Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı
Yıl: 2021 Cilt: 36 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 2053 - 2068 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.841751 İndeks Tarihi: 29-07-2022
Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı
Öz: Bu çalışmada, iki bölgeli ara-ısıtmasız termal güç sistemi ile çok kaynaklı güç sistemlerinin yük frekans kontrolü (YFK) ele alınmıştır. Bu sistemlerde ikincil denetleyici olarak basit yapılı PID denetleyicisi tercih edilmiştir. Denetleyici performansını artırmak amacıyla yeni bir hedef fonksiyonu tasarlanmış ve bu hedef fonksiyonunun değeri simbiyotik organizmalar arama algoritması (SOAA) ile azaltılarak PID denetleyici parametreleri elde edilmiştir. Benzetimi gerçekleştirilen tüm elektrik güç sistemleri MATLAB/Simulink ortamında modellenmiş, optimizasyon tekniği ise MATLAB/M-file ortamında kodlanmıştır. Çalışmanın literatüre katkısının ispatı için her bir güç sisteminden elde edilen sonuçlar iyi dergilerdeki popüler sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçlarına göre önerilen hedef fonksiyonu ile ayarlanan SOAA:PID denetleyicinin, basit yapısına rağmen, frekans ve bağlantı hattı güç değişim eğrilerindeki salınım (oscillation), oturma zamanı (settling time), maksimum pozitif aşım (maximum overshoot) ve maksimum negatif aşım (maximum undershoot) zaman alanı göstergeleri bakımından diğer yaklaşımlardan daha iyi performans sergilediği gözlenmiştir.
Anahtar Kelime: A new objective function design for optimization of secondary controllers in load frequency control
Öz: In this study, load frequency control (LFC) of two-area non-reheat thermal power system and multi-source power systems is addressed. A simple PID-structured controller is used as a secondary controller in these systems. To raise the performance of PID controller, a new multi-objective function is designed and PID controller parameters are acquired by minimizing the value of this function with symbiotic organisms search (SOS) algorithm. All electrical power systems simulated are modeled in MATLAB/Simulink environment and the optimizer is coded in MATLAB/M-file platform. In order to affirm the contribution of the work, results collected from each power system are compared with popular results published in prestigious journals. As per the comparative results, despite its simplicity, SOS:PID controller tuned via the proposed objective function is observed to result in better performance than other approaches in terms of oscillations, settling time, maximum overshoot and maximum undershoot time domain indicators of the frequency and tie-line power change curves.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. Yalçin E., Vardar T., Lüy M., PID kontrolör ile iki bölgeli güç sistemlerinde yük frekans kontrolünün incelenmesi, Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, 5 (2), 7–11, 2013.
- 2. Ramakrishna K.S.S., Bhatti T.S., Sampled-data automatic load frequency control of a single area power system with multi-source power generation, Electrical Power Components and Systems, 35 (8), 955–980, 2007.
- 3. Sönmez Ş., Ayasun S., Gain and phase margin based stability analysis of time delayed single area load frequency control system with fractional order PI controller, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34 (2), 945-959, 2019.
- 4. Ekinci S., Optimal design of power system stabilizer using sine cosine algorithm, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 34 (3), 1329-1350, 2019.
- 5. Ali E.S., Abd-Elazim S.M., Bacteria foraging optimization algorithm based load frequency controller for interconnected power system, International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 33 (3), 633– 638, 2011.
- 6. Panda S., Mohanty B., Hota P.K., Hybrid BFOA-PSO algorithm for automatic generation control of linear and nonlinear interconnected power systems, Applied Soft Computing, 13 (12), 4718–4730, 2013.
- 7. Rout U.K., Sahu R.K., Panda S., Design and analysis of differential evolution algorithm based automatic generation control for interconnected power system, Ain Shams Engineering Journal, 4 (3), 409–421, 2013.
- 8. Padhy S., Panda S., A hybrid stochastic fractal search and pattern search technique based cascade PI-PD controller for automatic generation control of multisource power systems in presence of plug in electric vehicles, CAAI Transactions on Intelligence Technology, 2 (1), 12–25, 2017.
- 9. Mohanty B., Panda S., Hota P.K., Differential evolution algorithm based automatic generation control for interconnected power systems with non-linearity, Alexandria Engineering Journal, 53 (3), 537–552, 2014.
- 10. Mohanty B., Panda S., Hota P.K., Controller parameters tuning of differential evolution algorithm and its application to load frequency control of multi-source power system, International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 54 (1), 77–85, 2014.
- 11. Çelik E., Improved stochastic fractal search algorithm and modified cost function for automatic generation control of interconnected electric power systems, Engineering Applications of Artificial Intelligence, 88, 103407, 2020.
- 12. Sahu R.K., Panda S., Rout U.K., Sahoo D.K., Teaching learning based optimization algorithm for automatic generation control of power system using 2-DOF PID controller, International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 77 (5), 287–301, 2016.
- 13. Barisal A.K., Comparative performance analysis of teaching learning based optimization for automatic load frequency control of multi-source power systems, International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 66 (3), 67–77, 2015.
- 14. Sahu R.K., Panda S., Chandra Sekhar G.T., A novel hybrid PSO-PS optimized fuzzy PI controller for AGC in multi area interconnected power systems, International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 64 (1), 880–893, 2015.
- 15. Gozde H., Taplamacioglu M. C., Automatic generation control application with craziness based particle swarm optimization in a thermal power system, International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 33 (1), 8–16, 2011.
- 16. Padhy S., Panda S., Mahapatra S., A modified GWO technique based cascade PI-PD controller for AGC of power systems in presence of Plug in Electric Vehicles, Engineering Science and Technology, an International Journal, 20 (2), 427–442, 2017.
- 17. Çimen M.E., Boz A.F., Parameter identification of a non-minimum phase second order system with time delay using relay test and PSO, CS, FA algorithms, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 34 (1), 461-477, 2019.
- 18. Yang, X.-S., Nature-inspired optimization algorithms, 1st edition, Elsevier, 2014.
- 19. Guha D., Roy P.K., Banerjee S., Application of backtracking search algorithm in load frequency control of multi-area interconnected power system, Ain Shams Engineering Journal, 9(2), 257–276, 2018.
- 20. Cheng M.Y., Prayogo D., Symbiotic Organisms Search: A new metaheuristic optimization algorithm, Computers and Structures, 139, 98–112, 2014.
- 21. Çelik E., Öztürk N., A hybrid symbiotic organisms search and simulated annealing technique applied to efficient design of PID controller for automatic voltage regulator, Soft Computing, 22, 8011–8024, 2018.
- 22. Çelik E., A powerful variant of symbiotic organisms search algorithm for global optimization, Engineering Applications of Artificial Intelligence, 87, 103294, 2020.
- 23. Çelik E., Design of new fractional order PI–fractional order PD cascade controller through dragonfly search algorithm for advanced load frequency control of power systems, Soft Computing, 25, 1193–1217, 2021.
- 24. Çelik E., Öztürk N., Arya Y., Ocak C., (1+PD)-PID cascade controller design for performance betterment of load frequency control in diverse electric power systems, Neural Computing and Applications, https://doi.org/10.1007/s00521-021-06168-3.
| APA | Yenen Yılmaz Z, Bal G, ÇELİK E, ÖZTÜRK N, guvenc u, Arya Y (2021). Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı. , 2053 - 2068. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| Chicago | Yenen Yılmaz Zümre,Bal Gungor,ÇELİK Emre,ÖZTÜRK NİHAT,guvenc ugur,Arya Yogendra Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı. (2021): 2053 - 2068. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| MLA | Yenen Yılmaz Zümre,Bal Gungor,ÇELİK Emre,ÖZTÜRK NİHAT,guvenc ugur,Arya Yogendra Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı. , 2021, ss.2053 - 2068. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| AMA | Yenen Yılmaz Z,Bal G,ÇELİK E,ÖZTÜRK N,guvenc u,Arya Y Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı. . 2021; 2053 - 2068. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| Vancouver | Yenen Yılmaz Z,Bal G,ÇELİK E,ÖZTÜRK N,guvenc u,Arya Y Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı. . 2021; 2053 - 2068. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| IEEE | Yenen Yılmaz Z,Bal G,ÇELİK E,ÖZTÜRK N,guvenc u,Arya Y "Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı." , ss.2053 - 2068, 2021. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| ISNAD | Yenen Yılmaz, Zümre vd. "Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı". (2021), 2053-2068. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.841751 |
| APA | Yenen Yılmaz Z, Bal G, ÇELİK E, ÖZTÜRK N, guvenc u, Arya Y (2021). Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(4), 2053 - 2068. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| Chicago | Yenen Yılmaz Zümre,Bal Gungor,ÇELİK Emre,ÖZTÜRK NİHAT,guvenc ugur,Arya Yogendra Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36, no.4 (2021): 2053 - 2068. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| MLA | Yenen Yılmaz Zümre,Bal Gungor,ÇELİK Emre,ÖZTÜRK NİHAT,guvenc ugur,Arya Yogendra Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.36, no.4, 2021, ss.2053 - 2068. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| AMA | Yenen Yılmaz Z,Bal G,ÇELİK E,ÖZTÜRK N,guvenc u,Arya Y Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(4): 2053 - 2068. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| Vancouver | Yenen Yılmaz Z,Bal G,ÇELİK E,ÖZTÜRK N,guvenc u,Arya Y Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(4): 2053 - 2068. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| IEEE | Yenen Yılmaz Z,Bal G,ÇELİK E,ÖZTÜRK N,guvenc u,Arya Y "Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36, ss.2053 - 2068, 2021. 10.17341/gazimmfd.841751 |
| ISNAD | Yenen Yılmaz, Zümre vd. "Yük frekans kontrolünde kullanılan ikincil denetleyicilerin optimizasyonuna yönelik yeni bir hedef fonksiyonu tasarımı". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/4 (2021), 2053-2068. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.841751 |
