Search

Combined heat and power systems are known for their high efficiency. On the other hand, economic dispatching of these systems is very important in terms of total efficiency and reliability of the power system. The novelty of this study is to use the Filled Function Method (FFM) to solve this optimization problem in a way different from that to be found in the literature. Moreover, the Taguchi method is combined with the FFM for the first time to obtain the best initial parameters. So the proposed hybrid deterministic optimization algorithm is called the Taguchi-based Filled Function Method (TFFM). The most important advantage of the suggested TFFM is that it always gives the same result for the same inputs and all the solutions are in the feasible region. The method is applied to four different test systems and the results obtained are compared with those of recent powerful optimization algorithms. With the proposed optimization method, a significant performance increase of 5.676% was achieved. Online supplemental data for this article can be accessed at https://doi.org/10.1080/0305215X.2022.2034802.

Due to the increasing cost of energy resources and environmental problems, higher efficiency systems such as combined heat and power units are becoming more popular. Due to the linear and non-convex properties of combined heat and power units, their optimum operation is becoming increasingly complex. The difficulties of this problem lead us to use intuitive and evolutionary methods. In this study, particle swarm optimization (PSO) algorithm and genetic algorithm (GA) are applied to the economic distribution (ED) of combined heat and power units. The main purpose of the ED problem is to obtain the optimum output power and temperature of each unit while minimizing the total cost of production and fulfilling system operational constraints. The results are to demonstrate and compare the capabilities of these algorithms in solving the problem of economic distribution of combined heat and power systems., Enerji kaynaklarının artan maliyeti ve çevre sorunları nedeniyle birleşik ısı ve güç birimleri gibi daha yüksek verimlilikte çalışan sistemler daha popüler hale gelmektedir. Birleşik ısı ve güç ünitelerinin doğrusal ve dışbükey olmayan özelliklere sahip olmaları nedeniyle optimum çalışması giderek karmaşıklaşmaktadır. Bahsi geçen bu problemin zorlukları bizi sezgisel ve evrimsel yöntemleri kullanmaya yöneltmektedir. Bu çalışmada, parçacık sürü optimizasyon (PSO) algoritması ve genetik algoritma (GA), birleşik ısı ve güç birimlerinin ekonomik dağıtımına(ED) uygulanmaktadır. ED probleminin temel amacı, toplam üretim maliyeti en aza indirilirken ve sistem operasyonel kısıtlamaları yerine getirilirken her bir ünitenin optimum çıkış gücü ve ısısını elde etmektir. Sonuçlar bu algoritmaların birleşik ısı ve güç sistemlerinin ekonomik dağıtımı problemini çözmedeki yeteneklerinin gösterilmesi ve karşılaştırılmasıdır.

This chapter provides implementation of various optimization algorithms to various power system problems that utilize power flow calculations. Determination of the schedule (ON/OFF status and amount of power generated) of generating units within a power system results in great saving for electric utilities. The unit commitment problem can be formulated in order to minimize the total operating cost, satisfying the system, the unit, and several operational constraints. The power transfer limit of overhead transmission lines (OTLs) is an important constraint for power systems’ planning and operation. This constraint plays an essential role in the secure and economic management of power systems. The chapter presents economic dispatch problem by considering GAs and particle swarm optimization (PSO) in complex power system analysis. It uses a hybrid PSO to solve load flow problem while uses artificial bee colony optimization for solving the optimal power flow problem.

The necessity of consumption and energy that emerged in our world with the ever-developing industry and urbanization has become an important problem. This problem has made it necessary to conduct research on how to use existing energy resources in the most efficient way while constantly directing new energy sources. Although legal regulations have been made to remedy these problems in part, they are often seen to be inadequate. One of the most effective and efficient ways to relieve operation in electrical energy systems, increase system and energy efficiency, reduce costs and ensure voltage stability is to make reactive power compensation. In this study, in a linear welded power system, it is ensured that the capacity value of the capacitor required for compensation is reduced to a minimum by reducing the effects of the harmonics in the nonlinear loads affecting the system and reducing the voltage drop which may occur even by minimizing the effect of reactive power and optimizing the minimum apparent power, the maximum power factor is obtained and the voltage drop in the line is minimized.

Bu makale, tek-makinalı sonsuz-baralı (TMSB) birgüç sisteminin düşük frekanslı salınımlarını söndürmek için bir doğalmetasezgisel optimizasyon algoritması olan yarasa algoritmasını kullanarakgeleneksel Güç Sistemi Dengeleyicisi (PSS) ve PID tabanlı Güç SistemiDengeleyicisi (PID-PSS) parametrelerinin belirlenmesinde kullanılmasını önerir.Güç Sistemi Dengeleyicisisi parametrelerinin belirlenmesi, zaman bölgesitabanlı amaç fonksiyonu ile bir optimizasyon problemine dönüştürülmüştür. Bu problem;yarasa algoritması (YA) optimizasyonu ile belirlenen parametrelerin,Heffron-Phillips modeli temel alınarak oluşturulan tek-makinalı sonsuz-baralı(TMSB) güç sisteminin MATLAB/Simulink uygulaması üzerinde test edilerek rotorhız değişim (∆ω) kararsızlığının sönümlenmesinde çözüm olarak kullanılmıştır. Yarasaalgoritması optimizasyonu sonucu parametreleri belirlenen geleneksel GüçSistemi Dengeleyicisinin (PSS) ve PID tabanlı Güç Sistemi Dengeleyicisi (PID-PSS) performans sonuçlarıkarşılaştırılmıştır. Yarasa algoritması ile hesaplanmış geleneksel PSS’in ve PID-PSS’in rotor hız değişim (∆ω)kararsızlığını sönümlendirdiği, fakat geleneksel PSS’in kararlılığının veperformansının daha iyi olduğu gözlemlenmiştir., This paper, recommends the determination of the traditional power system stabilizer (PSS) and PID based power system stabilizer (PID-PSS) parameters using the bat algorithm, which is a natural metaheuristic optimization algorithm to suppress the low frequency oscillations of a single-machine endless-busbar (SMIB) power system. The determination of the parameters of the power system stabilizer was converted to an optimization problem by the time domain based objective function. This problem; The parameters determined by bat algorithm (BA) optimization were tested on MATLAB / simulink application of single-machine infinite-busbar (SMIB) power system based on Heffron-Phillips model and used as a solution to dampen rotor speed change (∆ω) instability. The results of the bat algorithm optimization were compared the performance results of the traditional power system stabilizer (PSS) and the PID based power system stabilizer (PID-PSS). The traditional PSS and PID-PSS, calculated by the bat algorithm, damped the rotor speed change (∆ω) instability. But the stability and performance of the traditional PSS were observed to be better.

Bu makale tek makineli sonsuz güçlü baraya bağlı senkron jeneratörde oluşan salınımları sönümlemede güç sistemi dengeleyicisi parametrelerinin ayarlanması ile ilgili çalışmayı sunar. Güç sistemi dengeleyicileri; elektrik güç sistemlerinde oluşan düşük frekans salınımları sönümlemek için uyartım sistemine eklenir. Güç sistemi dengeleyicisi tasarımı için birçok yöntem vardır. Modern kontrol tekniklerinin farklı yapılarına rağmen halen güç sistemi işletmecileri geleneksel güç sistemi dengeleyicisini tercih etmektedirler. Bu yüzden geleneksel güç sistemi dengeleyicisi bu çalışmada temel alınarak güç sistemi dengeleyicisi parametreleri yeni bir yöntemle ayarlanmıştır. Dayanıklı güç sistemi dengeleyicisi tasarımı çok değişkenli optimizasyon problemi gibi formülize edilip yapay arı koloni (ABC) algoritması ile çözümü sağlanmıştır. Önerilen ABC tabanlı güç sistemi dengeleyicisinin sağlamlığını göstermek için, tek makineli güç sisteminde küçük bozucu etkilerde katılarak simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Simülasyon çalışmaları, ABC tabanlı güç sistemi dengeleyicisinin geleneksel olarak ayarlanmış dengeleyiciye göre daha üstün ve sağlam olduğunu göstermiştir., This paper presents techniques that allow a generalized parameter tuning of power system stabilizer to damp the oscillatory modes of generator connected to a single machine infinite bus system. Power system stabilizers (PSS) are added to excitation system to enhance the damping of electric power system during low frequency oscillations. Several methods are used in the design of power system stabilizers. Despite the potential of the modern control techniques with different structures, power system utilities still prefer the conventional lead-lag power system stabilizer structure. Therefore, conventional power system stabilizer based on this study, a new power system stabilizer parameters are set in a way. The problem of a robust PSS design is formulated as a multiobjective optimization problem and Artificial Bee Colony (ABC) Algorithm is used to solve it. To demonstrate the robustness of the proposed ABC based power system stabilizer, simulation studies on single machine system subjected to small perturbation. Simulation results show the superiority and robustness of ABC based power system stabilizer as compare to conventionally tuned controller.

Yük tahmini, güç üretim sürecinin önemli bir kısmı olup, yıllardır zaman serileri gibi geleneksel yaklaşımlarla elde edilmiştir. Fakat son zamanlarda yapay zekaya dayalı yeni yöntemler ortaya çıkmış olup bu yeni uygulamalar endüstride geleneksel tahminlerin yerini almaya başlamıştır. Bu çalışma diferansiyel evrim algoritması (DE) ile yapay sinir ağlarının (YSA) karma bir çalışmasını yük tahmini için DE-YSA olarak sunar. Çalışma yapay sinir ağları eğitiminde DE algoritmasının performansını test etmektedir. Çalışma çıktılarının birebir karşılaştırılmasından da anlaşılacağı üzere DE-YSA diğer metoda göre daha iyi bir performans göstermektedir., Load forecasting is an important part of the power generation process. For years, it has been achieved by traditional approaches stochastic like time series; but, new methods based on artificial intelligence emerged recently in literature and started to replace the old ones in the industry. This study presents an intelligent hybrid approach called DE-ANN by hybridization of Differential Evolution (DE) and Artificial Neural Network. In this work, performance of the Differential Evolution, a recently proposed algorithm, has been tested on training on Artificial Neural Networks. The performance of the algorithm has been compared to traditional Artificial Neural Networks Results show that DE algorithm outperforms the other method.

Bu makalede, ekonomik yük dağıtımı problemine filled fonksiyonu metodu uygulanmıştır. Vana etkisi gibidoğrusal olmayan durumlar içeren ekonomik yük dağıtımı probleminin çözümünde önerilen methodunbaşarısı gösterilmiştir. Eşitlik ve eşitsizlik içeren üç farklı test durumunda, önerilen metot test edilerekdoğrulanmıştır. Elde edilen benzetim sonuçlarına göre; filled fonksiyon metodu, parametrelerin ilkdeğerlerine daha az bağlıdır ve geliştirilen diğer algoritmalara göre daha verimli çalışmaktadır. Bunlara ilavaten, büyük güç sistemlerinde önerilen algoritmanın kolaylıkla uygulanabileceği öngörülmektedir. This paper presents a filled function method to solve economic load dispatch (ELD) of the thermal unit. The proposed method can take care of ELD considering nonlinearity such as valve point loading. Theeffectiveness of the proposed algorithm has been verified on three different test systems with equality andinequality constraint. Simulation results show that the filled function method is less sensitive to initial valuesof parameters and is more effective than other previously developed algorithms. In addition, the proposedalgorithm is highly promising for the large-scale system.

EKE, ibrahim/0000-0003-4792-238X; WOS: 000403942800013 This paper presents a filled function method to solve economic load dispatch (ELD) of the thermal unit. The proposed method can take care of ELD considering nonlinearity such as valve point loading. The effectiveness of the proposed algorithm has been verified on three different test systems with equality and inequality constraint. Simulation results show that the filled function method is less sensitive to initial values of parameters and is more effective than other previously developed algorithms. In addition, the proposed algorithm is highly promising for the large-scale system.

In the economic load dispatch, power plants are operated at minimum cost, but environmental pollution caused by fossil-fueled electric power plants is not considered. Therefore, new solution suggestions have come up due to the growing environmental problemsin recent years. One of these suggestions is environmental economic load dispatch which aims to both operations of plants at minimum cost and trying to minimize the amount of emissions. In this study, 6-generator system with three load demands 500, 700 and 900 MW is tested to solve environmental economic load dispatch problem. Genetic algorithm from heuristic optimization methods is preferred for this problem. The results which transmission losses are considered are compared with the other studies in the literature. These results show the effectiveness and superiority of the method over economy and reduction of the emission

Bu çalışma, klasik güç sistemi dengeleyicisi (PSS) ile parçacık sürüsü optimizasyon tabanlı PSS yerine yapay arıkolonisi (ABC) tabanlı PSS kullanarak geniş alan çalışma bölgesinde güç sistem kararlılığını artırmak için güçsistem sönümleme performansını iyileştiren optimal PSS parametrelerinin elde edilmesini açıklamaktadır.Optimize edilen PSS’in parametreleri, güç sistem kalıcı durum kararlılığını gösteren hatanın mutlak değerinintoplamı olan performans indeksi ile elde edilmiştir. Bu çalışmada tek makine (jeneratör) sonsuz güçlü bara(TMSGB) sistemi ile iki farklı uyarma sistemi kullanılmıştır. Simülasyon sonuçları tasarlanan ABC tabanlıPSS’in klasik ve parçacık sürüsü optimizasyon algoritması tabanlı PSS’lere göre daha hızlı cevap ve daha iyisönümleme verdiğini göstermiştir.

Bu tez çalışmasında tek makineli sonsuz güçlü baraya bağlı senkron jeneratörde oluşan salınımları sönümlemede kullanılan güç sistemi dengeleyicisinin parametrelerinin ayarlanması ile ilgili teknikler sunulmuştur. Güç sisteminin doğrusal olmayan modelinin belirli bir çalışma noktası için doğrusallaştırılması sağlanmıştır. Heffron-Phillips modeli temel alınarak güç sistemine eklenen güç sistemi dengeleyicisinin çeşitli girişler ile salınımları sönümlemede kullanılması gerçekleştirilmiştir. Son zamanlarda diferansiyel evrim ve parçacık sürüsü optimizasyonu gibi küresel optimizasyon teknikleri güç sistemi dengeleyicisi çalışmalarında uygulanmaya başlanmış olup mevcut çalışmada güç sistemi dengeleyicisi parametrelerinin en uygun seçimi için yeni bir öneri sunulmuştur. Temelde dayanıklı güç sistemi dengeleyicisi tasarımı çok değişkenli optimizasyon problemi gibi formülize edilip yapay arı koloni algoritması ile çözümü sağlanmıştır. Önerilen yapay arı kolonisi algoritması tabanlı güç sistemi dengeleyicisin geçerliliği çeşitli çalışma koşullarında tek makine güç sisteminde test edilmiş ve farklı bozucu girişlerle geçerliliği gösterilmiştir. Parametre ayarı kontrol sinyalinin bozunumlarında diferansiyel evrim, parçacık sürüsü optimizasyonu ve yapay arı koloni algoritması ile oturma zamanının ve aşım miktarının minimize edilmesi ile sağlanmıştır. Ayrıca aşım miktarının azalımı sönümlenin artmasına neden olmakla beraber sistemin hızlı cevap verme zamanı ile izin verilebilir aşım miktarı arasındaki durum optimize edilmiştir. Yapay arı kolonisi algoritma tabanlı güç sistemi dengeleyicisin sonsuz baraya bağlı senkron jeneratörün farklı çalışma koşulları altında iyi bir sönümleme gözlenmiştir. İlave olarak uygulanan yöntemin etkinliğini analiz etmek amacıyla DE ve PSO tabanlı güç sistemi dengeleyicileri ile karşılaştırılmıştır. Önerilen yöntemin salınımları sönümlemede daha hızlı cevaplar ürettiği gözlenmiştir. Önerilen kontrolör durağan ve farklı çalışma bölgesinde değişmeyen parametre değerleri ile salınımları sönümlemede daha başarılı olduğu gösterilmiştir. In this thesis, the techniques for a generalized parameter tuning of power system stabilizer to damp the oscillatory modes of generator connected to a single machine infinite bus system is presented. A linear dynamic model is obtained by linearizing the nonlinear model for a power system around an operating point. On the basis of linearized Heffron-Phillips model, a PSS is installed to the power system. The damping function of the PSS with various alternative PSS control signals are investigated. The global optimization techniques such as differential evolution, particle swarm optimization have been applied for the optimization of PSS parameters. A new approach for the optimal design of PSS parameter is investigated and the problem of a robust PSS design is formulated as a multi objective optimization problem and Artificial Bee Colony Algorithm is used to solve it. The effectiveness of the proposed Artificial Bee Colony Algorithm based Power system stabilizers is tested on a single machine power system under different operating conditions and also results are demonstrated through several disturbances. The tuning scheme proposed in this study uses the Differential Evolution, Particle Swarm Optimization and Artificial Bee Colony technique that minimizes settling time and overshoot as well as the control signal violation. Minimizing the overshoot is equivalent to increasing system damping. Moreover a necessary compromise between swiftness of response and allowable overshoot is achieved. The robustness and avoiding conservatism in design, the maximum overshoot is selected to be the worst over wide range operation. It is found that designed robust controller, Artificial Bee Colony Algorithm based Power System Stabilizer provides better damping enhancement for various operating points of single machine system connected to an infinite bus. In addition, the applied method compared with the conventional PSS, the Differential Evolution based Power System Stabilizer and the Particle Swarm Optimization based Power System Stabilizer to analyze the effectiveness of the model. Where as, the proposed controller gains are static and one controller structure is able to damp out the oscillations for different operation points. The proposed method results showed better response behaviour to damp out the oscillations. 138

YÖK Tez ID: 154925 ÖZET HİDROELEKTRİK SANTRALLERİNİN MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU EKE, İbrahim Kırıkkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi Danışman: Doç. Dr. Şerafettin Erel Şubat 2004, 86 sayfa Günümüzde modelleme ve simülasyon, sistem tasarımlarının ve hali hazırdaki sistemlerin analizlerini kolaylaştırmakta ve hızlandırmaktır. Bu çalışmada, güç sistem dinamik bilgilerini içeren bir hidroelektrik santralin matematik modeli sunulmuştur. Çalışma içerisinde, jeneratör, yük ve güç sistem modelleri hakkında bilgi verilip hidro sistem modeli sunulmuştur. Sonuç olarak, elektrik ve hidro sistem modelleri birleştirilip PID kontrolör ile yük frekans kontrolünün simülasyonu yapılmıştır. Simülasyon için Matlab 6.5.0- Simulink yazılım programı kullanılmıştır. Elde edilen simülasyon sonuçlarına göre de en uygun PID parametreleri belirlenmiştir. ANAHTAR KELİMELER : Güç Sistemi, Hidroelektrik Santral, Modelleme, Simülasyon, Kontrolör. ABSTRACT MODELLING AND SIMULATION OF HYDROELECTRIC PLANTS EKE, Ibrahim Kırıkkale University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electric and Electronic Eng., M.Sc. Thesis Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Şerafettin Erel February 2004, 86 pages Nowadays, modelling and simulation make the system representations and the available system analysis easier and also speed them up. In this study, mathematical model of a hydroelectric power system is presented, also including knowledge of power system dynamics. In this study, the knowledge about generator, load and power system models is given and then hydro system model is presented. Finally, after combining electric and hydro system models by using PID controller, load-frequency control simulation is completed. Matlab 6.5.0 - Simulink software program is used for simulation. According to the gained simulation results, the most suitable PID parameters are determined. KEYWORDS : Power System, Hydroelectric Power System, Modelling, Simulation, Controller. u

VII. ÖZET Mayıs 1993 - Eylül 2000 tarihleri arasında Cumhuriyet Üniversitesi Tıp Fakültesi Araştırma ve Uygulama Hastanesi Ortopedi Kliniğinde, 47 patella kırığı olan hasta, ameliyat edilerek tedavi edildi. Yeterli son kontrolü yapılabilen 40 hasta çalışmaya alındı. Olguların %80'i erkek, %20'si kadın idi. Ortalama yaş 40.9 (13-70), kırık tipleri ise %55 parçalı, %22.5 transvers, %17.5 distal pol, %2.5 osteokondral, %2.5 ise longitudinal kırıktı. Etiyolojik olarak %55 trafik kazası, %32.5 basit düşme, %5 yüksekten düşme, %5 darp, %2.5 iş kazası olarak saptandı. Ameliyat tekniği olarak öncelikle AO modifiye tensiyon bant tercih edildi, patellektomi, her zaman için son seçenek olarak düşünüldü. 40 hastanın 18'ine (%45) AO tensiyon bant, 9'una (%22.5) vida ve Kirschner telleri ile osteosentez, 6'sına (%15) parsiyel patellektomi, 6'sına (%15) vida ve tensiyon bant kombinasyonu, birine de (%2.5) atroskopik maniplasyon uygulandı. En az 2 ay, en çok 93 ay, ortalama 14.2 ay takip edilen hastalarımıza, son kontrollerinde yapılan Böstman skoruna göre değerlendirmede sonuçta; mükemmel %32.5, iyi %42.5, kötü %25 oranları elde edildi. Hastalarımızdan sadece ikisinde patellofemoral eklem dejenerasyonu izlendi, tel kırılması, kırık deplasmanı ve tel migrasyonu saptanmadı. Tüm patella kırıklarında tam kaynama izlendi. Bulunan tüm veriler ilgili literatürler ile karşılaştırıldı. Sonuçta, uyguladığımız yöntemlerde elde ettiğimiz sonuçların, literatür ile uyumlu olduğu tespit edildi. 44 49

Enerjiye olan ihtiyaç ve enerji verimliliğinin önemi günümüzde giderek artmaktadır. Bu devamlılık halindeki durumun sonucu olarak termik, hidroelektrik, doğalgaz ve yenilenebilir enerji santrallerinde üretilen enerjinin minimum kayıp ve maksimum verimlilikle kaliteli ve sürekli olarak tüketiciye iletilmesi sağlanan bir artı değerden ziyade gereksinim haline dönüşmüştür. Ayrıca, ülkemizde üretilen elektrik enerjisinin yaklaşık olarak yarıdan fazlası doğalgaz ve ithal kömür gibi dışa bağımlı yakıt türleri ile elde edilmektedir. Bu nedenle, yakıt maliyetinin azaltılması ülke ekonomisi bakımından oldukça büyük öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, düşük maliyetli ve kaliteli enerjinin temini için birbirinden bağımsız sekiz farklı durum için IEEE 30 baralı Alternatif Akım güç sisteminde kapasite limitleri dâhilinde Optimal Güç Akışı analizi gerçekleştirilmiştir. Üç farklı türdeki yakıt maliyeti, güç kaybı, gerilim profili, salınım ve kararlılık iyileştirmesi için hedef fonksiyonun çözümünde yeni nesil sezgisel ve aynı zamanda doğrusal olmayan fonksiyonlara uygulanabilir sürü zekâsı temelli Parçacık Sürü Optimizasyon Algoritması ile doğa olayına dayalı Su Döngüsü Algoritması kullanılmıştır. Araştırma sonucunda, en uygun halde güç akışının gerçekleşebilmesi için gerek şartların ve işletme koşullarının bütün durumlar için sağlandığı ve hedef fonksiyon sonuçlarının hem literatür ile tutarlı hem de kıyaslama yapılan diğer optimizasyon algoritmalarından daha iyi olduğu görülmüştür. Energy demand and efficiency is becoming more and more important nowadays. As a consequence of this continuity situation, transmission of energy produced in thermal, hydroelectric, natural gas and renewable power plants to consumer with minimum loss and maximum efficiency becomes a necessity rather than plus value. Furthermore, roughly more than half of total amount of electrical energy produced in our country is obtained through foreign-dependent fuel type such as natural gas and imported coal. Therefore, mitigation of fuel cost has pretty large importance with regards to national economy. In this thesis study, Optimal Power Flow analysis is performed on IEEE-30 bus Alternating Current power system within capacity constraints for eight different cases independent of each other to provide low-cost and quality energy. Objective functions are solved using new generation heuristic and as well applicable to non-linear functions swarm intelligence-based Particle Swarm Optimization Algorithm and nature event-based Water Cycle Algorithm for improvement of three different fuel cost, power loss, voltage profile, emission and stability. As a result of search, it is seen that necessary requirements and operating conditions to perform optimal power flow are ensured for all cases and outcome of each objective function is both consistent with the literature and better than the other optimization algorithms compared to ones employed in this study. 98

Gelişen dünyada gün geçtikçe enerji ihtiyacının artması, elektrik enerjisi talebinin de sürekli artmasına neden olmaktadır. Bu durumda, elektrik enerjisinin belli standartlarda ve sürekli olarak tüketiciye sağlanması bir zorunluluk haline gemiştir. Elektrik enerjisini, sabit gerilim ve frekans değerlerinde, kesintisiz olarak sağlamak ancak güç sistemlerinin kararlı çalışmasıyla mümkün olabilir. Güç sistemleri, elektrik enerjisi üretimi için senkron jeneratörlere bağımlıdır. Sistemin düzgün çalışması için gerekli koşul bütün senkron jeneratörlerin senkronizmada kalması ve çalışmaya devam etmesidir. Bu açıdan bakıldığında güç sistemlerinde kararlılık, senkron jeneratörlerin rotor açılarına bağlıdır. Bu tez çalışmasında ilk olarak tek makineli sonsuz güçlü baraya bağlı senkron jeneratörde oluşan salınımları sönümlemede kullanılan oransal integral türev tabanlı güç sistemi dengeleyicisinin ve ikinci olarak çok bölgeli sisteme bağlı senkron jeneratörlerde oluşan salınımları sönümlemede kullanılan güç sistemi dengeleyicilerinin parametrelerinin ayarlanması ile ilgili teknikler sunulmuştur. Ateş böceği algoritması ile tek makine sonsuz güçlü baraya bağlı güç sistem dengeleyicisi parametrelerinin ve yapay arı koloni algoritması ile çok makineli güç sistem dengeleyicisi parametrelerinin çözümü sağlanmıştır. Her iki algoritmada da özdeğer temelli amaç fonksiyonlar kullanılmıştır. Yapay arı koloni algoritması tabanlı güç sistem dengeleyicisi, dört makine iki bölgeli güç sisteminde farklı işletme koşullarında test edilmiştir. Tek makine için yarasa algoritması tabanlı güç sistem dengeleyicisi ile ateş böceği algoritması tabanlı oransal integral türev kontrolü güç sistem dengeleyicisi karşılaştırılmıştır. Ayrıca ikinci bölümde, otomatik gerilim regülatörü ve governörün devrede olup olmadığı durumlardaki; yapay arı kolonisi algoritma tabanlı GSD olan, 2 yapay arı kolonisi algoritma tabanlı GSD olan, 3 yapay arı kolonisi algoritması tabanlı güç sistem dengeleyicisinden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır ve önerilen 4 yapay arı kolonisi algoritması tabanlı güç sistem dengeleyicisi olan dört makine iki bölgeli güç sistemin salınımlarını söndürmede daha hızlı cevaplar ürettiği gözlenmiştir. Due to the daily increase of energy consumption, electric energy demand increases continuously in developing world. In this case, providing uninterrupted electric energy according to certain standards to consumers has become too important. For supplying uninterrupted electric energy with fixed value of voltage and frequency the power system must be stable. As known, for electric energy production the power systems are dependent to synchronous generators. All synchronous generators must be kept in synchronism for proper system working. According to that, power system stability is related to rotor angles of synchronous generators. In this thesis, first the techniques for a generalized parameter tuning of proportional integral derivative (PID) based power system stabilizer to damp the oscillatory modes of generator connected to a single machine infinite bus (SMIB) system are presented and second the techniques for a generalized parameter tuning of power system stabilizers to damp the oscillatory modes of generators connected to a two areas four generators power system are presented. For two area-four generators power system using power system analysis toolbox (PSAT) and PSSs are installed to damp the oscillations of the system under different inputs. Eigenvalue based objective function with Firefly Algorithm (FA) is used for two bounds parameters of PID-PSS (case-1 and case-2) of SMIB system and with Artificial Bee Colony (ABC) algorithm is used for two area four generators system to solve the problem. For SMIB system the comparative performance analysis of FA-PID-PSS (case-2) (proposed), FA-PID-PSS (case-1) and BA-CPSS is achieved and eigenvalue based analysis to guarantee the robust tuning of power system stabilizer. Also for two area-four generators system, without automatic voltage regulator (AVR) and turbine governor (TG), with AVR and TG, 1 ABC algorithm based PSS, 2 ABC algorithm based PSS, 3 ABC algorithm based PSS, 4 ABC algorithm based PSS the comparative performance analysis is performed, and at the result, fast settling time and low overshoot of speed response, and the eigenvalues location in the right hand side of s-plane of 4 ABC algorithm based PSSs power system indicates the superior performance than others. 147

Güç sistemlerinde kontrol edilmesi gerekli en önemli parametrelerinden biri frekans ve gerilim kontrolüdür. Güç sistemlerinin kararlı bir şekilde çalışabilmesi için standart frekans değişimi sınırlar içinde (frekansta maksimum izin verilen değişimi ± 0,5Hz) veya daha önceden belirlenmiş sabit frekans değerinde (50 veya 60 Hz) ve üretilen ile tüketilen güç dengesinin sağlanmış olması ve gereklidir. Bununla beraber, elektrik enerjisinin yüksek miktarlarda depolanamaması ve yük talebinin zamana bağlı olarak sürekli değişmesi nedeniyle bu dengelerin korunması özellikle enterkonnekte sistemlerde karmaşık kontrol yöntemlerinin uygulanmasını gerektirir. Genel olarak, frekansın kontrolü direkt olarak aktif gücün kontrol edilmesi ile mümkündür ve sistemde aktif güç dengesini sağlayan ve sistem frekansını kontrol eden bu yöntemlere otomatik üretim kontrolu ( ing. AGC) adı verilir. Bu çalışmada; yük frekans kontrolü ile sistemden optimum frekans sapması ve optimum ara bağlantı hattı güç değişimi cevabı elde edilebilmesi amacıyla, Ziegler-Nichols (ZN) klasik yönetemi, Bulanık Mantık (BM) ve yapay zeka tabanlı bazı gelişmiş optimizasyon algoritmaları kullanılmış ve kontrolör parametrelerinde optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Kontrolör olarak, oran-integral-türev (PID) kontrolörler kullanılmış, kazanç güncelleme işlemleri BM, Parçacık Sürüsü optimizasyon (PSO), Yerçekimi Arama Algoritması (YAA) ve Diferansiyel evrim (DE) algoritmaları ile ayrı ayrı karşılaştırmalı olarak gerçekleştirilmiştir. Yerçekimi arama algoritması kullanılarak optimize edilen PID kontrolör sonuçları ZN, BM, PSO, ve DE tabanlı PID kontrolörün sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Ardından YAA tabanlı PID-kontrolörün kontrol performansını literatürdeki çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. Son olarak, sistem cevabındaki sönümlü osilasyonların azaltılması ve kontrol dayanıklılığının belirlenmesi amacıyla yerçekimi arama algoritması ile optimize edilen bir PID-kontrolör tasarlanıp, kontrolör optimize edilen parameterlerinin sabit değerlerinde tutarak, sisitemindeki zamana bağlı yük değişime göre sistem frekans kontrol performansı 6 farklı çalışma durumunda analizi yapılmıştır. In electrical power system control, frequency and voltage are the most important parameters to be controlled. For satisfactory operation of power system, the standard frequency deviation (maximum permissible change in frequency ± 0,5Hz), predetermined frequency value (50 or 60 Hz) are accepted and also it is necessary to be balanced the generated and consumed real powers. Since the amount of load demand changes frequently and the electrical energy cannot be stored in large amount, an advanced control methods are needed to maintain this equilibrium for an interconnected power systems. In a power system the frequency is dependent on active power balance. These control methods provide the equilibrium of the real powers and control the system frequency which is called load-frequency control in general. In this study, in order to obtain the optimum response of frequency deviation and tie-line power change, Ziegler-Nichols (ZN), Fuzzy and some recently published artificial intelligence based optimization algorithms are used and the optimization studies have been realized for the controller parameters. As a controller, a gain scheduling proportional plus integral plus derivative (PID) controllers are used and the gain scheduling processes are provided comparatively by using Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm, Gravitational Search Algorithm (GSA) and Differential Evolution (DE) algorithms separately. Then the GSA based PID-controller performance are compared with the existence data in literature [40]. In addition, the results obtained by GSA based PID controller are compared with the results tuned by ZN-PID, Fuzzy-PID, PSO-PID, and DE-PID. Finally, in order to reduce the frequency oscillations, to have fast system response and to determine the robustness of the controller, GSA based PID-controller is designed, its parameters are held fixed and analyzed under six different operating conditions to investigate the system frequency deviations of each area and tie-line power variations between control areas. 158