DZENSİZLEŞTİRMEDEN SONRA OTOMATİK RETİM KONTROLUNUN OPTİMİZASYONUNA GENETİK ALGORİTMANIN UYGULANMASI H. Lale ZEYNELGİL Ayşen DEMİRREN İstanbul Teknik niversitesi, Elektrik - Elektronik Fakültesi, Maslak, 34469 İstanbul Anahtar szcükler: Otomatik retim Kontrolu, Alan Kontrol hatası, Düzensizleştirme(Deregulation), Genetik Algoritma ZET Bu alışmada, düzensizleştirme sonrası iki alanlı otomatik üretim kontroluna (K) GA uygulanarak alan kontrol hatası (AKH) katsayıları optimize edilmiştir. zdeş iki alanlı gü sisteminde, alışılagelmiş otomatik üretim kontrolu düzensizleştirme erevesinde ikili szleşmelerin etkisi hesaba alınarak yeniden düzenlenmiştir. Bunun iin dağıtım şirketleri katılım matrisinden (DŞKM) yararlanılmıştır. Alanlardaki eşitli dağıtım şirketleri ve üretim şirketleri arasindaki farklı alışma durumları gz nüne alınarak AKHnı oluşturan parametreler reel- kodlu GA yardımıyla optimize edilmiştir. 1. GİRİŞ Düzensizleştirmeden sonra yeniden yapılandırılan gü sistemlerinde, otomatik üretim kontrolu konusundaki temel yaklaşımlar aynı kalmasına rağmen, benzetim ve işletme yeniden formüle edilmelidir. Son yıllarda, bütün dünyada, elektrik gü endüstrisi, tüketicilerin elektrik enerjisini birbirleriyle düşük fiyat iin yarışan üretim şirketleri arasından seeceği düzensizleştirmeye doğru hızla ynelmektedir [1-6]. Düzensizleştirme hükümetlerin elektrik gü endüstrisinin işletilmesi ve kontrolu iin belirlediği ekonomik teşvik ve yeniden yapılandırılmış kurallara dayanır. Düzensizleştirme sonrası gü sistemi üretim şirketleri (RETŞİR), dağıtım şirketleri (DAĞŞİR), iletim şirketleri (İLETŞİR) ve bağımsız sistem operatrlerinden (BSO) oluşmaktadır. RETŞİR, İLETŞİR, DAĞŞİR, BSO ve dikey olarak yapılandırılan alışılagelmiş gü sistemlerindeki OK gibi birok yardımcı yapı burada daha farklı roller oynayacağından, farklı biimde modellenecektir. Yeni durumda yatay yapılandırma sz konusudur ve alışılagelmiş OK yapısı bu nedenle değişmiştir. Gü sistemlerindeki OK bu yeni yapıya uyum sağlayacak şekilde düzeltilmelidir. Yeni yapılandırmada farklı uygulamalar sz konusu olabilir. Bu alışmada, ikili szleşmelerin geerli olduğu yeniden yapılandırma gz nüne alınmıştır; bu durumda herhangi bir dağıtım şirketi gü sağlamak amacı ile herhangi bir RETŞİR ile anlaşma yapabilir ve işlem BSO tarafından denetlenir. Bu szleşmelerin nasıl gerekleştirildiğini anlamak iin kaynak [3] deki gibi DAĞŞİR katılım matrisi DŞKMden faydalanılmıştır. Szleşmelerin akış bilgisi alışılagelmiş OK sistemi üzerine eklenmelidir. Düzensizleştirilmiş durumda OK incelemeleri literatürde eşitli kaynaklarda incelenmiştir. [1-6]. Genetik algoritmalar, canlılardaki gibi, en iyi olanın hayatını sürdürmesi prensibine gre en uygun zümün geliştirilmesine dayandırılır [7]. Global minimumu bulabilen, zaman alıcı algoritmalar olarak bilinen GAların gülülük ve basitlik gibi ekici zellikleri vardır. Gü sistemlerinde, GAlar optimal gü akışına, sistem topolojisinin analizine, gü dağıtımı tasarımına ve ekonomik dağıtıma uygulanabilir. Bu alışmada, sürekli parametreli (reel-kodlu) GA düzensizleştirmeden sonra K daki parametreleri optimize etmek iin kullanılmaktadır. Sürekli parametreli GA zellikle hesaplama zamanı ve hesapsal duyarlılık aısından basit GA lardan daha üstündür ve bu tür problemlere de daha uygundur. Bu bildiride, nce ikili anlaşmalara gre yeniden yapılandırılan iki alanlı OKnda eşitli alışma durumları incelenmiş, daha sonra reel-kodlu GA kullanılarak iki alanlı sistemde Alan Kontrol Hatası (AKH) parametreleri olan bağlantı hattı parametresi K I ve frekans kutup faktrü B bu alışma durumları iin optimize edilmiştir. 2. DZENSİZLEŞTİRMEDEN SONRA OK Düzensizleştirilen sistem birka RETŞİR ve DAĞŞİR ierir, herhangi bir DAĞŞİR bağımsız olarak başka bir alanda bulunan herhangi bir RETŞİR ile szleşme yapabilir. Bu durum ikili szleşme olarak adlandırılır. Bu szleşmeler BSO tarafından gerekleştirilmelidir. Kısmen tarafsız bir varlık olan bu operatrler, biri de OK olan yardımcı servisleri de kontrol etmelidirler. Düzensizleştirme erevesinde, DAĞŞİRleri gücü zgür olarak, onlarla aynı alanlarda olan ya da olmayan RETŞİRlerinden yarışmalı fiyatlarla (daha ucuza) satın alabilirler. Pratik bir şekilde, RETŞİR-DAĞŞİR szleşmesi kaynak [3] de nerilmiştir. DAĞŞİR katılım matrisi (DŞKM) esas olarak bir DAĞŞİRnin bir RETŞİR ile yaptığı szleşmeyi gsterir. DŞKM matrisinde, satırların sayısı sistemdeki RETŞİRlerin sayısına ve sütünların sayısı da DAĞŞİRlerin sayısına eşit olmalıdır. Bu matrisin herhangi bir elemanı bir DAĞŞİR nin szleşme gücünün bir RETŞİR nden alınan blümünü gsterir. rneğin, DAĞŞİR 1 in toplam szleşme gücünün RETŞİR 2 den alınan kesri DŞKMnin (1,2) elemanında ifade edilir. Matrisin bir sütünundaki ELEKTRÝK -ELEKTRONÝK - BÝLGÝSAYAR MÜHENDÝSLÝÐÝ 10. ULUSAL KONGRESÝ 79
4
Embed
DÜZENSİZLEŞTİRMEDEN SONRA OTOMATİK ÜRETİM … · KONTROLUNUN OPTİMİZASYONUNA GENETİK ALGOR İTMANIN UYGULANMASI H. Lale ZEYNELGİL Ayşen DEMİRÖREN İstanbul Teknik Üniversitesi,
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
DÜZENSİZLEŞTİRMEDEN SONRA OTOMATİK ÜRETİM KONTROLUNUN OPTİMİZASYONUNA GENETİK ALGORİTMANIN
UYGULANMASI H. Lale ZEYNELGİL Ayşen DEMİRÖREN
İstanbul Teknik Üniversitesi, Elektrik - Elektronik Fakültesi, Maslak, 34469 İstanbul Anahtar sözcükler: Otomatik Üretim Kontrolu, Alan Kontrol hatasõ, Düzensizleştirme(Deregulation), Genetik Algoritma
ÖZET Bu çalõşmada, düzensizleştirme sonrasõ iki alanlõ otomatik üretim kontroluna (ÖÜK) GA uygulanarak alan kontrol hatasõ (AKH) katsayõlarõ optimize edilmiştir. Özdeş iki alanlõ güç sisteminde, alõşõlagelmiş otomatik üretim kontrolu düzensizleştirme çerçevesinde ikili sözleşmelerin etkisi hesaba alõnarak yeniden düzenlenmiştir. Bunun için dağõtõm şirketleri katõlõm matrisinden (DŞKM) yararlanõlmõştõr. Alanlardaki çeşitli dağõtõm şirketleri ve üretim şirketleri arasindaki farklõ çalõşma durumlarõ göz önüne alõnarak AKH�nõ oluşturan parametreler reel- kodlu GA yardõmõyla optimize edilmiştir.
1. GİRİŞ Düzensizleştirmeden sonra yeniden yapõlandõrõlan güç sistemlerinde, otomatik üretim kontrolu konusundaki temel yaklaşõmlar aynõ kalmasõna rağmen, benzetim ve işletme yeniden formüle edilmelidir. Son yõllarda, bütün dünyada, elektrik güç endüstrisi, tüketicilerin elektrik enerjisini birbirleriyle düşük fiyat için yarõşan üretim şirketleri arasõndan seçeceği düzensizleştirmeye doğru hõzla yönelmektedir [1-6]. Düzensizleştirme hükümetlerin elektrik güç endüstrisinin işletilmesi ve kontrolu için belirlediği ekonomik teşvik ve yeniden yapõlandõrõlmõş kurallara dayanõr. Düzensizleştirme sonrasõ güç sistemi üretim şirketleri (ÜRETŞİR), dağõtõm şirketleri (DAĞŞİR), iletim şirketleri (İLETŞİR) ve bağõmsõz sistem operatörlerinden (BSO) oluşmaktadõr. ÜRETŞİR, İLETŞİR, DAĞŞİR, BSO ve dikey olarak yapõlandõrõlan alõşõlagelmiş güç sistemlerindeki OÜK gibi birçok yardõmcõ yapõ burada daha farklõ roller oynayacağõndan, farklõ biçimde modellenecektir. Yeni durumda yatay yapõlandõrma söz konusudur ve alõşõlagelmiş OÜK yapõsõ bu nedenle değişmiştir. Güç sistemlerindeki OÜK bu yeni yapõya uyum sağlayacak şekilde düzeltilmelidir. Yeni yapõlandõrmada farklõ uygulamalar söz konusu olabilir. Bu çalõşmada, ikili sözleşmelerin geçerli olduğu yeniden yapõlandõrma göz önüne alõnmõştõr; bu durumda herhangi bir dağõtõm şirketi güç sağlamak amacõ ile herhangi bir ÜRETŞİR ile anlaşma yapabilir ve işlem BSO tarafõndan denetlenir. Bu sözleşmelerin nasõl gerçekleştirildiğini anlamak için kaynak [3] deki gibi DAĞŞİR katõlõm matrisi DŞKM�den faydalanõlmõştõr. Sözleşmelerin akõş bilgisi alõşõlagelmiş OÜK sistemi üzerine eklenmelidir. Düzensizleştirilmiş durumda OÜK
incelemeleri literatürde çeşitli kaynaklarda incelenmiştir. [1-6].
Genetik algoritmalar, canlõlardaki gibi, en iyi olanõn hayatõnõ sürdürmesi prensibine göre en uygun çözümün geliştirilmesine dayandõrõlõr [7]. Global minimumu bulabilen, zaman alõcõ algoritmalar olarak bilinen GA�larõn güçlülük ve basitlik gibi çekici özellikleri vardõr. Güç sistemlerinde, GA�lar optimal güç akõşõna, sistem topolojisinin analizine, güç dağõtõmõ tasarõmõna ve ekonomik dağõtõma uygulanabilir. Bu çalõşmada, sürekli parametreli (reel-kodlu) GA düzensizleştirmeden sonra ÖÜK daki parametreleri optimize etmek için kullanõlmaktadõr. Sürekli parametreli GA özellikle hesaplama zamanõ ve hesapsal duyarlõlõk açõsõndan basit GA lardan daha üstündür ve bu tür problemlere de daha uygundur.
Bu bildiride, önce ikili anlaşmalara göre yeniden yapõlandõrõlan iki alanlõ OÜK�nda çeşitli çalõşma durumlarõ incelenmiş, daha sonra reel-kodlu GA kullanõlarak iki alanlõ sistemde Alan Kontrol Hatasõ (AKH) parametreleri olan bağlantõ hattõ parametresi KI ve frekans kutup faktörü B bu çalõşma durumlarõ için optimize edilmiştir.
2. DÜZENSİZLEŞTİRMEDEN SONRA OÜK Düzensizleştirilen sistem birkaç ÜRETŞİR ve
DAĞŞİR içerir, herhangi bir DAĞŞİR bağõmsõz olarak başka bir alanda bulunan herhangi bir ÜRETŞİR ile sözleşme yapabilir. Bu durum �ikili sözleşme� olarak adlandõrõlõr. Bu sözleşmeler BSO tarafõndan gerçekleştirilmelidir. Kõsmen tarafsõz bir varlõk olan bu operatörler, biri de OÜK olan yardõmcõ servisleri de kontrol etmelidirler. Düzensizleştirme çerçevesinde, DAĞŞİR�leri gücü özgür olarak, onlarla aynõ alanlarda olan ya da olmayan ÜRETŞİR�lerinden yarõşmalõ fiyatlarla (daha ucuza) satõn alabilirler. Pratik bir şekilde, ÜRETŞİR-DAĞŞİR sözleşmesi kaynak [3] de önerilmiştir. �DAĞŞİR katõlõm matrisi (DŞKM)� esas olarak bir DAĞŞİR�nin bir ÜRETŞİR ile yaptõğõ sözleşmeyi gösterir. DŞKM matrisinde, satõrlarõn sayõsõ sistemdeki ÜRETŞİR�lerin sayõsõna ve sütünlarõn sayõsõ da DAĞŞİR�lerin sayõsõna eşit olmalõdõr. Bu matrisin herhangi bir elemanõ bir DAĞŞİR nin sözleşme gücünün bir ÜRETŞİR� nden alõnan bölümünü gösterir. Örneğin, DAĞŞİR1� in toplam sözleşme gücünün ÜRETŞİR2� den alõnan kesri DŞKM�nin (1,2) elemanõnda ifade edilir. Matrisin bir sütünundaki
ELEKTRÝK -ELEKTRONÝK - BÝLGÝSAYAR MÜHENDÝSLÝÐÝ 10. ULUSAL KONGRESÝ
79
elemanlarõn değerlerinin toplamõ 1 olmalõdõr. Gözönüne alõnan güç sisteminde iki alan vardõr ve bu alanlarõn herbiri iki DAĞŞİR ve iki ÜRETŞİR�den oluşmuştur (Şekil 1). Buna göre, DŞKM aşağõdaki gibi verilebilir:
=
44434241343332312423222114131211
sfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsfsf
ŞKMD (1)
burada sf �sözleşme katõlõm faktörü� nü gösterir. Örneğin, DAĞŞİR1�in toplam olarak 0.1 p.u. MW talep ettiği ve bu gücün 0.03 p.u. MW�õnõn ÜRETŞİR1�den, 0.04 p.u.MW�õnõn ÜRETŞİR2�den, 0.02 p.u.MW�õnõn ÜRETŞİR3�den, 0.01 p.u.MW�õnõn ÜRETŞİR4�den talep edildiği varsayõlõrsa, DŞKM�nin 1. sütunu aşağõdaki gibidir:
3.01.0
03.0sf11 == 0.40.1
0.04sf21 ==
2.01.0
02.031sf == 1.0
1.001.0
41 ==sf
Sonuç olarak, DAĞŞİR1� e ait sözleşme katõlõm oranlarõ toplamõ dir. Köşegen dõşõ elemanlar, bir
alandaki DAĞŞİR�leri ile bir başka alandaki ÜRETŞİR arasõndaki taleplere karşõ düşer.
1i ijsf =∑
Şekil 1. Düzensiz Düzensizleştirtalep edilen yalanõndaki bir bSistemin blok şekildeki yük dsistemi bloku bsayõda ÜRETŞİ
ÜRETŞİR�leri arasõnda bu şirketlerin katõlõmlarõ oranõnda paylaştõrõlmalõdõr. Bu paylaşmayõ gösteren katsayõlar �AKH katõlõm faktörleri (af)� olarak
isimlendirilir ve dir, burada k
ÜRETŞİR�lerinin sayõsõdõr. Alõşõlagelmiş durumdan farklõ olarak, bir DAĞŞİR bütün ÜRETŞİR�lerinden talepte bulunabilir. Bu talepler DAĞŞİR�nin sf katkõ oranlarõyla belirlenen, p.u MW cinsinden yükünü verir. İki alanlõ durumda, bağlantõ hatlarõndaki çizelgelenmiş sürekli durum güç akõşõ aşağõdaki gibi verilir.
∑=
=k
1j1jaf
−=∆ −
talebindenşirketleri
üretim deki I alan
ninşirketleri
dagitim deki II alan
talebindenşirketleri
üretim deki II alan
ninşirketleri
agitimd deki I alan
P elenmişlgçize21
(2) Bağlantõ hattõ güç talebi aşağõdaki gibidir:
elenmişlgçize21gerçek21hata21 PPP −−− ∆−∆=∆ (3) Bu hata işareti sürekli durumda AKH�nõ üretmek için kullanõlõr:
hata21111 PfBAKH −∆+∆= (4) benzer şekilde,
hata12222 PfBAKH −∆+∆= (5)
D 1
Σ
3
AKH1
++
−
Σ
Σ
Σ AKH2
ELEKTRÝK -ELEKTRONÝK - BÝLGÝSAYAR MÜHENDÝSLÝÐÝ 10. ULUSAL KONGRESÝ
80
sf
11
1nP 12
++
+Σ
sf 2n
hata21hata12 PPP −− ∆−=∆ (6) 21
2
22D 2+ +Σ
sf31
dõr; burada Pn1 ve Pn2 alanlarõn nominal güçleridir (Pn1 = + +Σ
sf
leştirilmiş durumda OÜilmiş durumda, bir DAük değiştiğinde, buölgesel yük değişimi diyagramõnda görüld
eğişimleri (∆PL1yerel vaşlangõcõnõ etkiler. HeR var olduğundan, A
41
2
Ünite 1
Ünite 2
4
Ünite 3
Ünite 4
23
43
Σ +Σ
+
+
+ +
++ +
+
+ ∆P+ Σ
++ +
+
+
+
+
+++
+
Σ
Σ
Σ
∆P
Σ Σ
Σ
Σ
Σ
Σ
sf
sf
sf3
sf
Ş
K� nunĞŞİR ta DAĞolarak üğü g
e ∆PL2yrbir alaKH iş
42
Gen
Gen
s12T
4
44
4
24D
L1yerel
++
+
Σ
Σ
L2yerel
Ş
Pn2). İki alan içeren sistemin sürekli durum denklemi:
uBxAx yeniyeni +=•
(7) olup, burada x durum vektörü ve u DAĞŞİR�nin talep ∆f
u=[∆PL1∆PL2∆PL3∆PL4] Düzensizleştirmeden sonraki sürekli durum güç sistemi eşitlikleri kaynak [3] deki gibidir. Üç farklõ çalõşma . 2
−∆f2
+Σ
af
af3
durumu göz önüne alõnmõştõr: 1. Temel durumda, AKH katõlõm faktörlerinin hepsi aynõdõr ve 0.5 değerindedir. Bu nedenle OÜK�na her bir alanõn katkõsõnõn eşit olduğu varsayõlmõştõr. Ayrõca,
sf13
DŞKM, sf11, sf12, sf21, sf22 değerlerinin hepsi 0.5�e eşit sf alõnarak oluşturulur. Sürekli durumda, herhangi bir
ÜRETŞİR aşağõda ifade edilen sözleşme ile 4
sf33
DAĞŞİR�lerinin taleplerini karşõlamalõdõr:
sf
sf1
sf
sf3
sf
DŞ Ş
yapõrafõnŞİR�görüibi, erel) nda areti
sõ dan nin lür. bu
güç çok bu
Ljiji
Mi PsfP ∆∑=∆ (8)
burada ∆PLj DAĞŞİRj� nin toplam talebidir. Bu çalõşma durumunda, 2. alana ait olan ÜRETŞİR3 and ÜRETŞİR4 güç transferi için herhangi bir DAĞŞİR ile sözleşme yapmamõştõr, bu nedenle bunlarõn üretim güç değişimleri sürekli durumda sõfõrdõr. 2. DAĞŞİR�leri ve ÜRETŞİR�leri arasõndaki sözleşmede DŞKM�nin aşağõdaki gibi olduğu
varsayõlmõştõr:
00
=
7.0025.03.07.0125.00
0025.2.03.0025.5.0
ŞKMD
Her bir DAĞŞİR�nin DŞKM�nin elemanlarõ ile belirlenen şekilde ÜRETŞİR�lerinden 0.1 pu MW�lõk güç talep ettiği ve her bir ÜRETŞİR�nin de aşağõdaki AKH katõlõm faktörleri ile belirlenen şekilde OÜK�na katõldõklarõ varsayõlmõştõr:
0.5af1af 0.5,af 0.25,af1af 0.75,af 343121 =−===−== Sözleşmesiz yük yoksa, AKH katõlõm faktörleri sistemin sadece geçici davranõşõnõ etkiler, sürekli durum davranõşõnõ etkilemez. Bağlantõ hattõnda 1. alandan 2. alana çizelgelenmiş güç değeri aşağõdaki gibidir:
Lj4
3i
2
1jijLj
2
1i
4
3jijelilgçize21 PsfPsfP ∆∑ ∑−∆∑ ∑=∆
= == =− (9)
3. Sözleşmenin Bozulmasõ: Herhangi bir DAĞŞİR sözleşmede belirlenmiş olandan daha fazla (aşõrõ) bir güç talebinde bulunursa, sözleşme bozulur. Sözleşme dõşõ olan bu güç, talepte bulunan dağõtõm şirketi ile aynõ alanda bulunan ÜRETŞİR�leri tarafõndan karşõlanmalõdõr. Aşõrõ güç o alanõn bir bölgesel yükü olarak alõnmalõ, fakat sözleşme talebi şeklinde alõnmamalõdõr. İkinci çalõşma durumu yeniden gözönüne alõnõrsa, artõk DAĞŞİR1�in talebinde 0.1pu MW�lõk bir aşõrõ güç artõşõ olduğu varsayõlmaktadõr. Bu durumda, Alan I deki toplam bölgesel yük = DAĞŞİR1 in yükü + DAĞŞİR2 nin yükü = (0.1+0.1)+0.1 = 0.3 puMW Benzer olarak, Alan II deki toplam bölgesel yük = DAĞŞİR3 in yükü+DAĞŞİR4 nin yükü = 0.1+0.1 = 0.2 puMW olur. DAĞŞİR1�in sözleşmesiz yükü ÜRETŞİR1 ve ÜRETŞİR2�ye yansõtõlõr. AKH katõlõm faktörleri sürekli durumda aşõrõ yükün dağõtõmõnõ belirler. Bu yük aynõ alandaki ÜRETŞİR�lerinden sağlanõr.
3. OÜK PARAMETRELERİNİN GA KULLANILARAK OPTİMİZASYONU İncelenen iki alanlõ sistemde, her bir alana ait KI ve B parametreleri diğer alanõnkilerle özdeştir ve KI1 = KI2 = KI and B1 = B2 = KI dõr. Bu çalõşmada, OÜK�nu etkileyen parametreleri içeren ve karesel olarak seçilen aşağõdaki gibi bir davranõş kriteri önerilmiştir:
[ ]
−∆∆
−∆∆
−−
−−
−∆∆−∆∆=
12tieP2f
21tieP1f
IK0000BIK0000IK0000BIK
12tieP2f21tieP1fI
(10) GA�lar davranõş kriterinin tüm alandaki minimumunu yakalayabilen etkili araştõrma teknikleridir [7]. GA�da topluluğu oluşturan bireyler (kromozomlar) doğadaki
gibi oluşturulur ve üretilir. Bu toplulukdaki farklõ üyeler uygunluklarõ ile orantõlõ olan farklõ üreme hõzlarõna sahiptir. Uygunluk, gözönüne alõnan problemdeki amaç fonksiyonuna karşõlõk düşmektedir. GA biyolojik genlere benzer bir yapõya sahiptir ve seçilme, yeniden üretim, çaprazlama ve değişim (mutasyon) işlemlerinin uygulanmasõ ile optimum çözüme ulaşõlõr. En iyi birey optimizasyon işlemi boyunca varlõğõnõ sürdürür. Bu çalõşmada, sürekli parametreli (reel-kodlu) GA kullanõlmõştõr. Bu algoritmanõn basit GA�dan farkõ parametrelerin sõfõrlar ve birlerden oluşan bitlerle değil, uygun bölgede seçilen reel sayõlarla gösterilmesidir. Dolayõsõyla, reel-kodlu GA daha hõzlõ çalõşõr ve daha hassastõr. Burada, maliyet fonksiyonu olarak yukarõda tanõmlanmõş olan davranõş kriteri kullanõlmõştõr. GA�yõ başlatmak için, Nipop kromozom�dan oluşan bir başlangõç topluluğu tanõmlanmalõdõr. Nipop × Npar keyfi değerin belirlenmesi ile, başlangõç topluluğu aşağõdaki gibi oluşturulmuş olur:
( ) { } IminparipopIminImaxK K N,NrandomKKIPOP +×= −I (22)
( ) { } minparipopminmaxB B N,N random BBIPOP +×−= (23) burada, random {Nipop, Npar }, 0 ile 1 arasõnda düzgün dağõlmõş rastgele sayõlar üretir ve KImax, KImin, Bmax ve Bmin sõrasõyla optimize edilecek iki parametreye ilişkin en büyük ve en küçük değerlerdir.
Bu çalõşmada, kromozom sayõsõ 48 olarak seçilmiş ve başlangõç topluluğu keyfi olarak üretilmiştir ve yeniden üretim işlemi olarak Rulet çarkõ işlemi seçilmiştir. Mutasyon hõzõ 0.04 olarak alõnmõştõr. Ayrõca, eniyi kromozomun gelecek nesilde korunmasõnõ sağlamak üzere elitizm mekanizmasõ da kullanõlmõştõr. GA seçilen davranõş kriterini minimize edecek şekilde AKH parametrelerininin optimal değerlerinini eldesinde kullanõlmõştõr.
4. İNCELEMELER Bu çalõşmada, iki alanlõ güç sisteminde
düzensizleştirilmiş çalõşmada, her bir alandaki AKH parametreleri GA kullanõlarak optimize edilmiştir. Benzetimde, diferansiyel eşitlikler Runge-Kutta 4 tekniği ile ve integrasyon adõmõ uzunluğu 0.01 s. seçilerek çözülmüştür. Örnekleme zamanõ 0.2 s. dir. İncelemeler de kaynak [3] deki iki alanlõ sistem ve parametreler esas alõnmõştõr. GA� da değişkenlerin reel değerleri kullanõlõrken, OÜK yapõsõnda aynõ değişkenlerin fark değerleri kullanõlmõştõr. Benzetim MATLAB m-file dosyalarõ yazõlarak yapõlmõştõr.
Düzensizleştirme sonrasõndaki OÜK uygulamasõnda, üç farklõ çalõşma durumu için, bağlantõ hattõ parametresi (integral gain) KI ve frekans parametresi B reel kodlu genetik algoritma kullanõlarak optimize edilmiştir. Birinci durum temel durum olup, sadece 1. alanda yük değişimi oluştuğu bu durumda yük aynõ alandaki
ELEKTRÝK -ELEKTRONÝK - BÝLGÝSAYAR MÜHENDÝSLÝÐÝ 10. ULUSAL KONGRESÝ
81
ÜRETŞİR�leri tarafõndan beslenir. İkinci durumda, her bir alandaki DAĞŞİR�lerinin aynõ alandaki ve/veya diğer alandaki ÜRETŞİR�leri ile ikili sözleşmeleri vardõr. Son durum ise sözleşmenin bozulduğu durum olup, I. alanda aşõrõ bir yük telebi vardõr. Benzetim sonuçlarõ için, bu çalõşma durumlarõndaki KI and B parametrelerinin optimum değerleri seçillen davranõş kriteri yardõmõ ile bulunmuş ve Çizelge 1 de verilmiştir. Her bir alanõn frekansõndaki ve bağlantõ hattõ gücündeki değişimler Şekil 2-4 arasõnda verilmiştir.
Çizelge 1 Optimum Parametre değerleri
Parametreler 1. durum 2. durum 3. durum KI 0.4861 0.4927 0.4677 B 0.4990 0.4450 0.4616
.
0 50 100 150 200 250-0.35
-0.3
-0.25
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
İterasyon sayõsõ
1. a
land
a fre
kansõn
değ
işim
i (p.
u.)
(a)
0 50 100 150 200 250-0.05
-0.04
-0.03
-0.02
-0.01
0
0.01
0.02
0.03
İteration number
2. a
land
a fre
kansõn
değ
işim
i (p.
u.)
(b)
0 50 100 150 200 250-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3x 10
-3
İterasyon sayõsõ
Bağ
lantõ h
attõ
gücü
nün
değişi
mi (
p.u.
)
(c)
Şekil 2. 1. Çalõşma durumu için 1. alanda ve 2. alanda frekensõn değişimi (a ve b) ile bağlantõ hattõ gücünün değişimi (c)
0 50 100 150 200 250-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
İterasyon sayõsõ
1. a
land
a fre
kansõn
değ
işim
i (p.
u.)
(a)
0 50 100 150 200 250-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
İterasyon sayõsõ
2. a
land
a fre
kansõn
değ
işim
i (p.
u.)
(b)
0 50 100 150 200 250-20
-15
-10
-5
0
5x 10
-3
İterasyon sayõsõ
Bağ
lantõ h
attõ
gücü
nün
değişi
mi (
p.u.
)
(c)
Şekil 3. 2. Çalõşma durumu için 1. alanda ve 2. alanda frekensõn değişimi (a ve b) ile bağlantõ hattõ gücünün değişimi (c)
0 50 100 150 200 250-0.8
-0.7
-0.6
-0.5
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
İterasyon sayõsõ
1. a
land
a fre
kansõn
değ
işim
i (p.
u.)
(a)
0 50 100 150 200 250-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
2. a
land
a fre
kansõn
değ
işim
i (p.
u.)
İterasyon sayõsõ (b)
0 50 100 150 200 250-0.09
-0.08
-0.07
-0.06
-0.05
-0.04
-0.03
-0.02
-0.01
0
İterasyon sayõsõ
Bağ
lantõ h
attõ
gücü
nün
değişi
mi (
p.u.
)
(c)
Şekil 4. 3. Çalõşma durumu için 1. alanda ve 2. alanda frekensõn değişimi (a ve b) ile bağlantõ hattõ
gücünün değişimi (c) 5. SONUÇLAR Düzensizleştirmeden sonra, yeniden yapõlandõrõlmõş OÜK güç sistemlerinde önemini korumaktadõr. Bu çalõşmada, bu yeni durumda ikili sözleşmeler içeren OÜK çeşitli çalõşma durumlarõ için incelenmiştir ve uygun bir davranõş kriteri seçilerek AKH parametreleri reel değerlere dayandõrõlan sürekli parametreli GA yardõmõ ile optimize edilmiştir. GA�nõn bu tipi hesaplama zamanõndan tassarruf sağladõğõ ve basit GA�ya oranla daha duyarlõ olduğu için tercih edilmiştir. İncelenen iki alanlõ güç sisteminde alanlar özdeştir. Ayrõca, optimizasyondan elde edilen AKH�nõn parametre değerlerinin tatmin edici sonuclar verdiği benzetim sonuçlarõndan da görülmektedir KAYNAKLAR [1] M. Shahidehpour, M. Alomoush, �Restructured Electrical
Power Systems Operation, Trading and Volatility�, Marcel Dekker Inc., 2001
[2] S. Hunt, �Making Competition Work in Electricity�, John Wiley & Sons, Inc., 2002
[3] V. Donde, M. A. Pai, Ian A. Hiskens, �Simulation and Optimization in an AGC System after Deregulation� IEEE Trans on PWRS, Vol. 16, No: 3 August 2001, say. 481-489
[4] J. Kumar, Koh-Hoe Ng, G. Sheblé, �AGC Simulator for Price-Based Operation Part I: A Model�, IEEE Trans on PWRS, Vol. 12, No: 2, May 1997, say.527-532
[5] J. Kumar, Koh-Hoe Ng, G. Sheblé, �AGC Simulator for Price-Based Operation Part II: Case Study Results�, IEEE Trans on PWRS, Vol. 12, No: 2, May 1997, say.533-538
[6] J. Kumar, Koh-Hoe Ng, G. Sheblé, �AGC Simulator for Price-Based Operation Part II: Case Study Results�, IEEE Trans on PWRS, Vol. 12, No: 2, May 1997, say.533-538
[7] F. Harrera, J.L.Verdegay, �Genetic Algorithms and Soft Computing�, Physica-Verlag Heidelberg, 1996
ELEKTRÝK -ELEKTRONÝK - BÝLGÝSAYAR MÜHENDÝSLÝÐÝ 10. ULUSAL KONGRESÝ