A new approach to H-infinity control for grid connected inverters
Şebeke bağlantılı eviriciler için H-sonsuz kontrolüne yeni bır yaklaşım
- Tez No: 503313
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET EMİN TACER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bahçeşehir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Artan talep ve azalan kaynaklardan dolayı, enerji her geçen gün kıymetlenmektedir. Bu durum, yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekeye bağlanması için araştırmalara ve enerjinin verimli kullanılması için çalışmalara yol açmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı ve dolayısı ile şebeke bağlantılı eviricilerin kullanımı artma eğilimindedir. Eviriciler sistem kararlılığını etkilediği için, eviricinin kontrolü ve kararlılık analizi önemli hale gelmiştir. Bu tez öncelikle eviriciye bağlamak için fotovoltaik hücrenin detaylı matematiksel modelini elde etmekle ilişkilidir. Ardından, mümkün olabilecek şebeke empedans değişimlerine karşı şebeke bağlantılı eviricilerin kararlılık analizi ile ilgilenir. Özellikle şebeke endüktansının artmasından dolayı oluşan kararlılık probleminin üstesinden gelmek için eviricinin akım kontrol çevriminde H∞ kontrolü kullanılması önerilmiştir. H∞ kontrolörün performansı ağırlık fonksiyonlarının uygun seçilmesi ile geliştirilebilir. H∞ kontrol yönteminin en etkili parametresi olan üçüncü ağırlık fonksiyonu oyun kuramı ile belirlenmiştir. Önerilen kontrolör fotovoltaik sistemdeki şebeke bağlantılı evirici ile beraber modellenmiştir ve şebeke empedans değişimleri açısından analiz edilmiştir. Bu bağlamda, fotovoltaik panelin detaylı matematiksel modeli, şebeke bağlantılı eviricilerin kontrol tasarımı, H∞ kontrol algoritmasının tasarımı yanında, ağırlık fonksiyonlarının belirlenmesi, şebeke empedans değişiminin etkisi incelenmiştir. Sürekli zaman modellerinin yanı sıra, deneysel olarak uygulanabilir olması için, verilen sistemin ayrık zamanlı modeli de oluşturulmuştur. Öncelikle fotovoltaik panelin detaylı modelinden elde edilen simülasyon sonuçları ile veri sayfasından elde edilen deneysel sonuçlar karşılaştırılmıştır. Oluşturulan fotovoltaik model, eviricinin giriş kaynağı olarak kullanılmış ve elde edilen kontrolörün davranışı farklı durumlar için incelenmiştir. Buna ek olarak, önerilen kontrol algoritmasının etkinliğini göstermek amacıyla H∞, PI, ve PR kontrolöre ait simülasyon sonuçları karşılaştırılmıştır. Elde edilen simülasyon sonuçları, H∞ kontrolörü ile oluşturulan kontrol algoritmasının şebeke empedansının değişmesi açısından PI ve PR kontrolörden belirgin bir şekilde daha iyi bir davranış gösterdiği saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
Energy is appreciated each day due to increasing demand and decreasing resources. It leads to search for the integration of renewable energy resources to grid and study for more efficient use of energy. The trend using renewable energy resources and hence using grid connected inverters has been raised. Due to the inverters affects the system stability, the control of the inverters and the stability analysis has become important. This thesis is firstly related with obtaining detailed mathematical model of photovoltaic cell model to connect the inverter. Then, it is also related with analyzing the stability problem of the grid connected inverters under the possible grid impedance variations. To cope with this stability problem especially as a result of increasing grid inductance, H∞ controller is proposed for the current control loop of the inverter. The performance of the H∞ controller can be improved by properly selecting the weighting functions. Third weighting function, which is the most effective parameter in H∞ control method, is determined with game theory. The proposed controller is applied to the grid connected inverter in the photovoltaic system and analyzed in terms of the grid impedance variations. The detailed mathematical model of the PV panels, the grid connected inverters control loop design, the design of the H∞ control algorithm, the determination of the weighting functions, the effects of grid impedance variations are investigated in this thesis. Besides the continuous time models, to obtain experimentally applicable model, discrete time models of the presented system are also created. The simulation results of the detailed model of the PV panel and the experimental values obtained from the datasheets are primarily compared. The obtained PV cell model is used as an input source of the grid connected inverter. The resulting controller is analyzed under different conditions. In addition, the simulation results of the H∞ controller, the conventional PI, and PR controller are given and compared to validate the effectiveness of the proposed control algorithm. All simulation results show that the created control algorithm with H∞ controller significantly outperforms the PI and PR controller in terms of grid impedance variations.
Benzer Tezler
- Robust smith predictor design with finite dimensional filters
Sonlu boyutlu filtreler ile gürbüz smith öngörücüsü tasarımı
MUSTAFA OĞUZ YEĞİN
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİTAY ÖZBAY
- Improving performance of low order robust controllers for parametric uncertain systems
Parametrik belirsiz sistemler için düşük derece dayanıklı kontrolörlerin performansının geliştirilmesi
MEHMET CANEVİ
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TURAN SÖYLEMEZ
- A loop transfer recovery approach to robust control system design using H-infinity optimization methods
Başlık çevirisi yok
LEVENT TURAN
- Durağan olmayan kanallarda uyarlamalı hata kontrol yöntemleri
Adaptive coding schemes for time-varying channels
ERSİN ERGEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. H. ÜMİT AYGÖLÜ
- Çeyrek taşıt aktif süspansiyon modeli çıkarımı ve kontrolü
Quarter car active suspension system identification and control
BİLAL EROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AKIN DELİBAŞI