Geri Dön

Wind turbine modelling and controller design

Rüzgar türbini modelleme ve kontrolcü tasarımı

PDF İndir

  1. Tez No: 223483
  2. Yazar: GÜROL ÇOKÜNLÜ
  3. Danışmanlar: PROF.DR. SÜLEYMAN TOLUN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Rüzgar Türbini, Kontrolcü Tasarımı, Değişken Hız Sabit Hatve Açısı, Wind Türbine, Controller Design, Variable Speed Fixed Pitch
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Disiplinlerarası Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 129

Özet

Bu çalışmada ilk olarak rüzgar ve rüzgarın türbin tasarımına etkileri anlatılmaktadır. Sonrasında rüzgar türbini bileşenleri tanıtılmıştır. Rüzgar türbiniyle iligili bilgi verildikten sonra sistem mekanik alt sistem, aerodinamik alt sistem, elektrik alt sistem ve hatve açısı alt sistemi olmak üzere parçalara ayrılmıştır. Mekanik sistem iki kütle ve burulma yayı ile ifade edilmiştir. Ardından bu gösterim için durum uzay modeli oluşturulmuştur. Diğer alt sistemlere göre hızlı cevap veren elektrik sistemi kararlı durum davranışıyla karakterize edilmiştir. Elektrik sistemin modellenmesinde lineer bir denklem kullanılmıştır. Bunun yanında hatve açısı sistemi ise birinci derece bir sistemle ifade edilmiştir. Tezde sistemin aerodinamiği de anlatılmaktadır. Güç, aerodinamik tork, itki kuvveti, uç hız oranı, güç katsayısı ve tork katsayılarını veren denklemler çıkarılmıştır. Ayrıca bu katsayıların kontrolcü ve sistem performansı üzerindeki etkileri anlatılmıştır. Buna ek olarak, sabit hız sabit hatve açısı, sabit hız değişken hatve açısı, değişken hız sabit hatve açısı, değişken hız değişken hatve açısı sistemlerinin kontrol kriterleri ve stratejileri incelenmiştir. Son bölümde 1,5 MW gücünde değişken hız sabit hatve açılı türbin modellenmiştir. Bu sistem için düşük dereceli bir durum uzay modeli tasarlanmıştır. Sonra sistemi iki kütle ve burulma yayı ile ifade etmek yerine şaft rijit kabul edilmiştir ve buna göre bir PI kontrolcü tasarlanmıştır. Basit sistem için tasarlanan PI kontrolcüsü değişken hız sabit hatve açılı karmaşık sistemi kontrol etmede kullanılmıştır.

Özet (Çeviri)

In this study, the wind and its effects on wind türbine design are explained at fırst. Then the components of the wind türbine are represented. Giving knowledge about wind turbines the system is divided into subsystems such as mechanical subsystem, aerodynamic subsystem, electrical subsystem and pitch subsystem. Mechanical system is described by a two mass and a torsional spring model. State space model for this representation is derived. The electrical system, which gives faster response than the other subsystems, is characterized by its steady state behavior. A linear equation is used to define the electrical system. Moreover, the pitch subsystem is represented by a fırst order system. The aerodynamics of the system is also explained. The equations used to calculate the power, aerodynamic torque, thrust force, tip speed ratio, power coeffıcient and torque coeffıcient are derived. The effects of these coeffıcients on the controller effort and the system are explained. in addition to this, control objectives and strategies for fıxed speed fixed pitch, fıxed speed variable pitch, variable speed fıxed pitch and variable speed variable pitch wind turbines are analyzed. in the final section, a 1,5 MW variable speed fıxed pitch türbine is modeled. A reduced order state space model is formed. Then instead of using two mass and torsional spring system, the shaft is assumed to be rigid to reduce the order of the system and a PI controller is designed for this system. This PI controller designed for simple system is used in the simulation to control the variable speed fixed pitch türbine model.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    416714

    Dynamic modelling and simulation of a wind turbine

    Rüzgar türbini dinamik modellemesi ve simülasyonu

    AYŞE HAZAL ALTUĞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İLKAY YAVRUCUK

  2. Tez No

    837231

    Şebeke bağlantılı rüzgar enerji sisteminin modellenmesi ve analizi

    Modelling and analysis of grid connected wind energy system

    MUHAMMED DURAN YAZAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDAL BEKİROĞLU

  3. Tez No

    182565

    Bir rüzgar türbininin modellenmesi,simulasyonu ve kontrolü

    Modeling, simulation, and control of a wind turbine

    İSMAİL İRFAN GÜNEŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    EnerjiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. MUAMMER KALYON

  4. Tez No

    176997

    Regeneratif enerji sistemlerinde generatörlerin modellenmesi ve bulanık mantık ile kontrolü

    Generators modelling and control with fuzzy logic in regenerative energy systems

    ÖMER GÜNHAN KINALI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKırıkkale Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLHAN KOCAARSLAN

  5. Tez No

    252948

    Kalıcı mıknatıslı senkron generatörlerin sensörsüz direkt tork kontrolü

    Sensorless direct torque control of permanent magnet synchronous generators

    MEHMET SERTUĞ BAŞAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ABDULKADİR BALIKÇI

Geri Dön