Dergiler / Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2021 / Cilt: 27 - Sayı: 2

Güç sisteminde meta-sezgisel algoritmalarla güç kaybı ve gerilim kararlılığı optimizasyonu

Power loss and voltage stability optimization with meta-heuristic algorithms in power system

Sayfa
199–209
Yayın Tarihi
2021-04-04
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Son yıllarda geliştirilen meta-sezgisel optimizasyon teknikleri ve arama algoritmaları güç akışı probleminin çözümünde daha iyi sonuçların elde edilebileceğini göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Güç sistemi alanında en belirgin problemlerden biri olan güç akışı, kararlı durum gerilim genlikleri ve güç değerleri bilinen bara verileri kullanılarak her bir baranın gerilim genliklerinin, faz açılarının ve güç kayıplarının hesaplanması işlemidir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu çalışmada, Matlab yazılımı kullanılarak oluşturulan IEEE-14 bara test güç sisteminde güç akışı problemini optimize etmek için Yapay Arı Kolonisi (ABC), Gri Kurt (GWO), Parçacık Sürüsü Optimizasyonu (PSO) ve Newton Raphson algoritmaları uygulanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Son yıllarda geliştirilen meta-sezgisel optimizasyon teknikleri ve arama algoritmaları güç akışı probleminin çözümünde daha iyi sonuçların elde edilebileceğini göstermektedir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Güç akışı · Meta-sezgisel algoritmalar · Gerilim sapması

Özet

Güç sistemi alanında en belirgin problemlerden biri olan güç akışı, kararlı durum gerilim genlikleri ve güç değerleri bilinen bara verileri kullanılarak her bir baranın gerilim genliklerinin, faz açılarının ve güç kayıplarının hesaplanması işlemidir. Artan talep ve merkezi olmayan yeni enerji kaynaklarının güç sistemine çeşitli noktalardan bağlanması güç akış problemini daha karmaşık hale getirmektedir. Güç akışı problemi hem elektrik üretimi hem de iletimi için büyük önem taşımaktadır. Gelecekte sisteme bağlanabilecek yeni yüklerin planlanması ve mevcut iletim hatlarının tam kapasite ile kullanılması güç akışı sorununun çözümüne dayanmaktadır. Doğrusal olmayan bir problem olan güç akışı geleneksel olarak Newton-Raphson ve Gauss Seidel gibi nümerik yöntemler kullanılarak çözülmüştür. Ancak güç sisteminin şartlarına bağlı olarak klasik çözüm algoritmalarının başarısı azalmaktadır. Son yıllarda geliştirilen meta-sezgisel optimizasyon teknikleri ve arama algoritmaları güç akışı probleminin çözümünde daha iyi sonuçların elde edilebileceğini göstermektedir. Bu çalışmada, Matlab yazılımı kullanılarak oluşturulan IEEE-14 bara test güç sisteminde güç akışı problemini optimize etmek için Yapay Arı Kolonisi (ABC), Gri Kurt (GWO), Parçacık Sürüsü Optimizasyonu (PSO) ve Newton Raphson algoritmaları uygulanmıştır. Algoritmaların performansı model güç sisteminden elde edilen gerilim genlikleri, gerilim sapması, faz açıları, güç kayıpları ve hesaplama süreleri göz önünde bulundurularak karşılaştırılmıştır.

Abstract

Power flow, which is one of the most prominent problems in the field of power system, is the calculation of the voltage amplitudes and phase angles of each bus and the power losses by using the bus data with known steady state voltage amplitudes and power values. Increasing demand and the connection of decentralized energy sources to the power system at various points make more complicated power flow problem. The power flow problem is of great importance for both electricity generation and transmission. Planning new loads that can be connected to the system in the future and using the existing transmission lines at full capacity are based on the solution of the power flow problem. Power flow, which is a nonlinear problem, has traditionally been solved using numerical methods such as Newton-Raphson and Gauss Seidel. However, the success of classical solution algorithms decreases depending on the conditions of the power system. Meta-heuristic optimization techniques and search algorithms developed in recent years show that better results can be obtained in solving the power flow problem. In this study, Artificial Bee Colony (ABC), Gray Wolf (GWO), Particle Swarm Optimization (PSO) and Newton Raphson algorithms have been applied to optimize the power flow problem in the IEEE-14 bus test power system created using Matlab software. The performance of the algorithms has been compared by considering the voltage amplitudes, voltage deviation, phase angles, power losses and calculation times obtained from the model power system.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

İŞCAN, S., KAPLAN, O., LOKMAN, G. (2021). Güç sisteminde meta-sezgisel algoritmalarla güç kaybı ve gerilim kararlılığı optimizasyonu. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 27 - Sayı: 2, 199–209. https://ajindex.com/articles/117425

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (14)

  1. Tahir M, Nassar M, El-Shatshat R, Salama M. “A review of Volt/Var control techniques in passive and active power distribution networks”. 4th IEEE International Conference on Smart Energy Grid Engineering, Toronto, Canada, 21-24 August 2016
  2. Prakash P, Khatod D. “An analytical approach for optimal sizing and placement of distributed generation in radial distribution systems”. 1st IEEE International Conference on Power Electronics Intelligent Control and Energy Systems, Delhi, India, 4-6 July 2016
  3. Gutiérrez D, Lopez JM, Vill WM. “Metaheuristic techniques applied to the optimal reactive power dispatch: A review”. IEEE Latin America Transactions, 14(5), 2253-2263, 2016
  4. Kothari D. “Power system optimization”. National Conference on Computational Intelligence and Signal Processing, Assam, India, 2-3 March 2012
  5. Mirjali S, Mirjali SM, Lewis A. “Grey wolf optimizer”. Advances in Engineering Software, 69, 46-61, 2014
  6. Ahmed AAE, Germano LT, de Souza ACZ. “A hybrid particle swarm optimization applied to loss power minimization”. IEEE Transactions On Power Systems, 20(2), 859-866, 2005
  7. Akay B. Nümerik Optimizasyon Problemlerinde Yapay Arı Kolonisi (Artificial Bee Colony) Algoritmasının Performans Analizi. Doktora Tezi, Erciyes Üniversitesi, Kayseri, Türkiye, 2009
  8. Abu-Mouti FS, El-Hawary ME. “Optimal distributed generation allocation and sizing in distribution systems via artificial bee colony”. IEEE Transactions on Power Delivery, 26(4), 2090-2101, 2011
  9. Mala D, Swapan KG. “Optimal reactive power procurement with voltage stability consideration in deregulated power system”. IEEE Transactions on Power Systems, 29(5), 2078-2086, 2014
  10. Ibrahim BMT, Ehab EE. “Optimal reactive power resources sizing for power system operations enhancement based on improved grey wolf optimiser”. IET Generation, Transmission & Distribution, 12(14), 3421-3434, 2018
  11. Sanjay R, Jayabarathi T, Raghunattan T, Ramesh V, Mithulananthan N. “Optimal allocation of distributed generation using hybrid grey wolf optimizer”. IEEE Access, 5, 14807-14818, 2017
  12. Kennedy J, Eberhart R. “Particle swarm optimization”. International Conference on Neural Networks, WA, Australia, 27 November-1 December, 1995
  13. Hu X, Eberhart RC, Shi Y. “Engineering optimization with particle swarm”. IEEE Swarm Intelligence Symposium. Indianapolis, USA, 26-26 April 2003
  14. Shi Y, Eberhart RC. “Parameter selection in particle swarm optimization”. International Conference