Güç sistemlerinin ekonomik ve çevresel ekonomik yük dağıtımında yeni optimizasyon tekniklerinin kullanımı

Abstract

Elektrik enerjisi sistemlerinin üretim maliyetini minimuma indirecek şekilde çalıştırılması, önemi gün geçtikçe artan bir konu haline gelmiştir. Konuyla ilgili olarak, güç sisteminin ekonomik yük dağıtımı önemli hale gelmiştir. Ekonomik yük dağıtımı, güç sisteminin en uygun maliyet ile işletilmesi için, jeneratörlerin giriş-çıkış eğrilerine göre belirlenen maliyet fonksiyonu ile, her bir jeneratörün ne kadar üretim yapması gerektiğinin belirlenmesi işlemidir. Jeneratörler arasında ekonomik yük dağıtımının yapılması, ucuz elektrik üretimine yardımcı olması bakımından önemlidir. Ancak, üretim birimlerinde çoğunlukla kömür, petrol, doğalgaz gibi fosil kaynaklı yakıtların kullanılması, karbondioksit, sülfür dioksit, ve nitrojen oksit içeren gaz ve kül parçacıkları oluşturarak çevre kirliliğine neden olmaktadır. Bu nedenle, ekonomik yük dağıtımına ilave olarak, çevresel yük dağıtımını da göz önünde bulundurmak gerekir. Bu çalışmada, ekonomik yük dağıtımı ve çevresel ekonomik yük dağıtımı problemleri, sezgisel optimizasyon yöntemleri kullanılarak çeşitli güç sistemlerine uygulanmıştır. İlk olarak, ekonomik yük dağıtımı problemi, Türkiye'de bulunan 380 kV'luk 22 baralı güç sistemi için, iletim kayıpları ihmal edilerek ve edilmeyerek, Genetik Algoritma ve Yapay Arı Kolonisi optimizasyon algoritması kullanılarak çözülmüştür. Sonrasında, çevresel ekonomik yük dağıtımı problemi, 6 jeneratörlü bir güç sistemi için, iletim kayıpları ihmal edilerek ve edilmeyerek, Genetik Algoritma ve Yapay Arı Kolonisi optimizasyon algoritması kullanılarak çözülmüştür. Bu problemler için en iyi çözüm değerleri elde edilmeye çalışılmıştır. Elde edilen bu değerler, literatürdeki diğer çalışmalar ile karşılaştırıldığında daha iyi sonuçlar görülmüştür.

Operation of electrical energy systems so as to minimize the cost of production has become an issue that has an increasing importance. Related to the issue, economic load dispatch of power systems has become significant topic. Economic load dispatch is the process to determine how much should each generator generate for the most reasonable cost of power system operation with cost function that is determined by input-output curves of generators. Economic load dispatch among generators is important in helping to cheap electricity generation. However, the use of fossil fuels such as coal, oil, natural gas mostly causes environmental pollution by creating gas and ash particles containing carbon dioxide, sulfur dioxide, and nitrogen oxide. Therefore, environmental load dispatch must be taken into consideration in addition to the economic load dispatch. In this study, economic load dispatch and environmental economic load dispatch problems have been applied to the various power systems by using heuristic optimization techniques. Firstly, economic load dispatch problem is solved by using Genetic Algorithm and Artificial Bee Colony optimization algorithm for 380 kV, 22 bar power system in Turkey with both neglecting and including transmission loss. Then, environmental economic load dispatch problem is solved by using Genetic Algorithm and Artificial Bee Colony optimization algorithm for 6 generators power system with both neglecting and including transmission loss. It is tried to get optimum solutions for these problems. When obtained values are compared with the other studies in the literature, it is seen that the results are better than them.