Kemer hidroelektrik santrali için işletme eğrisinin oluşturulması

Abstract

Nüfusun ve sanayileşmenin artmasına bağlı olarak enerji ihtiyacı tüm dünyada önemli ölçüde artmaktadır. Bu ihtiyacın karşılanabileceği petrol, doğalgaz,kömür gibi kaynaklar sınırlıdır. Ayrıca bu kaynakların çevreye verdikleri ciddi zararlar bulunmaktadır. Bu sebepten dolayı yenilenebilir enerji kaynaklarının tercih edilmesi elzemdir. Ülkemiz yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan hidroelektrik enerji açısından yüksek bir potansiyele sahiptir. Bu potansiyeli en iyi şekilde değerlendirmek için haznelerin en iyi işletme politikalarının belirlenmesi gerekmektedir. En iyi işletme politikalarının amacı en az su ile en fazla enerji üretimidir. Tez çalışması kapsamında Aydın ilinin Bozdoğan ilçesinde bulunan Kemer Barajı ve HES için en iyi işletme politikasının oluşturulması amaçlanmaktadır. Bu en iyi işletme politikasında sulama ve taşkın kontrolü hedefleri sağlanmakta ve en iyi işletme seviyeleri belirlenerek enerji üretimi enbüyüklenmektedir. Ayrıca yeni bir hazne işletme kural eğrisi önerilmektedir. Hazne işletme kural eğrisinin belirlenmesi amacıyla, hazne işletme çalışmasının ardışık akım ötelemesi ile yapıldığı bir eniyileme modeli eliştirilmektedir. Bu modelde, Kemer Barajı ve HES'in 1980-2013 yılları arasında kalan 408 aylık işletme dönemi verileri dikkate alınmaktadır. Geliştirilen eniyileme modelinde, türbin verimi dikkate alınarak enerji üretiminin enbüyüklenmesi amaçlanmaktadır. Ayrıca sulama suyu ihtiyacı ve taşkın kontrolü, kısıt fonksiyonları olarak eniyileme modeline eklenerek sağlanmaktadır. Eniyileme modelinin çözümünde diferansiyel evrim algoritması kullanılmaktadır. Bu algoritmanın mutasyon ve çaprazlama aşamalarında kullanılan parametreler bağımsız hale getirilmektedir. Bu sayede yakınsama performansının iyileştirilmesi ve gerekli bilgi-işlem süresinin azaltılması amaçlanmaktadır. Algoritmanın çeşitli test fonksiyonları üzerindeki etkinliği araştırılarak kullanılabilirliği kanıtlanmaktadır. Hazne işletme eniyileme modelinin uygulanması sonucunda oluşturulan hazne işletme eğrisi ile elektrik enerjisi üretiminin %8,6 oranında arttığı görülmektedir.

As the population and industrialization increase, energy needs increase significantly all over the world. Sources such as oil, natural gas and coal, where this need can be met, are limited. In addition, these resources have serious damage to the environment. Therefore, it is essential to choose renewable energy sources. Our country has a high potential in terms of hydroelectric energy, which is one of the renewable energy sources. To best evaluate this potential, optimum operating policies of reservoirs need to be determined. The aim of optimum operation policies is to produce maximum energy with minimum water. Within the scope of the thesis, it is aimed to create a new optimum operating policy for Kemer Dam and Hepp in Bozdoğan District of Aydın province. In this optimum operation policy, irrigation and flood control targets are achieved and energy production is maximized by determining optimum operation levels. A new reservoir operating rule curve is also proposed. In order to determine the reservoir operation rule curve, an optimization model is being developed in which the reservoir operation is performed by sequential streamflow routing. In this model, 408 month operating period data of Kemer Dam and HEPP between 1980-2013 are taken into account. In the optimization model developed, it is aimed to maximize energy production by considering turbine efficiency. In addition, irrigation water needs and flood control are provided by adding to the optimization model as constraint functions. The differential evolution algorithm is used in the solution of the optimization model. The parameters used in the mutation and crossover stages of this algorithm are made independent. In this way, it is aimed to improve the convergence performance and to decrease the required data processing time. The effectiveness of the algorithm on various test functions is investigated and its availability is proven. With the reservoir operation curve created as a result of the application of the reservoir operation optimization model, it is observed that electrical energy production increased by %8,6.