Güç sistemlerindeki reaktif güç dağıtımı probleminin yeni sezgisel algoritmalarla optimizasyonu
Optimization of reactive power dispatch problem in power systems by using new heuristic algorithms
Yazar: ENES YALÇIN
Danışman: PROF. DR. MÜSLÜM CENGİZ TAPLAMACIOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Elektrik güç sistemleri = Electric power systems

Özet:
Bu tez çalışmasında, güç sistemlerinin ekonomik ve güvenilir işletilmesi için sistem operatörlerinin sistematik bir mantıkla karar vermelerini sağlayan en önemli araçlardan biri olan Optimum Reaktif Güç Dağıtımı (ORGD) probleminin çözümlenmesi üzerine analizler gerçekleştirilmiştir. Öncelikle ORGD problemine optimum çözüm bulunması amacıyla kolay uygulanabilir olması ve herhangi bir parametre değerleri belirlemeye ihtiyaç duymaması gibi önemli avantajlara sahip olan Simbiyotik Organizmalar Arama (SOA) Algoritması uygulanmıştır. Bununla beraber SOA'nın ORGD gibi birçok bölgesel optimumu olan ve konveks olmayan problemlerin çözümünde yetersiz kalabildiği tespit edilmiştir. Bu tespitler ışığında, SOA algoritması modifiye edilerek tek amaçlı ORGD (TAORGD) ve çok amaçlı ORGD (ÇAORGD) optimizasyon problemleri için sırasıyla Adaptif Kaotik Simbiyotik Organizmalar Arama (AKSOA) ve Çok Amaçlı Adaptif Kaotik Simbiyotik Organizmalar Arama (ÇAAKSOA) adlı yeni algoritmalar geliştirilmiştir. Tasarlanan algoritmalar kullanılarak farklı büyüklükteki şebekelerde TAORGD ve ÇAORGD kapsamında aktif güç kaybı, toplam gerilim sapması ve statik gerilim kararlılığı iyileştirilmiştir. TAORGD analiz sonuçlarına göre, AKSOA algoritmasının klasik SOA algoritmasının yanı sıra, literatürdeki güncel çalışmalarda önerilen birçok algoritmadan daha iyi olduğu görülmüştür. ÇAORGD analizlerine göre ise; ÇAAKSOA algoritmasıyla elde edilen en iyi uzlaşık çözümlerin MOSOS algoritmasıyla elde edilen en iyi uzlaşık çözümlerden daha iyi olduğu anlaşılmıştır. Yapılan simülasyon çalışmalarıyla, önerilen yeni algoritmaların ORGD problemi üzerinde etkinliği doğrulanmış, ayrıca diğer kısıtlı optimizasyon problemlerinin çözümünde de tercih edilebilir bir algoritma olacağını göstermiştir.

Abstract:
In this thesis, analyzes are conducted on the solution of Optimum Reactive Power Dispatch (ORPD) problem, which is one of the most important tools that enable system operators to make a decision with a systematic logic for the economical and reliable operation of power systems. To find an optimal solution to ORPD problem, Symbiotic Organisms Search (SOS) algorithm, which has important advantages such as easy application and no need to determine any parameter values, is firstly applied. However, it has been found that SOS may be unsatisfactory in solving non-convex problems involving multiple local optima. In the light of these findings, new algorithms called Adaptive Chaotic SOS (A-CSOS) and Multi Objective ACSOS (MOACSOS) are developed by modifying the SOS for single objective ORPD (SORPD) and multi objective ORPD (MORPD), respectively. By using the designed algorithms, active power loss, total voltage deviation and voltage stability have been improved within the scope of SORGD and MORPD in different test systems. According to the results of SORPD analysis, A-CSOS has been found to be better than the standard SOS, as well as many algorithms proposed in current studies in the literature. According to MORPD analysis, it has been understood that the best compromised solutions obtained with the MOACSOS are better than Multi Objective SOS. The efficiency of the proposed algorithms on the ORPD problem has been confirmed with the simulation studies, and it has also been shown that it will be a preferable algorithm for the solution of other constrained optimization problems.