Güç sistemlerinde esnek hesaplama yöntemleri ile gerilim düşümü kestirimi
Voltage drop estimation in power systems with flexible calculation methods
Yazar: SÜMEYYE ÇOLAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASARİ KARCİ
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Esnek hesaplama yöntemleri = Flexible calculation methods ; Genetik algoritmalar = Genetic algorithms ; Güç kalitesi = Power quality

Özet:
Bu çalışmada, elektrik dağıtım sistemlerinde üç-faz kısa devre hatasının buslarda meydana getirdiği gerilim düşümlerinin sayısı genetik algoritma kullanılarak kestirilmeye çalışılmıştır. Elektrik dağıtım sisteminde meydana gelen tüm gerilim düşümlerini kaydedecek şekilde yerleştirilmiş olan monitörlerin ölçtüğü gerilim düşüm sayılarını kullanılarak, monitör yerleştirilmemiş olan buslardaki gerilim düşümlerinin sayısı kestirilmeye çalışılmıştır. IEEE-24 Bus, IEEE-30 Bus, IEEE-118 Bus ve IEEE 145 Bus elektrik dağıtım şebekelerinin matematiksel modelleri Octave kullanılarak oluşturulmuştur. Gerilim düşüm sayılarının kestirimi için Octave programının genetik algoritma kütüphanesi kullanılmış ve başarımı arttırmak için popülasyon bireylerini problemin karakteristiğine uygun şekilde oluşturan bir fonksiyon ve mutasyon fonksiyonu yazılmıştır. Geliştirilen yazılımın başarımı IEEE-24 Bus, IEEE-30 Bus, IEEE-118 Bus ve IEEE 145 Bus elektrik dağıtım sistemleri için yapılan simülasyonlar ile test edilmiştir. Her dağıtım sisteminde 0.1, 0.2 ve 0.3 eşik değerleri için rasgele seçilmiş monitör edilmeyen busların gerilim düşümleri kestirilmeye çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar gerçek gerilim düşüm sayıları ile karşılaştırılarak elde edilen hata sayıları bulunmuştur. Genetik algoritmanın rassal özelliği dikkate alınarak her durum için 10 adet simülasyon yapılmıştır. Bu simülasyonlardan elde edilen hataların ortalama değerleri hesaplanmıştır. Genetik algoritmada popülasyon büyüklüğü başarımı etkileyen bir parametre olduğu için 20,50,100,200,300 bireylik popülasyonlar için yukarıda belirtilen çalışmalar tekrarlanmıştır. Hesaplanan ortalama hata sayıları tablolar şeklinde sunulmuştur. Simülasyon sonuçları kullanılan metodun başarımının kabul edilebilir düzeyde olduğunu göstermektedir.

Abstract:
In this study, the number of voltage drops on buses caused by a three-phase short-circuit fault in electrical distribution systems was tried to be estimated using genetic algorithm. By using the voltage drop numbers measured by the monitors placed in such a way as to record all voltage drops occurring in the electrical distribution system, the number of voltage drops in the busses without a monitor has been tried to be estimated. Mathematical models of IEEE-24 Bus, IEEE-30 Bus, IEEE-118 Bus and IEEE 145 Bus electricity distribution networks have been created using Octave. The genetic algorithm library of the Octave program was used for the estimation of the voltage drop numbers, and a function and mutation function that formed the population individuals in accordance with the characteristics of the problem were written in order to increase the performance. The performance of the developed software has been tested with simulations for IEEE-24 Bus, IEEE-30 Bus, IEEE-118 Bus and IEEE 145 Bus electrical distribution systems. For each distribution system, the voltage drops of randomly selected unmonitored buses for threshold values of 0.1, 0.2 and 0.3 were tried to be estimated. The obtained results were compared with the actual voltage drop numbers and the obtained error numbers were found. Taking into account the random feature of the genetic algorithm, 10 simulations were made for each case. The mean values of the errors obtained from these simulations were calculated. Since population size is a parameter that affects performance in the genetic algorithm, the above-mentioned studies were repeated for populations of 20,50,100,200,300 individuals. The calculated average error numbers are presented in tables. The simulation results show that the performance of the method used is at an acceptable level.