Elektrik Güç Sistemlerinde Sistem Genişlemesi Koşulları Altında İşletmenin Eniyilenmesi İçin Yeni Bir Akıllı Yöntem Geliştirilmesi

Abstract

Artan elektrik enerjisi ihtiyacı, enterkonnekte ulusal güç ağına yeni santrallerin, yeni iletim hatlarının ve yeni tüketim noktalarının dahil edilmesine neden olmaktadır. Bunun sonucunda elektrik güç sistemi genişleyerek, işletmede çeşitli zorluklar karşımıza çıkmaktadır. Bu zorluklardan biri de arıza akımlarının yükselmesidir. Yükselen arıza akımları, arz güvenilirliğini tehdit edebilir, zincirleme açmalara sebebiyet verebilir ve hatta güç sisteminin korumasız kalmasına neden olabilir. Bu çalışmamızda, mevcut işletme şartları altında genişleyen güç sistemlerinde arıza akımlarını düşürecek, gerilimleri limitler içinde tutacak ve hat kayıplarını minumum yapacak yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Problemin çözüm süresini daraltabilmek ve uygun alternatiflerle çalışabilmek için duyarlılık analizi yapılmış ve bu analizde ağırlıklı toplam karar verme yöntemi kullanılmıştır. Ayrıca, amaç fonksiyonları, eşitlik ve eşitsizlik kısıtlamaları belirlenmiş ve kontrol değişkenleri tanımlanmıştır. Amaç ve kısıtlamalar için üyelik fonksiyonları tanımlanarak bulanık ortamda ele alınmış ve hem ateşböceği hem de genetik algoritması kullanılarak eniyileme gerçeklenmiştir. Yöntem, hem test sistemleri hem de Türkiye’nin Trakya Bölgesi güç sistemi üzerinde denenmiş, başarılı sonuçlar elde edilmiştir.

Increasing electric demand leads to adding new power plants, new transmission lines and new consumption points to the interconnected national power network. As a result of this, the electric power system expands and poses various difficulties to us in operation. One of those difficulties is increasing of fault currents. Increasing fault currents may threaten the supply reliability, trigger cascading events and even may cause the power system remain unsecured. In this study, a new method is developed to improve power system operation conditions. The problem was handled as a multi objective problem to reduce the fault currents, maintain the voltages within the limits and minimize the line losses in the power systems expanding under the existing operation conditions. In order to shorten the calculation time and to work with the proper alternatives, sensitivity analysis was also carried out and weighted total decision-making method was used in this analysis. In addition, the objective functions, equality and inequality constraints were considered and the control variables were defined. Objectives and constraints are fuzzified using membership functions and optimization was made through firefly and genetic algorithm. The method was tested both on the test systems and Turkey’s Thracian Region power system and the satisfactory results were achieved.