Deterministic and stochastic mixed-integer nonlinear programming for optimal design and operation of renewable-energy based microgrids to meet electricity, heat, and gas demands

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: HANDAN AKÜLKER

Danışman: BURAK ALAKENT

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez üç bölümden oluşmaktadır. İlk bölüm, elektrik talebini karşılamak için bir mikro şebekenin optimum tasarımı ve işletimi için aday bir havuzdan kurulacak ekipmanı seçmek için yeni bir deterministik tek katmanlı ve çok dönemli karma tamsayılı doğrusal olmayan programlama (KTDOP) modeli önerilmiştir. Ekipman seçimleri, karbondioksit vergilendirmesi ve üst sınır ve ticaret sisteminin uygulanmasına, mevsimsel ve yıllık ortalama rüzgar hızı, hava sıcaklığı ve küresel güneş radyasyonu verilerinin kullanımına ve şebeke modlarına göre karşılaştırılmıştır. İkinci bölümde, elektrik ve gaz taleplerini karşılamak için Güçten-Gaza (GG) sistemi ile çalışacak ekipman seçimi için tek katmanlı deterministik bir KTDOP modeli önerilmiştir. Üçüncü bölümde, elektrik, ısı ve gaz taleplerini karşılamak için iki aşamalı bir stokastik KTDOP model önerilmektedir. Belirsizlik kaynakları, karbondioksit düzenleme politikaları, hava durumu verileri ve doğal gaz ve karbondioksit fiyatlarıdır. Üç vaka çalışması incelenmiştir. İlk durumda model, ekipmanları yalnızca elektrik ve ısı taleplerini karşılamak için seçmiştir. İkinci durumda, GG sistemi ile eşleştirmek için en uygun seçimler belirlenmiştir. Üçüncü durumda, model, sürdürülebilir enerji jeneratörleriyle çalışacak ekipmanları seçmiştir. Son olarak, stokastik ve deterministik modeller arasındaki optimal ekipman seçimlerindeki farklılıklar karşılaştırılmıştır.