Risk-averse optimization of wind-based electricity generation with battery storage
Batarya depolaması ile rüzgar enerjisi bazlı elektrik üretiminin riskten kaçınan optimizasyonu
- Tez No: 772081
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZLEM ÇAVUŞ İYİGÜN, DOÇ. DR. FEHMİ TANRISEVER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Enerji depolama, Markov karar süreçleri, Rüzgar enerjisi, Energy storage, Markov decision processes, Wind energy
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Rüzgar enerjisinin küresel kurulu kapasitesi arttıkça, rüzgarın aralıklı doğasına uyum sağlamak için çeşitli çözümler geliştirilmiştir. Batarya depolamasına yatırım yapmak, güç dalgalanmalarını azaltmaya, isteğe bağlı güç sağlamak için güvenilirliği artırmaya ve rüzgar kısıtlamasını azaltmaya yardımcı olur. Literatürde, enerji üreticileri genellikle riske duyarsız karar vericiler olarak modellenir ve odak noktası beklenen kâr maksimizasyonu olmuştur. Beklenen kâr maksimizasyonu hedefi çeşitlendirilmiş yatırımcılara sahip büyük şirketler için çok tercih edilir olsa da, özel sektöre ait küçük bağımsız elektrik üreticisi için, sahibinin belirli risk tercihleri tarafından yönlendirilen özel risk ölçümleri yoluyla riskten kaçınmalarını yakalamak daha önemlidir. Bir batarya depolama sistemine yatırım yapmak ve bir iletim hattı aracılığıyla piyasaya bağlı bir rüzgar çiftliği ve depolama sistemini birlikte işletmekle ilgilenen, riskten kaçınan, özel sektöre ait küçük bir bağımsız elektrik üreticisini göz önüne alıyoruz. Markov karar sürecini (MDP), problemi modellemek ve optimal yatırım, üretim ve operasyonel depolama kararlarını bulmak için kullanıyoruz. Dinamik tutarlı risk önlemleri kullanarak, riskten kaçınmayı modellememize dahil ediyoruz. Risk ölçüsü olarak birinci dereceden ortalama-yarı sapmayı seçerek, optimal depolama yatırım kapasitesinin yanı sıra optimum eşik tabanlı politika yapısını elde ediyoruz. Riskten kaçınma derecesi ve iletim hattı sınırlamalarına göre optimal depolama kapasitesi üzerinde bir hassasiyet analizi yapıyoruz.
Özet (Çeviri)
As the global installed capacity of wind power increases, various solutions have been developed to accommodate the intermittent nature of wind. Investing in battery storage reduces power fluctuations, improves the reliability of delivering power on demand, and decreases wind curtailment. In the literature, power producers are generally modelled as risk-neutral decision makers, and the focus has been on expected profit maximization. For many privately-held small independent power producers, it is more important to capture their risk-aversion through specialized risk measurements driven by the owners' specific risk preferences, even though the expected value-maximization objective is very desirable for large corporations with diversified investors. We consider a risk-averse, privately-held, small Independent Power Producer interested in investing in a battery storage system and jointly operating the wind farm and storage system with a transmission line connected to the market. We formulate the problem as a Markov decision process (MDP) to find optimal investment, generation, and operational storage decisions. Using dynamic coherent risk measures, we incorporate risk-aversion into our formulation. By choosing the risk measure as first-order mean semi-deviation, we obtain optimal threshold-based policy structure as well as optimal storage investment capacity. We perform a sensitivity analysis on optimal storage capacity with respect to the risk-aversion degree and transmission line limitations.
Benzer Tezler
- Multi-objective optimization of generation expansion planning considering the diffusion of renewable energy
Yenilenebilir enerjinin yayılımını göz önünde bulundurarak üretim genişleme planlamasının çok amaçlı optimizasyonu
KAAN DEVECİ
Doktora
İngilizce
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER GÜLER
- Rüzgar türbini kanatlarında yıldırım hasarlarının üretime etkisi ve yıldırımdan korunma
Power generation effect of lightning damages on wind turbine blades and lightning protection
ÇAĞATAY BAHADIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER GÜLER
- Hava tahmin modelleri ve yüzdelik dilim regresyonu temelli hibrit güneş enerjisi öngörü sistemi geliştirilmesi ve uygulamaları
Development and applications of a hybrid solar energy forcasting system integrating weather models and quantile regression
AYŞEGÜL BİÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DURAN ŞAHİN
- Optimal bidding and real-time operation strategies for wind and pumped hydro storage systems using stochastic programming and model predictive control
Rüzgar ve pompajlı hidro elektrik santrallerinde en iyi teklif ve gerçek zamanlı operasyon için stokastik model öngörülü kontrolün kullanılması
İSMAİL KAYAHAN
Doktora
İngilizce
2019
EnerjiYeditepe ÜniversitesiSistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR YILDIRAN
- Hava koşullarını dikkate alan dron eşlikli son adım teslimat modeli
Drone-assisted last mile delivery model considering weather conditions
ÖZLEM GÜREL
Doktora
Türkçe
2025
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEYDA SERDAR ASAN