Güç sistemlerinde yapay arı kolonisi algoritması yöntemi ile yük frekans kontrolü optimizasyonu

Bir elektrik güç sisteminde gerilim ve frekans, sistemin kabul edilebilir seviyede çalıştığının önemli göstergeleridir. Elektrik güç sisteminin doğru çalışması ile kastedilen, üretilen ve tüketilen güçlerin dengede olduğu ve böylece tüketiciye anma frekansında ve anma geriliminde enerji sağlanabildiğidir. Bununla beraber, elektrik enerjisinin yüksek miktarlarda depolanamaması ve yük talebinin zamana bağlı olarak sürekli değişmesi nedeniyle, bu dengelerin korunması özellikle enterkonnekte sistemlerde karmaşık kontrol yöntemlerinin uygulanmasını gerektirir. Genel olarak, sistemde aktif güç dengesini sağlayan ve sistem frekansını kontrol eden bu yöntemlere yük-frekans kontrolü adı verilir. Yük-frekans kontrolü, Avrupa enterkonnekte sistemine bağlanma çalışmaları halen devam eden ülkemiz için, uyum çalışmaları kapsamında üzerinde çalışılan önemli kontrol problemlerinden birisidir. Bu çalışmada; yük-frekans kontrolü ile sistemden optimum frekans sapması ve optimum ara-bağlantı hattı güç değişimi cevabı elde edilebilmesi amacıyla, yapay zeka tabanlı bazı gelişmiş optimizasyon algoritmaları kullanılmış ve kontrolör parametrelerinde optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Kontrolör olarak, kazanç güncellemeli oran-integral (PI) ve kazanç güncellemeli oran-integral-türev (PID) kontrolörler ayrı ayrı kullanılmış, kazanç güncelleme işlemleri Yapay Arı Kolonisi ve Parçacık Sürüsü optimizasyon algoritmaları ile ayrı ayrı karşılaştırmalı olarak gerçekleştirilmiştir. Yapay Arı Kolonisi algoritması bir enterkonnekte güç sisteminin yük-frekans kontrolüne ilk kez uygulanmış ve ilerideki çalışmalara referans olması sağlanmıştır. Ayrıca, Yapay Arı Kolonisi algoritması kullanılarak optimize edilen PI-kontrol sonuçlarının Parçacık Sürüsü algoritması ile elde edilen literatür verileri ile karşılaştırılması sağlanmıştır. Genel değerlendirme olarak; Yapay Arı Kolonisi algoritması kullanılarak tasarlanan sistemde, Parçacık Sürüsü algoritması ile tasarlanan sisteme göre, frekans sapması aşımının ve ara-bağlantı hattı güç değişimi aşımının oranları incelenmiştir. Son olarak, sistem cevabındaki sönümlü osilasyonların azaltılması ve kontrol dayanıklılığının belirlenmesi amacıyla Yapay Arı Kolonisi algoritması ile optimize edilen bir PID-kontrolör tasarlanıp, yükün ve güç sistem parametrelerinin ±%25 ve ±%50 değişim değerlerinde analizi yapılmıştır.