Power system optimization algorithm for combined economic and emission dispatch

Abstract

Ekonomik ve emisyon dağılımı sorunu, optimum çözümü bulmak için birçok çalışmada ve araştırmada ele alınmıştır. Bu çalışmada, insan davranışını simüle ederek çözümler bulma temeline dayanan yeni bir yaklaşım benimsenmiştir ayrıca ekonomik ve emisyon değerlerinin en düşük seviyelere ulaşılana kadar birden fazla adımda yaklaşımla sonuçlara ulaşılmıştır. Bu çalışmanın temeli bulanık mantıktır. Rastgele değerler seçilerek, insan bilgisine dayalı bulanık bir müdahale sistemi üzerinde yansıtılarak, jeneratörlere uygulanacak uygun değerleri belirlemek için kullanılır. Bu şekilde daha az yakıt maliyeti ve emisyon üreten değerleri elde etmek mümkün olur. Bulanık mantığın kullanımı arama alanını azaltıp arama sürecini güç talebi ve üretilen güçle ilgili belirli bir bölgeye yönlendirir. Örneğin, güç talebi yüksekse, jeneratörler tarafından sağlanan gücün yüksek seviyelerde olması mantıklıdır, böylece üretilen güç, güç talebini eşitler ve iletken kayıplarını azaltır. Ayrıca, güç talebi orta seviyede olduğunda, üretilen gücün orta seviyede olması mantıklıdır, böylece güç talebi ve güç kaybı eşitliği sağlanır. Bu şekilde, güç yönlendirmesi belirli bir bölgeye yapılır ve çözümün bulunması için harcanan süre azaltılır. Sistemi herhangi bir durum veya güç talebi için uygulanabilir hale getirmek için bir dizi güç talebi tartışılmaktadır ve tüm bu değişiklikler ve sonuçlar, algoritmanın gerçek 30 IEEE şebekesi üzerinde uygulandığını kanıtlamak için kullanılmaktadır.

The economic and emission dispatch (EMD) problems have been investigated and considered as a research open topic and discussed in many studies and researches to find the optimum solution. In our study a new approach is made based on finding solutions by simulating the human's behavior for thinking and approaching the results by multiple steps until reaching the lowest values of economic and emission. Fuzzy logic is the base of this study and it used by selecting random values and reflecting them on fuzzy interference system based on human knowledge for deciding the suitable values that should be applied for generators to obtain the value that produces less fuel cost and less emission. The use of fuzzy logic decreases the search domain and leads the search process to certain zone related to power demand and generated power. For example, if the power demand is high, then it is logical that power supplied by generators must be at high levels to make sure that generated power is equal to power losses and power demand in the grid. Also, if power demand is at middle level, then it is logical that generated power should be at middle levels to ensure the equality of power demand and power loss. In this way, a directing of generated power is made to certain zone to decrease the search process and time consumed to find the solution which represents the lowest value of total cost needed for power demand. A various of power demands is discussed in order to modify the system so it could be applied for any case or power demand, all these modifications and results is applied on IEEE (30) grid to prove that algorithm is applied on real values of real grid.