Üretim sistemlerinde valf-nokta etkili konveks olmayan dinamik ekonomik yük dağıtımı

Teknolojinin elektrik mühendisliğine sağladığı en büyük getirilerinden biri de dünya üzerinde enerji tüketimi artışıdır. Elektrikli aletlerin sayısında ve kullanım süresinde artışlar yaşandığı gibi daha ileri teknoloji sağlayabilmesi amacıyla tükettiği güçte de artışa gidilmiştir. Bu artışlar ve yazılım sistemlerinin daha çok tercih edilir hale gelmesi fazladan enerji ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. Enerji ihtiyacındaki artış elektrik enerjisi üretim sistemlerinin yeterliliğini gün geçtikçe zorlamakta ve bizim daha fazla sayıda ve daha nitelikli elektrik enerjisi üretim santralleri kurmamızı gerektirmektedir. Üretilen elektrik enerjisi miktarındaki artışla birlikte üretimde optimizasyon işlemlerinden biri olan ekonomik yük dağıtımı da daha önemli bir hale gelmişir. Ekonomik yük dağıtımı, üretim sisteminde kullanılan tüm generatörlerin yakıt-güç eğrilerinin toplamından oluşturulan maliyet kullanarak talep edilen enerjiyi minimum yakıt maliyetiyle karşılayabilmek için hangi generatörün ne kadar yükleneceğinin hesaplanmasıdır. Generatörler arasında ekonomik yük dağıtımı yapılmasıyla aynı miktardaki enerji, ekonomik yük dağıtımı yapılmayan tesislere göre daha düşük yakıt maliyetiyle elde edilir. Güç sistemlerinden tüketiciler tarafından talep edilen elektrik enerjisi miktarının gün içersindeki belirli zaman periyotlarında farklılık göstermesi ekonomik yük dağıtım problemlerininin yetersiz kalmasına sebep olmuştur. Değişen talep güç değerlerine göre hangi zaman periyodunda, hangi generatörlerin ne kadar çıkış gücünde üretim yapacağının belirlenmesi amacıyla dinamik ekonomik yük dağtım problemleri oluşturulmuştur. Günümüzde talep edilen enerjinin büyük miktarı fosil yakıt kullanan üretim tesislerince karşılanmaktadır. Bu da üretimin gerçekleştirildiği bölgede çevre kirliliği artışına sebep olmaktadır. Ekonomik yük dağıtımına ek olarak çevreye salınan gaz emisyonunu en aza indirmek amacıyla çevresel yük dağıtımı da gerçekleştirilebilir. Bu çalışmada ekonomik yük dağıtımı problemleri, matematiksel ifadeleri ve bu amaçla kullanılan optimizasyon metotları açıklanmış ve uygulama örneklerine yer verilmiştir. Uygulamalarda sezgisel optimizasyon metotlarından olan Genetik Algoritma (GA), Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) ve Tabu Araştırma Algoritması (TAA) kullanılmıştır. Tüm bu algoritmalar MATLAB kodu yazılarak oluşturulmuş ve toolbox veya hazır kod kullanılmamıştır. Oluşturulan bu algoritmalar aracılığıyla 3 üniteli test sistemi, 5 üniteli test sistemi ve 10 üniteli test sistemi üzerinde iletim kayıplarının dahil edildiği dinamik ekonomik yük dağıtımları gerçekleştirilmiştir. 5 üniteli test sistemi ve 10 üniteli test sistemi üzerinde dinamik ekonomik yük dağıtımı sağlanırken valf-nokta etkisi dikkate alınmıştır. 3 üniteli test sistemi için verilen datalarda valf-nokta etkisi katsayıları (e_i ve f_i) bulunmadığı için yapılan yük dağıtım işleminde valf-nokta etkisi dikkate alınamamıştır. Tüm bunlara ek olarak 10 üniteli test sistemi üzerinde iletim kayıplarının ihmal edildiği bir yük dağıtım işlemi daha gerçekleştirilmiştir. GA, PSO ve TAA metotlarıyla yapılan dinamik ekonomik yük dağıtım işlemi sonucu elde edilen minimum yakıt maliyetleri ve iletim kayıpları geçmişte yapılan çalışmalarda bulunan sonuçlarla kıyaslanmıştır. Bu çalışmada kullanılan her üç algoritmanın da literatürdekilerden daha optimal sonuçlar vermesi algoritmaların doğru olduğunu ve güç sistemlerine uygulanabilir olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada kullanılan algoritmalar kendi arasında değerlendirildiğinde ise PSO algoritmasının en optimal sonucu verdiği görülmüştür.