Farag vd ( 1999), talep ve arz tarafı kaynaklarının beraber değerlendirildiği birleşik kaynak planlamasını ( İntegrated Resource Planning-IRP ) geliştirmişlerdir. Birleşik kayak
planlamasının amacını , artan tüketici elektrik talebini karşılamada arz ve talep tarafı seçeneklerini eşit oranda değerlendirerek, istenen güvenirliği sağlayan en düşük maliyetli (Least Cost ) arz seçeneğinin belirlenmesi olarak almışlardır. Arz tarafı seçenekleri, enerji satışı, yeni üretim kapasitelerinin kurulması ve mevcut santralların ömürlerinin uzatılması; talep tarafı seçenekleri ise enerji tasarrufu ve enerji kullanım programlarıdır. Amacı sağlayan 20- 30 yıllık uzun dönemli enerji planlamasını altı alt bölüme ayırarak, her bir bölümde yapılacak çalışmaları ve kullanılacak metotları tanımlamışlardır. Bu bölümler işlem sıralamasına göre; kaynakların güncelleştirilmesi, planlama seçeneklerinin tanımlanması, seçeneklerin elenmesi, birleşik kaynakların değerlendirilmesi, performans analizlerinin uygulanması ve uzman görüşlerinin alınması olarak verilmiştir. Sırası ile bölümler uygulanarak arz ve talep tarafına ait değişik kaynak seçeneklerini içeren alternatif planlar, güvenirlik, esneklik ve maliyetler açısından karşılaştırılarak en düşük maliyetli alternatifler kararlaştırılır. Güvenirlik, geleceğe ait pik yük değerinin belli bir yüzdesi kadar yedek kapasitenin üretim sistemlerinde oluşacak planlı ve zorunlu kısıntıları karşılamak amacıyla ilave edilmesidir. Esneklik, gelecekteki belirsizliklere seçilen planın uyumunu gösterir. Talep tahminleri: yakıt fiyatları, enflasyon, yatırım masrafları ve yakıt tipleri için yapılan duyarlılık analizleri ile alternatif planların esneklik testleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmada alternatif planların karşılaştırılmasında iki model kullanılmıştır. Bunlar, üretim maliyeti modeli ve ekonomik değerlendirme modelidir. Üretim maliyeti modeli, tüm kaynakların yakıt ve diğer işletme maliyetlerinin planlama periyodunun her yılı için hesaplamasında kullanılmıştır. Hesaplamalara planlı ve zorunlu kesinti oranları, santral kapasiteleri, yakıt tipleri ve fiyatları, sabit ve değişken işletme ve bakım maliyetleri ve ısı oranları dahil edilmiştir. Ekonomik değerlendirme modelinde ise, yatırım planlarının artan değer ihtiyaçları ( İncremantal Revenue Requrements ) ekonomik ömürleri boyunca hesaplanmıştır. Hesaplamalar gelir, değer kaybı, vergiler ve sigortalar ile yapılmıştır. Planlamadaki tüm yatırımların artan değer ihtiyaçları iskonto edilerek, artan değer ihtiyaçlarının bugünkü değeri ( Cumulative Present Worth of İncremantal Revenue Requrements ) bulunmuş ve alternatif planlar bu değerler için karşılaştırılmıştır.
Bu çalışmada verilen birleşik kaynak planlaması yöntemi, değerlendirmede ele alınan alternatif enerji planları içinden planlama amacı olan en düşük maliyetli planı seçmekle, optimum kaynak planını vermemektedir. Ayrıca talep tarafının planlamaya dahil edilebilmesi için tüketicilere ait ayrıntılı bilgilerin olması zorunludur. Bu bilgilerin olmadığı durumlarda, talep tarafı seçeneklerinin planlamaya dahil edilmemesi gerekmektedir. Planlama yöntemi 1995-2015 yılları arasındaki periyotta Mısır elektrik enerji planlaması için uygulanmıştır. Sonuç olarak sadece yüksek, düşük ve temel yük artış senaryoları için yıl yıl ilave edilmesi gereken üretim kapasiteleri verilmiştir. Bu ilave kapasiteleri karşılayacak santralların tipi, ünite kapasiteleri, yakıt tipleri ve üretime başlama yılları verilmemiştir.
Chattopahyay vd (1995), talep tarafı seçeneklerinin ( Demand Side Manegment-DSM ) elektrik enerjisi üretim planlamasına dahil edilmesini analiz edecek uzlaşmalı programlama tekniğine ( Compromise Programming Technique ) dayanan çok amaçlı eş zamanlı arz ve talep tarafı birleştirme modeli geliştirmişlerdir. Modelin amaç fonksiyonu, maliyet ve emisyonların azaltılması ve arz güvenirliğinin artırılmasıdır. Bu amacı sağlamak için; her bir amacın tek başına optimum olduğu durumlardan sapma miktarının seviyesinin önceden belirlendiği uzlaşmalı programlama tekniği kullanmışlardır. Modele eş zamanlı ardışık birleştirme metodunu, talep tarafı seçeneklerinin karakteristiklerini ve birbirleriyle etkileşimlerini ve çoklu kriter analizlerini dahil etmişlerdir. Analizlere dahil edilen talep tarafı seçenekleri enerji depolama sistemleri, enerji tasarruf programları, yük kontrol programları, farklı zamanlarda farklı fiyat uygulamaları , bölgesel fiyat uygulamaları ve kojenerasyon sistemleridir. Tüm bu seçeneklerin maliyet ve emisyon azaltılması ve arz güvenirliğinin artırılması üzerine farklı etkileri olduğundan; seçeneklerin karakteristiklerinin değerlendirilmesinde altı basamaklı uygulama tanımlamışlardır. Bu basamaklar sırası ile: talep tarafı seçeneklerinin tasarruf etkileri ve maliyetleri açısından ilk değerlendirmenin yapılması, seçeneklerin farklı tüketim sektörleri için uygulanabilirliklerine , enerji tasarruf potansiyellerine ve kWh başına gerekli masraflarına göre sıralanması, talep tarafı seçeneklerinin her birinin arz tarafı seçeneklerine etkilerinin karakterize edilmesi, talep tarafı planlamasının yapılması, arz tarafı optimizasyon tekniklerinin uygulanması ve talep tarafı
seçeneklerinin dahil edildiği ve edilmediği planlama sonuçlarının karşılaştırılmasıdır. Modelin uygulaması Hindistan elektrik sistemi için yapılmış ve sonuçlar elde edilmiştir. Oluşturulan modelde doğru sonuçların alınması ve arz tarafı optimizasyon sonuçlarının güvenilir olması, talep tarafı seçeneklerinin maliyetlerinin, tasarruf potansiyellerinin ve uygulanabilirliklerinin iyi tanımlanmasıyla doğrudan ilişkilidir. Bu bilgiler için bu konular üzerinde ayrıntılı çalışmalar gerekmektedir. Özellikle sektörlere ve bölgelere ait günlük yük eğrileri bilgileri olmadan talep tarafı seçeneklerinin uygulanması mümkün değildir. Eksik bilgiler ile talep tarafı seçeneklerinin arz tarafı optimizasyonuna dahil edilmesi yanlış sonuçlar verecektir.
MacGreger vd (1993), birleşik kaynak planlamasının ( Integrated Resource Planning-IRP ) uygulama basamaklarını vermişler ve elektrik üretim planlamasında kullanılan en düşük maliyetli planlama ( Least Cost Planning ) ile konvansiyonel güç üretin teknolojilerini karşılaştırmışlardır. Karşılaştırmada eleme eğrisini ( Screnning Curve ) ve yük süre eğrisini ( Load Duration Curve ) kullanmışlardır. Birleşik kaynak planlamasının amacı, arz ve talep tarafı seçeneklerinin eşit oranda değerlendirilerek, en uygun kaynak karışımının elde edilmesidir. Çalışmada birleşik kaynak planlamasının uygulanması basamaklara ayrılmıştır. Sırası ile bu basamaklar: planlamanın amacının, kısıtlarının ve tüketim taleplerinin belirlenmesi, arz ve talep tarafı seçeneklerinin belirlenmesi, belirlenen seçeneklerin sistem güvenirliği, toplam sistem maliyetleri ve finansman etkileri açısından değerlendirilmesi, seçeneklerden en iyi kombinasyon olan temel planın talep tarafı yönetimi ve güç üretimi için belirlenmesi ve belirsizlikler altında temel planın test edilmesidir. Seçeneklerin değerlendirilmesinde: amacı yatırım, yakıt ve işletme ve bakım maliyetlerinin toplamının bir değere getirilmiş değerlerinin minimum olması olan en düşük maliyet yöntemini kullanmışlardır. Arz tarafı seçenekleri: yeni kapasitelerin ilavesi ve mevcut santralların ömürlerinin uzatılması; talep tarafı seçenekleri de yük kontrolü, verimli ekipman ve binaların kullanılması ve kojenerasyon sistemleri olarak verilmiştir. Talep tarafı seçenekleri, talepleri etkilemiş ve bu taleplere göre yük süre eğrisini çizmişlerdir. Santralların yük eğrisindeki yükleme sıralarının ve ilave edilecek santralların kapasite ve tiplerinim belirlenmesinde eleme
eğrisi kullanmışlardır. Bu eğri farklı üretim alternatiflerinin maliyetlerinin karşılaştırılması için kullanılan bir metottur ve yıl boyunca santralların çalışma saatlerinin fonksiyonu olarak toplam bir değere getirilmiş maliyetlerini gösterir. Farklı alternatiflerin eğri üzerindeki kesişim noktalarından, maliyetlerinin en düşük oldukları çalışma saatleri belirlenmiştir. Oluşturulan yöntemle konvansiyonel güç üretim teknolojilerinden basit gaz türbinli, kombine çevrimli, kömür yakıtlı buhar ve birleşik gazlaştırmalı kombine çevrimli santrallar karşılaştırılmıştır. Eleme eğrisinden yıllık çalışma saati 2000’ den az ise basit gaz türbinli santralların en avantajlı santrallar olduğu tespit edilmiştir. Hem orta yüklerde ( 2000-5000 saat ) hem de temel yüklerde ( 5000 saatten büyük yükler ) kombine çevrimli santrallar kullanılabileceği görülmüştür. Bunun nedeni: verimlerinin yüksek, yatırım ve yakıt maliyetlerinin düşük olması olarak verilmiştir. Kömür teknolojisi, kömür yakıtlı buhar santralları ve birleşik gazlaştırmalı kombine çevrimli santrallar olarak değerlendirmelere alınmıştır. Kömür teknolojilerinin yatırım maliyetlerinin yüksek, doğalgaz fiyatlarının düşük olmasından dolayı maliyetler açısından dezavantajlı oldukları belirtilmiştir.
Çalışmada kullanılan yöntemde teknolojiler, sadece bir üretim kapasite değerleri için karşılaştırılmışlardır. Kapasitenin değişmesi ile yatırım maliyetleri değişmekte ve bu da bir değere getirilmiş maliyetleri, dolayısıyla da avantajlı oldukları yıllık çalışma saatlerini değiştirmektedir. Ayrıca santralların inşaat süreleri ve bu inşaat sürelerince etkiyecek ve zaman içinde farklılık gösterecek olan eskalasyon değerleri ihmal edilmiştir. Bu ihmaller yıllık maliyetler içinde önemli bir payı olan yatırım maliyetlerini önemli oranda etkileyeceğinden hesaplama sonuçlarında hatalara neden olmuştur.
Balachandra ve Chandru ( 1999 ), elektrik üretim planlama modellerinde talebi göstermede kullanılacak temsili yük eğrilerini ( Representative Load Curves -RLCs ) geliştirmişlerdir. Bu eğriler ile planlamada kullanılan yıllık talep ( GWh ), pik yük (MW) yada yük süre eğrisi ( Load Duration Curve) gösterimlerinin dezavantajlarının kaldırılması amaçlanmıştır. Yıl içindeki talepler mevsimsel değişikliklerden ( sıcaklık, yağış ), endüstriyel faaliyetlerin değişiminden, konut ve ticarethanelerdeki kullanım değişiminden ve tarımsal çalışmalardaki değişimlerden etkilenerek değişmekte; fakat bunu yük süre eğrileri gösterememektedir.
Elektrik planlaması için bu durum dezavantaj olduğundan, bir yıla ait günlük yük eğrileri çoklu fark analizi ( Multiple Discriminant Analysis) yöntemiyle, benzer değerleri temsil eden gruplara ayrılarak temsili yük eğrileri oluşturulmuştur. Temsili yük eğrileri, talebin zamanını ve etkileyen faktörleri belirttiğinden arz talep uyumunun sağlanmasında, bakım planlamaların yapılmasında , hidroelektrik santralların mevsimlik su planlamalarında ve elektrik üretim kapasitesi planlamalarında kullanılabilecekleri belirtilmiştir. Çalışmada, Hindistan’ın Karnataka bölgesi için temsili yük eğrileri 9 grupta verilmiştir. Her bir grubun zamanı, talep seviyesi, talebin nerelerde ve ne amaçla gerçekleştiği belirlenmiştir.
2.5 Enerji ve Elektrik Planlamasında Kullanılan Programlar