Güç Sistemlerinde Meta Sezgisel Yöntemlerle Yük Akış Analizi ve Optimizasyonu

Abstract

Elektrik enerjisi, günümüz modern toplumların sürdürülebilirliği açısından en sık kullanılan temel enerji kaynakların başında gelmektedir. Bu nedenle ekonomik ve teknolojik gelişimin temel unsurlarından biri olup, güç sistemlerinin güvenilir, verimli ve sürdürülebilir şekilde işletilmesini zorunlu kılmaktadır. Mevcut enerji kaynakların sınırlı olması ile buna karşılık gelen artan enerji talebi, sınırlı kaynaklar ve karmaşık şebeke yapıları, güç sistemlerinde yük akışı ve optimal güç akışı (OGA) problemlerinin etkin biçimde çözülmesinin gerekliliğini zorunlu hâle getirmiştir. Küresel ekonomik büyüme ile güç sistemlerinin karmaşıklığının artması, gerilim problemlerini beraberinde getirmekte ve enerji sistemlerinin etkin kontrolünü zorunlu kılmaktadır. Bu bağlamda, güç sistemlerinde optimal güç akışı (OGA)çalışmaları bu alanda ele alınması gereken temel araştırma konularından biri olarak öneçıkmaktadır. Geleneksel çözüm yöntemleri, doğrusal olmayan ve çok amaçlı yapıdaki bu problemlerde yakınsama ve hesaplama yükü açısından yetersiz kalabilmektedir. Bu tez çalışmasında, güç sistemlerinde optimal güç akışı probleminin çözümü için doğadan ilham alanmeta sezgisel bir yöntem olan Balçık Küfü Algoritması (BKA) kullanılmıştır. Yakıt maliyeti, aktif güç kaybı ve gerilim sapmasının minimizasyonunu içeren üç tek amaçlı ve bu amaçların kombinasyonlarından oluşan üç çok amaçlı optimizasyon problemi, IEEE 30 baralı test güç sistemi üzerinde incelenmiştir. Elde edilen benzetim sonuçları, Balçık Küfü Algoritması’nın hem tekli hem de çoklu amaçlı OGA problemlerinde kararlı, hızlı yakınsayan ve etkili çözümler sunduğunu göstermektedir. Algoritmanın, güç kayıplarının azaltılması, gerilim profilinin iyileştirilmesi ve işletme maliyetlerinin düşürülmesi açısından literatürdeki diğer yöntemlere kıyasla etkili bir performans sergilediği gözlemlenmiştir. Bu yönüyle çalışma, meta sezgisel optimizasyon tekniklerinin güç sistemleri analizinde uygulanabilirliğini ortaya koymaktadır.