Gerilim kararlılığının sağlanması için statik var kompanzatör konumunun çok kriterli karar verme teknikleriyle tespiti

Elektrik şebekelerindeki sistem çökmeleri tüm dünyada her yıl yaklaşık 80 milyar $'lık ekonomik kayba sebep olmaktadır. Şebekede kullanılan şönt kompanzatörler kararlılık sınırını artırmak için en iyi seçenektir. Bu amaçla günümüzde kullanılan Esnek Alternatif Akım İletim Sistem (FACTS) cihazları geleneksel donanımlara göre oldukça maliyetli olduğundan en verimli konumun ve optimal boyutun bulunması çok önemli bir husustur. FACTS cihazlarının ciddi yatırım ve enerji maliyetine olan etkileri göz önüne alındığında bu doğrultuda yapılacak simülasyon çalışmalarının değeri açıkça görülmektedir. FACTS cihazları için uygun lokasyon seçimi ve ne oranda kompanzasyon yapılması gerektiği konularında birçok çalışma mevcuttur. Ancak yayınların bir kısmında hesaplanan değerler kayıpları azaltma, yüklenebilirliği arttırma, maliyetleri düşürme vb. sadece tek bir amaca yöneliktir. FACTS cihazlarının optimum konumu için son yıllarda çok kriterli yaklaşımlar geliştirilmiştir. Bununla birlikte, bu yöntemler her zaman hedefler arasında asgari memnuniyet düzeyine ulaşamayabilir. Farklı hedeflerin göreceli önemini göstermek için uygun ağırlıkların seçilmesi başka bir zorluk oluşturmaktadır. Literatürde kriterlerin ağırlık katsayıları eşit veya yakın olarak seçilmiş ve deneme-yanılma yöntemi ile bazı değerler elde edilmiştir. Tüm bu çalışmalarda karar vericiler kriter ağırlıklarını kendi önem derecelerine göre belirlemiş ancak tutarlılığını kontrol etmemişlerdir. Bu nedenle sonuçların güvenilirliği konusunda önemli bir eksiklik olduğu açıktır. Bu çalışmada öncelikle akıllı şebekeler, dağıtılmış üretim, FACTS, gerilim kararlılığı, Çok Kriterli Karar Verme (ÇKKV) ve Power System Analysis Toolbox (PSAT) programıyla ilgili bilgi verilmiştir. Daha sonra Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 14, 30 ve 118 baralı örnek şebeke modelleri oluşturulmuş, FACTS cihazı olarak sisteme Statik VAR Kompanzatör (SVC) eklenmiş, güç akış ve kararlılık analizleri yapılmıştır. Bunların ardından amaç fonksiyonu hesaplama altyapısının oluşturulması, analizlerden elde edilen yüklenme faktörü, gerilim sapması ve güç kayıplarının bulunan ağırlıklarla işleme sokulması, ÇKKV yöntemleriyle en uygun konumun tespiti için yapılan uygulamaların detayları anlatılmıştır. FACTS cihazının en uygun konumu için belirlenen hedefleri gerçekleştirmek adına bu alanda daha önce hiç kullanılmayan ÇKKV teknikleri uygulanmıştır. Temel olarak Analitik Hiyerarşi Süreci (AHS) tekniğiyle gerilim kararlılığı iyileştirilip FACTS kontrolör konumu optimize edilmeye çalışılmıştır. Kullanılan bu yöntemle, kriter ağırlıklarının tutarlılıkları test edilebildiğinden değerlerin güvenilirliği problemi de çözülmüştür. Daha sonra dokuz farklı ÇKKV yöntemi daha kullanılarak bir veri füzyon tekniği önerilmiştir. Bu yöntemler basit oldukları ve hesaplamalarda herhangi bir özel yazılım gerektirmedikleri için seçilmiştir. Tez çalışmasında son olarak şebeke kayıplarını en aza indirecek konumlara dağıtılmış üretim tesisleri entegre edilmiş ve çalışma tekrarlanmıştır. Kullanılan şönt kompanzatörle yüklenebilirlik sınırı arttırılıp, sistemin çökmeye gittiği kritik noktalarda iyileşme gözlenmiştir. Gerek FACTS donanımlarının optimum kapasitede kullanılması, gerekse hesaplamalarda hata oranı en aza indirilerek kaynakların ideal şekilde kullanılması sağlanmıştır. ÇKKV yöntemlerinin FACTS cihazlarının en uygun yerini seçmek için güçlü bir araç olarak kullanılabileceği kanıtlanmıştır. Tüm çıktılar IEEE'nin 14, 30 ve 118 baralı örnek modellerindeki simülasyon sonuçlarıyla elde edildiğinden karşılaştırılabilir, ölçülebilir ve daha sonra gerçek sistemlerde uygulanabilir niteliktedir. Sonuç olarak elektrik güç sistemlerinin etkin yönetimine olumlu katkı sağlanmıştır.