Çok barajlı sistemlerde optimal enerji üretiminin çoklu regresyon analizi ile değerlendirilmesi
Evaluation of optimal energy production in multi-reservoir systems with multiple regression analysis
Yazar: EFSUN BACAKSIZ
Danışman: PROF. DR. MÜCAHİT OPAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Dinamik programlama = Dynamic programming ; Enerji = Energy ; Optimizasyon = Optimization ; Çoklu regresyon analizi = Multiple regression analysis

Özet:
Sürdürülebilir bir kalkınma için doğal kaynakların optimum kullanımı, su kaynaklarının planlanması ve yönetiminde optimizasyon yöntemlerinin kullanılmasına yol açmıştır. Çok barajlı sistemler etkin kullanılarak maksimum fayda elde edilebilir. Barajlarda enerji üretimi istatistiksel sonuçlara göre belirlenir ve buna göre bir üretim planlaması yapılır. Bu çalışmada, ardışık yaklaştırmalı dinamik programlama optimizasyon tekniğiyle oluşturulmuş model kullanılmıştır. Model Kızılırmak Havzası Aşağı Kızılırmak Nehri üzerinde ardışık olarak bulunan barajlara uygulanmıştır. Modelde amaç fonksiyonu güvenilir güç ve toplam enerjinin en büyüklenmesi şeklindedir. Deterministik, olasılıklı ve riskli olmak üzere üç durum ele alınmıştır. Havzadan gelen akımların olasılıkları belirlenmiştir. Olasılıkları belirlenen aylık akımlar kullanılarak riskli durum verileri elde edilmiştir. Durumlara göre güvenilir güç ve toplam enerji karşılaştırılarak optimum işletme sağlanmaya çalışılmıştır. İşletmeyi en büyük faydalı hacme sahip olan barajın yönettiği belirlenmiştir. Optimizasyon sonucunda elde edilen değerler ile çoklu regresyon analizi yapılmıştır. Regresyon analizinde, barajlardaki aylık işletme seviyeleri, dolusavaktan bırakılan akım miktarları, enerji üretimi için bırakılan akım miktarları, barajlara gelen aylık ortalama akımlar ve güvenilir güç değerlerinin enerji üretimine etkisi incelenmiştir. Regresyon analizinde deterministik ve riskli durum sonuçları değerlendirilmiştir. Korelasyon ve belirlilik katsayılarına göre katsayısı daha yüksek olan deterministik durum modelinin daha iyi olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Optimum use of natural resources for sustainable development has led to the use of optimization methods in the planning and management of water resources. Maximum benefit can be obtained by using multi-reservoir systems effectively. Energy production in reservoirs is determined according to statistical results and a production planning is made accordingly. In this study, a model created with sequential approximation dynamic programming optimization technique was used. The model was applied to sequentially reservoirs on the Lower Kızılırmak River in the Kızılırmak Basin. The model's goal function is to maximize total energy and firm power. Three situations were examined: risky, probabilistic and deterministic. The probabilities of the basin's inflows were determined. Risky situation data were obtained using monthly inflows whose probabilities were determined. According to situations optimum operation was tried to be provided by comparing firm power and total energy. It was determined that the operation is managed by the reservoir with the biggest beneficial volume. Multiple regression analysis was conducted, using the values derived from optimization. In the regression analysis, the effect of the monthly operating levels in the reservoirs, the amount of inflow released from the spillway, the amount of inflow released for energy production, the monthly average inflows to the reservoirs and firm power values on energy production were examined. In regression analysis, deterministic and risky situation results were evaluated. Based on the correlation and determination coefficients, the deterministic situation model with the larger coefficient was concluded to be better.