Coordinated transmission expansion planning with wind power generation and FACTS devices

Günümüzde elektrik şebekesi yenilenebilir enerji kaynakları ile birlikte daha da karmaşık bir yapıya dönüşmektedir. Sistem planlayıcıları için en önemli görev, elektrik üretimi ve tüketimi arasında denge kurmaktır; ancak bu kaynakların değişken doğası güvenilir bir tedarik sağlamayı zorlaştırmaktadır. Yenilenebilir üretimin mevcut gücünün etkin kullanımı şebekenin altyapısının yeterli olduğu durumlarda anlamlıdır, bu da iletim planlamasının önemini bir kez daha vurgulamaktadır. Bu tez çalışmasında rüzgar, yük ve N-1 kısıtlılık durumlarındaki belirsizlikleri dikkate alan AC güç akış tabanlı olasılıksal iletim hattı planlama yöntemleri geliştirilmiştir. İletim hattı planlama modelleri olasılık dağılım fonksiyonları kullanılarak şans kısıtlı optimizasyon yapısıyla ele alınmıştır. AC doğrusal olmayan denklemler kullanılarak oluşturulan optimizasyon çalışmalarında, hesaplama yükünü azaltmak için dağıtık salınım barası ve katılım faktörü yaklaşımları kullanılarak ekonomik yük dağıtımı problemi iletim hattı planlama formülasyonlarına adapte edilmiştir. Tez kapsamında geliştirilen modellerde şebeke kısıtlarının olasılık dağılım fonksiyonlarının ve AC güç akış denklemlerinin doğrusallaştırma işlemi yapılmadan kullanılabilmesi amaçlanmış ve iletim hattı planlamaları risk açısından analiz edilmiştir. Tez çalışmasının ilk aşamasında, iletim hattı planlamasında olasılık dağılım fonksiyonlarının DC güç akışı denklemleri kullanılarak uygulanabilirliği irdelenmiş, ardından AC olasılıksal güç akışı dağıtık salınım barası yaklaşımı kullanılarak modellenmiş ve klasik güç akışı yöntemi ile kıyaslanmıştır. Daha sonra, şans kısıt programlaması ile iletim hattı planlamaları elde edilerek farklı senaryolar altında güvenilirliği test edilmiş, ve son bölümde geliştirilen AC iletim hattı planlamasına FACTS cihazları dahil edilerek risk odaklı yatırım planları irdelenmiştir. Sonuç olarak, iletim hattı ve FACTS cihazlarının koordineli planlamasında aktif gücün yanında gerilimin, reaktif gücün ve olasılık dağılım fonksiyonlarının doğrudan kullanılması sağlanarak, iletim hattı planlama modeli ekonomik, teknik ve esneklik açısından stokastik bakış açısı ile ele alınmıştır.