Karma Değişkenli Programlama Yöntemi İle Alçak Gerilim Dağıtım Şebekelerinin Tasarımı

Abstract

Çalışmada, alçak gerilim dağıtım şebekesinin bilgi sayar destekli tasarımının yapılabilmesi için matematik sel model geliştirilmiştir. Model şebekenin doğal yapı sının tanımlanmasına uygun olan karma değişkenli programlama olarak formüle edilip bilgisayarda çözülmüştür. Dağıtım şebekelerinin bilgisayar ile tasarımından amaç, dağıtım transformatör merkezleri ile hatların kayıplar ve tesis maliyeti güvenilirlik sınırları içeri sinde minimum olacak şekilde yerleştirilmesidir. Matematiksel modeldeki toplam tesis maliyeti şebeke koşullarını belirleyen sınır denklemlerine göre minimize edilmektedir. Selistirilen matematiksel model yardımıyla en iyi şebeke tasarımı belirlenir. Matematiksel programlama tekniği kullanıldığında mühendisler hesapları yapmak yerine sadece sonuçları incelemek için zaman harcar. Türkiye gibi hızla gelişen bir ülkede hızlı ve verimli bir yöntemle şebeke tasarımı yapılması oldukça önemlidir. Çalışmada önerilen matematiksel programlama tekniği kullanılarak bu amaca ulaşmak mümkündür. Yapılan çalışmanın. sonuçları bilgisayar ile modelleme yaklaşımının dağıtım şebekelerinin tasarımı için uygun bir yöntem olduğunu göstermiştir. Ayrıca bu şekil de tasarıma sahip bir şebekeyle tüketicilere enerji kesintisinin az olduğu emniyetli bir elektrik enerjisi iletmek mümkün olacaktır.

An electric power system consists of a generating, a transmission and a distribution system. A classicial definition of the complete distribution system, from an engineering point of view, includes the bulk power substation, the subtransmission, the distribution substation, the primary feeders, the distribution transformers, the secondaries and finally the consumers. The power distribution system constitutes an important subsystem of the power system regarding the efficiency of the total investment and operational cost of the whole network. The function of the power distribution system is defined in a less classical concept as that of "gather i ng" rather than that of "distributing" the electrical energy. In this concept of power distribution, electric utility consumers do not present themselves to retail stores of size and locations determined by utility consumers and purchase and carry home the desired units of energy. Instead, utility consumers build new homes and factories at locations of their own choosing. Consumer install all types of energy-consuming devices, which can be connected in every conceivable combination and at times of consumer's choice. This concept of distribution starts with individual consumers and loads and proceeds through several gathering stages, each of which groups increasing the numbers of loads. Ultimately generating stations themselves are reached through services, secondaries, distribution transformers, primary feeders, distribution substation, subtransmission and bulk power substations and transmission. This concept does not alter the function of different parts of the distribution system but change the emphasis to a considerable extent when planning for the future. The distribution systems are classified as primary and secondary systems according to the voltage level. The primary distribution system consists of the primary distribution feeders which feed the secondary distribution substations and of the primary distribution vii ÖZET Çalışmada, alçak gerilim dağıtım şebekesinin bilgi sayar destekli tasarımının yapılabilmesi için matematik sel model geliştirilmiştir. Model şebekenin doğal yapı sının tanımlanmasına uygun olan karma değişkenli programlama olarak formüle edilip bilgisayarda çözülmüştür. Dağıtım şebekelerinin bilgisayar ile tasarımından amaç, dağıtım transformatör merkezleri ile hatların kayıplar ve tesis maliyeti güvenilirlik sınırları içeri sinde minimum olacak şekilde yerleştirilmesidir. Matematiksel modeldeki toplam tesis maliyeti şebeke koşullarını belirleyen sınır denklemlerine göre minimize edilmektedir. Selistirilen matematiksel model yardımıyla en iyi şebeke tasarımı belirlenir. Matematiksel programlama tekniği kullanıldığında mühendisler hesapları yapmak yerine sadece sonuçları incelemek için zaman harcar. Türkiye gibi hızla gelişen bir ülkede hızlı ve verimli bir yöntemle şebeke tasarımı yapılması oldukça önemlidir. Çalışmada önerilen matematiksel programlama tekniği kullanılarak bu amaca ulaşmak mümkündür. Yapılan çalışmanın. sonuçları bilgisayar ile modelleme yaklaşımının dağıtım şebekelerinin tasarımı için uygun bir yöntem olduğunu göstermiştir. Ayrıca bu şekil de tasarıma sahip bir şebekeyle tüketicilere enerji kesintisinin az olduğu emniyetli bir elektrik enerjisi iletmek mümkün olacaktır. vı SUMMARY DESIGN OF DISTRIBUTION NETWORKS USING MIXED INTEGER PROGRAMMING An electric power system consists of a generating, a transmission and a distribution system. A classicial definition of the complete distribution system, from an engineering point of view, includes the bulk power substation, the subtransmission, the distribution substation, the primary feeders, the distribution transformers, the secondaries and finally the consumers. The power distribution system constitutes an important subsystem of the power system regarding the efficiency of the total investment and operational cost of the whole network. The function of the power distribution system is defined in a less classical concept as that of "gather i ng" rather than that of "distributing" the electrical energy. In this concept of power distribution, electric utility consumers do not present themselves to retail stores of size and locations determined by utility consumers and purchase and carry home the desired units of energy. Instead, utility consumers build new homes and factories at locations of their own choosing. Consumer install all types of energy-consuming devices, which can be connected in every conceivable combination and at times of consumer's choice. This concept of distribution starts with individual consumers and loads and proceeds through several gathering stages, each of which groups increasing the numbers of loads. Ultimately generating stations themselves are reached through services, secondaries, distribution transformers, primary feeders, distribution substation, subtransmission and bulk power substations and transmission. This concept does not alter the function of different parts of the distribution system but change the emphasis to a considerable extent when planning for the future. The distribution systems are classified as primary and secondary systems according to the voltage level. The primary distribution system consists of the primary distribution feeders which feed the secondary distribution substations and of the primary distribution vii ÖZET Çalışmada, alçak gerilim dağıtım şebekesinin bilgi sayar destekli tasarımının yapılabilmesi için matematik sel model geliştirilmiştir. Model şebekenin doğal yapı sının tanımlanmasına uygun olan karma değişkenli programlama olarak formüle edilip bilgisayarda çözülmüştür. Dağıtım şebekelerinin bilgisayar ile tasarımından amaç, dağıtım transformatör merkezleri ile hatların kayıplar ve tesis maliyeti güvenilirlik sınırları içeri sinde minimum olacak şekilde yerleştirilmesidir. Matematiksel modeldeki toplam tesis maliyeti şebeke koşullarını belirleyen sınır denklemlerine göre minimize edilmektedir. Selistirilen matematiksel model yardımıyla en iyi şebeke tasarımı belirlenir. Matematiksel programlama tekniği kullanıldığında mühendisler hesapları yapmak yerine sadece sonuçları incelemek için zaman harcar. Türkiye gibi hızla gelişen bir ülkede hızlı ve verimli bir yöntemle şebeke tasarımı yapılması oldukça önemlidir. Çalışmada önerilen matematiksel programlama tekniği kullanılarak bu amaca ulaşmak mümkündür. Yapılan çalışmanın. sonuçları bilgisayar ile modelleme yaklaşımının dağıtım şebekelerinin tasarımı için uygun bir yöntem olduğunu göstermiştir. Ayrıca bu şekil de tasarıma sahip bir şebekeyle tüketicilere enerji kesintisinin az olduğu emniyetli bir elektrik enerjisi iletmek mümkün olacaktır. vı SUMMARY DESIGN OF DISTRIBUTION NETWORKS USING MIXED INTEGER PROGRAMMING An electric power system consists of a generating, a transmission and a distribution system. A classicial definition of the complete distribution system, from an engineering point of view, includes the bulk power substation, the subtransmission, the distribution substation, the primary feeders, the distribution transformers, the secondaries and finally the consumers. The power distribution system constitutes an important subsystem of the power system regarding the efficiency of the total investment and operational cost of the whole network. The function of the power distribution system is defined in a less classical concept as that of "gather i ng" rather than that of "distributing" the electrical energy. In this concept of power distribution, electric utility consumers do not present themselves to retail stores of size and locations determined by utility consumers and purchase and carry home the desired units of energy. Instead, utility consumers build new homes and factories at locations of their own choosing. Consumer install all types of energy-consuming devices, which can be connected in every conceivable combination and at times of consumer's choice. This concept of distribution starts with individual consumers and loads and proceeds through several gathering stages, each of which groups increasing the numbers of loads. Ultimately generating stations themselves are reached through services, secondaries, distribution transformers, primary feeders, distribution substation, subtransmission and bulk power substations and transmission. This concept does not alter the function of different parts of the distribution system but change the emphasis to a considerable extent when planning for the future. The distribution systems are classified as primary and secondary systems according to the voltage level. The primary distribution system consists of the primary distribution feeders which feed the secondary distribution substations and of the primary distribution vii ÖZET Çalışmada, alçak gerilim dağıtım şebekesinin bilgi sayar destekli tasarımının yapılabilmesi için matematik sel model geliştirilmiştir. Model şebekenin doğal yapı sının tanımlanmasına uygun olan karma değişkenli programlama olarak formüle edilip bilgisayarda çözülmüştür. Dağıtım şebekelerinin bilgisayar ile tasarımından amaç, dağıtım transformatör merkezleri ile hatların kayıplar ve tesis maliyeti güvenilirlik sınırları içeri sinde minimum olacak şekilde yerleştirilmesidir. Matematiksel modeldeki toplam tesis maliyeti şebeke koşullarını belirleyen sınır denklemlerine göre minimize edilmektedir. Selistirilen matematiksel model yardımıyla en iyi şebeke tasarımı belirlenir. Matematiksel programlama tekniği kullanıldığında mühendisler hesapları yapmak yerine sadece sonuçları incelemek için zaman harcar. Türkiye gibi hızla gelişen bir ülkede hızlı ve verimli bir yöntemle şebeke tasarımı yapılması oldukça önemlidir. Çalışmada önerilen matematiksel programlama tekniği kullanılarak bu amaca ulaşmak mümkündür. Yapılan çalışmanın. sonuçları bilgisayar ile modelleme yaklaşımının dağıtım şebekelerinin tasarımı için uygun bir yöntem olduğunu göstermiştir. Ayrıca bu şekil de tasarıma sahip bir şebekeyle tüketicilere enerji kesintisinin az olduğu emniyetli bir elektrik enerjisi iletmek mümkün olacaktır.