Türkiye'deki bölgesel güç sistemlerinin ekonomik yük dağıtımının farklı algoritmalarla optimizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İnönü Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Bilgisayar Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ENZEL AYDIN

Danışman: Abdullah Erhan Akkaya

Özet:

Ekonomik yük dağıtımı geçmişten günümüze gelene kadar önemi artarak devam eden bir problem olarak karşımıza çıkmaktadır. Günümüz şartları ve teknolojinin hızla büyümesi ile birlikte enerji talebi hızla artmaktadır. Bu talebi karşılayacak enerji kaynaklarının yetersiz kalması nedeniyle güç sistemlerinin en uygun koşullarda işletilmesi önemli hale gelmiştir. Enerjinin önemli rol oynadığı günümüzde, savaşın, ambargoların ve ekonominin ciddi etkileri de göz önüne alınarak özellikle dünyada enerjiye olan ihtiyacı karşılamak için ülkeler eski kapatılan termik santrallerini dahi yeniden devreye almak için çalışmalar yapmaktadır. Bu nedenle termik santrallerin çalışma maliyetlerinin minimize edilmesi ülkemizde de önemli hale gelmiştir. Enerji maliyetleri düşünülerek katı yakıtlı santrallerin minimum ve maksimum aktif güç değerleri arasında çalışması istenmektedir. Bu noktada ekonomik yük dağıtımı, reaktif güç optimizasyonu ve optimal güç akışı çalışmalarında etkili sonuçlar ortaya koydukça önem kazanmaya devam edecektir. Bu tez çalışmasında Türkiye'de bulunan bölgesel güç santrallerinde Ekonomik Yük Dağıtımı (EYD) probleminin Sıralı En küçük Kareler Programlama (Sequential Least Squares Programming – SLSQP) optimizasyon algoritması ile tezde kullanılan ve literatürde yer alan Genetik Algoritma (GA), Yapay Arı Kolonisi (YAK) algoritması, Tabu Arama (TA) algoritması ve Tavlama Benzetimi (TB) algoritmalarıyla çözümü yer almaktadır. İlk olarak 8 generatör ve 22 baradan oluşan enerji sistemine uygulanan GA, YAK ve SLSQP algoritmalarının 80530 $/h olan tutarlı maliyet sonuçlarıyla beraber SLSQP algoritmasının 0.00914 saniye gibi kısa süren optimize süresi detaylandırılmıştır. Daha sonra 6 generatör ve 14 baradan oluşan enerji sistemine uygulanan GA, TA, TB ve SLSQP algoritmalarının yakın maliyetler ortaya koyduğu gösterilmektedir. Bununla beraber en uygun maliyet olan 47660 $/h değerine SLSQP algoritmasının ulaştığı, ayrıca elde edilen bu sonuca da 0.00706 saniye gibi çok kısa bir sürede ulaştığı tablolar halinde anlatılıp detaylandırılmıştır. Kısaca algoritmalar ile hem en düşük maliyet hem de optimum sonuca ne kadar sürede ulaştıklarının sonuçları karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Analizler sonucunda generatör maliyetleri minimum olacak şekilde optimum çalışma koşulları belirlenmeye çalışılmıştır.