Dağıtım şebekelerinde optimizasyon teknikleri yardımıyla şebeke teknik kayıplarının ve gerilim profillerinin iyileştirilmesi
Improvement of technical losses and voltage profiles indistribution grids with the help of optimization techniques
Yazar: SERKAN KOCA
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ŞEKER ; DOÇ. DR. HÜLYA DOĞAN
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Elektrik dağıtım sistemleri = Electric distribution systems

Özet:
Günümüzde enerjiye olan talebin giderek artması, şebekelere entegre olan yüklerin çeşitliği, yenilenebilir enerji kaynaklarının artması ve teknolojik gelişmeler elektrik şebekelerinde planlama zorluğu oluşturmaktadır. Elektrik iletim ve dağıtım sistemlerinde, sistemin herhangi bir noktasında arıza olması durumunda minimum tüketicinin enerjisiz kalması ve enerjinin sürekliliğinin sağlanması arzu edilir. Bu işlem uygun anahtarlama posizyonları belirlenerek ring yapıdaki bir sistemi radyal olarak çalıştırmakla mümkündür. Uygun radyal yapının belirlenmesi ise yeniden yapılandırma (rekonfigürasyon) olarak adlandırılır. Yöntem sadece bir anahtarlama gibi görünse de, birçok anahtarlama kombinasyonu içermesi ve radyallik için gerekli olan kısıtlamalar gereklidir. Bu kısıtlamalar işlemi karmaşık bir probleme dönüştürmektedir.
Bu tez çalışmasında elektriksel sistemlerinin kayıplarının azaltılması ve gerilim profillerinin iyileştirilmesi için optimizasyona dayalı olarak uygun anahtarlama pozisyonları, optimal kapasitör büyüklüğü ve lokasyonunun belirlenmesi amaçlanmıştır. Analizlerde yük akış algoritması olarak İleri geri süpürme (İGS, (Backward /forward sweep)) yük akış algoritması kullanılmıştır. Gerçekleştirilen analizlerde optimizasyon algoritması olarak Binary Parçacık Sürü Optimizasyon (BPSO), algoritması kullanılarak 33 baralı ve 69 baralı IEEE test sistemleri analiz edilerek uygun anahtarlama pozisyonları belirlenmiştir. Kayıp duyarlılık indeksine bağlı olarak optimal kapasitör büyüklüğü ve lokasyonları sabit ve anahtarlamalı kapasitör yapıları için tanımlanmıştır. Sunulan yöntemin doğruluğu test edilerek 30 baralı gerçek bir dağıtım sistemine uygulanmıştır.

Abstract:
Today, the increasing demand for energy, the variety of loads integrated into the grid, the increase in renewable energy sources and technological developments create planning difficulties in electricity grids. In electrical transmission and distribution systems, in case of a malfunction at any point of the system, it is desirable to keep the minimum consumer without energy and to ensure the continuity of the energy. This process is possible by radially operating a ring system by determining suitable switching positions. The determination of the appropriate radial structure is called reconfiguration. Although the method appears to be just one switching, it contains many switching combinations and is necessary for radiality. These constraints make the process a complex problem.
In this thesis, it is aimed to determine suitable switching positions, optimal capacitor size and location based on optimization in order to reduce losses of electrical systems and improve voltage profiles. Forward sweep (IGS, (Backward / forward sweep)) load flow algorithm was used as the load flow algorithm in the analyses. In the analyzes carried out, using Binary Particle Swarm Optimization (BPSO) algorithm as the optimization algorithm, 33 busbar and 69 busbar IEEE test systems were analyzed and appropriate switching positions were determined. Depending on the loss sensitivity index, optimal capacitor size and locations are defined for fixed and switched capacitor structures. The accuracy of the presented method has been tested and applied to a real 30 busbar distribution system.