Evrimsel Algoritmalar İle Elektrik Dağıtım Şebekelerinin Restorasyonu

Abstract

Bu tez çalışması, elektrik dağıtım şebekesi restorasyonu problemi için evrimsel algoritma temeline dayanan uygun ve hesaplanabilen bir çözüm yaklaşımının bulunmasını amaçlamaktadır. Son yıllarda elektrik güç sistemlerinin büyümesi ve gelişmesi, yüklerin beslenme sürekliliği açısından birçok probleme neden olmaktadır. Dağıtım sisteminde bir arıza meydana geldiğinde, arızalı bölge en kısa sürede sistemden izole edilerek, mümkün olan en çok sayıda yükün tekrar enerjilendirilmesi gerekmektedir. Bu durum, var olan sistemin işletme yapısının bozulmadan, enerjisiz yüklerin, arızalı bölgeden, enerjili bölgelere transfer edilmesiyle gerçekleşir. Elektrik dağıtım sistemlerinin tekrar uygun çalışma koşullarına dönmesi ve enerjisiz kalan kısımların en aza indirilmesi, dağıtım şebekesinin restorasyonu problemi ile ilgilidir. Bu problemin temelinde, enerjisiz bölgelerin etkilerinin en aza indirilmesi vardır. Bu da, sisteme ait sınır ve kısıtlara uygun olarak anahtarlama yapısının değiştirilmesi ile en uygun işletme yapısının bulunması ile gerçekleşir. Anahtarlama yapısının değiştirilmesi, restorasyon probleminin çok sayıda sınırlara sahip karmaşık bir optimizasyon problemi olmasına neden olmaktadır. Bundan dolayı, problem çözümünün en uygun olabilmesi için kullanılması gereken yöntem, evrimsel algoritmalardır. Bu çalışmada, açık ring olarak işletilen bir elektrik dağıtım şebekesine evrimsel algoritmalardan genetik algoritma uygulanarak elde edilen sistem modeli ve analiz sonuçları verilmiştir.

This study proposes an efficient and computationally feasible solution approach based on evolutionary algorithms to the distribution system restoration problem. In recent years, the enlargement and development of electrical power systems have introduced various problems related to the continuity of load feeding. When a fault occurs in a distribution system, the faulted area should be isolated from the system and as much load as possible has to be restored to this area. This is done by transferring de-energized loads from out-of-service areas through the distribution system without violating or disturbing the existing operation constraints. The solution of this problem, which can be defined as obtaining an optimum system configuration providing minimization of de-energized areas on the system after a fault occurred, is known as service restoration in distribution networks. The main concern of this problem is to minimize the impact of the outage on the system. This is achieved by finding an optimal operation configuration via changing the status of sectionalizing switches, taking into account the objectives and the constraints of the system. This makes the distribution system restoration problem a complex combinatorial optimization problem with multiple constraints. Therefore, to solve this problem and obtain feasible solutions of good quality, with an acceptable amount of computational effort, an evolutionary algorithm approach is proposed. The proposed evolutionary algorithm is applied to a radially configured distribution system model and analysis results are presented.