Evrimsel algoritmalar ile elektrik dağıtım şebekelerinin restorasyonu
Service restoration in electric distribution systems using an evolutionary algorithm
Yazar: BUĞRA AKDUMAN
Danışman: DOÇ. DR. BELGİN TÜRKAY ; YRD. DOÇ. DR. ŞİMA UYAR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Evrimsel algoritmalar = Evolutionary algorithms    ; Genetik algoritmalar = Genetic algorithms ; Optimizasyon = Optimization ; Optimizasyon modelleri = Optimization models ; Optimizasyon problemi = Optimization problem ; Optimum işletim = Optimum operation ; Optimum tasarım = Optimum design ; Orta gerilim şebekeleri = Medium voltage networks ; Yük akış analizi = Load flow analysis ; Yük akış modeli = Load flow model ; Yük akışı = Load flow ; Çok kriterli optimizasyon = Multi criteria optimization

Özet:
Bu tez çalışması, elektrik dağıtım şebekesi restorasyonu problemi için evrimselalgoritma temeline dayanan uygun ve hesaplanabilen bir çözüm yaklaşımınınbulunmasını amaçlamaktadır. Son yıllarda elektrik güç sistemlerinin büyümesi vegelişmesi, yüklerin beslenme sürekliliği açısından birçok probleme nedenolmaktadır. Dağıtım sisteminde bir arıza meydana geldiğinde, arızalı bölge en kısasürede sistemden izole edilerek, mümkün olan en çok sayıda yükün tekrarenerjilendirilmesi gerekmektedir. Bu durum, var olan sistemin işletme yapısınınbozulmadan, enerjisiz yüklerin, arızalı bölgeden, enerjili bölgelere transferedilmesiyle gerçekleşir. Elektrik dağıtım sistemlerinin tekrar uygun çalışmakoşullarına dönmesi ve enerjisiz kalan kısımların en aza indirilmesi, dağıtımşebekesinin restorasyonu problemi ile ilgilidir. Bu problemin temelinde, enerjisizbölgelerin etkilerinin en aza indirilmesi vardır. Bu da, sisteme ait sınır ve kısıtlarauygun olarak anahtarlama yapısının değiştirilmesi ile en uygun işletme yapısınınbulunması ile gerçekleşir. Anahtarlama yapısının değiştirilmesi, restorasyonprobleminin çok sayıda sınırlara sahip karmaşık bir optimizasyon problemi olmasınaneden olmaktadır. Bundan dolayı, problem çözümünün en uygun olabilmesi içinkullanılması gereken yöntem, evrimsel algoritmalardır. Bu çalışmada, açık ringolarak işletilen bir elektrik dağıtım şebekesine evrimsel algoritmalardan genetikalgoritma uygulanarak elde edilen sistem modeli ve analiz sonuçları verilmiştir.

Abstract:
This study proposes an efficient and computationally feasible solution approachbased on evolutionary algorithms to the distribution system restoration problem. Inrecent years, the enlargement and development of electrical power systems haveintroduced various problems related to the continuity of load feeding. When a faultoccurs in a distribution system, the faulted area should be isolated from the systemand as much load as possible has to be restored to this area. This is done bytransferring de-energized loads from out-of-service areas through the distributionsystem without violating or disturbing the existing operation constraints. Thesolution of this problem, which can be defined as obtaining an optimum systemconfiguration providing minimization of de-energized areas on the system after afault occurred, is known as service restoration in distribution networks. The mainconcern of this problem is to minimize the impact of the outage on the system. Thisis achieved by finding an optimal operation configuration via changing the status ofsectionalizing switches, taking into account the objectives and the constraints of thesystem. This makes the distribution system restoration problem a complexcombinatorial optimization problem with multiple constraints. Therefore, to solvethis problem and obtain feasible solutions of good quality, with an acceptable amountof computational effort, an evolutionary algorithm approach is proposed. Theproposed evolutionary algorithm is applied to a radially configured distributionsystem model and analysis results are presented.