Rezervuar sisteminin olasılıklı akım tahminleri ile gerçek zamanlı optimal kontrolü
Real time optimal control of a reservoir system with probabilistic streamflow forecasts
- Tez No: 495449
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYNUR ŞENSOY ŞORMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Anadolu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 151
Özet
Artan su ve enerji ihtiyaçları, değişen hidro-iklimsel koşullar, kompleks sistem yapısı ve sistemdeki belirsizliklerden ötürü rezervuarların gerçek zamanlı optimal kontrolü zor bir problemdir. Bu çalışmada, problem farklı aşamalarda çözülmüştür. İlk olarak, geri beslemeli ve önsezili kontrol kullanılarak birleşik bir işletme tekniği önerilmiştir. Bu amaçla, Kapalı Stokastik Optimizasyon (KSO) ile geçmiş yıllar verisi kullanılarak karakteristik bir Rehber Eğri (RE) çıkarılmıştır. Sonrasında, bu RE kuraklık ve taşkın senaryoları ile test edilerek iyileştirilmiştir. Kısa dönem taşkın kontrolü ise Model Önsezili Kontrol (MÖK) ile sağlanarak model performansları geçmiş dönem tahminlemede (hindcast) mükemmel ve pertürbe edilmiş tahminlerle test edilmiştir. Bu durum, gerçek zamanlı bir işletmede tutarsız tahmin verileri kullanımının, kontrol güvenilirliğini etkilediğini göstermiştir. İkinci aşamada, tahmin belirsizliği dikkate alınarak yeni bir sentetik yöntemle Olasılıklı Akım Tahminleri (OAT) üretilmiş ve optimizasyonda kullanılmıştır. Kullanılan güncel teknik, Ağaç Tabanlı MÖK (AT-MÖK) olarak anılan senaryo ağaçlarını kullanan çok aşamalı stokastik MÖK'dür. Yöntem, kısıtlı mansap kanalı kapasitesinden dolayı zorlayıcı dolusavak işletmesi gerektiren bir test örneğinde uygulanmıştır. Sonuç olarak, AT-MÖK, maksimum pik debisi ve taşkın hacim göstergelerine göre su temini ve enerji üretiminden ödün vermeksizin mansap bölgesindeki taşkın riskini en aza indirgeyerek deterministik eş değeri MÖK'den daha iyi performans göstermiştir. Çalışma, olasılık tahminleri ve en yeni optimal kontrol yöntemleri ile bir rezervuar sisteminin işletimsel olarak iyileştirilmesini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Real time optimal control of reservoirs is a challenging task due to increasing water and energy demands, changing hydroclimatic conditions, complex system structure and uncertainties in the system. In this study, the problem is solved in several stages. In the first one, an operating technique is proposed by a joint approach using feedback and predictive controls. To that end, Implicit Stochastic Optimization is employed to derive a characteristic Guide Curve (GC) using historical data. Later, GC is tested and improved according to drought and flood inflow scenarios. Short term flood control is accomplished by Model Predictive Control (MPC) and the model performances are tested using perfect and perturbed forecasts via hindcast experiments. This part shows us, the control robustness can be affected by inconsistent forecasts during a real-time operation. At this point, second stage is intended for consideration of forecast uncertainty; thus Probabilistic Streamflow Forecasts (PSF) are generated by a new synthetic method and utilized in the optimization. An up-to-date technique is multi-stage stochastic MPC using scenario trees, referred to as Tree-Based MPC (TB-MPC). The methodology is applied to a test case which requires a challenging spillway operation due to the restricted downstream channel capacity. As a result, TB-MPC outperforms deterministic counterpart MPC in terms of minimizing downstream flooding risk according to maximum peak flow and flood volume indicators without compromising the water supply and energy generation. Finally, the study shows operational improvement of a reservoir system by probabilistic forecasts and latest optimal control methods.
Benzer Tezler
- Türkiye'deki mevcut kemer barajların deprem etkisindeki davranışlarının değerlendirilmesi ve güçlendirilmesi
Earthquake behavior assesment and strengthening of existing arc dams in Turkey
ASUMAN IŞIL ÇARHOĞLU
Doktora
Türkçe
2011
İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. K. ARMAĞAN KORKMAZ
- Discrete fracture network modeling of alaşehi̇r geothermal field
Alaşehir jeotermal sahasının ayrık çatlak ağ modellemesi
HAKKI AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERHAT AKIN
- Probability based volumetric 'heat in-place' methods for predicting power (electricity) generation potential of liquid-dominated geothermal systems
Sıvı-egemen jeotermal sistemlerin güç (elektrik) üretim potansiyelinin olasılığa dayalı hacimsel 'yerinde depolanmış ısı potansiyeli' yöntemi ile öngörülmesi
MELEK ALTIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ONUR
- The use of partially doubly stochastic parameter estimation method for underdetermined and overdetermined problems of reservoir characterization
Kismi çifte olasılıklı parametre tahmin yönteminin az tanımlı ve aşırı tanımlı rezervuar karakterizasyonu problemlerinde kullanımı
MELEK DENİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ONUR
- The feasibility study for an enhanced geothermal system application in Dikili-Izmir region
Dikili-İzmir bölgesinde geliştirilmiş jeotermal sistemi uygulaması için fizibilite çalışması
AYŞEGÜL TURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiSürdürülebilir Çevre ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FAZIL EMRE ARTUN