Rüzgar ve termik santrallerden oluşan hibrit sistemlerde ekonomik güç üretiminin belirlenmesi

Abstract

Rüzgar santrallerin enerji sistemleri üzerindeki etkilerinin, ekonomik güç dağılımı açısından incelendiği bu tez, üç bölümden oluşmaktadır. Tezin ilk bölümünde, rüzgar ve termik santrallerden oluşan hibrit enerji sistemlerinde, ekonomik güç dağılımı problemi tek zaman aralığı için incelenmiştir. Statik ekonomik dağılım problemi (SED) olarak anılan bu durum, üç güncel sezgisel algoritma (Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO), Big-Bang Big- Crunch (BB-BC) ve İyon Hareket Optimizasyonu (İHO)) kullanılarak çözülmüştür. Kullanılan algoritmaların performansları, minimum maliyet değeri ve çalışma süreleri açısından karşılaştırılmıştır. Tezin ikinci bölümünde, 6 zaman aralığı için rüzgar hızı değişimi dikkate alınarak ekonomik güç dağılımı problemi incelenmiştir. Dinamik ekonomik dağılım (DED) problemi olarak anılan bu durumun analizi için, PSO, BB-BC ve İHO algoritmalarının yanında Vortex Search (VS) algoritmalarından yararlanılmıştır. Farklı zaman aralıklarında değişen rüzgar hızının tahmin edilmesi için ise Weibull dağılım modeli kullanılmıştır. Tezin son bölümünde, Balıkesir-Balya Meteoroloji İstasyonu'ndan alınan ortalama rüzgar hızı verileri kullanılarak, Weibull dağılım modeli oluşturulmuştur. Weibull dağılım fonksiyonu parametrelerinin belirlenmesi için 6 farklı metot kullanılmıştır. Elde edilen bu parametreler dikkate alınarak, gerçek verilere göre en az hatayı içeren rüzgar hızı modeli ortaya çıkarılmıştır.

In this thesis which consists of three different studies, the effects of wind power systems on energy systems were examined in terms of economic power dispatch. In the first part of the thesis, the economic dispatch problem of wind-thermal (hybrid) system was studied for one time interval which named static economic dispatch (SED). SED problem was solved by using three new heuristic algorithms (Big-Bang Big-Crunch (BB-BC), Particle Swarm Optimization (PSO) and Ions Motion Optimization (IMO)). The results were compared with respect to run-time and minimum power production cost values. In the second part of the thesis, the economic dispatch problem was examined by considering changes of wind speed for six time intervals which named dynamic economic dispatch (DED). DED problem was studied by using Big-Bang Big-Crunch (BB-BC), Particle Swarm Optimization (PSO), Ions Motion Optimization (IMO) and Vortex Search (VS) algorithms. To establish the model of wind speed, which changes for all different time intervals, Weibull distribution was used. In the last part of the thesis, Weibull distribution was established by using wind speed values which were taken from Balıkesir-Balya Station. To determine the Weibull function parameters, six different methods were utilized and the best wind speed model was established by considering these parameters.