Açlık oyunları arama algoritması uygulanarak çevresel ekonomik güç dağıtım problemlerinin çözülmesi
A solving environmental economic power dispatch problems by applying the hunger games search algorithm
Yazar: HAKAN ÇAM
Danışman: PROF. DR. CELAL YAŞAR
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Ekonomik dağıtım = Economic dispatch ; Elektrik enerji sistemleri = Electrical energy systems ; Kükürt dioksit emisyonu = Sulfur dioxide emissions

Özet:
Ekonomik güç dağıtım probleminin çözümünde temel amaç, sistemdeki yükü besleyen güç üretim sistemlerinin harcadıkları toplam yakıt maliyetini en aza indirmektir. Yükü karşılamak için görev yapan termik güç üretim birimleri yakıt olarak genellikle fosil kaynaklı yakıtları kullanmaktadırlar. Bu sebeple çevreye veya atmosfere parçacıklar ve gazlardan oluşan atıklar yaymaktadırlar. Sözü edilen atık gazlar CO2, SO2 ve NOx şeklinde olup bütün canlılara zarar vermekte ve hatta küresel ısınmaya yol açmaktadırlar. Bu nedenle fosil yakıt kullanan üretim birimlerinin yol açtığı çevre kirliliğinin de göz önüne alınması gerekmektedir. Bu şekilde termik yakıt maliyeti ve çevre kirliliğinin birlikte dikkate alındığı problemlere çevresel ekonomik güç dağıtım problemleri denilmektedir.
Bu çalışmada meta sezgisel algoritmalardan açlık oyunları arama (hunger games search, HGS) algoritması önce test fonksiyonlarına sonra da çevresel ekonomik güç dağıtım problemleri üzerine uygulanmıştır. Ayrıca, HGS ile elde edilen sonuçları karşılaştırabilmek için aynı test fonksiyonlarının ve problemlerin diferansiyel gelişim (differential evolution, DE), parçacık sürü optimizasyon (particle swarm optimization, PSO) ve yerçekimsel arama (gravitational search algorithm, GSA) algoritmasıyla çözümleri yapılmıştır. Çalışmada seçilen örnek güç sistemlerinin çözümü önce iletim hattı kayıpları ihmal edilerek (kayıpsız) ve sonra da iletim hattı kayıpları dahil edilerek (kayıplı olarak) hem B kayıp matrisi hem de güç akışı metoduyla bulunarak yapılmıştır. Çalışmada sonuç olarak sözü edilen dört farklı algoritmanın hem test fonksiyonlarına hem de seçilen örnek güç sistemlerine uygulanmasıyla elde edilen sonuçları karşılaştırılarak, algoritmaların performansları değerlendirilmiştir.

Abstract:
The main purpose of solving the economic power dispatch problem is to minimize the total fuel cost consumed by the power generation systems that feed the load in the system. Thermal power generation units that serve to meet the load generally use fossil fuels as fuel. For this reason, they emit waste consisting of particles and gases into the environment or atmosphere. The waste gases in question are in the form of CO2, SO2 and NOx and they harm all living things and even cause global warming. For this reason, environmental pollution caused by production units using fossil fuels must also be taken into consideration. In this way, problems in which thermal fuel cost and environmental pollution are taken into account together are called environmental economic power dispatch problems.
In this study, the hunger games search (HGS) algorithm, one of the meta-heuristic algorithms, was applied first to test functions and then to environmental economic power dispatch problems. Additionally, in order to compare the results obtained with HGS, the same test functions and problems were solved with differential evolution (DE), particle swarm optimization (PSO) and gravitational search algorithm (GSA). The solution of the sample power systems selected in the study was made by first neglecting the transmission line losses (lossless) and then including the transmission line losses (lossy) and finding them using both the B loss matrix and the power flow method. As a result of the study, the performances of the algorithms were evaluated by comparing the results obtained by applying the four different algorithms mentioned to both the test functions and the selected sample power systems.