol edilebilirliğini arttırma gereksinimini doğurmuştur. Bu gereksinimi karşılamak amacıyla FACTS (Flexible AC Transmission System- Esnek Alternatif Akım İletim Sistemleri) kavramı ile önerilmiştir. Güç elektroniği teknolojisinin ilerlemesiyle hızla gelişen yeni kontrol kavramı, FACTS, güç sisteminin daha esnek, güvenli ve ekonomik olarak çalışmasında etkili olmaya başlamıştır. FACTS teknolojisi, hat gerilimi, empedansı ve faz açısı üzerindeki kontrol ile gerekli düzeltmeleri gerçekleştirir. Ancak kontrol xideğişkenlerinin artması, sistemin işletimini karmaşıklaştırılmıştır. Tüm kontrol aygıtları arasında iyi bir koordinasyon gereklidir. FACTS aygıtları da optimal güç akışına dahil edildiğinde, çözüm yöntemi olarak klasik yöntemlerden farklı daha genel ve güvenli bir çözüm yöntemi gereklidir. Son yıllarda, bilgisayara dayalı, doğal seçim ve genetikten esinlenen problem çözme algoritmaları olan genetik algoritmalar, güç sistemlerinde zor optimizasyon problemlerin çözümünde kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada da güç sisteminin optimum çalışma noktalarının bulunması için, FACTS aygıtlarının tipinin, yerinin ve kontrol değişkenlerinin dahil edildiği geliştirilmiş genetik algoritma çözümü önerilmiştir X11
Özet (Çeviri)
A NEW APPROACH TO ELECTRICAL POWER SYSTEM OPTIMIZATION BY USING GENETIC ALGORITHM SUMMARY The main objective of a modern electrical power system is to supply power to the consumers with good quality in an economic and reliable way. In order to find the economic operation points of the power system, optimal power flow should be carried out. The principal goal of the optimal power flow is to provide the electric utility with suggestions to optimize the current power system with respect to various objectives under various constraints. Depending on the specific objectives and constraints, there are different optimal power formulations. The typical objectives of optimal power flow are minimization of the total generation cost and/or minimization of the power losses, maximization of power system security and reactive power optimization. A large number of equality and inequality constraints can be included in the optimal power flow formulation. In addition to power flow constraints and active power generation limits, there are limits on the generator reactive power, limits on the voltage magnitudes at generation and load buses, flows on transmission lines or transformers and limits on control variables. In view of these, optimal power flow is a large and difficult mathematical programming. Many solution techniques have been applied to the optimal power flow problem such as linear programming, non-linear programming, quadratic programming and Newton-based methods. These methods rely on convexity to obtain the global optimum solution and as such are forced to simplify relationships in order to ensure convexity. However, optimal power problem is in general non-convex and as a result many local minima exist. Also, these classical optimization methods are sensitive to starting points. These methods are usually confined to specific cases of the optimal power flow and do not offer great freedom in objective functions or the types of constraints that may be used. In recent years, environmental and economic problems, which have limited the construction of new transmission and generation centers and the restructuring of the electric power system necessitate an increase in transmission capacity and controllability of the power system. In order to provide necessary control, FACTS (Flexible AC Transmission System) has been introduced. Depending on the improvements of the power electronic technology, a new control concept FACTS (Flexible AC Transmission System) has been effective in flexible, secure and economic operation of power transmission system. FACTS technology has provided the needed corrections of transmission functionality by controlling line voltage, impedance and phase angle. However, with all these controls, system xiuoperation has become more complicated. When FACTS devices are incorporated in optimal power flow, a more general and secure optimization method that does not have the shortcomings of the classical methods is necessary. In recent years, genetic algorithms which are computer based problem solving systems based on natural selection and genetics have been applied to difficult optimization problems where classical methods fail to find an answer. In this study, a refined genetic algorithm is proposed to find the optimal economic operation of power system incorporating types, location and control variables of FACTS devices. xiv
Benzer Tezler
- Elektrik güç sistemlerinde transformatörlerin yaşlanması koşulları altında verimlilik artışı amaçlı işletim koşullarının iyileştirilmesinin araştırılması
Research on improving the operational conditions of the transformers in the electric power system under ageing studies
BANU ÖZTÜRK UÇAR
Doktora
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA BAĞRIYANIK
- Visible light positioning systems: Fundamental limits, algorithms and resource allocation approaches
Görünür ışık konumlandırma sistemleri: Temel sınırlar, algoritmalar ve kaynak tahsisi yaklaşımları
MUSA FURKAN KESKİN
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNAN GEZİCİ
- Data-driven prediction and emergency control of transient stability in power systems towards a risk-based optimal power flow operation
Güç sistemlerinde risk tabanlı optimal güç akışı işletimineyönelik geçici hal kararlılığın veri güdümlü tahmini veacil durum kontrolü
SEVDA JAFARZADEH
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. VEYSEL MURAT İSTEMİHAN GENÇ
- Geliştirilmiş simbiyotik organizmalar arama algoritması kullanarak gerilim kaynaklı dönüştürücü içeren AA/DA güç sistemlerinin planlanması
Planning of voltage-source converter based AA/DA power systems with using improved symbiotic organisms search algorithm
ONUR BATTAL
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDüzce ÜniversitesiElektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR GÜVENÇ
- Fuzzy-PSO control of linear and nonlinear systems
Doğrusal ve doğrusal olmayan sistemlerde bulanık sürü parçacığı optimizasyonu yaklasımı ile kontrol
TOLGA KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. GÜLAY ÖKE