Geri Dön

A planar facility location-allocation problem with fixed and variable cost structures for rural electrification

Kırsal kesim elektrifikasyonu için sabit ve değişken maliyetli tesislerin düzlemsel yer seçimi problemi

  1. Tez No: 685314
  2. Yazar: BESTE AKBAŞ
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. AYŞE SELİN KOCAMAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Enerji, Industrial and Industrial Engineering, Energy
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 255

Özet

Gelişmekte olan ülkelerin kalkınmasının önündeki en büyük engellerden biri de uygun fiyatlı, sürdürülebilir, ve güvenilir modern enerji sistemlerine erişimin yetersiz olmasıdır. Günümüzde hâlâ çoğunluğu kırsal alanlarda ikamet etmekte olan yüz milyonlarca insanın elektriğe erişiminin olmadığı bilinmektedir. Bu doğrultuda, çalışmamızda iki farklı merkezi olmayan enerji sistemi göz önüne alınmış olup, kırsal bölgelerin kalkınması amacıyla yenilenebilir enerji tesislerinin düzlemsel yer seçimi ve atanması problemi sunulmuştur. Problemde mikro-şebeke ve nano-şebeke sistemler ele alınmıştır. Mikro-şebekeler birden fazla haneye tek bir tesis ile hizmet verirken, nano-şebekeler daha küçük boyutlu, yalnızca bir haneye hizmet verebilen sistemlerdir. Mikro-şebekelerden hizmet alan haneler enerji üretim tesisine düşük voltajlı kablolar ile bağlanmaktadır. Ancak kablo uzunluğu, voltaj düşümü ve enerji kaybı gibi teknik kaygılar sebebiyle belirli mesafe eşikleri ile sınırlandırılmıştır. Problem farklı ölçeklerdeki tesislerin açılma maliyetleri ile hane ve tesis bağlantılarını sağlayan kablo maliyetleri toplamını en küçükleyecek şekilde modellenmiştir. Ayrıca, kullanılacak yenilenebilir enerji teknolojisine bağlı olarak değişebilen maliyet yapısının modellenebilmesi için amaç fonksiyonuna değişken maliyet bileşeninin de dahil edildiği üç farklı formülasyon oluşturulmuştur. Problemin çözümüne yönelik olarak karışık tamsayı programlama modeli sunulmuş ve altı sezgisel metot geliştirilmiştir. Bu sezgisel metotlardan üçü optimizasyon modellerinin de çözüldüğü çok-aşamalı yaklaşımlardan, diğer metotlar ise literatürde çokça çalışılmış olan kümeleme tekniklerinden oluşmaktadır. Geliştirilen sezgisel metotlar hem deneysel örnekler hem de Sahra-altı Afrika bölgesinden seçilmiş gerçek örnekler üzerinde test edilmiş ve sezgisel metotların karşılaştırmalı analizi yapılmıştır.

Özet (Çeviri)

One of the major impediments to the economic development of developing countries is the lack of access to affordable, sustainable, and reliable modern energy systems. Even today, hundreds of millions of people, most of whom live in rural areas, do not have access to essential electricity services. In this study, we present a planar facility location-allocation problem for the planning of decentralized energy systems in the context of rural development. We consider nano-grid and micro-grid systems to electrify the rural households. While micro-grids serve multiple households with a common generation facility, nano-grids are small-scale systems serving individual consumers. The households served by micro-grid facilities are connected to the generation point with low voltage cables, for which we employ a distance limit constraint due to the technical concerns, including the power loss and allowable voltage levels. In this problem, we minimize the total investment cost that consists of the facility opening and the low voltage connection costs. Additionally, given the diversity of cost structures in the renewable energy investments, we provide three different formulations where we incorporate different combinations of fixed and variable cost components for facilities. For this problem, we provide a mixed integer quadratically constrained problem formulation and propose six heuristic approaches. The three of these heuristic methods are multi-stage approaches in which we solve optimization models, while the other methods utilize faster clustering techniques that have been extensively studied in the literature. We conduct computational experiments on the synthetic data and real life instances from the small villages in Sub-Saharan Africa, and perform a comparative analysis of the suggested heuristic approaches.

Benzer Tezler

  1. Çok uluslu işletmelerde yönetim ve organizasyon modelleri

    Organization and management models in multinational companies

    ÇEŞMİAHU AKSOYTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1991

    İşletmeİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. SELİME SEZGİN

  2. Türkiye'de su hakkı

    The right to water in Turkey

    YILDIZ AKEL ÜNAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    HukukGalatasaray Üniversitesi

    Kamu Hukuku Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDOĞAN BÜLBÜL

  3. Green logistics applications in transportation and warehousing

    Depolama ve taşımacılıkta yeşil lojistik uygulamaları

    ARSHAM ATASHI KHOEI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALDUN SÜRAL

    DOÇ. DR. MUSTAFA KEMAL TURAL

  4. Solution approaches for single source capacitated multi facility weber problem

    Tek kaynaklı kapasiteli sürekli düzlemde çoklu yer seçimi problemi için çözüm yaklaşımları

    HALUK DAMGACIOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. CEM İYİGÜN

  5. Çok boyutlu tesis yerleştirme problemi için hiyerarşik bir model ve çözüm metodu

    Başlık çevirisi yok

    H.İBRAHİM ERDEM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TURAY GÖKÇEN