Elektrik Piyasaları için Yapay Zekâ Destekli Öğrenme, Tahmin ve Optimizasyon Algoritmaları ile Etmen Temelli Benzetim Modeli Kurulması ve Piyasa İncelemeleri


Selçuklu S. B. (Yürütücü), Öztürk C., Muğaloğlu E., Arslan S., Bilgili F.

TÜBİTAK Projesi, 2023 - 2025

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Başlama Tarihi: Mart 2023
  • Bitiş Tarihi: Şubat 2025

Proje Özeti

Elektrik üretim sektörü her ülke için çok yüksek stratejik öneme sahiptir. Elektriğin yeterli, kaliteli, sürekli, düşük maliyetli ve çevreyle uyumlu bir şekilde üretilmesi gerekmektedir. Bu amaca ulaşmak için, son 20 yılda birçok ülkede sektör yeniden yapılandırılmış ve rekabetçi, mali açıdan güçlü, istikrarlı ve şeffaf elektrik enerjisi piyasalarının kurulmasına çalışılmıştır. Sektördeki yeniden yapılanmayla birlikte bilimsel alanda elektrik piyasalarının modellenmesi ile ilgili çalışmalar başlamış ve son 10 yılda hızla artmıştır. Bu süreçte elektrik üretim planlanması probleminin formülasyonu ve çözüm modelleri değişmiş ve gelişmiştir. Optimizasyona dayalı planlama modellerinin yerini davranışsal benzetim yöntemleri almaya başlamıştır. Benzetim modellerinde öğrenme, tahmin yürütme ve strateji kurma gibi süreçlerde makine öğrenimi modelleri sıklıkla tercih edilmektedir.

Bu projede, elektrik piyasalarının modern yöntemler kullanılarak derinlemesine incelenmesi ve çalışılması için bir benzetim modeli kurulacaktır. Bu model kullanılarak elektrik piyasalarının rekabetçiliği, mali istikrarı ve şeffaflığı gibi kritik özellikleri iktisat bilimi ışığında analiz edilecektir. Bu kapsamda etmen temelli benzetim ve yapay zekâ gibi yeni tekniklerin öğrenilmesi gerekecektir. Proje önerisi, Endüstri, Enerji Sistemleri, Bilgisayar-Yazılım Mühendislikleri ve İktisat Bilimi disiplinlerinin sentezidir. 

Projenin ana amacı, modern ve özgün bir elektrik piyasası etmen temelli benzetim modeli kurmaktır. Bu amaca ulaşabilmek için hedefler, kapsam ve yöntem 4 ana adımda özetlenebilir: :

1.     Elektrik piyasaları oyun şeklinde modellenecek:

a.     Oyuncuların birbiri ve piyasa ile etkileşimi için Etmen Temelli Benzetim kullanılacak.

2.     Piyasadaki firmalar ve diğer aktörler, oyunda karar verici oyuncular şeklinde yer alacak:

a.     Oyuncular, bilgisayar tarafından kontrol edilen yapay zekâlı etmenler olacak.

b.     Oyuncuların öğrenme ve tahmin yürütme süreçleri makine öğrenmesi ile modellenecek.

c.     Oyuncuların karar verme algoritmaları optimizasyon şeklinde modellenecek.

3.     Öğrenme, tahmin ve karar verme modelleri, makine öğrenmesi ve çok amaçlı optimizasyon yöntemleri birlikte kullanılarak geliştirilecek.

4.     Kurulan elektrik piyasası modeli, piyasa gücü oluşturmada yenilenebilir enerjinin derin nüfuzu ve piyasa yapılarının etkilerini incelemek üzere kullanılacak.