Güç sistemlerinde optimizasyon tabanlı bulanık mantık denetleyici ile yük frekans kontrolü

Abstract

Bu tez çalışmasında ilk adım olarak güç sistemlerinin önemli kontrol problemlerinden biri olan yük frekans kontrolü (YFK) problemi tanımlanmıştır. Daha sonra ise güç sistemine ait bileşenlerin doğrusal modelleri ve bu modellerin bir araya getirilmesiyle de ara ısıtmasız iki bölgeli güç sistem modeli elde edilmiştir. İki bölgeli ara ısıtmasız güç sisteminde yük frekans kontrolünü gerçekleştirmek amacıyla bulanık mantık denetleyici (BMD) tasarımı yapılmış ve kontrol yöntemi olarak önerilmiştir. BMD'ye ait üçgen üyelik fonksiyonlarının sınır değerlerinin en uygun değerlerde belirlenebilmesi amacıyla parçacık sürüsü optimizasyonu (PSO) ve genetik algoritmalara (GA) başvurulmuştur. Böylece BMD'nin kontrol işlemini daha hızlı ve etkin bir biçimde yapabilmesi amaçlanmıştır. Benzetim çalışmaları kapsamında ise önerilen optimizasyon tabanlı BMD'nin farklı yük değişimi durumlarında verdiği cevaplar gözlemlenmiş ve sonuçlar klasik PI denetleyiciden elde edilen sonuçlar ile kıyaslanmıştır. Buna ek olarak optimizasyon yöntemleri oturma süresi, maksimum aşma, minimum aşma ve uygunluk değerleri gibi bazı performans kriterleri açısından kıyaslanmıştır ve elde edilen sonuçlar tartışılmıştır. In this thesis, load frequency control (LFC) problem, one of the major control problems of power systems, is defined as the beginning. Then linear models of power system components and, with the combination of these components, linear model of a two area non reheat power system are obtained. In order to realize load frequency control of a two area non-reheat power system, the design of a fuzzy logic controller (FLC) is carried out and proposed as a control method. Particle swarm optimization (PSO) and genetic algorithms (GA) are used to be able to bring optimality to the upper and lower limits of triangular membership functions of FLC. Thus it is aimed to enable FLC to work faster and more effective. Within the simulation studies, the results obtained from optimization based FLC proposed are observed and compared to the results given by conventional PI controller under varying load conditions. In addition, optimization methods are compared in terms of some performance criteria such as settling time, maximum and minimum overshoot and fitness value and the results are evaluated.