Dağıtık üretim, kapasitör bankası ve tristör kontrollü seri kompanzatör içeren güç dağıtım sisteminin geri izleme arama algoritması kullanılarak çoklu-amaç optimizasyonu
Multi-objective optimization of power distribution system with distributed generation, capacitor bank and thyristor controlled series compensator using back-tracking search algorithm
Yazar: WALEED TAJELDIN HASSAN FADEL
Danışman: PROF. DR. GÖKALP KAHRAMAN ; YRD. DOÇ. DR. ULAŞ KILIÇ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Dünya nüfusunun hızla artışına ek olarak insanoğlunun enerjiye olan bağımlılığının da artması, tüketilen toplam enerjinin yıldan yıla çok hızlı artmasına sebep olmaktadır. Bunun yanı sıra, klasik enerji üretim metotlarının çevreye verdiği zararlarda göz ardı edilemez hale gelmiştir. Bu sebeple insanoğlu yeni enerji üretim kaynak arayışına girmiştir. Bu kaynak yenilenebilir enerji olarak ortaya çıkmaktadır.
Büyüyen ve genişleyen radyal dağıtım sistemlerinde (RDS) tüketilen enerjinin yenilenebilir enerji kaynaklarından olan güneş enerji sistemleri (PV) ile karşılanması son yıllarda daha yaygın hale gelmektedir. Bu tip sistemlere dağıtık üretim (DG) sistemleri adı verilir. Bunun yanı sıra RDS'ye entegre edilen şönt kapasitörler (CB) ve tristör kontrollü seri kompanzatör (TCSC) gibi ekipmanlarla birlikte, bu sistemlerin yeniden planlama probleminin çözülmesi kaçınılmaz bir hal almıştır. Bu planlama içerisinde iki amaç fonksiyonu öne çıkmaktadır. Bunlar; enerji üretim maliyeti ve güç kaybıdır.
Problemin karmaşıklığı, zorluğu, doğrusal ve konveks olmayan yapısı düşünüldüğünde, sayısal metotlara göre üstünlüğü birçok farklı çalışmada ispatlanmış olan sezgisel bir yöntem kullanılması planlanmıştır. Sezgisel yöntemler içerisinden daha güncel, yeni ve optimum sonuca kısa sürede ulaşabilen bir algoritma tercih edilmiştir.
Bu tez çalışması içerisinde DG, CB ve TCSC entegreli IEEE 69-baralı RDS'de enerji üretim maliyeti ve güç kaybının tek ve çoklu-amaç optimizasyonun çözümünde güncel ve yeni bir sezgisel algoritma olan geri-izleme arama algoritması (GİAA) kullanılmıştır. RDS'ye entegre edilen ekipmanlar ile tek-amaç için 12, çoklu-amaç için 3 farklı durum incelenmiştir. Bu tez çalışmasında ilk kez, 3 farklı ekipmanın RDS'ye birlikte entegrasyonu ile tek ve çoklu-amaç optimizasyon problemleri GİAA ile çözülmüştür. Elde edilen sonuçların literatürdeki diğer sonuçlar ile karşılaştırılmasıyla, önerilen algoritmanın problemin çözümünde etkin ve efektif olduğu gösterilmiştir.

Abstract:
The increase in the world population has to a rapid increase in the human being energy demand, causing a yearly rapid increase in the consumption of the energy. Due to already mentioned reasons, the conventional energy production method has affected the environment in a harmful way that opened the eyes of the mankind to innovate new sources for renewable energy generation.   
Recently, due to increase in the energy demand and consumption of the growing and expanding radial distribution systems (RDS), it has been more common to meet the energy demand through the use of solar energy systems (PV) as a renewable energy source. Such systems are called distributed generation (DG) systems. By the addition of the integrated equipment, such as shunt capacitors (CB) and thyristor-controlled series compensator (TCSC), it has gained the ability to solve the problem of re-planning in these RDS. By this planning, two main objective functions, power generation cost and power loss, have been considered.
Considering the complexity, difficulty, linear and non-convex nature of the problem, it has been planned to use a heuristic method that has been proven in many different studies, superior to numerical methods. A heuristic algorithm has been preferred as it is more up-to-date, new and able to reach the optimal solution in shorter time than numerical methods.
In this thesis study, a back-tracking search algorithm (BSA), which is a current and new heuristic algorithm, has been used for single and multi-objective optimization of power generation cost and power loss in IEEE 69-bit RDS with integrated DG, CB and TCSC.
For the single and multi-objective optimization with the proposed algorithm; 12 and 3 different cases were planned. In this thesis, integration of the 3 different elements in RDS, and solution of single-objective and multi-objective optimization problems are performed with BSA for the first time. In multi-objective optimization, the Pareto optimal set was used with BSA. The optimum solution was obtained with the best compromise solution from the obtained results. By comparing the obtained results with the other results in the literature, it has been shown that the proposed algorithm is effective in solving the problem.