Enerji yönetim sistemlerinde optimizasyon teknikleri
Optimization techniques for energy management systems
Yazar: METE TAŞPINAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ASLAN İNAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Enerji optimizasyon modeli = Energy optimization model

Özet:
Özelleşen elektrik piyasası, piyasa oyuncuları için yeni fırsatlar yaratmaktır. Enerjinin temiz, kaliteli ve aynı zamanda rekabetçi bir ortamda üretilmesi için yönetmelikler tamamlanmış ve nihai dengeleme uzlaştırma safhasına geçilmiştir.Bu çalışmada, enerji üretim şirketlerinin, yeni elektrik piyasasından en fazla fayda alabilmelerine yönelik Enerji Yönetim Sistemlerinde Optimizasyon Teknikleri incelenmektedir. Bu modüller ile geliştirme programlarının ve ekonomik etkilerin dikkate alınması, optimize edilmiş bakım kararları için gelecek yılların bakım planlanması, spot piyasa ve regulasyon ihtiyaçlarına göre düzenlenebilen gün öncesi planlama ve kısa dönem ticaret optimizasyonu, kısa dönem ticaret parametrelerini belirlemek için gün içi planlama, uygun ve optimal bir üretim planlaması belirleyerek son planlamanın yapılması gibi görevler gerçekleştirilebilmektedir.Yapılan araştırmada, farklı üretim portföyüne sahip bir üretim şirketinin, bir sonraki gün için kaynaklarını planlarken; teknik ve ticari parametrelerin etkileri araştırılmıştır. Planlama yapılırken sistemde; iki adet su türbini, su pompası ve rezervuardan oluşan bir hidroelektrik santrali, bir adet kombine çevrim santrali ve bir adet de rüzgar santralinin olduğu düşünülerek topolojik olarak ürettikleri elektrik enerjilerini satabildikleri alanlar tanımlanmıştır.Oluşturulan senaryoda, hidroelektrik santrali için ünite tayini sonuçları ile su pompası ve su türbinlerinin ekonomik olarak hangi saatlerde çalıştırılması gerektiği incelenmiştir. Bunlara bağlı olarak su rezervuarının; su giriş parametreleri de dikkate alınarak planlanan doluluk oranı elde edilmiştir. Aynı şekilde Rüzgar Santrali ve Kombine Çevrim Santralinin, girilen teknik parametrelerine göre bir sonraki gün için maksimum kazanç sağlanmasına yönelik saatlik üretim planlarının çıktıları yorumlanmıştır. Bu üretim planları içerisinde spot piyasaya elektrik satış ve bu piyasadan elektrik alış parametrelerinin de toplam kazanca etkisini görmek için sistem topolojisinde tanımlar yapılmıştır. Farklı portföylerin modellendiği bu uygulamada; bir sonraki günde oluşacak maliyetlerin analizi ve kazancın hangi zaman dilimlerinde kimden elde edileceğinin sonuçları analiz edilmiştir.Sonuç olarak; dağıtık ve farklı üretim portföyüne sahip bir üretim şirketi için gün öncesi planlamada etkin rol oynayan parametreler ile bu parametrelere bağlı olarak değişen üretim planı ve kazanç maliyet oranı üzerinde tespitlerde bulunulmuştur.

Abstract:
Deregulated energy market creates new opportunities for the market players. The by-laws have been completed for the generation of energy in a clean, high quality but at the same time in a competitive environment where the market reached to the final Balancing and Settlement phase.Optimization techniques for the Energy Management Systems have been researched for the energy producers to gain the maximum profit in the new energy market. With the help of these modules; it?s possible to take into consideration the development program and economic effects; do maintenance planning for the next years of the optimized maintenance decisions; day ahead planning and short term trading optimization which are prepared for the needs of spot market and regulations; intra day planning to specify the short term trading parameters; create proper and optimal generation planning for the final planning phase.The effects of the technique and commercial parameters have been researched in this study while a generation company with different portfolio is planning its resources for the day ahead. In the practical implementation; a hydroelectric plant with two water turbines, water pump and reservoir, one combined heat power plant and one wind plant have been modeled while the area is defined where the generation company can sell the electricity energy.The results of the unit commitment for the hydroelectric plant and the time intervals for the best economical operations of the water turbines and the water pump have been examined in this scenario. Accordingly the height of the water in the reservoir has been observed taking into consideration the water income parameters too. In the same manner, the results of the hourly generation planning for the maximum profit of wind plant and combined heat power plant with the help of technical parameter inputs have been examined. The inputs for the day ahead buy and sell parameters in this generation planning helped us to see their effects in the total revenue. In the implementation with different portfolio; the results of the expected cost and revenue has been examined for the day ahead.As a result; in this study we see that there are a lot of effective parameters for the day ahead planning and the affected generation planning and revenue cost ratio for a generation company with distributed and different portfolio.