Araştırma Makalesi
PDF Zotero Mendeley EndNote BibTex Kaynak Göster

Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması

Yıl 2021, Cilt , Sayı , 1 - 1, 31.12.2021
https://doi.org/10.2339/politeknik.878934

Öz

Fotovoltaik modül modellerinin parametre doğru tahmini sistemlerin verimliliği üzerinde önemli bir etkisi bulunmaktadır. Fotovoltaik sistemlerde en iyi performansı elde etmek amacıyla parametrelerini tahmin etmede algoritmaların etkinliği kullanılmaktadır. Bu sebepten dolayı bu çalışmada fotovoltaik modül modelinin parametrelerini çıkarmada kaos teorisinin rassallığı ve Balina optimizasyon algoritmasının etkililiği birleştirilerek Henon kaotik tabanlı Balina optimizasyon algoritmaları (HBOA) önerilmiştir. Ayrıca önerilen dört farklı Kaotik Henon tabanlı Balina optimizasyon algoritması, mevcut balina optimizasyon algoritmasına kıyasla doğruluğu ve güvenilirliği arttırdığı görülmüştür. Algoritmaların istatistiksel değerleri göz önünde bulundurularak performansları değerlendirilmiştir. Ayrıca algoritmalardan elde edilen karşılaştırma sonuçlarının güvenirliklerini test etmek amacıyla Wilcoxon ve Friedman testleri kullanılmıştır. Sonuç olarak deneysel sonuçlara göre önerilen algoritmaların literatürdeki algoritmalara göre daha iyi performans gösterdiği belirlenmiştir.

Kaynakça

  • [1] Li S., Gu Q., Gong W., and Ning B., “An enhanced adaptive differential evolution algorithm for parameter extraction of photovoltaic models”, Energy Conversion and Management, 205: 112443, (2020).
  • [2] Gümüş Z., Demi̇rtaş M. "Fotovoltaik Sistemlerde Maksimum Güç Noktası Takibinde Kullanılan Algoritmaların Kısmi Gölgeleme Koşulları Altında Karşılaştırılması". Politeknik Dergisi, 1-1,(2021).
  • [3] Chen H., Jiao S., Wang M., Heidari A.A. and Zhao X., “Parameters identification of photovoltaic cells and modules using diversification-enriched Harris hawks optimization with chaotic drifts”, Journal of Cleaner Production, 244 :118778, (2020).
  • [4] Liang J., Qiao K., Yuan M., Yu K., Qu B., Ge S. and Li Y., “Guanlin Chen,Evolutionary multi-task optimization for parameters extraction of photovoltaic models”, Energy Conversion and Management, 207:112509, (2020).
  • [5] Liang J., Ge S., Qu B., Yu K., Liu F., Yang H., Wei P. and Li Z., “Classified perturbation mutation based particle swarm optimization algorithm for parameters extraction of photovoltaic models”, Energy Conversion and Management, 203: 112138, (2020).
  • [6] Wu H. and Shang Z. “Research on Parameter Extraction Method of Photovoltaic Modul Based on Improved Hybrid Algorithm”, Hindawi International Journal of Photoenergy, (2020).
  • [7] Jiao S., Chong G., Huang C., Hu H., Wang M., Heidari A.A., Chen H. and Zhao X., “Orthogonally adapted Harris hawks optimization for parameter estimation of photovoltaic models”, Energy, 203: 117804, (2020).
  • [8] Li S., Gong W., Yan X., Hu C., Bai D., Wang L., “Parameter estimation of photovoltaic models with memetic adaptive differential evolution”, Solar Energy, 190:465–474, (2019).
  • [9] Yang X., Gonga W. and Wang L., “Comparative study on parameter extraction of photovoltaic models via differential evolution”, Energy Conversion and Management, 201: 112113, (2019). [10] Askarzadeh A., Rezazadeh, A. “Extraction of maximum power point in solar cells using bird mating optimizer-based parameters identification approach”. Sol. Energy, 90 (4), 123–133, (2013).
  • [11] Yang D., Li G. and Cheng G. “On the efficiency of chaos optimization algorithms for global optimization”. Chaos, Solitons Fractals, 34:1366–75, (2007).
  • [12] Lianga J., Qiaoa K., Yua K., Gea S., Qub B., Xua R. and Li K., “Parameters estimation of solar photovoltaic models via a self-adaptive ensemble-based differential evolution”, Solar Energy, 207:336–346, (2020).
  • [13] Keseci T., Kocabaş Z., "Biyoistatistik.", Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi, Ankara, (1998).
  • [14] Sümbüloğlu K., Sümbüloğlu V., "Biyoistatistik (11. baskı)." Hatipoğlu Yayınevi, Ankara, (2005).
  • [15] Karagöz, Yalçın. "SPSS 21.1 Uygulamalı Biyoistatistik", Nobel Akademik Yayıncılık Eğitim Danışmanlık Tic. Ltd. Şti, Ankara, (2014).
  • [16] Mohamed A.E., Yousri D, Mirjalili S., "A hybrid Harris hawks-moth-flame optimization algorithm including fractional-order chaos maps and evolutionary population dynamics", Advances in Engineering Software, 154: 102973, (2021).
  • [17] Şevgin H., Çetin B., "Eğitim araştırmalarında güç analizi ve bir uygulama", Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 14:1462-1480, (2017).
  • [18] Özçomak M.S., Çebi K., "İstatistiksel Güç Analizi: Atatürk Üniversitesi İktisadi Ve İdari Bilimler Dergisi Üzerine Bir Uygulama", Atatürk Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 31: 413-431, (2017).
  • [19] Mirjalili S. and Lewis A. “The whale optimization algorithm”. Adv Eng Softw., 95:51–67, (2016).
  • [20] Tabak A. “Fırçasız Doğru Akım Motorlarının Hız Kontrolünü Gerçekleştirmek İçin PID/PD Kontrolcü Tasarımı ve Performans İncelemesi”, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 19: 145-155, (2020).
  • [21] Çimen M.E., Boyraz Ö.F., Pala M.A., Boz A.F., Yıldız M.Z.. "Ölü Zamanlı Sistemlerde kullanılan Smith Predictor için Balina Sürüsü Optimizasyonu ile PID Tasarımı", Academic Perspective Procedia, 2(3): 583-592, (2019).
  • [22] Chen H., Yang C., Heidari A.A., Zhao X., "An efficient double adaptive random spare reinforced whale optimization algorithm", Expert Systems with Applications, 154: 113018, (2020).
  • [23] Garip Z., Çimen, M.E., Karayel, D. and Boz, A.F. “The Chaos based Whale Optimization Algorithms Global Optimization”. Chaos Theory and Applications, 51–63, (2019).
  • [24] Coelho L. and Mariani V.C., “Use of chaotic sequences in a biologically inspired algorithm for engineering design optimization”, Expert Systems with Applications, 34(3): 1905-1913, (2008).
  • [25] Easwarakhanthan T, Bottin J, Bouhouch I, Boutrit C. “Nonlinear minimization algorithm for determining the solar cell parameters with microcomputers”. Int J Solar Energy, 4(1):1–12,(1986).
  • [26] Tong NT and Pora W. A. “Parameter extraction technique exploiting intrinsic properties of solar cells”. Appl Energy, 176:104–15, (2016).
  • [27] Buch H. Trivedi I.N., Jangir P., "Moth flame optimization to solve optimal power flow with non-parametric statistical evaluation validation", Cogent Engineering, 4(1): 1286731, (2017).
  • [28] Gibbons J. D., Chakraborti S, “Nonparametric statistical inference”, CRC press, (2020).
  • [29] Cohen J., “Statistical power analysis for the behavioral sciences”, Academic press, (2013).
  • [30] Çakır F. "Tek-Yönlü ve iki-yönlü varyans analizinde kullanılan parametrik olmayan yöntemler", Öneri Dergisi, 2(12): 225-233, (1999).
  • [31] Bülbül S.E., "Kruskal-Wallis testi ve Friedman testinin alternatif parametrik tekniklerle karşılaştırılması ve bazı parametrik ve parametrik olmayan çoklu karşılaştırma yöntemleri ile incelenmesi", Öneri Dergisi, 4(15): 89-96, (2001).

An Enhanced Chaotic Based Whale Optimization Algorithm For Parameter Extraction of Photovoltaic Models

Yıl 2021, Cilt , Sayı , 1 - 1, 31.12.2021
https://doi.org/10.2339/politeknik.878934

Öz

Parameter estimation of model of Photovoltaic model has substantial influence on systems performance. Effectiveness of algorithms has been used to estimate parameters to obtain the best performance of Photovoltaic systems. Therefore, in this study, to acquire parameters of photovoltaic systems, Chaotic Henon based Whale optimization algorithm (HWOA) has been proposed such that randomness of Henon map and whale optimization algorithms is combined and hybridized. Furthermore, the proposed four different Chaotic Henon-based Whale optimization algorithms have been shown to increase accuracy and reliability compared to the current whale optimization algorithm. Performances of algorithms have been evaluated by considering statistical values. In addition, Wilcoxon and Friedman tests have been used to test the reliability of the comparison results obtained from the algorithms.Consequently, it has been determined that experimental results of proposed algorithms have better performance than the algorithms in literature.

Kaynakça

  • [1] Li S., Gu Q., Gong W., and Ning B., “An enhanced adaptive differential evolution algorithm for parameter extraction of photovoltaic models”, Energy Conversion and Management, 205: 112443, (2020).
  • [2] Gümüş Z., Demi̇rtaş M. "Fotovoltaik Sistemlerde Maksimum Güç Noktası Takibinde Kullanılan Algoritmaların Kısmi Gölgeleme Koşulları Altında Karşılaştırılması". Politeknik Dergisi, 1-1,(2021).
  • [3] Chen H., Jiao S., Wang M., Heidari A.A. and Zhao X., “Parameters identification of photovoltaic cells and modules using diversification-enriched Harris hawks optimization with chaotic drifts”, Journal of Cleaner Production, 244 :118778, (2020).
  • [4] Liang J., Qiao K., Yuan M., Yu K., Qu B., Ge S. and Li Y., “Guanlin Chen,Evolutionary multi-task optimization for parameters extraction of photovoltaic models”, Energy Conversion and Management, 207:112509, (2020).
  • [5] Liang J., Ge S., Qu B., Yu K., Liu F., Yang H., Wei P. and Li Z., “Classified perturbation mutation based particle swarm optimization algorithm for parameters extraction of photovoltaic models”, Energy Conversion and Management, 203: 112138, (2020).
  • [6] Wu H. and Shang Z. “Research on Parameter Extraction Method of Photovoltaic Modul Based on Improved Hybrid Algorithm”, Hindawi International Journal of Photoenergy, (2020).
  • [7] Jiao S., Chong G., Huang C., Hu H., Wang M., Heidari A.A., Chen H. and Zhao X., “Orthogonally adapted Harris hawks optimization for parameter estimation of photovoltaic models”, Energy, 203: 117804, (2020).
  • [8] Li S., Gong W., Yan X., Hu C., Bai D., Wang L., “Parameter estimation of photovoltaic models with memetic adaptive differential evolution”, Solar Energy, 190:465–474, (2019).
  • [9] Yang X., Gonga W. and Wang L., “Comparative study on parameter extraction of photovoltaic models via differential evolution”, Energy Conversion and Management, 201: 112113, (2019). [10] Askarzadeh A., Rezazadeh, A. “Extraction of maximum power point in solar cells using bird mating optimizer-based parameters identification approach”. Sol. Energy, 90 (4), 123–133, (2013).
  • [11] Yang D., Li G. and Cheng G. “On the efficiency of chaos optimization algorithms for global optimization”. Chaos, Solitons Fractals, 34:1366–75, (2007).
  • [12] Lianga J., Qiaoa K., Yua K., Gea S., Qub B., Xua R. and Li K., “Parameters estimation of solar photovoltaic models via a self-adaptive ensemble-based differential evolution”, Solar Energy, 207:336–346, (2020).
  • [13] Keseci T., Kocabaş Z., "Biyoistatistik.", Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi, Ankara, (1998).
  • [14] Sümbüloğlu K., Sümbüloğlu V., "Biyoistatistik (11. baskı)." Hatipoğlu Yayınevi, Ankara, (2005).
  • [15] Karagöz, Yalçın. "SPSS 21.1 Uygulamalı Biyoistatistik", Nobel Akademik Yayıncılık Eğitim Danışmanlık Tic. Ltd. Şti, Ankara, (2014).
  • [16] Mohamed A.E., Yousri D, Mirjalili S., "A hybrid Harris hawks-moth-flame optimization algorithm including fractional-order chaos maps and evolutionary population dynamics", Advances in Engineering Software, 154: 102973, (2021).
  • [17] Şevgin H., Çetin B., "Eğitim araştırmalarında güç analizi ve bir uygulama", Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi Dergisi, 14:1462-1480, (2017).
  • [18] Özçomak M.S., Çebi K., "İstatistiksel Güç Analizi: Atatürk Üniversitesi İktisadi Ve İdari Bilimler Dergisi Üzerine Bir Uygulama", Atatürk Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 31: 413-431, (2017).
  • [19] Mirjalili S. and Lewis A. “The whale optimization algorithm”. Adv Eng Softw., 95:51–67, (2016).
  • [20] Tabak A. “Fırçasız Doğru Akım Motorlarının Hız Kontrolünü Gerçekleştirmek İçin PID/PD Kontrolcü Tasarımı ve Performans İncelemesi”, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 19: 145-155, (2020).
  • [21] Çimen M.E., Boyraz Ö.F., Pala M.A., Boz A.F., Yıldız M.Z.. "Ölü Zamanlı Sistemlerde kullanılan Smith Predictor için Balina Sürüsü Optimizasyonu ile PID Tasarımı", Academic Perspective Procedia, 2(3): 583-592, (2019).
  • [22] Chen H., Yang C., Heidari A.A., Zhao X., "An efficient double adaptive random spare reinforced whale optimization algorithm", Expert Systems with Applications, 154: 113018, (2020).
  • [23] Garip Z., Çimen, M.E., Karayel, D. and Boz, A.F. “The Chaos based Whale Optimization Algorithms Global Optimization”. Chaos Theory and Applications, 51–63, (2019).
  • [24] Coelho L. and Mariani V.C., “Use of chaotic sequences in a biologically inspired algorithm for engineering design optimization”, Expert Systems with Applications, 34(3): 1905-1913, (2008).
  • [25] Easwarakhanthan T, Bottin J, Bouhouch I, Boutrit C. “Nonlinear minimization algorithm for determining the solar cell parameters with microcomputers”. Int J Solar Energy, 4(1):1–12,(1986).
  • [26] Tong NT and Pora W. A. “Parameter extraction technique exploiting intrinsic properties of solar cells”. Appl Energy, 176:104–15, (2016).
  • [27] Buch H. Trivedi I.N., Jangir P., "Moth flame optimization to solve optimal power flow with non-parametric statistical evaluation validation", Cogent Engineering, 4(1): 1286731, (2017).
  • [28] Gibbons J. D., Chakraborti S, “Nonparametric statistical inference”, CRC press, (2020).
  • [29] Cohen J., “Statistical power analysis for the behavioral sciences”, Academic press, (2013).
  • [30] Çakır F. "Tek-Yönlü ve iki-yönlü varyans analizinde kullanılan parametrik olmayan yöntemler", Öneri Dergisi, 2(12): 225-233, (1999).
  • [31] Bülbül S.E., "Kruskal-Wallis testi ve Friedman testinin alternatif parametrik tekniklerle karşılaştırılması ve bazı parametrik ve parametrik olmayan çoklu karşılaştırma yöntemleri ile incelenmesi", Öneri Dergisi, 4(15): 89-96, (2001).

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Araştırma Makalesi
Yazarlar

Zeynep GARİP (Sorumlu Yazar)
SAKARYA UYGULAMALI BİLİMLER ÜNİVERSİTESİ
0000-0002-0420-8541
Türkiye


Murat Erhan ÇİMEN
SAKARYA UYGULAMALI BİLİMLER ÜNİVERSİTESİ, TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
0000-0002-1793-485X
Türkiye


Ali Fuat BOZ
SAKARYA UYGULAMALI BİLİMLER ÜNİVERSİTESİ
0000-0001-6575-7678
Türkiye

Yayımlanma Tarihi 31 Aralık 2021
Başvuru Tarihi 12 Şubat 2021
Yayınlandığı Sayı Yıl 2021, Cilt , Sayı

Kaynak Göster

Bibtex @araştırma makalesi { politeknik878934, journal = {Politeknik Dergisi}, issn = {}, eissn = {2147-9429}, address = {Gazi Üniversitesi Teknoloji Fakültesi 06500 Teknikokullar - ANKARA}, publisher = {Gazi Üniversitesi}, year = {2021}, volume = {}, pages = {1 - 1}, doi = {10.2339/politeknik.878934}, title = {Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması}, key = {cite}, author = {Garip, Zeynep and Çimen, Murat Erhan and Boz, Ali Fuat} }
APA Garip, Z. , Çimen, M. E. & Boz, A. F. (2021). Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması . Politeknik Dergisi , , 1-1 . DOI: 10.2339/politeknik.878934
MLA Garip, Z. , Çimen, M. E. , Boz, A. F. "Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması" . Politeknik Dergisi (2021 ): 1-1 <https://dergipark.org.tr/tr/pub/politeknik/issue/33364/878934>
Chicago Garip, Z. , Çimen, M. E. , Boz, A. F. "Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması". Politeknik Dergisi (2021 ): 1-1
RIS TY - JOUR T1 - Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması AU - Zeynep Garip , Murat Erhan Çimen , Ali Fuat Boz Y1 - 2021 PY - 2021 N1 - doi: 10.2339/politeknik.878934 DO - 10.2339/politeknik.878934 T2 - Politeknik Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 1 EP - 1 VL - IS - SN - -2147-9429 M3 - doi: 10.2339/politeknik.878934 UR - https://doi.org/10.2339/politeknik.878934 Y2 - 2021 ER -
EndNote %0 Politeknik Dergisi Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması %A Zeynep Garip , Murat Erhan Çimen , Ali Fuat Boz %T Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması %D 2021 %J Politeknik Dergisi %P -2147-9429 %V %N %R doi: 10.2339/politeknik.878934 %U 10.2339/politeknik.878934
ISNAD Garip, Zeynep , Çimen, Murat Erhan , Boz, Ali Fuat . "Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması". Politeknik Dergisi / (Aralık 2021): 1-1 . https://doi.org/10.2339/politeknik.878934
AMA Garip Z. , Çimen M. E. , Boz A. F. Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması. Politeknik Dergisi. 2021; 1-1.
Vancouver Garip Z. , Çimen M. E. , Boz A. F. Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması. Politeknik Dergisi. 2021; 1-1.
IEEE Z. Garip , M. E. Çimen ve A. F. Boz , "Fotovoltaik Modellerin Parametre Çıkarımı İçin Geliştirilmiş Bir Kaotik Tabanlı Balina Optimizasyon Algoritması", Politeknik Dergisi, ss. 1-1, Ara. 2022, doi:10.2339/politeknik.878934
 
TARANDIĞIMIZ DİZİNLER (ABSTRACTING / INDEXING)
181341319013191 13189 13187 13188 18016