Modern kontrol yöntemleriyle doğalgaz kombine çevrim ve rüzgar santrallerinin koordinasyonunun modellenmesi
Modelling of coordination of wind and combined-cycle natural gas power plants using modern control systems
Yazar: İBRAHİM BERKAY BULUT
Danışman: PROF. DR. İLHAN KOCAARSLAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Bilgisayar modellemesi = Computer modelling ; Elektrik santralleri = Power plants ; Enerji optimizasyon modeli = Energy optimization model

Özet:
Günümüzde yükselen yakıt masrafları ve çevre kirliliği göz önüne alınınca, ucuz ve temiz enerji üretmek bilimin en önemli sorunlarından biri haline gelmiştir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının doğa olaylarına bağlı olması ve kararlı olmamaları da bu kaynakların yanında sürekli enerji sağlayabilecek ve üretim miktarları kontrol edilebilir enerji kaynaklarına ihtiyacı arttırmaktadır. 
Bu tez çalışmasında amaç, temiz ve ucuz enerjiyi üretmek için bir otomasyon sistemi kurmaktır. Bu amaçla üretilecek olan enerjinin ekonomik olması için bir optimizasyon uygulaması ve bu uygulamanın ürettiği enerjinin sistemde sorunsuz kullanılabilmesi amacıyla aktif güç ve frekans kontrolü yapan bir simülasyon modeli oluşturulmuştur. Bu modelde, rüzgâr santralinin ürettiği enerji sabit varsayılmış geride kalan ihtiyaç fosil yakıtlı santrallerle tamamlanmaya çalışılmıştır.
Bu amaçla bir Doğalgaz Kombine Çevrim Santrali, bir Gaz Türbini Santrali, bir Kömür Yakıtlı Termik Elektrik Santrali ile bir adet Fuel-Oil Türbini Santralinden oluşan 4 santralli ve 15 üniteli bir yük tevzi merkezi modellenmiş ve bu örnek yük tevzi merkezinde oluşturulan uygulamalar test edilmiştir.
Kontrol modelinde, söz konusu dört santral parçalar halinde modellenmiş, bu parçalar birleştirilerek üniteler, üniteler birleştirilerek santraller ve santraller birleştirilerek örnek bir yük tevzii merkezi modeli oluşturulmuştur. Yük tevzi merkezindeki her bir santral için altı farklı kontrolörün parametreleri hesaplanarak benzetimi yapılan aktif güç-frekans kontrolü sonuçları karşılaştırılmıştır. Bu amaçla PI kontrolör, parametreleri Parçacık Sürüsü Optimizasyonu yöntemi ile optimize edilmiş PI kontrolör (PSO-PI), parametreleri Yapay Arı Kolonisi optimizasyonu yöntemi ile optimize edilmiş PI kontrolör (YAK-PI), PID kontrolör, parametreleri Parçacık Sürüsü Optimizasyonu yöntemi ile optimize edilmiş PID kontrolör (PSO-PID) ve parametreleri Yapay Arı Kolonisi optimizasyonu yöntemi ile optimize edilmiş PID kontrolör (YAK-PID) kullanılmıştır.

Abstract:
In todays world, due to the increasing fuel prices and environmental issues, producing clean and cheap energy becomes one of the major problems for the scientific minds of our world. Due to the instability of the energy from renewable sources, we always require a controllable and stable energy source to supplement the ever growing energy demand. 
In this thesis, the purpose is to produce an automation system to control the production of this cheap and clean energy and a model to test the active load control and frequency issues. In this model, the renewable energy is considered non controllable and will be left outside of the control loop. 
For this reason four types of power stations were used: One Combined cycle natural gas power plant, one natural gas power plant, one fuel-oil power plant and one coal powered power plant. This model with 4 plants and 15 units made up the test model for out optimization process. 
The control model is made up off small parts for every power plant. These parts are combined to make units, which are combined to make the plants and at last the plants are combined to produce the system model. For each of these plants, 6 different types of controllers were tested with parameters set specifically for the plants. These controllers are, PI, particle Swarm Optimization optimized PI (PSO-PI), Artificial Bee Colony optimized PI (YAK-PI), PID controller, Particle Swarm Optimization optimized PID (PSO-PID), Artificial Bee Colony optimized PID (YAK-PID).