Güç sistemlerinde ekonomik yük ve emisyon dağıtımı analizi

Abstract

Bu tez çalışmasında, modern güç sistemleri için oldukça önemli olan ekonomik yük ve ekonomik emisyon dağıtımı gerçekleştirilmiştir. Ekonomik yük dağıtımının temel hedefi, sistemden talep edilen toplam gücü, toplam maliyet minimum olacak şekilde termal güç santrallerine dağıtmaktır. Termal güç sistemlerinden enerji üretilirken, doğaya nitrojen oksit, sülfür dioksit ve karbon dioksit gibi emisyon gazları salınır. Bu gazların atmosferde birikmesiyle birlikte sera etkisi artmakta, bunun sonucunda da küresel ısınma, ekolojik ve biyolojik sistemlerde bozulma gibi çeşitli olaylar meydana gelmektedir. Ekonomik emisyon dağıtımının temel hedefi, talep edilen toplam gücü, emisyon değeri minimum olacak şekilde üretmektir. Bu çalışmada, ekonomik yük dağıtımı ve ekonomik emisyon dağıtımının yanı sıra birleşik ekonomik yük-emisyon dağıtımı yapılmış ve farklı güç sistemlerine uygulanmıştır. Bu güç sistemlerinden elde edilecek sonuçları gerçeğe en yakın hale getirmek için vana noktası etkisi, rampa oranı limitleri, iletim hattı kayıpları, yasaklı bölge gibi kısıtlar dikkate alınmıştır. Ekonomik yük dağıtımı, ekonomik emisyon dağıtımı ve birleşik ekonomik yük-emisyon dağıtımı için, girdap arama algoritması ve değiştirilmiş girdap arama algoritması kullanılmış ve bulunan sonuçlar literatürdeki sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bu sonuçlar incelendiğinde; ekonomik yük dağıtımı problemlerinin çözümünde daha düşük maliyetli sonuçlar hesaplanmış, ekonomik emisyon dağıtımı problemlerinin çözümünde daha düşük emisyon değerleri hesaplanmış ve birleşik ekonomik yük-emisyon dağıtımı problemlerinin çözümünde ise daha düşük toplam maliyet sonuçları hesaplanmıştır.

Economic load dispatch and economic emission dispatch, which are very important for modern power systems, were performed in this thesis study. Main objective of economic load dispatch is distributing total demand power among thermal power generation units with minimum production cost. While generating power from thermal power systems, emission gases, such as nitrogen oxide, sulfur dioxide and carbon dioxide are released into the nature. The greenhouse effect increases with the accumulation of these gases in the atmosphere. For this reason, various events occur like global warming, corruption in ecological and biological systems. Main objective of economic emission dispatch is to produce the total demand power with the minimum amount of emissions. In this study, economic load dispatch and economic emission dispatch as well as combined economic load-emission dispatch is made and applied to different power systems. In order to bring the results of these power systems closer to reality, constraints such as valve point effect, ramp rate limits, transmission line losses and prohibited zones are considered. Vortex search algorithm and modified vortex search algorithm were used for economic load dispatch, economic emission dispatch and combined economic load-emission dispatch and obtained results were compared with the literature. When these results are examined; lower cost results were calculated in solving economic load dispatch problems, lower emission values were calculated in solving economic emission dispatch problems and lower total cost were results calculated in solving combined economic load-emission dispatch problems.