Radyal dağıtım şebekeleri içinde dağıtık üretim sistemlerinin optimum konumlandırılması ve boyutunun belirlenmesi
Determination of optimum location and size of distributed generation systems in radial distribution networks
Yazar: ANIL KAYA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALTUĞ BOZKURT
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Balina optimizasyon algoritması = Whale optimization algorithm ; Dağıtık üretim = Distributed production ; Parçacık sürü optimizasyonu = Particle swarm optimization

Özet:
Dünyada elektrik enerjisi üretim, iletim, dağıtım ve tüketim kurgusunu oluşturan klasik merkezi sistem yapısı, sürdürülebilirlik ve çevre politikaları, küresel ısınma kaygıları, teknolojik gelişmeler, yerel yönetimlerin güçlenmesi gibi sebeplerden dolayı uzun soluklu bir dönüşümün içerisinde bulunmaktadır. Son yıllarda, değişmekte olan elektrik enerjisi konsepti ile dağıtık üretim sistemleri (DÜS) daha fazla önem kazanmıştır. DÜS'ler, dağıtım şebekelerine enerji arz güvenliğinin arttırılması, güç kayıplarının azaltılması ve gerilim kararlılığının iyileştirilmesi gibi katkılar sağlayabilmektedirler.  Dağıtım şebekelerine bağlanacak DÜS'lerden maksimum faydayı sağlayabilmek için optimum bağlantı konumu ve kapasitelerinin tespit edilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, dağıtım şebekelerinde güç kayıplarını ve gerilim sapmalarını en aza indirgemek için dağıtık üretim sistemlerinin konumlandırılmasını ve boyutlandırılmasını sağlayan çok amaçlı bir optimizasyon modeli önerilmektedir. Önerilen model, 40 baralı gerçek bir radyal dağıtım ağı üzerinde uygulanmıştır. Parçacık Sürü Algoritması (PSO) ve balina optimizasyon algoritması (WOA) kullanılarak farklı yük senaryolarında elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Elde edilen sonuçlar, aktif güç kayıplarının düşürülmesinde ve gerilim düşümlerinin sınırlandırılmasında gerçekleştirilen DÜS optimizasyonun çok etkili olabileceğini ortaya koymaktadır. Ayrıca, bu optimizasyon probleminde PSO'nun WOA'ya kıyasla daha iyi performans gösterdiği görülmüştür.

Abstract:
The classical central system structure, which constitutes the generation, transmission, distribution, and consumption of electrical energy in the world, is in a long-term transformation due to reasons such as sustainability and environmental policies, global warming concerns, technological developments, and strengthening of local governments. In recent years, with the changing concept of electrical energy, distributed generation systems have gained more importance. Distributed generation systems can contribute to distribution networks by increasing energy supply security, reducing power losses, and improving voltage stability. Optimal locations and sizes should be determined to obtain maximum benefit from distributed generation systems that will be connected to distribution networks. In this study, a multi-objective optimization model is proposed that enables siting and sizing of distributed generation systems to minimize power losses and voltage deviations in distribution networks. The proposed model is implemented on a 40-bus real radial network. The obtained results on different load scenarios using Particle Swarm Optimization (PSO) and Whale Optimization Algorithm (WOA) are presented comparatively. The results indicated that the optimization of DGs can be very effective in reducing active power losses and limiting voltage drops. In addition, it was found that PSO has better performance than WOA in this optimization problem.