Resilience improvement planning for power distribution systems against earthquakes
Güç dağıtım sistemleri için depremlere karşı dayanıklılık iyileştirme planlaması
- Tez No: 989592
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATMA SEDEF MERAL, DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞAKİR KARAKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Güç sistemleri en kritik altyapılar arasında yer almaktadır. Günümüzde elektrik enerjisi; ülkelerin güvenliği, sanayisi ve ekonomisi ile insanların günlük yaşamlarını doğrudan etkilediği için hayati öneme sahiptir. Ancak güç sistemleri, bileşenlerine zarar verebilecek şiddetteki depremlere karşı savunmasızdır. Güç sistemlerini depremlere karşı korumak için, deprem sonrasında bileşenlerinin çalışmaya devam etmesi ve güç taleplerinin karşılanması amacıyla, dayanıklılığı artırmaya yönelik önlemler alınır. Bu çalışmada, minimum yatırım maliyetiyle optimum dayanıklılık iyileştirme kararları elde etmek için, geri-dönüşlü iki-aşamalı stokastik programlama (SP) formülasyonu geliştirilmiştir. Bu SP formülasyonu, karma-tamsayılı doğrusal programlama modelidir. Ayrıca, depremle ilgili belirsizlikleri ele almak için deprem-sonrası hasar senaryoları oluşturmaya yönelik bir algoritma geliştirilmiştir. Geliştirilen SP modeli; boyut, talep miktarı, voltaj seviyesi ve kentleşme açısından farklılık gösteren 6 adet alçak-gerilim, 3 adet orta-gerilim ve 3 adet entegre orta-alçak-gerilim şebekesine uygulanmıştır. Tüm şebekeler için optimal dayanıklılık artırma kararları makul bir hesaplama süresi içinde elde edilmiştir. Bu kararlar,“deprem sonrasında işlevini sürdüren bileşenlerin beklenen yüzdesi”ve“deprem sonrası karşılanan talebin beklenen yüzdesi”olarak tanımladığımız dayanıklılık ölçülerine bağlı olarak tüm şebekelerde dayanıklılık iyileştirmesi önermektedir. Ayrıca, stokastik programlamanın kullanılması ve belirsizliğin hesaba katılmasıyla elde edilen avantajlar (dayanıklılık artırma ve beklenen yatırım maliyeti açısından),“stokastik çözümün değeri”ve“mükemmel bilginin beklenen değeri”olarak bilinen iki performans ölçüsü üzerinden tüm şebekeler için gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Power systems are among the most critical infrastructures. Today, electrical power is essential for countries because it directly impacts their security, industry and economy, as well as people's daily lives. However, power systems are vulnerable to earthquakes, which can damage their components. To protect power systems against earthquakes, actions are taken to improve resilience so that their components continue to function and power demands are met after an earthquake. In this study, we develop a two-stage stochastic programming (SP) with recourse formulation to obtain optimal resilience improvement decisions with minimum investment cost. This SP formulation is a mixed-integer linear programming (MILP) model. Additionally, an algorithm for generating post-earthquake damage scenarios is developed to handle earthquake-related uncertainties. The SP model developed is applied to 6 low-voltage, 3 medium-voltage and 3 integrated medium-low-voltage networks, which differ in terms of size, demand, voltage level and urbanization. Optimal resilience enhancement decisions are obtained for all networks within a reasonable computational time. These decisions propose resilience improvement in all networks based on the resilience metrics defined as“the expected percentage of functional components”and“the expected percentage of demand satisfaction”after an earthquake. Moreover, the advantages (with regard to resilience enhancement and expected investment cost) of employing SP and accounting for uncertainty are observed for all networks through the calculation of two performance metrics: the value of a stochastic solution (VSS) and the expected value of perfect information (EVPI).
Benzer Tezler
- Türkiye'de gıda sistemlerinin değerlendirilmesi ve gıda güvencesi risklerine karşı bölgesel gıda sistemi planlaması önerisi
Evaluation of food systems in Turkey and proposal for regional food system planning against food security risks
HALİL İBRAHİM ÖĞÜT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA KUNDAK
- Optimizasyon tabanlı bir su kaynakları sistemi modelleme aracının geliştirilmesi ve çok amaçlı sektörel tahsise uygulanması
Development of an optimization-based modeling tool for water resources systems and application to multi-objective sectoral allocation
SALİM YAYKIRAN
Doktora
Türkçe
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPASLAN EKDAL
- Makine öğrenmesi kullanarak Türkiye'de elektrikli araç şarj istasyonlarının potansiyel kullanım performansının mekânsal tahmini
Spatial estimation of potential utilization performance of electric vehicle charging stations in Türkiye using machine learning methods
SERKAN TANRIVERDİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADALET DERVİŞOĞLU
- An agent-based approach to assess the impact of electricity generation on carbon emissions
Bir ajan temelli yaklaşim ile elektrik üretiminin karbon emisyonlari üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi
DENİZHAN GÜVEN
Doktora
İngilizce
2025
Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZGÜR KAYALICA
PROF. DR. ÖMER LÜTFİ ŞEN