Uygun değerler temelli genelleştirilmiş subgradient algoritmasının kısa dönem hidrotermal koordinasyon problemine uygulanması

Abstract

Bu çalışmada uygun değerler temelli genelleştirilmiş subgradient (F-MSG) algortiması kullanarak kısa dönem hidrotermal koordinasyon problemi (KDHKP) çözülmüştür. KDHKP, bir güç sisteminde enerji talebin en düşük yakıt maliyeti ile karşılayabilmek için bütün termik ve hidrolik birimlere ait optimal güç üretimlerinin bulunduğu doğrusal olmayan bir kısıtlı optimizasyon problemidir. Problemin çözümü için iki farklı iteratif yöntem geliştirilmiştir. Önerilen ilk çözüm yönteminde, herbir alt zaman dilimindeki güç dağıtım problemi F-MSG algoritması kullanılarak çözülürken, hidrolik birime ait gölge su fiyatı yardımıyla da ele alınan işletim süresi boyunca hidrolik birimin harcadığı net su miktarı ayarlanmıştır. Önerilen ikinci yöntem ise, herbir iterasyonu iki adımdan oluşan iteratif bir yöntemdir. İlk adımda bir önceki iterasyonda elde edilen aktif güç kaybı kullanılarak üretim birimlerinin sadece aktif güç üretimleri belirlenmektedir. İkinci adımda, hidrolik birimlere ait aktif güç üretimleri bir önceki adımda elde edilen değerlerinde sabit tutulmakta, sisteme ait tam optimizasyon modeli kullanılarak, tüm alt zaman dilimlerindeki termik birimlere ait aktif ve reaktif güç üretimleri hesaplanmaktadır. Önerilen çözüm yöntemleri üç farklı KDHKP’i üzerinde denenmiştir ve optimal yakıt maliyeti ve çözüm zamanı açısından daha iyi sonuçlar elde edilmiştir.

In this thesis the short term hydrothermal coordination problem (STHCP) is solved by using the modified subgradient algorithm based on feasible values (F-MSG). STHCP is a nonlinear constrained optimization problem where the optimal power generations of all thermal and hydraulic units are determined in order to supply the energy demand of a power system with the lowest fuel cost. Two different iterative solutions are developed and applied to solve the problem. In the first solution method, the F-MSG algorithm is used to solve the dispatch problem in each subinterval while the pseudo water price for the hydraulic unit is employed to regulate the amount of water spent by it during the considered operation period. The second solution method is an iterative one whose single iteration is made up of two steps. In the first step, only the active generations of all units in the operation period are determined by using the actual active loss determined in the previous iteration. In the second step, hydro generations found in the first step are kept constant and the exact model of the power system is used in each subinterval. All reactive generations and active generations of thermal units in the corresponding subintervals are determined one by one. The F-MSG method is employed to solve the optimization problems of both steps. The proposed solution algorithms are tested on three different STHCPs and better results are obtained in terms of optimal fuel cost values and solution time values.