İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü

ÖZDERMİR, Mahmut Temel; GÜLAN, HARUN; YILDIRIM, BURAK; GENÇOĞLU, MUHSİN TUNAY; CEBECİ, MEHMET

İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü

Mahmut Temel ÖZDERMİR, (Fırat Üniversitesi)

Burak YILDIRIM, (Bingöl Üniversitesi)

Harun GÜLAN, (Tunceli Üniversitesi)

Muhsin Tunay GENÇOĞLU, (Fırat Üniversitesi)

Mehmet CEBECİ (Fırat Üniversitesi)

Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi

0 0

Yıl: 2017 Cilt: 29 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 109 - 120 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü

Öz:

Modern güç sistemlerinde, ciddi bozulmaları takiben üretim-yük dengesinin koruma yeteneğini artırmak için optimum kazançlara sahip bir kontrolöre ihtiyaç vardır. Mikro şebeke sayısının artması nedeniyle bu sorun bugün daha belirgin bir hale gelmiştir. Mikro şebekeler çoğunlukla elektrik gücü üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarını kullandığı için üretim miktarları doğal olarak sürekli değişmektedir. Bu çalışmada AA mikro şebeke sistemlerinde frekans kontrolü için PID kontrolör kullanılmıştır. Kontrolörlerin kazançlarının optimal değerlerinin belirlenmesinde yeni bir sezgisel yöntem olan LŞA önerilmiştir. ITSE maliyet fonksiyonuna göre LŞA, PSO ve ABC ile kontrolör kazançları belirlenmiştir. Bu üç yönteme göre elde edilen kazanç değerleri kullanılarak sistemin zaman domainindeki simülasyonları yapılmış ve performansları karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelime:

Systems Automatic Generation Control in an AC Isolated Microgrid using the League Championship

Öz:

In modern power systems, a controller with optimal gains is needed in order to increase the ability of the system to maintain production-load balance followed by serious failures. This problem has become more prominent due to the increasing number of MGs. Since micro grids often use renewable energy sources to generate electric power, the amount of power generated varies continuously. In this study, PID controller was used for frequency control in AC MG systems. League Championship Algorithm, which is a new heuristic method, is proposed to determine optimal values of the controller gains. Simulations of the system were done on the time domain by using gains obtained by LCA method. The results obtained by the proposed method are compared with the results of PSO and ABC methods that are widely known and used by the earlier studies in the literature. The results were taken in accordance with ITSE. Considering the results obtained, the proposed method has a better performance in terms of maximum overshoot and settlement time values compared to other methods.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Chowdhury, C.S., Chowdhury, P., Crossley, P. (2009). The institution of engineering and technolog. Microgrids and Active Distribution Networks. London, U.K: Inst. Eng. Technol.
2. Lasseter, R.H., Akhil, A., Marnay, C., Stephens, J., Dagle, J., Guttromson, R., Meliopoulous, A., Yinger, R.J. (2002). The CERTS microgrid concept. White Paper, Transmission Reliability Program, Office of Power Technologies, U.S. Dept. Energy
3. Lasseter, R.H., Eto, J.H., Schenkman, B., Stevens, J., Vollkommer, H., Klapp, D., Linton, E., Hurtado, H., Roy, J. (2011). CERTS microgrid laboratory test bed. IEEE T POWER DELIVER 26: 325-332.
4. Bevrani, H., Habibi, F., Babahajyani, P., Watanabe, M., Mitani, Y. (2012). Intelligent Frequency Control in an AC Microgrid: Online PSO-Based Fuzzy Tuning Approach. IEEE T SMART GRID ; 3: 1935-1944.
5. Jiayi, H., Chuanwen, J., Rong, X. (2008). A review on distributed energy resources and MicroGrid. RENEW SUST ENERG REV; 12: 2472-2483.
6. Ilic, M.D., Liu, S.X. (1996). Hierarchical Power Systems Control: Its Value in a Changing Industry (Advances in Industrial Control). London, U.K: Springer.
7. Ilic-Spong, M., Christensen, J., Eichorn, K.L. (1988). Secondary voltage control using pilot point information. IEEE T POWER SYST; 3: 660-668. 8. IEEE-PES Task Force on Microgrid Control. Trends in Microgrid Control. IEEE T SMART GRID 2014; 5: 1905-1919.
9. Bevrani, H., Hiyama, T. (2011) Intelligent Automatic Generation Control. New York, U.S.A: CRC.
10.Brabandere, K.D., Bolsens, B., Den Keybus, J.V., Woyte, A., Driesen, J., Belmans, R. (2007). A voltage and frequency droop control method for parallel inverters. IEEE T POWER ELECTR; 22: 1107-1115.
11.IEEE Transactions On Power Systems. Definition and Classification of Power System Stability. IEEE T POWER SYST 2004; 9: 1387-1401.
12. Guerrero, J.M., Vasquez, J.C., Matas, J.L., DeVicuña, G., Castilla, M. (2011). Hierarchical control of droop-controlled AC and DC microgrids-- A general approach towards standardization. IEEE T IND ELECTRO; 58: 158- 172.
13. Mohamed, Y., Radwan, A.A. (2011). Hierarchical control system for robust microgrid operation and seamless mode transfer in active distribution systems. IEEE T Smart Grid; 2: 1949-3053.
14. Mehrizi-Sani, A., Iravani, M.R. (2010). "Potentialfunction based control of a microgrid in islanded and grid-connected modes," IEEE T POWER SYST 2010; 25: 1883-1891.
15. More Microgrids. Advanced Architectures and Control Concepts for more Microgrids: Definition of Ancillary Services and Short-Term Energy Markets Deliverable DD4. More MicroGrids Technical Internal Report, EU FP6 Project: More Microgrids 2009.
16. Karimi, H., Nikkhajoei, H., Iravani, M.R.(2008). Control of an electronically- coupled distributed resource unit subsequent to an islanding event. IEEE T POWER DELIVER; 23: 493-501.
17. Katiraei, F., Iravani, M.R., Lehn, P.W. (2005). Micro-grid autonomous operation during and subsequent to islanding process. IEEE T POWER DELIVER; 20: 248-257.
18. Karimi, H., Yazdani, A., Iravani, M.R. (2008) Negative-sequence current injection for fast islanding detection of a distributed resource unit. IEEE T POWER ELECTR; 23: 298-307.
19. Firestone, R.M., Marnay, C. (2005). Energy Manager Design for Microgrids. Tech. Rep. Consortium for Electric Reliability Technology Solutions (CERTS), Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, 94720, USA.
20. Obara, S. (2007) Analysis of a fuel cell micro-grid with a small-scale wind turbine generator. INT J HYDROGEN ENERG; 32: 323-336.
21. Lee, D.J., Wang, L. (2008). Small-signal stability analysis of an autonomous hybrid renewable energy power generation/energy storage system part I: Time-domain simulations. IEEE T ENERGY CONVER; 23: 311-320.
22. Kennedy, J. (2010). Particle swarm optimization. In Encyclopedia of Machine Learning. London, U.K: Springer. pp. 760-766.
23. Marco, D., Gambardella, L.M. (1997) Ant colony system: a cooperative learning approach to the traveling salesman problem. IEEE T EVOLUT COMPUT; 1: 53-66.
24. Karaboga, D. (2005). An idea based on honey bee swarm for numerical optimization. Vol. 200. Technical report-tr06, Erciyes university, engineering faculty, computer engineering department.
25. Passino, K.M. (2002). Biomimicry of bacterial foraging for distributed optimization and control. IEEE CONTR SYST MAG; 22: 52-67.
26.Biswas, A., Dasgupta, S., Das, S. Abraham, A. (2007). Synergy of PSO and bacterial foraging optimization--a comparative study on numerical benchmarks. Innovations in Hybrid Intelligent Systems. Berlin Heidelberg: Springer. pp. 255-263.
27. Glover, F. (1989). Tabu search-part I. ORSA Journal on computing; 1: 190-206
28. Kashan, A.H. (2011). An efficient algorithm for constrained global optimization and application to mechanical engineering design: League championship algorithm (LCA). IFAC SYMP SERIES; 43: 1769-1792.
29. Nikolaidis, N., Ioannis, P. (1998) Robust image watermarking in the spatial domain. SIGNAL PROCESS; 66: 385-403.
30. Akyol, S., Alataş, B. (2012) Güncel Sürü Zekası Optimizasyon Algoritmaları. Nevşehir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi; 1: pp. 36-50
31.Bingöl, H., Alataş, B. (2015). Metasezgisel Optimizasyon Tekniklerine Spor Tabanlı Yeni Bir Yaklaşım: Lig Şampiyonası Algoritması. Fırat Üniv. Fen Bilimleri Dergisi, 27(1), 1-11.
32. Astrom, K.J. (1995). PID controllers: theory, design and tuning. Instrument society of America, Park, NC: Instrument Society of America.
33. Uçar, A., Çelik, V. (2004). PI Kontrollü Doğrusal Olmayan Sistemlerde Osilasyon. Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi A, 2004, 5(1), 183-189.
34. Özdemir, M.T., Öztürk D. İki Bölgeli Güç Sisteminin Optikten Esinlenen Optimizasyon Algoritması ile Optimal Yük Frekans Kontrolü, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28 (2), 57- 66, 2016
35. Özdemir, M.T., Öztürk, D. (2016). Optimal PID Tuning for Load Frequency Control using Optics Inspired Optimization Algorithm, ICNES 2016, September 01-05, 2016, Skopje, Macedonia
36. Özdemir, M.T., Öztürk, D., Eke, İ., Çelik, V., Lee, K.Y. (2015). Tuning of Optimal Classical and Fractional Order PID Parameters for Automatic Generation Control Based on the Bacterial Swarm Optimization. IFAC-PapersOnLine, 48(30), 501-506.
37. Özdemir, M.T., Yıldız, S. (2016). Yüksek Gerilimli Doğru Akım Bağlantı Hattının Çok Bölgeli Güç Sisteminde Yük Frekans Kontrolüne Etkileri. Güç Sistemleri Konferansı-GSK'2016" 15-16 Kasım 2016 İstanbul.
38. Özdemir, M.T., Özel S. (2016). Load-Frequency Optimization with Heuristic Techniques in A Hybrid AC Microgrid. International Engineering, Science and Education Conference (INESEC 2016) 1 - 3, 2016 in Diyarbakır/Turkey.
39. Özdemir, M.T., Yıldırım, B., Gülan, H., Gençoğlu, M.T., Cebeci, M. (2016). Automatic Generation Control in an AC Microgrid using the League Championship Algorithm, ICNES 2016, September 01-05, 2016 Skopje, Macedonia
40. Özdemir, M.T., Çelik, V. (2016). Computation Stability Region of the PI Controller for the Automatic Voltage Regulation, International Congress On Natural And Engineering Sciences, ICNES 2015, September 09-13, 2015 Herzegovina, Bosnia

APA	ÖZDERMİR M, YILDIRIM B, GÜLAN H, GENÇOĞLU M, CEBECİ M (2017). İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü. , 109 - 120.
Chicago	ÖZDERMİR Mahmut Temel,YILDIRIM BURAK,GÜLAN HARUN,GENÇOĞLU MUHSİN TUNAY,CEBECİ MEHMET İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü. (2017): 109 - 120.
MLA	ÖZDERMİR Mahmut Temel,YILDIRIM BURAK,GÜLAN HARUN,GENÇOĞLU MUHSİN TUNAY,CEBECİ MEHMET İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü. , 2017, ss.109 - 120.
AMA	ÖZDERMİR M,YILDIRIM B,GÜLAN H,GENÇOĞLU M,CEBECİ M İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü. . 2017; 109 - 120.
Vancouver	ÖZDERMİR M,YILDIRIM B,GÜLAN H,GENÇOĞLU M,CEBECİ M İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü. . 2017; 109 - 120.
IEEE	ÖZDERMİR M,YILDIRIM B,GÜLAN H,GENÇOĞLU M,CEBECİ M "İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü." , ss.109 - 120, 2017.
ISNAD	ÖZDERMİR, Mahmut Temel vd. "İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü". (2017), 109-120.

APA	ÖZDERMİR M, YILDIRIM B, GÜLAN H, GENÇOĞLU M, CEBECİ M (2017). İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29(1), 109 - 120.
Chicago	ÖZDERMİR Mahmut Temel,YILDIRIM BURAK,GÜLAN HARUN,GENÇOĞLU MUHSİN TUNAY,CEBECİ MEHMET İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29, no.1 (2017): 109 - 120.
MLA	ÖZDERMİR Mahmut Temel,YILDIRIM BURAK,GÜLAN HARUN,GENÇOĞLU MUHSİN TUNAY,CEBECİ MEHMET İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.29, no.1, 2017, ss.109 - 120.
AMA	ÖZDERMİR M,YILDIRIM B,GÜLAN H,GENÇOĞLU M,CEBECİ M İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017; 29(1): 109 - 120.
Vancouver	ÖZDERMİR M,YILDIRIM B,GÜLAN H,GENÇOĞLU M,CEBECİ M İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017; 29(1): 109 - 120.
IEEE	ÖZDERMİR M,YILDIRIM B,GÜLAN H,GENÇOĞLU M,CEBECİ M "İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü." Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29, ss.109 - 120, 2017.
ISNAD	ÖZDERMİR, Mahmut Temel vd. "İzole Bir AA Mikroşebekede Lig Şampiyonası Algoritması İle Optimum Otomatik Üretim Kontrolü". Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29/1 (2017), 109-120.