CEPSO algoritması ile TCSC ve STATCOM'un optimum güç akış problemine etkilerinin incelenmesi
Investigation to effects of TCSC and STATCOM on optimal power flow problem with CEPSO algorithm
Yazar: İSMAİL HAKAN DAĞHAN
Danışman: PROF. DR. MUHSİN TUNAY GENÇOĞLU
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: FACTS = FACTS ; Güç akışı = Power flow ; Kaos = Chaos ; TCSC = Thyristor controlled series compensation

Özet:
Günümüz modern güç sistemlerinde arz güvenliğini sağlamak, işletme verimliliğini artırmak ve doğru yatırım planlamaları yapmak; artan nüfus ve enerji talebi, iletim varlıklarının dengesiz ve verimsiz kullanımı, ekonomik dar boğaz, enerji jeopolitiği, yeni yatırımlara karşı gelişen çevresel duyarlılık, yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonu, akıllı şebeke konsepti için gerekli olan kompleks haberleşme ve otomasyon altyapıları gibi problemler nedeniyle neredeyse imkansız hale gelmiştir.
Optimum güç akış çözümleri ve güç elektroniği tabanlı Esnek Alternatif Akım İletim Sistemleri (Flexible Alternating Current Systems-FACTS) cihazlarının güç sistemlerinde kullanılması sayesinde arz güvenliği yüksek, maksimum kapasiteye yakın bir noktada işletilen ve öngörülebilir bir güç sistemi elde etmek, doğru ve verimli yatırım tercihleri gerçekleştirebilmek mümkün olmaktadır.
Bu çalışmada aktif güç kayıplarının azaltılması ve gerilim profilinin güçlendirilmesi problemleri için kaos gömülü parçacık sürü optimizasyonu kullanılmıştır. Geliştirilen algoritma önce IEEE 5 baralı standart test sisteminde, daha sonra da IEEE 30 baralı test sisteminde denenmiştir. IEEE 30 baralı test sisteminde yakıt maliyetinin azaltılması, gerilim kararlılığının artırılması ve reaktif güç kayıplarının azaltılması gibi optimum güç akış problemi amaç fonksiyonları için de optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
Seçilen amaç fonksiyonları için daha iyi sonuçlar elde edebilmek için hem IEEE 5 baralı sistemde hem de IEEE 30 baralı sistemde kullanılmak üzere aktif güç kayıplarının azaltılması için seri bir FACTS cihazı olan tristör kontrollü seri kapasitör (TCSC) ve gerilim profilinin güçlendirilmesi için paralel bir FACTS cihazı olan, statik senkron kompanzatör (STATCOM) kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak ortaya konulmuştur.

Abstract:
In Today's modern power systems, providing reliable energy, improving operational efficiency and making correct investment plans have become almost impossible due to problems such as increasing population and energy demand, unbalanced and inefficient usage of transmission assets, economic bottlenecek, geopolitics of energy, integration of the intermittent renewable energy resources, complex communication and automation infrastructures required for smart grid concept, and increasing environmental concern.
Using optimal power flow solutions and power electronic based Flexible Alternating Current Systems (FACTS) in power system studies make it available to get a highly reliable and predicatble system operated almost at it's maximum capacity and to make correct and efficient investment preferences.
In this study, chaos embdedded particle swarm optimization algorithm was used for the minimization of active power losses and voltage profile improvement problems. The developed algorithm was tested first in standart IEEE 5 bus test system and then in IEEE 30 bus test systems, respectively. Some other objection functions of optimal power flow problem such as fuel cost minimization, volatge stability enhancement and reactive power losses minimization were carried out through the developed optimization algorithm.
To achieve better results for the selected objection function in the optimization studies, for reducing active power losses in both IEEE 5 and IEEE 30 bus systems ,a series FACTS device, thyristor controlled series capacitor (TCSC) and for improving voltage profilein the system, a shunt FACTS device, static synchronous compensator (STATCOM) were used The obtained results were presented comparatively.