Yasak işletim bölgeli ekonomik güç dağıtım problemlerinin balçık küfü algoritması kullanılarak çözülmesi
Solving the economic power dispatch problems with the prohibited operating zone using slime mould algorithm
Yazar: MEHMET FATİH KAYA
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 güç = Economic power ; Elektrik enerjisi = Electrical energy ; Sezgisel algoritmalar = Heuristic algorithms ; Termal enerji = Thermal energy

Özet:
Elektrik enerjisi hayatın her alanında kullanılmakta olup zaman geçtikçe enerjiye olan ihtiyaç artmaya devam etmektedir. Enerji üretiminde amaç yakıt maliyetini düşürmektir. Artan enerji ihtiyacı ve azalan mevcut kaynaklar sebebiyle daha düşük maliyetle istenilen enerjinin üretilmesi gerekmektedir. 
Fosil yakıtlı üretim birimlerinde enerji üretimi maliyeti yüksektir. Bu yüksek maliyeti düşürebilmek için yapılacak olan işlemde ekonomik güç dağıtım problemi olarak bilinir. Bu problemin çözümü önemli miktarda yakıt tasarrufuna katkıda bulunur. Hatta ekonomik güç dağıtım problemleri üzerine generatörlerin rampa hız limitleri ve yasak işletim bölgesi gibi kısıtlamalar ilave edildiğinde problemler daha karmaşık ve gerçekçi problemler haline dönüşür. Bu kısıtları da içeren probleme yasak işletim bölgeli ekonomik güç dağıtım problemi denilir.
Bu çalışmada meta sezgisel algoritmalardan olan balçık küfü algoritması (slime mould algorithm, SMA) önce test fonksiyonlarına ve sonra da yasak işletim bölgeli modifiye edilmiş ekonomik güç dağıtım problemleri üzerine uygulanmıştır. Ayrıca, SMA ile elde edilen sonuçları karşılaştırabilmek için aynı test fonksiyonlarının ve problemlerin diferansiyel gelişim (differential evolution, DE), parçacık sürü optimizasyon (particle swarm optimization, PSO) ve yerçekimi arama (gravitational search algorithm, GSA) algoritmasıyla çözümleri yapılmıştır. Çalışmada hem yasak işletim bölgesiz hem de yasak işletim bölgeli olarak ekonomik güç dağıtım problemi iki farklı şekilde sözü edilen dört algoritma ile çözülmüştür. Çalışmada seçilen modifiye edilmiş örnek test 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 yük akışı metoduyla bulunarak yapılmıştır. Çalışmada sonuç olarak dört farklı algoritmanın hem test fonksiyonlarına hem de seçilen örnek test sistemlerine uygulanmasıyla elde edilen sonuçları karşılaştırılarak, algoritmaların performansları değerlendirilmiştir.

Abstract:
Electrical energy is used in all areas of life, and energy needs continue to increase as time passes. The aim in energy generation is to produce energy with low fuel costs. Due to the growing need for energy and decreasing available resources, producing the desired energy at a lower cost is necessary. 
Energy production costs are high in generation units using fossil fuels. The process to be done to reduce this high cost is known as the economic power dispatch problem. The solution to this problem contributes to significant fuel savings. Moreover, when constraints such as ramp speed limits of generators and prohibited operating zone are added to economic power dispatch problems, the problems become more complex and realistic problems. The problem that includes these constraints is called the economic power dispatch problem with the prohibited operating zone.
In this study, slime mould algorithm (SMA), which is one of the meta-heuristic algorithms, is first applied to the test functions and then to the modified economic power dispatch problems with prohibited operating zones. Moreover, to compare the results obtained with SMA, the same test functions and issues are solved with differential evolution (DE), particle swarm optimization (PSO) and gravitational search algorithm (GSA). In this study, the economic power dispatch problem is solved in two ways: with and without forbidden operating zones, with the four algorithms mentioned above. The modified example tests systems selected in the study are solved first by neglecting the transmission line losses (without losses) and then by including the transmission line losses (with losses) using the B loss matrix and the load flow method. 
As a result of in this study, the performances of the algorithms are evaluated by comparing the results obtained by applying four different algorithms to both the test functions and the selected sample test systems.