Dr. Öğr. Üyesi Salih Tekin danışmanlığındaki tezler
10 tez · TOBB Economics and Technology University
Türkiye elektrik piyasasında risk duyarlı enerji depolama politikaları kullanarak fiyat arbitraj potansiyelinin araştırılması
Elektrikteki fiyatların ve fiyat değişikliklerinin artması enerji depolamadaki potansiyel ekonomik fırsatları arttırmıştır. Enerji depolama sistemi, elektriği fiyatı düşük olduğu zamanlarda satın alıp depolayarak; elektrik fiyatı daha yüksek olduğu zaman da şebekeye geri satarak saatlik yoğun olan ve olmayan elektrik fiyatlarının farkından avantaj sağlayabilir. Arbitraj değeri hesaplama konusunda birçok ülkede akademik çalışmalar yapılırken Türkiye'de arbitraj için henüz çalışır halde enerji depolama teknolojisi (EDT) bulunmamaktadır, ancak çalışmalar gittikçe bu yöne doğru ilerlemektedir. Bu çalışmada da Türkiye enerji piyasasına göre 13 farklı EDT için fiyat arbitraj potansiyeli incelenmiştir. Amaç; depolama operasyonlarının optimal yönetimini, zaman periyodu boyunca beklenen kümülatif kazancı maksimize ederek planlamaktır. Etkili bir enerji depolama politikası talep ve arzdaki belirsizlikleri göz önüne aldığı kadar elektrik fiyatlarındaki belirsizlikleri de göz önüne almak durumundadır. Bu sebeple, Gün Öncesi Piyasası'nda Piyasa Takas Fiyatları (PTF) ve Sistem Marjinal Fiyatları (SMF) Bütünleşik Otoregresif Hareketli Ortalama (ARIMA) yöntemi ile, Dengeleme Güç Piyasası'nda ise SMF'ler Yapay Sinir Ağları (YSA) yöntemi ile tahmin edilmiştir. Ardından Yüzdelik Dilim Regresyonu ile aralık tahminleri elde edilmiş, Monte Carlo Simülasyonu kullanılarak hersaat için çok sayıda senaryo oluşturulmuştur. Son olarak, k-ortalamalar algoritması kullanılarak sayısı azaltılan senaryolar ve çeşitli ülkelerde hayata geçirilmiş 13 farklı EDT'nin karakteristik verileri iki aşamalı stokastik modele girdi olarak verilmiş, arbitraj kazancını ençoklayan saatlik enerji teklifleri elde edilmiştir. Çalışmanın devamında, risk-nötr olan piyasa katılımcısı risk duyarlı bir hale getirilmiştir. Çünkü, piyasa katılımcısının risk tutumu gerçekleşen operasyonel maliyetinin kayda değer bir olasılıkla beklenen maliyetten farklı olmasına sebep olabilir. Bu fark, riski göz önünde bulundurmamız gerektiğini göstermektedir. Çözüm olarak, istatistik tabanlı risk yönetimi açısından önemli bir teknik olan Koşullu Riske Maruz Değer (CVaR) ölçümü mevcut matematiksel modele entegre edilmiştir. Sayısal sonuçlar göstermektedir ki; Türkiye elektrik piyasasında EDT'lerin bazıları için arbitraj potansiyeli vardır. Üzerinde çalışmalar yapılan bu teknolojiler hayata geçirildiği takdirde yeni ekonomik fırsatlar ortaya çıkacaktır. Piyasa katılımcısının risk tutumu ise beklenen kazancı önemli bir oranda etkileyecektir.
Gizli ve görünür hatalara maruz sistemlerde en iyi bakım politikasının belirlenmesi
Sistemlerin düzgün işlerliğinin devam ettirilebilmesi için belirli periyotlarda işlevselliğinin kontrol edilmesi önem arz etmektedir. Kontrol sırasında oluşan maliyetler ve sistem arızalarında oluşan maliyetler göz önünde bulundurulduğunda kontrol periyodu belirlenmesi literatürde kendisine genişçe yer bulmaktadır. Kontrol periyotlarının çok sık olması gereksiz sabit kontrol maliyetine yol açmaktayken, az sıklıktaki kontrol periyotları muayene dışında fark edilemeyen hataların oluşturduğu maliyete neden olmaktadır. Bu duruma örnek olarak, Manyetik Rezonans(MR) gibi pahalı ve kompleks yapılı tıbbi cihazlarda hatalı çekim sonucunda ortaya çıkan insan hayatını etkileyebilecek olumsuz durumlar verilebileceği gibi, yangın alarmı gibi sadece ihtiyaç halinde çalışan normal zamanlarda hatalı olup olmadığı gözle fark edilemeyecek basit yapılı cihazlar da örnek olarak verilebilir. Yangın sırasında işlevselliği belirli periyotlarla kontrol edilmemiş ve aslında arızalı olan yangın alarmı çok büyük can ve mal kaybına yol açabilecektir. Bu çalışmada yer alan sistemde farklı olasılık yoğunluk dağılımlarına sahip iki hata tipi ele alınmaktadır. Bu hatalardan biri kaynaklarda "self-announcing" olarak geçen, sistemin işleyişini durduran ve sistemin o anda yenilenmesine yol açan "görünür hata" olarak adlandırılmış; literatürde "non-self announcing" olarak adlandırılan diğer hata tipi ise "gizli hata" olarak tanımlanmış, sistemin hatalı çalışmasına neden olmakta ve sadece kontroller sırasında fark edilebilmektedir. Bu hata tipi sadece kontrol sırasında fark edilebildiğinden, hata oluştuktan kontrole kadar geçen sürede sistem arızalı olarak çalışmaktadır. Literatürde "Down-time cost" olarak adlandırılan bu arızalı çalışma maliyeti, geliştireceğimiz matematiksel modeldeki önemli parametrelerimizden biri olacaktır. Bu çalışmada kontrol periyodu uzunluğunu(τ) belirlemek temel amaçtır. Bunun yanında, sistem belirli bir süre hatasız olarak çalıştıktan sonra, hata yapma ihtimali giderek yükseldiğinden, karar verici, muayene yapmak yerine sistemi yenileyip muhtemel arıza durumlarından ve oluşabilecek maliyetlerden kaçınmak için sistemi yenilemek isteyebilir. Herhangi bir hata oluşmadan literatürde "preventive system replacement" olarak adlandırılan, önleyici sistem yenilemenin hangi periyotta (n) yapılacağının belirlenmesi de bu çalışmada ele alınan diğer temel parametredir. Parametre optimizasyonu olarak da adlandırabileceğimiz bu problemde, literatürde sıkça kendine yer bulan, olasılık yoğunluk fonksiyon parametrelerinin değişiminin kontrol periyoduna etkisinin yanısıra; kontrol ve yenileme maliyetlerinin değişiminin, periyoda ve önleyici sistem yenileme zamanına etkisinin bulunmasına ve sistem güvenilirlik seviyesi kısıtının gevşetilmesinin ne gibi sonuçlar doğuracağına odaklanılmıştır.
Bir traktör fabrikasında karışık modelli montaj hattı dengeleme – deterministik ve stokastik ölçümlere göre analizler
Montaj hatları kitlesel taleplere göre üretilmesi hedeflenen ürünün malzemelerinin sıralı iş istasyonlarında bir araya getirilmesini sağlayan sistemlerdir. Montaj hatları ve tasarımı otomotiv sektörü başta olmak üzere beyaz eşya ve elektronik sektöründeki fabrikalarda üretimin verimliliğini arttıran başlıca unsurlardandır. Montaj hatlarının tasarımı ve dengelenmesi problemlerinin çözümleri ile ilgili deterministik, stokastik sezgisel ve bulanık yöntemler kullanılarak çok sayıda çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmada günlük çalışma süresi boyunca iş adımlarının operatörlere dağıtımı, bir traktör fabrikasındaki montaj hattına ait verilerle gerçekleştirilmiştir. Fabrikanın montaj hattında, birden fazla çeşit traktör modeline ait parçalar montajlandığı için karışık modelli montaj hatları incelenmiştir. Montaja ait operasyonların süresi zaman etüdü çalışmaları ile ölçülmüştür. Buna göre, çalışma sürelerinin rastgele ve işçiye bağlı olduğu gözlenmiştir. Paralel tip bir montaj hattında işçiye bağlı çalışma süreleri de rastgele olarak dikkate alınmıştır. Montaj hattında operatörler arasında eğitim eksikliği, karmaşık işlerin varlığı, çalışma motivasyonun azalması gibi faktörler nedeniyle hat duruşları yaşanmaktadır. Hat duruşları günlük üretilmesi gereken traktör adetlerinde sapmalara yol açmakta dolayısıyla fabrikada kayıplara neden olmaktadır. Birden fazla iş adımının gerçekleştiği karışık modelli bir montaj hattında çalışma süreleri arasında küçük farklılıklar olabilmektedir. Tüm kayıpları ölçebilmek için montaj hattında dengeleme analizleri kullanılmıştır. Çalışma kapsamında traktör modellerinde iş adımı farklılıkları göz önüne alınarak model tabanlı birleştirilmiş yöntem ile öncelik diyagramı elde edilmiştir. Stokastik montaj hattı dengeleme çalışması, hattaki stokastik çalışma sürelerine göre yapılmış ve analiz sonuçları deterministik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Stokastik çalışma sürelerini kullanımının avantajlarının yanı sıra sezgisel bir metot olan Arcus (1966) 'un önerdiği COMSOAL metodu kullanılarak, belirlenen çevrim süresinde minimum sayıda açılması gereken istasyon sayısını veren Java algoritması ile montaj hattı dengeleme probleminin çözümü için sezgisel sonuçlar elde edilmiştir. Algoritmaya göre farklı çevrim süreleri için, açılması gereken istasyon sayıları belirlenmektedir. Böylece fabrikadaki ani plan değişimlerine hazırlıklı bir hat yapısı elde edilmiştir. Montaj hattındaki dengeleme ve iş atama sonucunda elde edilen istasyon dağılımına göre, verimlilik analizleri sunulmakta ve sonuçlar değerlendirilmektedir.
Zaman kısıtı altında iki aşamalı gümrük tercihli araç rotalama problemi: Bir vaka çalışması
Rotalama kararları, taşıma süreleri ve maliyetler işletmeler ve tedarik zincirleri için önemli kararlardır. Her firma için satış, firma güvenilirliği ve verilen teslim sürelerinin karşılanması açısından kritiktir. Taşıma maliyetleri ürünlerin satışı üzerinde büyük bir etkiye sahipken ürünlerin zamanında teslim alınması da alıcı için önemlidir. Bu şartlar altında, firmaların taahhüt ettikleri şartları gerçekleştirmeleri firma güvenilirliğini arttırırken tercih edilebilirliği yükseltecektir. Özellikle uluslararası taşımacılık söz konusu olduğunda, talep edilen ve gerçekleştirilen uzun süreli gümrük işlemlerini kapsamaktadır. Türkiye'den Avrupa'ya gerçekleştirilen taşımalarda, gümrük prosedürleri esnek hale getirilmiş olsa da gümrüklü ürünlerin yalnızca belirli noktalardan kabul edilerek taşınması ve gümrük noktalarında çeşitli dönemlerde meydana gelen yığılmalar bekleme sürelerinde değişkenliğe sebep olmaktadır. Taşıma süresi, maliyet ve rota bilgileri öngörülerek, araçların buna göre organize edilmesi hem maliyet hem de zaman açısından gönderici ve alıcının faydasına olacaktır. Özellikle ağırlığı yüksek hammadde ve yarı hammadde olarak gönderimi sağlanan ürünler alıcı fabrikada işleme sokulacağı için üretim bandına vaktinde ulaşması sağlanmalıdır. Bu çalışmada, tek depodan çıkarak homojen araçlarla taşınan yüklerin iki farklı gümrük noktasından biri üzerinden geçiş yaparak müşterilere tesliminin komple ya da parsiyel araçla sağlandığı zaman ve kapasite kısıtlı bir Araç Rotalama Modelini ele alınmıştır.Oluşturulan model taşımacılık firmasından alınan gerçek verilerle çözümlenmiş ve gerçekleşen durumlar üzerinden bir karşılaştırma yapılmıştır. Geliştirilen karma tam sayılı modelde araç sayısı ve teslim süreleri değiştirilerek farklı müşteri grupları ile senaryolar üzerinden test edilmiştir. Alınan sonuçlara göre model çalıştırıldığında kullanılan veri seti üzerinde maliyette % 70 iyileştirme sağlanmıştır. Modelin büyük veri setlerinde uygulanabilirliğini kontrol etmek amacıyla ayrıca R.Studio üzerinde simetrik(serinin belli bir değere göre eşit olması durumu) veri setleri oluşturularak model CPLEX ile tekrar çözülmüş ve sonuçlar değerlendirilmiştir.
Perakende sektöründe faaliyet gösteren bir firma için raf yerleşim düzeni belirlenmesi
Perakende sektöründe son dönemde yaşanan rekabetin ve pazar payının artması nedeniyle mağazaların verimli bir şekilde yönetilmesi ve bu sayede gelirlerin artırılması şirket rekabet gücü açısından önemli hale gelmiştir. Raf alanı tahsisi ve ürün teşhiri, geliri en üst düzeye çıkarmak, stok kontrolünü geliştirmek, müşteri memnuniyetini artırmak vb. amacıyla perakende ürünlerinin raflarda verimli bir şekilde düzenlenmesi önem taşımaktadır. Bu tez çalışması perakende sektöründe faaliyet gösteren bir gross market için ürünlerin yerleşim düzenini belirlemeyi kapsar. Bu sayede müşterinin memnuniyeti artırılırken aynı zamanda gelirin artırılması hedeflenmektedir. Araştırmada Türkiye'nin önde gelen perakendeci mağazalarından birinin gerçek verileri kullanılmıştır. Market sepet verilerinden ilgili ürün grupları tanımlanmış ve yakınlık matrisi oluşturulmuştur. Farklı yerleşim düzenlerinin karşılaştırılması için bir simülasyon modeli oluşturulmuştur. Simülasyon modeli, dürtüsel satın alma oranlarını ve konum etkilerini dikkate alacak şekilde tasarlanmıştır. Farklı yerleşim düzenleri geliştirmek için sezgisel yöntemler, özellikle hem tek hem de çok amaçlı modeller için yapıcı bir sezgisel yöntem ve tabu araması kullanılmıştır. Tez iki ana aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada, dürtüsel satın alma oranlarını dikkate alan simülasyon modelinin oluşturulmuş ve ikinci aşamada ise farklı mağaza düzenleri oluşturmak için, alan gereksinimleri, gelir ve departman yakınlıklarını dikkate alan Tabu Arama Algoritması geliştirilmiştir.
İş birlikli ana dağıtım üssü ağı tasarımı
Lojistik alanında iş birliği yaklaşımı, sadece maliyet tasarrufu sağlanması açısından değil aynı zamanda karbon ayak izinin azaltılması açısından da etkili bir araçtır. ADÜ ağları, akışları birleştirerek ölçek ekonomilerinden faydalanılmasını esas alır. ADÜ ağları ile üretim zincirinin aynı seviyesinde faaliyet gösteren rakip firmalar arasındaki iş birliğini ifade eden yatay iş birliği yaklaşımlarının birleştirilmesi ise, iş birliği yaklaşımının ADÜ ağlarında ölçek ekonomilerinden yararlanılmasında etkiyi arttırması gibi çeşitli ekonomik ve çevresel avantajları beraberinde getirir. Bu çalışmada, iş birlikli ADÜ ağlarına ilişkin problem iş birlikli oyun kuramı çerçevesinde ele alınmış ve söz konusu iş birlikli oyunun çekirdeğinin boş olabileceği, yani bütçe dengeli ve stabilite koşullarının sağlandığı bir maliyet dağıtımının var olmayabileceği gösterilmiştir. Söz konusu problemin iş birlikli oyun kuramı çerçevesinde ele alınarak bütçe dengeli ve stabil bir çözümün her zaman var olmayabileceğinin gösterilmesi çalışmanın temel katkıları arasında yer almaktadır. İş birliği kapsamındaki ortak maliyetlerin dağıtımı için çeşitli maliyet dağıtımı yöntemleri kullanılmıştır. Söz konusu yöntemler, iş birlikli oyunun özelliklerini ortaya koymak amacıyla kapsamlı deneysel çalışmalar gerçekleştirilerek incelenmiştir. Deneysel çalışmalar, hem rassal olarak üretilmiş veriler kullanılarak hem de literatürde yer alan ADÜ yer seçimi veri setlerinin ele alınan probleme uyarlanması ile gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, ele alınan iş birlikli ADÜ ağı probleminin ve maliyet dağıtımı yöntemlerinin performans karşılaştırmasının detaylı gösterimi için bir vaka analizi gerçekleştirilmiştir. Son olarak, nucleolus, Shapley value ve en düşük çekirdek maliyet dağıtımı yöntemlerinin performansları, göreceli tasarruflar, stabilite kavramı ve koalisyon memnuniyet değerleri gibi farklı eşitlik ölçütleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Bu çalışma, ADÜ ağı tasarımında iş birliğinin etkisinin ölçülmesi ve lojistik operasyonların maliyetleri ile olumsuz çevresel etkilerinin azaltılmasıyla daha verimli ve sürdürülebilir lojistik operasyonlarının oluşturulmasına katkı sağlamayı amaçlamaktadır.
Zaman kısıtı altında iki aşamalı gümrük tercihli araç rotalama problemi: Bir vaka çalışması
Rotalama kararları, taşıma süreleri ve maliyetler işletmeler ve tedarik zincirleri için önemli kararlardır. Her firma için satış, firma güvenilirliği ve verilen teslim sürelerinin karşılanması açısından kritiktir. Taşıma maliyetleri ürünlerin satışı üzerinde büyük bir etkiye sahipken ürünlerin zamanında teslim alınması da alıcı için önemlidir. Bu şartlar altında, firmaların taahhüt ettikleri şartları gerçekleştirmeleri firma güvenilirliğini arttırırken tercih edilebilirliği yükseltecektir. Özellikle uluslararası taşımacılık söz konusu olduğunda, talep edilen ve gerçekleştirilen uzun süreli gümrük işlemlerini kapsamaktadır. Türkiye'den Avrupa'ya gerçekleştirilen taşımalarda, gümrük prosedürleri esnek hale getirilmiş olsa da gümrüklü ürünlerin yalnızca belirli noktalardan kabul edilerek taşınması ve gümrük noktalarında çeşitli dönemlerde meydana gelen yığılmalar bekleme sürelerinde değişkenliğe sebep olmaktadır. Taşıma süresi, maliyet ve rota bilgileri öngörülerek, araçların buna göre organize edilmesi hem maliyet hem de zaman açısından gönderici ve alıcının faydasına olacaktır. Özellikle ağırlığı yüksek hammadde ve yarı hammadde olarak gönderimi sağlanan ürünler alıcı fabrikada işleme sokulacağı için üretim bandına vaktinde ulaşması sağlanmalıdır. Bu çalışmada, tek depodan çıkarak homojen araçlarla taşınan yüklerin iki farklı gümrük noktasından biri üzerinden geçiş yaparak müşterilere tesliminin komple ya da parsiyel araçla sağlandığı zaman ve kapasite kısıtlı bir Araç Rotalama Modelini ele alınmıştır.Oluşturulan model taşımacılık firmasından alınan gerçek verilerle çözümlenmiş ve gerçekleşen durumlar üzerinden bir karşılaştırma yapılmıştır. Geliştirilen karma tam sayılı modelde araç sayısı ve teslim süreleri değiştirilerek farklı müşteri grupları ile senaryolar üzerinden test edilmiştir. Alınan sonuçlara göre model çalıştırıldığında kullanılan veri seti üzerinde maliyette % 70 iyileştirme sağlanmıştır. Modelin büyük veri setlerinde uygulanabilirliğini kontrol etmek amacıyla ayrıca R.Studio üzerinde simetrik(serinin belli bir değere göre eşit olması durumu) veri setleri oluşturularak model CPLEX ile tekrar çözülmüş ve sonuçlar değerlendirilmiştir.
Bir traktör fabrikasında karışık modelli montaj hattı dengeleme – deterministik ve stokastik ölçümlere göre analizler
Montaj hatları kitlesel taleplere göre üretilmesi hedeflenen ürünün malzemelerinin sıralı iş istasyonlarında bir araya getirilmesini sağlayan sistemlerdir. Montaj hatları ve tasarımı otomotiv sektörü başta olmak üzere beyaz eşya ve elektronik sektöründeki fabrikalarda üretimin verimliliğini arttıran başlıca unsurlardandır. Montaj hatlarının tasarımı ve dengelenmesi problemlerinin çözümleri ile ilgili deterministik, stokastik sezgisel ve bulanık yöntemler kullanılarak çok sayıda çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmada günlük çalışma süresi boyunca iş adımlarının operatörlere dağıtımı, bir traktör fabrikasındaki montaj hattına ait verilerle gerçekleştirilmiştir. Fabrikanın montaj hattında, birden fazla çeşit traktör modeline ait parçalar montajlandığı için karışık modelli montaj hatları incelenmiştir. Montaja ait operasyonların süresi zaman etüdü çalışmaları ile ölçülmüştür. Buna göre, çalışma sürelerinin rastgele ve işçiye bağlı olduğu gözlenmiştir. Paralel tip bir montaj hattında işçiye bağlı çalışma süreleri de rastgele olarak dikkate alınmıştır. Montaj hattında operatörler arasında eğitim eksikliği, karmaşık işlerin varlığı, çalışma motivasyonun azalması gibi faktörler nedeniyle hat duruşları yaşanmaktadır. Hat duruşları günlük üretilmesi gereken traktör adetlerinde sapmalara yol açmakta dolayısıyla fabrikada kayıplara neden olmaktadır. Birden fazla iş adımının gerçekleştiği karışık modelli bir montaj hattında çalışma süreleri arasında küçük farklılıklar olabilmektedir. Tüm kayıpları ölçebilmek için montaj hattında dengeleme analizleri kullanılmıştır. Çalışma kapsamında traktör modellerinde iş adımı farklılıkları göz önüne alınarak model tabanlı birleştirilmiş yöntem ile öncelik diyagramı elde edilmiştir. Stokastik montaj hattı dengeleme çalışması, hattaki stokastik çalışma sürelerine göre yapılmış ve analiz sonuçları deterministik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Stokastik çalışma sürelerini kullanımının avantajlarının yanı sıra sezgisel bir metot olan Arcus (1966) 'un önerdiği COMSOAL metodu kullanılarak, belirlenen çevrim süresinde minimum sayıda açılması gereken istasyon sayısını veren Java algoritması ile montaj hattı dengeleme probleminin çözümü için sezgisel sonuçlar elde edilmiştir. Algoritmaya göre farklı çevrim süreleri için, açılması gereken istasyon sayıları belirlenmektedir. Böylece fabrikadaki ani plan değişimlerine hazırlıklı bir hat yapısı elde edilmiştir. Montaj hattındaki dengeleme ve iş atama sonucunda elde edilen istasyon dağılımına göre, verimlilik analizleri sunulmakta ve sonuçlar değerlendirilmektedir.
Gizli ve görünür hatalara maruz sistemlerde en iyi bakım politikasının belirlenmesi
Sistemlerin düzgün işlerliğinin devam ettirilebilmesi için belirli periyotlarda işlevselliğinin kontrol edilmesi önem arz etmektedir. Kontrol sırasında oluşan maliyetler ve sistem arızalarında oluşan maliyetler göz önünde bulundurulduğunda kontrol periyodu belirlenmesi literatürde kendisine genişçe yer bulmaktadır. Kontrol periyotlarının çok sık olması gereksiz sabit kontrol maliyetine yol açmaktayken, az sıklıktaki kontrol periyotları muayene dışında fark edilemeyen hataların oluşturduğu maliyete neden olmaktadır. Bu duruma örnek olarak, Manyetik Rezonans(MR) gibi pahalı ve kompleks yapılı tıbbi cihazlarda hatalı çekim sonucunda ortaya çıkan insan hayatını etkileyebilecek olumsuz durumlar verilebileceği gibi, yangın alarmı gibi sadece ihtiyaç halinde çalışan normal zamanlarda hatalı olup olmadığı gözle fark edilemeyecek basit yapılı cihazlar da örnek olarak verilebilir. Yangın sırasında işlevselliği belirli periyotlarla kontrol edilmemiş ve aslında arızalı olan yangın alarmı çok büyük can ve mal kaybına yol açabilecektir. Bu çalışmada yer alan sistemde farklı olasılık yoğunluk dağılımlarına sahip iki hata tipi ele alınmaktadır. Bu hatalardan biri kaynaklarda "self-announcing" olarak geçen, sistemin işleyişini durduran ve sistemin o anda yenilenmesine yol açan "görünür hata" olarak adlandırılmış; literatürde "non-self announcing" olarak adlandırılan diğer hata tipi ise "gizli hata" olarak tanımlanmış, sistemin hatalı çalışmasına neden olmakta ve sadece kontroller sırasında fark edilebilmektedir. Bu hata tipi sadece kontrol sırasında fark edilebildiğinden, hata oluştuktan kontrole kadar geçen sürede sistem arızalı olarak çalışmaktadır. Literatürde "Down-time cost" olarak adlandırılan bu arızalı çalışma maliyeti, geliştireceğimiz matematiksel modeldeki önemli parametrelerimizden biri olacaktır. Bu çalışmada kontrol periyodu uzunluğunu(τ) belirlemek temel amaçtır. Bunun yanında, sistem belirli bir süre hatasız olarak çalıştıktan sonra, hata yapma ihtimali giderek yükseldiğinden, karar verici, muayene yapmak yerine sistemi yenileyip muhtemel arıza durumlarından ve oluşabilecek maliyetlerden kaçınmak için sistemi yenilemek isteyebilir. Herhangi bir hata oluşmadan literatürde "preventive system replacement" olarak adlandırılan, önleyici sistem yenilemenin hangi periyotta (n) yapılacağının belirlenmesi de bu çalışmada ele alınan diğer temel parametredir. Parametre optimizasyonu olarak da adlandırabileceğimiz bu problemde, literatürde sıkça kendine yer bulan, olasılık yoğunluk fonksiyon parametrelerinin değişiminin kontrol periyoduna etkisinin yanısıra; kontrol ve yenileme maliyetlerinin değişiminin, periyoda ve önleyici sistem yenileme zamanına etkisinin bulunmasına ve sistem güvenilirlik seviyesi kısıtının gevşetilmesinin ne gibi sonuçlar doğuracağına odaklanılmıştır.
Türkiye elektrik piyasasında risk duyarlı enerji depolama politikaları kullanarak fiyat arbitraj potansiyelinin araştırılması
Elektrikteki fiyatların ve fiyat değişikliklerinin artması enerji depolamadaki potansiyel ekonomik fırsatları arttırmıştır. Enerji depolama sistemi, elektriği fiyatı düşük olduğu zamanlarda satın alıp depolayarak; elektrik fiyatı daha yüksek olduğu zaman da şebekeye geri satarak saatlik yoğun olan ve olmayan elektrik fiyatlarının farkından avantaj sağlayabilir. Arbitraj değeri hesaplama konusunda birçok ülkede akademik çalışmalar yapılırken Türkiye'de arbitraj için henüz çalışır halde enerji depolama teknolojisi (EDT) bulunmamaktadır, ancak çalışmalar gittikçe bu yöne doğru ilerlemektedir. Bu çalışmada da Türkiye enerji piyasasına göre 13 farklı EDT için fiyat arbitraj potansiyeli incelenmiştir. Amaç; depolama operasyonlarının optimal yönetimini, zaman periyodu boyunca beklenen kümülatif kazancı maksimize ederek planlamaktır. Etkili bir enerji depolama politikası talep ve arzdaki belirsizlikleri göz önüne aldığı kadar elektrik fiyatlarındaki belirsizlikleri de göz önüne almak durumundadır. Bu sebeple, Gün Öncesi Piyasası'nda Piyasa Takas Fiyatları (PTF) ve Sistem Marjinal Fiyatları (SMF) Bütünleşik Otoregresif Hareketli Ortalama (ARIMA) yöntemi ile, Dengeleme Güç Piyasası'nda ise SMF'ler Yapay Sinir Ağları (YSA) yöntemi ile tahmin edilmiştir. Ardından Yüzdelik Dilim Regresyonu ile aralık tahminleri elde edilmiş, Monte Carlo Simülasyonu kullanılarak hersaat için çok sayıda senaryo oluşturulmuştur. Son olarak, k-ortalamalar algoritması kullanılarak sayısı azaltılan senaryolar ve çeşitli ülkelerde hayata geçirilmiş 13 farklı EDT'nin karakteristik verileri iki aşamalı stokastik modele girdi olarak verilmiş, arbitraj kazancını ençoklayan saatlik enerji teklifleri elde edilmiştir. Çalışmanın devamında, risk-nötr olan piyasa katılımcısı risk duyarlı bir hale getirilmiştir. Çünkü, piyasa katılımcısının risk tutumu gerçekleşen operasyonel maliyetinin kayda değer bir olasılıkla beklenen maliyetten farklı olmasına sebep olabilir. Bu fark, riski göz önünde bulundurmamız gerektiğini göstermektedir. Çözüm olarak, istatistik tabanlı risk yönetimi açısından önemli bir teknik olan Koşullu Riske Maruz Değer (CVaR) ölçümü mevcut matematiksel modele entegre edilmiştir. Sayısal sonuçlar göstermektedir ki; Türkiye elektrik piyasasında EDT'lerin bazıları için arbitraj potansiyeli vardır. Üzerinde çalışmalar yapılan bu teknolojiler hayata geçirildiği takdirde yeni ekonomik fırsatlar ortaya çıkacaktır. Piyasa katılımcısının risk tutumu ise beklenen kazancı önemli bir oranda etkileyecektir.