Optimal multiple DER planning with innovative algorithms for enhanced power system performance and computational efficiency
Daha iyi güç sistemi performansı ve hesaplama verimliliği için geliştirilmiş yenilikçi algoritmalarla çoklu dağıtık enerji kaynaklarının optimal planlaması
- Tez No: 898778
- Danışmanlar: Assist. Prof. Dr. GÖKTÜRK POYRAZOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Dağıtık Enerji Kaynakları (DER), son kullanıcıların yakınında bulunan, güneş PV sistemleri, rüzgar türbinleri ve enerji depolama teknolojileri dahil olmak üzere merkezi olmayan elektrik üretim birimleridir. Bu kaynaklar, enerji şebekesini modernize etme, enerji bağımsızlığını teşvik etme ve elektrik üretiminin çevresel etkilerini hafifletme konusunda önemli bir rol oynamaktadır. Bu tez, çeşitli kilit alanlarda DER planlamasının optimizasyonunu araştırmaktadır. Şebekeye bağlı nano-şebekelerin kapasite planlaması için entegre bir çerçeve önermektedir. Bu nano-şebekeler bireysel binalara kilowatt seviyesinde hizmetler sağlayan küçük ölçekli güneş ve enerji depolama sistemleridir. Çerçeve, maliyet etkinliği ve sürdürülebilirliği dengelemek için bir teknoloji-çevre-ekonomik değerlendirme metodolojisi kullanmaktadır. Şebekede rastgele DER dağılımı şebeke kararlılığını ve güvenliğini etkileyebilir, potansiyel olarak elektrik kesintilerine yol açabilir. Çok sayıda birime sahip dağıtım şebekelerinde DER'lerin optimal kapasitesini ve yerini bulmak zorlayıcı ve NP-hard bir optimizasyon problemi olarak kabul edilmektedir. Bu çalışma, hibrit dağıtık sistem entegrasyonu için PSO'yu içeren bir yöntem önermekte ve sistem boyutu ile yer seçiminin belirlenmesinde eşzamanlı ve iki seviyeli yaklaşımları karşılaştırmaktadır. Bu çalışmada ayrıca, PS-TVPSO adında yeni bir yöntem tanıtılmakta olup, geleneksel PSO'nun sınırlamalarını aşmak için güç şebekesi topolojisi, dirençlilik ve talep özelliklerini PSO'nun optimizasyon adımlarına dahil etmektedir. Bu tekniklerin etkinliği, depolama ile yenilenebilir DER'lere uygulanarak, çeşitli dağıtım şebekelerinde güç sistemi performansını ve sürdürülebilirliğini önemli ölçüde artırdığı gösterilmektedir. IEEE 33-bus ve IEEE 69-bus sistemleri ile bir Norveç vakası üzerindeki simülasyonlar, bu bulguları doğrulamaktadır. Sonuçlar, önerilen yaklaşımların gerçekçi senaryolar altında DER planlamasının karmaşıklıklarını ele almada önemini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Distributed Energy Resources (DERs) are decentralized generation units, including solar PV systems, wind turbines, and energy storage technologies,that are located close to end-users. They play a crucial role in modernizing the energy grid, promoting energy independence, and mitigating the environmental impact of electricity production. This dissertation explores the optimization of DER planning across several key areas. It proposes an integrated framework for capacity planning of grid-connected nanogrids—small solar and energy storage systems that provide kilowatt-level services to individual buildings. The framework employs a techno-enviro-economic assessment to balance cost-effectiveness and sustainability. At the grid scale, widespread random DER deployment can affect grid stability and security, potentially leading to power outages. Finding the optimal capacity and location of DERs in distribution networks with multiple units is challenging and considered an NP-hard optimization problem. This study proposes a method incorporating PSO for hybrid distributed system integration and compares simultaneous and bi-level approaches for determining system size and site selection. A novel method named PS-TVPSO is introduced, addressing traditional PSO limitations by incorporating power grid topology, resistivity, and demand characteristics into the optimization steps to avoid local optima convergence. The effectiveness of these techniques is demonstrated through their application to renewable DERs with storage, significantly improving power system performance and sustainability across several distribution networks. Simulations on IEEE 33-bus and IEEE 69-bus systems, as well as a Norwegian case, validate these findings. The outcomes highlight the significance of the proposed approaches in addressing the complexities of DER planning under realistic scenarios.
Benzer Tezler
- GIS-based multi-criteria decision analysis for optimal urban emergency facility planning
Kentsel optimal acil durum tesis planlaması için CBS tabanlı çok kriterli karar analizi
PENJANI HOPKINS NYIMBILI
Doktora
İngilizce
2022
Coğrafyaİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TURAN ERDEN
- Grup teknolojisi imalat sistemi ve sezgisel bir kümelendirme yöntemi
Group technology manufacturing system and a heuristic clustering method
A. KAMİL ATALAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ATAÇ SOYSAL
- Elektrostatik ortamda yüksek gerilim elektrotlerının optimizasyonu için bir metod
Başlık çevirisi yok
SELİM TRABULUS
Doktora
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇAKIR
- Optimal accommodation of ders in practical radial distribution feeder for techno-economic and environmental benefits under load uncertainty condition
Belirsiz yük koşulları altında dağıtık yenilenebilir enerji sistemleri optimum yerleşiminin pratik radial dağılım besleyici ile tekno-ekonomik ve çevresel fayda analizi
ABDULBARI ALI MOHAMED FREI
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET TAHİR GÜNEŞER
- Pazarlama araştırmalarında optimal ölçekleme yöntemleri ve uygulanaları
Optimal scaling methods in marketing research and application
BAHAR ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURÇ ÜLENGİN