A chance constrained approach to optimal sizing of renewable energy systems with pumped hydro energy storage
Pompaj depolamalı hibrit enerji sistemi boyutlandırma problemine şans kısıtlı optimizasyon yaklaşımı
- Tez No: 748246
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZLEM ÇAVUŞ İYİGÜN, DOÇ. DR. AYŞE SELİN KOCAMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 60
Özet
Atmosfere salınan sera gazlarının büyük bir kısmından fosil yakıtların yanması sorumludur. Fosil yakıtların çevre üzerindeki olumsuz etkilerinin yanı sıra sınırlı kaynaklar olmaları, yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekeye entegrasyonunu kaçınılmaz kılmaktadır. Ancak, yenilenebilir enerji kaynaklarının aralıklı doğası, enerji çıktısını düzenlemeyi zorlaştırarak düşük sistem esnekliğine neden olur. Pompaj depolamalı hidroelektrik santraller (PHES) ve piller gibi bir enerji depolama sisteminin benimsenmesi, değişken yenilenebilir enerji kaynaklarının daha büyük bir oranını tam olarak kullanmak ve şebekeye entegre etmek için gereklidir. Öte yandan, yatırım planlama problemlerinde, nadiren meydana gelen olaylar için bile talebinin kesinlikle karşılanabilmesi koşulu ciddi maliyet artışlarına yol açabilmektedir. Bu çalışmada, aralıklı güneş enerjisi üretiminin kapalı döngü pompaj depolamalı hidroelektrik santral sistemi tarafından desteklendiği bir hibrit yenilenebilir enerji sistemi tasarlamak için şans kısıtlı iki aşamalı stokastik bir program öneriyoruz. Bu çalışmanın amacı, enerji talebini önceden belirlenmiş bir hizmet seviyesinde karşılarken toplam yatırım maliyetini minimize etmektir. Sayısal çalışmamız için, Birleştirilmiş Otoregresiv-Hareketli Ortalamalar (ARIMA) tabanlı bir algoritma kullanarak güneş ışınımı için senaryolar üretiyoruz. Büyük ölçekli problemimizi olarak çözmek için Benders tabanlı dal-sınır ayrıştırma algoritması kullanıyoruz. Kapsamlı formülasyonu CPLEX ile çözerek çözüm yöntemimizin performansını değerlendiriyoruz. Bulgular, önerilen algoritmanın problemi CPLEX'ten daha hızlı çözdüğünü göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Burning fossil fuels is responsible for a large portion of the greenhouse gases released into the atmosphere. In addition to their negative impacts on the environment, fossil fuels are limited, which makes the integration of renewable energy sources into the grid inevitable. However, the intermittent nature of renewable energy sources makes it challenging to regulate energy output, resulting in low system flexibility. Adoption of an energy storage system, such as pumped hydro energy storage (PHES) and batteries, is necessary to fully utilize and integrate a larger proportion of variable renewable energy sources into the grid. On the other hand, in investment planning problems, satisfying the demand for certainty for even infrequently occurring events can lead to considerable cost increases. In this study, we propose a chance constrained two-stage stochastic program for designing a hybrid renewable energy system where the intermittent solar energy output is supported by a closed-loop PHES system. The aim of this study is to minimize the total investment cost while meeting the energy demand at a predetermined service level. For our computational study, we generate scenarios for solar radiation by using an Auto-Regressive Integrated Moving Average (ARIMA) based algorithm. In order to exactly solve our large scale problem, we utilize a Benders based branch and cut decomposition algorithm. We analize the efficiency of our proposed solution method by comparing the CPU times provided by the proposed algorithm and CPLEX. The findings indicate that the proposed algorithm solves the problem faster than CPLEX.
Benzer Tezler
- Kuzeybatı Anadolu güç sisteminde yenilenebilir enerji kaynaklarının gerilim kararlılığına etkileri
The effects of renewable energy sources on voltage stability in Northwest Anatolia power system
RUKİYE B.AYMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ALİ YALÇIN
- Elektrik üreticileri perspektifinden uzun dönem elektrik üretimi yatırımlarının planlanmasına yönelik bir karar destek modeli
A decision support model for long-term investment planning of electricity generation from the perspective of generation companies
BERNA TEKTAŞ SİVRİKAYA
Doktora
Türkçe
2016
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERHAN ÇEBİ
- Gelişmekte olan ülkelerde teknoloji politikalarının belirlenmesi ve Türkiye'deki durum
Technology policies in developing countries and the situatiın in Turkey
MEHPARE BARIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMühendislik Yönetimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN V. KOÇ
- Cost-oriented optimization of battery pack sizing and electrical design of the battery system for electrified bus rapid transit systems
Metrobüs sistemlerinin elektrifikasyonu için maliyet odaklı batarya sistemi boyutlandırma optimizasyonu ve batarya paketi elektriksel tasarımı
YİĞİT İŞCANOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT YILMAZ
- Metro sistemlerinin tasarımında yapım ve işletme maliyetlerinin optimizasyonu için bir yaklaşım
An approach for optimizing construction and operation costs of metro systems
MEHMET TARIK DÜNDAR
Doktora
Türkçe
2016
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK
PROF. DR. SİNAN MERT ŞENER
DOÇ. DR. MURAT ERGÜN