Mathematical programming approaches for two problems in energy systems
Enerji sistemlerinden iki problem için matematiksel programlama yaklaşimlari
- Tez No: 760358
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK KOCUK, DR. ÖĞR. ÜYESİ BESTE BAŞÇİFTCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Enerji sistemlerindeki birçok problem matematiksel programlama kullanılarak modellenebilir. Bu tezin ilk bölümünde, karma tamsayılı ortak şans kısıtlı rassal program olarak modellenen güç sistemlerinde entegre bakım ve operasyon planlama problemine odaklanılmıştır. Ortak şans kısıtının zorluğu nedeniyle, kesin gösterimi elde etmek için kesen düzlem algoritması ve ikinci dereceden konik programlama temelli güvenli yaklaşıklaması sunulmuştur. Bu programı çözmek için, tamsayı L-Şekil yönteminin özelliklerinden yararlanarak bir ayrıştırma algoritması önerilmiş ve çeşitli algoritmik iyileştirmeler sunulmuştur. Önerilen yaklaşımların başarımı ve etkinlik değerlendirmeleri yapılmış; bu yaklaşımların uygun maliyetli bakım ve operasyonel planlamalar sağladığı gösterilmiştir. Bu tezin ikinci bölümünde, gaz fiziği ve aktif ağ elemanlarının açma/kapama kararlarının ele alındığı çokdönemli doğal gaz depolama problemine odaklanılmıştır. Kararlı hal koşulları altında, bu problem dışbükey olmayan karma tamsayılı doğrusal olmayan bir program olarak modellenmiştir. Sıkı eşiz sınırlar elde etmek amacıyla bu karmaşık problemin karışık tamsayılı doğrusal ve ikinci dereceden konik gevşetmeleri önerilmiştir. Önerilen modeller, literatürden alınan farklı problem örnekleri kullanılarak karşılaştırılmış ve değerlendirmeleri yapılmıştır. Önerilen yaklaşımların etkinliği ve (yakın) küresel çözümler elde etme başarımı, küresel bir çözücü ile karşılaştırılarak gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
A wide variety of problems in energy systems can be formulated as mathematical programs. In the first part of this thesis, we focus on the integrated maintenance and operations planning problem in power systems, which is formulated as a mixedinteger joint-chance constrained stochastic program. Due to the intractability of the joint chance-constraint, we propose a cutting-plane method to obtain its exact reformulation and derive its second-order cone programming based safe approximation. To solve this program, we propose a decomposition algorithm by exploiting the features of the integer L-shaped method and introduce various algorithmic enhancements. We design an extensive computational study and demonstrate the performance and efficiency of the proposed approach with reliable and cost-effective maintenance and operational schedules. In the second part of this thesis, we focus on the multi-period natural gas storage optimization problem by considering the important aspects of gas physics and switching status of active elements. Under steady-state conditions, we formulate this problem as a nonconvex mixed-integer nonlinear program. We propose mixed-integer linear and second-order cone programming relaxations of this complex problem to obtain tight dual bounds. We design a computational study to compare these formulations on different instances from the literature. Our results demonstrate the computational efficiency of our approach and its ability to obtain (near) globally optimal solutions in comparison with a global optimization solver.
Benzer Tezler
- Yenilenebilir enerji sisteminin analizi için stokastik model ve çözüm yaklaşımları
The stochastic model and solution approaches for analysis of renewable energy systems
ŞEYMA EMEÇ
Doktora
Türkçe
2021
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKAY AKKAYA
- Piyasa takas dengesi ile elektrik üretim kapasite planlaması için ortak optimizasyon modeli ve çözüm yaklaşımları
Co-optimization model and solution approaches for electricity generation capacity planning with market-clearing equilibrium
İNCİ ELİF HADIK
Doktora
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ATAK
- Arazi kullanım-ulaşım etkileşimi ve erişebilirlik : İstanbul için bir değerlendirme
Başlık çevirisi yok
TÜZİN BAYCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNDÜZ ATALIK
- Elektrik üretim sistemlerinin optimal planlamasında yeni bir modelleme ve çözüm
Başlık çevirisi yok
SEMRA ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
1989
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN TARKAN
- 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