Uzun dönem çok yıllı optimal iletim sistemi planlaması
Long term multi year optimum transmission system planning
Yazar: AHMET OVA
Danışman: PROF. DR. ŞEVKİ DEMİRBAŞ ; DR. ERDİ DOĞAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Güç Sistemleri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Elektrik güç sistemleri = Electric power systems ; Elektrik iletimi = Electric transmission

Özet:
Son yıllarda tüm dünyada, küresel ısınma, iklim değişikliği, çevresel kaygılar ve fosil kaynakların yetersizliği gibi nedenlerden dolayı enerji sektöründe temiz enerji dönüşümü yaşanmaktadır. Temiz enerji dönüşümünün kesintisiz bir şekilde sürdürülebilmesi ve iletim sisteminin güvenli ve güvenilir bir şekilde işletilebilmesi için gelecek planlama dönemlerinde ilave iletim kapasitesine ihtiyaç duyulmaktadır. İletim sistemi planlaması (İSP) ekonomik, çevresel ve teknik faktörleri göz önünde bulunduran stratejik bir planlama süreci olarak ortaya çıkmakta olup ek iletim kapasitesi için gerekli yeni iletim hattı yatırımlarının belirlenmesinde kritik öneme sahiptir. İSP, gelecekte planlama dönemleri için sistem kararlılığının ve güvenilirliğinin korunarak elektrik enerjisi talebinin güvenilir ve ekonomik bir şekilde karşılanması amacıyla ortaya çıkan ilave iletim kapasitesi ihtiyacının karşılanması için iletim sisteminin en az maliyetle genişlemesi ve/veya güçlenmesi olarak ifade edilebilir. Bu tez çalışmasında, planlama dönemleri için yeni iletim hatlarının nereye, hangi karakteristikle ne zaman ve ne kadar maliyetle tesis edileceği gibi problemlere en uygun çözümü bulmayı amaçlayan uzun dönem çok yıllı İSP konusu ele alınmıştır. Bu çalışma ile uzun dönem çok yıllı İSP çalışmalarının gerçekleştirilmesinde iletim sistemi planlamacılarına yardımcı olabilecek yeni ve etkin bir İSP modelinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen bu model sayesinde planlama dönemleri için yeni iletim hattının planlanmasında gereğinden fazla veya gereğinden az yatırımın önüne geçilerek bu iki önemli durumun dengelendiği maliyet etkin en uygun çözümün elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu tez çalışmasında önerilen İSP modelinde farklı amaç fonksiyonlarını barındıran İSP problemlerinin çözümü için Adli Soruşturma Algoritması (ASA) kullanılarak İkili Adli Soruşturma Algoritması olarak adlandırdığımız İASA geliştirilmiştir. Önerilen İSP modelinin etkinliği ve geliştirilen İASA'nın kabiliyeti farklı amaç fonksiyonlarını içeren İSP problemlerinin çözümü için farklı test sistemleri kullanılarak test edilmiştir. İSP modelinde, benzer İSP problemlerinin çözümü için GA ve PSO algoritmaları aynı test sistemleri üzerinde uygulanarak elde edilen sonuçlar İASA ile elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar PSS/E güç sistemi analiz programı kullanılarak doğrulanmıştır.

Abstract:
In recent years, there has been a clean energy transition in the energy sector all over the world due to global warming, climate change, environmental concerns and insufficient fossil resources. In order to sustain the clean energy transition without interruption and to operate the transmission system in a secure and reliable manner, additional transmission capacity is needed in future planning periods. Transmission expansion planning (TEP) is a strategic planning process that considers economic, environmental, and technical factors and is critical in determining the new transmission line investments required for additional transmission capacity. TEP can be defined as the expansion and/or strengthening of the transmission system at minimum cost in order to meet the additional transmission capacity needs that arise in order to meet the electricity demand in a reliable and economical manner by maintaining system stability and reliability for future planning periods. In this thesis, long term multi-year TEP is addressed in order to find the most appropriate solution to problems such as where, with which characteristics, when and at what cost new transmission lines will be installed for planning periods. This study aims to develop a new and efficient TEP model that can assist transmission system planners in the realization of long-term multi-year TEP studies. With the help of this model, it is aimed to obtain a cost-effective optimal solution that balances these two important situations by preventing over or under investment in the planning of new transmission lines for the planning periods. In this thesis, which we call Binary Forensic-Based Investigation (BFBI), is developed using the original Forensic-Based Investigation (FBI) for solving TEP problems with different objective functions. The effectiveness of the proposed TEP model and the capability of the developed BFBI algorithm are tested using different test systems to solve TEP problems with different objective functions. In the TEP model, GA and PSO algorithms are applied on the same test systems to solve similar TEP problems, and the results obtained are compared with the results obtained with the BFBI algorithm. The results are validated using PSS/E power system analysis program.