Modeling and control of variable-speed direct-drive wind power plant
Değişken hızlı doğrudan sürüşlü rüzgar enerjisi santralinin modellenmesi ve kontrolü
- Tez No: 223864
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. DENİZ YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Enerji, Electrical and Electronics Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Rüzgar türbini, Sabit mıknatıslı senkron makine, MPPT, en iyileme, Wind turbine, Permanent Magnet Synchronous Machine, MPPT, optimization
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Bu tezin amacı bu kaynaklardan biri olan rüzgardan maksimum enerjiyi alma yöntemlerinden birini incelemek ve gerçeklenebilirliğini irdelemektir. Bu bağlamda ilk kısımda geleneksel rüzgar türbinlerine ve günümüzde kullanılan değişken hızlı rüzgar türbinlerine genel bakış yapılmış ve literatürdeki bazı MPPT yapıları anlatılmıştır. İncelenmek üzere basit yapılı, değişken hızlarda çalışabilme özelliğine sahip ve dişli kutusuna ihtiyaç duymayan bir topoloji seçilmiştir. Bu topolojide generatör olarak oluk genişliği, kutup sayısını artırabilmeye uygun olan, fırçasız olmasından dolayı bakımı az olan sabit mıknatıslı senkron makine seçildi. İkinci kısımda ise seçilen bu topolojideki kontrolsüz tam dalga doğrultucu, türbin, senkron makine ve eviriciye ait modeller beyaz kutu modellemesi yöntemiyle modellenmiştir. Üçüncü kısımda bu sistemin optimum şekilde çalışması için bir MPPT algoritması önerilmiştir. Bu algoritma bir en iyileme yöntemi olan basamaksal artım (stepeest decent) yöntemini ve ani hız değişimlerine göre karar verecek dalları barındırmaktadır. Eviriciyi denetlemek için, bir akım denetleyicisi olan histerezis denetleyicisi seçilmiştir. Bu denetleyici gerekli emirleri MPPT den alacak ve bu emri eviriciyi kullanarak sisteme uygulayacak şekilde çalışır. Bu denetleyicinin özellikleri dayanıklı olması, davranışının sistem katsayılarından bağımsız olması, geçici hal davranışı göstermemesi ve güç faktörünü bağımsız olarak değiştirebilmesidir. Son kısımda ise seçilen topoloji, önerilen denetleyici sistemiyle beraber bir benzeteç programında (Matlab-Simulink) kuruldu. Farklı rüzgar değişim senaryoları için benzeteç programı koşturuldu. Çıkan sonuçlardan denetleme sistemin istenilen biçimde çalıştığı, sistemi her halükarda kararlı tuttuğu, en yüksek güç noktasını küçük bir hatayla yakaladığı gözlendi. Bu hatanın en büyük değeri 11 KW turbin gücü için 40 W olduğu görüldü. Son kısımda, önerilen bu denetleme sistemini iyileştirmek ve geliştirmek için gereken yöntemler anlatıldı.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis is to investigate the wind energy and to examine one of the ways or methods to harvest the maximum energy from the wind. On this way, firstly an overview is given for conventional wind turbines and for several variable speed wind power plants which are currently in use, then some MPPT techniques are introduced. After that, a topology which has basic structure, has the ability of working under variable rotor speeds and does not employ gearbox, is selected. For this topology PMSG is selected as the generator whose maintenance costs are low. Secondly, the components of this topology mainly uncontrolled rectifier, wind turbine, PMSG and inverter are modeled by white box approach. Thirdly an algorithm (MPPT) which directs the system to work at the optimum point, is suggested. This algorithm consists of steepest decent optimization algorithm and some parts which will keep the system. Hysteresis controller is selected as the current controller for the control of the inverter. The benefit of this controller is that, it is robust and its behavior is independent from system parameters. Finally the selected topology with the proposed control system is built on the simulator and some scenarios of sudden wind changes are investigated. It observed that for each scenario, control system worked properly, kept the system stable and MPPT found the optimum point each time. Maximum error of the MPPT is 40 W for 11KW turbine power. At last section, to improve the control system, new methods are introduced.
Benzer Tezler
- Değişken hızlı doğrudan tahrikli mıknatıs uyarmalı senkron generatörlü rüzgar enerjisi dönüşüm sisteminin modellenmesi ve benzetimi
Modeling and simulation of variable speed direct drive permanent magnet synchronous generator based wind energy conversion system
ALPER ULUTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN TARIK DURU
- Modeling, control and analysis of doubly fed induction generator based on wind turbine system
Çift beslemeli asenkron genertörler tabanlı rüzgar türbinin modellenmesi, kontrolü ve analizi
SAMATAR ABDI YONIS
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. ZİYODULLA YUSUPOV
- Sensorless permanent magnet synchronous machine control based on stator feedforward voltage estimation
Sürekli mıknatıslı senkron makineler için ileri beslemeli stator gerilim tahmini metoduna dayalı sensörsüz kontrol yöntemi geliştirme
ÖMER CİHAN KIVANÇ
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOkan ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SALİH BARIŞ ÖZTÜRK
- Dar gövdeli ticari uçakların elektrik sistemi için generatör tasarımı ve en iyileştirilmesi
Design and optimization of generator for narrow body commercial aircraft electrical system
MEHMET MURATHAN TAŞKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CANSIZ
- Rüzgar türbinlerinde deneysel tork ölçümü için farklı kontrol algoritmalarının karşılaştırılması
Comparison of different control algorithms for experimental torque measurement in wind turbines
HAYDAR ÜLKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Enerjiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiSistem ve Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZİYA HAKTAN KARADENİZ