Güç sistemlerinde optimal güç akışı analizi ve simülasyonu
Optimal power flow analysis and simulation in power systems
Yazar: EMİN KARAMAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SÜLEYMAN SUNGUR TEZCAN ; YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM EKE
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Enerjiye olan ihtiyaç ve enerji verimliliğinin önemi günümüzde giderek artmaktadır. Bu devamlılık halindeki durumun sonucu olarak termik, hidroelektrik, doğalgaz ve yenilenebilir enerji santrallerinde üretilen enerjinin minimum kayıp ve maksimum verimlilikle kaliteli ve sürekli olarak tüketiciye iletilmesi sağlanan bir artı değerden ziyade gereksinim haline dönüşmüştür. Ayrıca, ülkemizde üretilen elektrik enerjisinin yaklaşık olarak yarıdan fazlası doğalgaz ve ithal kömür gibi dışa bağımlı yakıt türleri ile elde edilmektedir. Bu nedenle, yakıt maliyetinin azaltılması ülke ekonomisi bakımından oldukça büyük öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, düşük maliyetli ve kaliteli enerjinin temini için birbirinden bağımsız sekiz farklı durum için IEEE 30 baralı Alternatif Akım güç sisteminde kapasite limitleri dâhilinde Optimal Güç Akışı analizi gerçekleştirilmiştir. Üç farklı türdeki yakıt maliyeti, güç kaybı, gerilim profili, salınım ve kararlılık iyileştirmesi için hedef fonksiyonun çözümünde yeni nesil sezgisel ve aynı zamanda doğrusal olmayan fonksiyonlara uygulanabilir sürü zekâsı temelli Parçacık Sürü Optimizasyon Algoritması ile doğa olayına dayalı Su Döngüsü Algoritması kullanılmıştır. Araştırma sonucunda, en uygun halde güç akışının gerçekleşebilmesi için gerek şartların ve işletme koşullarının bütün durumlar için sağlandığı ve hedef fonksiyon sonuçlarının hem literatür ile tutarlı hem de kıyaslama yapılan diğer optimizasyon algoritmalarından daha iyi olduğu görülmüştür.

Abstract:
Energy demand and efficiency is becoming more and more important nowadays. As a consequence of this continuity situation, transmission of energy produced in thermal, hydroelectric, natural gas and renewable power plants to consumer with minimum loss and maximum efficiency becomes a necessity rather than plus value. Furthermore, roughly more than half of total amount of electrical energy produced in our country is obtained through foreign-dependent fuel type such as natural gas and imported coal. Therefore, mitigation of fuel cost has pretty large importance with regards to national economy. In this thesis study, Optimal Power Flow analysis is performed on IEEE-30 bus Alternating Current power system within capacity constraints for eight different cases independent of each other to provide low-cost and quality energy. Objective functions are solved using new generation heuristic and as well applicable to non-linear functions swarm intelligence-based Particle Swarm Optimization Algorithm and nature event-based Water Cycle Algorithm for improvement of three different fuel cost, power loss, voltage profile, emission and stability. As a result of search, it is seen that necessary requirements and operating conditions to perform optimal power flow are ensured for all cases and outcome of each objective function is both consistent with the literature and better than the other optimization algorithms compared to ones employed in this study.