AI Summary & Key Takeaways
AI InsightIn this study, it has been shown that obtain the same result in a shorter time when the proposed radiality constraints are compared to the structure in the literature.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
Due to rapidly developing technology, growth in world population and electrification studies, demand for electrical energy is increasing. Ensuring the energy needs of the new residential and industrial zones is one of the main challenges that institutions that are responsible for electricity distribution face. To deal with this challenge, the grid needs to be regularly expanded and its capacity increased, with a proper investment plan. In this case, finding the most appropriate investment plan emerges as a strategic design issue. In addition to meeting the increasing demand, the designed distribution networks are expected to be reliable, cost-effective and use clean energy. To achieve these goals, in recent years the planning of networks in distributed generation structure has come to the fore. Distribution network expansion problem with distributed generation (DNEP_DG) involves reinforcement existing grid or installing new grid components such as line, substation, and distributed generation source. The most used network structure in distribution systems is tree-structured radial network. Providing the radial structure requires additional constraints when the distribution networks are expanded considering the distributed generation and complicates the problem. In this study, a new formulation was developed based on spanning tree subtour elimination to provide radiality in the DNEP_DG. A mixed-integer mathematical model has been developed to find the multi-stage expansion plan that minimizes investment, maintenance, production, and emission costs. In this study, it has been shown that obtain the same result in a shorter time when the proposed radiality constraints are compared to the structure in the literature.
Özet
Hızlı gelişen teknolojiye, dünya nüfusunun artmasına ve elektrifikasyon çalışmalarına bağlı olarak elektrik enerjisine olan talep artış göstermektedir. Mevcut elektrik şebekesi ile yeni açılan yerleşim ve sanayi bölgelerinin ihtiyacı olan enerji gereksiniminin sağlanması, elektrik dağıtımından sorumlu kurumların karşılaştığı temel zorluklardan biridir. Bu zorlukla başa çıkabilmek için uygun yatırım planıyla şebekenin düzenli olarak genişletilmesi ve kapasitesinin arttırılması gerekir. Burada en uygun yatırım planının bulunması stratejik bir tasarım problemi olarak karşımıza çıkmaktadır. Tasarlanan dağıtım şebekelerinin artan talebi karşılamasının yanı sıra güvenilir, maliyet etkin ve temiz enerji kullanan şebekeler olması da beklenmektedir. Bu amaçlara ulaşabilmek için şebekelerin dağıtık üretim yapısında planlanması son yıllarda ön plana çıkmaktadır. Dağıtık üretim içeren dağıtım şebekesi genişleme problemi (DNEP_DG), mevcut şebekenin güçlendirilmesini ya da hat, trafo merkezi, dağıtık üretim kaynağı gibi yeni şebeke bileşenlerinin eklenmesini içerir. Dağıtım sistemlerinde en sık kullanılan şebeke yapısı, ağaç yapısındaki radyal şebekelerdir. Dağıtım şebekeleri dağıtık üretim kaynağı dikkate alınarak genişletildiğinde radyal yapının sağlanması ek kısıtlar gerektirmekte olup problemi zorlaştırmaktadır. Bu çalışmada, DNEP_DG’de radyal yapının sağlanması için yayılan ağaç alt tur eleme kısıtlarına dayalı yeni bir formülasyon önerilmiştir. Yatırım, bakım, üretim ve emisyon maliyetlerini en küçükleyen çok dönemli genişleme planının bulunması için karma-tamsayılı matematiksel bir model geliştirilmiştir. Bu çalışmada önerilen radyallik kısıtlarını içeren model ile literatürdeki kısıt yapısını içeren modelden daha kısa sürede sonuca ulaşıldığı gösterilmiştir.