Elektrik dağıtım sistemlerinde gerilim optimizasyonu

Günden güne artan enerji ihtiyacına cevap verebilmek için çeşitli çözüm yöntemleri ve bunların uygulanabilirliğini etkin şekilde destekleyecek, mevcut enerji üretim kaynaklarına, alternatif enerji kaynakları devreye girmiştir. Bunların başında, yenilenebilir enerji kaynaklarından olan rüzgar gelmektedir. Rüzgardan enerji elde etmek için Rüzgar Türbini (RT) kullanılmaktadır. Bu çalışmanın temelini, Elektrik Dağıtım Sisteminin RT'leri ile etkin bir şekilde çalışmasını oluşturmaktadır. Bilindiği üzere, RT performansı (çıktıları), iklime, mevsimlere, rüzgarın hızına-yönüne vb. gibi birçok faktöre bağlıdır. Bu sebeple, RT'ye ait gerçek veriler (çıktılar) kullanılacaktır. Benzetimler için kullanılacak sistem 33 baralı dengeli test sistemidir. 33 baralı sisteme ait temel yükler kullanılarak, RT çıktı verileri ölçeklendirilip, test sistemine entegre edilmektedir. Optimizasyon problemlerinin sayısal veya analitik olarak çözülebileceği bilinmektedir. Sayısal yöntemler, türev tabanlı ve türev tabanlı olmayan yöntemler olarak sınıflandırılabilir. Türev tabanlı optimizasyon modelleri daha hızlı çözümler sağlar, ancak bazı durumlarda türev bilgisinin bulunmaması nedeniyle çözüm elde etmek kolay değildir ve bazı yakınsama problemlerine neden olabilir. Bu çalışmada, son dönemde geliştirilen populasyon tabanlı yöntemlerden biri olan Sinüs-Kosinüs Algoritması (SCA) kullanılmaktadır. Genellikle, populasyona dayalı optimizasyon teknikleri, bir dizi rastgele çözüm ile optimizasyon işlemine başlar. Sonra bunlar modellerin objektif fonksiyonları için değerlendirilir. Bu aday çözümler daha sonra bazı evrimsel teknikler uygulayarak geliştirilir. Bilinen bazı teknikler arasında çaprazlama, mutasyon vb. idir. Bu çalışmada, Sinüs Kosinüs Algoritması kullanılarak, RT'lerin çıktılarını dikkate alarak, bir gerilim sapmasını güvenilir aralıkta tutabilmek için optimizasyon modeli oluşturulmuştur. Anahtarlamalı kapasitörler, regülatörlerin pozisyonları ve RT'lerinin invertörlerinin reaktif güç kaynağı alacak bir modeli seçilmiştir. Bu optimizasyon modeli dengeli 33 baralı sisteme uygulanmıştır. Regülatörlerin, anahtarlamalı kapasitörlerin ve RT'lerin invertörlerinin reaktif güç çıkışlarının pozisyonlarını değiştirerek günlük optimum gerilim profilleri oluşturulmuştur.