Geri Dön

Voltage control of a stand alone hybrid system using fuzzy logic controller

Bulanık mantık algorıtması kullanarak hıbrıt sıstemlerın voltaj kontrolu

PDF İndir

  1. Tez No: 513580
  2. Yazar: ASGAR MOSTAFAZADEH
  3. Danışmanlar: PROF. DR. OMER USTA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 76

Özet

Güç sistemlerinden büyük çoğunluğu bazı geçici durumlara maruz kalır. Özel bir durumda; güneş panelinin ve rüzgar türbininin çalışması güneşin ışık parlaklığına ve rüzgar hızına bağlıdır. Ayrıca, DC bara gerilimi ve AC çıkış gerilimine bakılmaksızın rüzgar hızının ve güneş ışığı parlaklığının değişimi de ilgi çekici bir konu olabilir. Enerji, ulusların ilerlemesi için çok gereklidir ve herhangi bir ülkenin endüstriyel ve ekonomik büyümesinden sorumlu nihai faktördür. Enerji kaynaklarını en etkin şekilde sürdürmek için yeterince önem verilmelidir. Ayrıca, en çevre dostu bir şekilde enerji üretmek için teknolojiler geliştirilmelidir. Yenilenebilir enerji kaynakları örn. elektrik üretmek için yaygın olarak kullanılan güneş, rüzgar ve dalga. Bu enerji kaynakları ayrıca elektrik üretmek için hibrit sistemlerde de geçerlidir. Mikro ızgaralar iki modda yönetilmektedir: ızgara bağlantılı ve adalı. Normal koşullarda, bir mikrogrid bir şebeke şebekesine paralel olarak bağlanır ve çalışır ve mikrogrideki arz ve talebe dayalı olarak iki ızgara arasında güç değiştirilir. Bununla birlikte, bir mikrogrid şebeke şebekesinden ayrılabilir ve akış yönündeki elektrik şebekesinde bir arıza meydana geldiğinde adalı modda çalışabilir. Güç kaynağı ve talep arasındaki denge, her iki çalışma modunda da mikrogrid yönetiminde en önemli kriterlerden biridir. Şebekeye bağlı modda, balansı karşılamak için şebeke şebekesi gereklidir. Diğer taraftan adalı modda mikrogridin, üretim veya yük paylaşımındaki artışlarla bunu yapması gerekir. Fosil yakıt, sanayi devriminin başlangıcından bu yana enerji üretiminde ana unsur olmuştur. Fosil yakıtlar yenilenemeyen kaynaklardır, çünkü yeniden yenilenmek için milyonlarca yıla ihtiyaç duyarlar. Yenilenebilir kaynakların genel tanımı, rüzgar enerjisi gibi doğada kolayca bulunabilen veya biyokütle yakıtları gibi kısa zaman aralıklarında yenilenebilenlerdir. Günümüzde, çok sayıda kuruluş ve ülke tarafından yenilenebilir enerji araştırma ve projelerine eşi görülmemiş bir ilgi vardır, çünkü sınırlı fosil enerjiye ve çevre kirliliğine bağımlılık konusunda bir endişe vardır. Bu, araştırmacıları çevreyi korumak ve fosil enerji güvenini azaltmak için yenilenebilir ve temiz enerji kaynakları geliştirmeye teşvik etmiştir. Hidroelektrik, güneş, rüzgar ve jeotermal enerji gibi birçok yenilenebilir enerji kaynağı vardır. Elektrik üretmek için kömür, doğal gaz ve ham petrol gibi mevcut enerji kaynaklarının kullanılması, yüksek maliyetlere ve çevre kirliliğine neden olmaktadır. Yeni enerjilerin incelenmesi 1970'lerin petrol krizinden sonra oldukça kabul görmüştür. Yenilenebilir enerjiler, termal ve nükleer güç kaynakları için de iyi bir alternatif olabilir ve bu enerjilerin çevreye herhangi bir kirliliği yoktur. Elektrik üretmek için yaygın olarak kullanılan güneş, rüzgar ve gelgitler gibi yenilenebilir enerji kaynakları. Hibrid sistem, daha önce sözü edilen elektriği üreten yenilenebilir enerji sistemlerini içerir. Son zamanlarda, güneş enerjisi pazarı zengin ülkelerde yoğunlaşmıştır. Ama şimdi, dünya çapında gelişen pazarlar, küresel büyümeye önemli ölçüde katkıda bulunmaya başladı. Ülkelerin çoğunda pazar büyümesi genellikle güneş enerjisinin artan rekabet gücüne, elektrik ihtiyacının artmasına ve ülkelerin enerji kirliliği ve karbondioksit emisyonlarının üstesinden gelmeye çalıştıkları için güneş enerjisi potansiyeli bilgisine dayanmasından kaynaklanmaktadır. Son on yılda rüzgar enerjisi üretim sistemleri muazzam bir büyüme yaşamış ve alternatif bir çevre dostu ve uygun maliyetli enerji üretimi aracı olarak kabul edilmiştir. Enerji depolama sistemleri, yüksek seviyede güç kalitesi, güvenilirlik ve güvenlik sağlamak için kritik olan hibrid yenilenebilir bağımsız bir güç sisteminin ayrılmaz bir parçasıdır. İdeal bir depolama sistemi, güce hızlı erişim, yüksek kapasiteli güç ve enerji, uzun ömür beklentisi ve rekabetçi bir fiyat sunar. Bununla birlikte, ideal bir depolama sistemi şu anda mevcut değildir. Sonuç olarak, yenilenebilir enerji tabanlı hibrit güç sistemlerinin uygulanması için uygun depolama teknolojisinin seçilmesi önemlidir. Dünya'ya ulaşan toplam güneş ışınımının yaklaşık %1'i rüzgar enerjisine dönüşür. Rüzgar, hava hacminin doğal hareketi olarak tanımlanabilir ve hızı ve yönü ile belirlenebilir. Bu hareket, Dünya yüzeyinin çeşitli bölümlerinin güneş enerjisiyle ısıtılmasından kaynaklanan atmosferik basıncın farklı değerlerinden gelir. Bu nedenle rüzgar, dolaylı bir güneş enerjisi biçimi olarak düşünülebilir. Rüzgar enerjisi, çevre koruma programlarıyla da uyumlu yeni yenilenebilir enerjinin en ucuz kaynağı haline geldiğinden, birçok ülke ulusal programlar ve piyasa teşvikleri aracılığıyla rüzgar enerjisi teknolojisini desteklemektedir. Bir yakıt hücresi sabit bir güç üreteci. Bu tip uygulamalar için seçilen yakıt hücresi, nitrojen oksitleri, karbon veya sülfür gibi kirleticiler yaymadan rekabetçi, güvenilir ve kaliteli bir güç sağlamalıdır. Yükteki değişikliklere hızlı bir şekilde cevap vermeli ve uzun bir bakım ömrüne ve uzun bir hücre ömrüne sahip olmalıdır. Enerji üretimi, dağıtımı ve kullanımının hızlı büyümesi ve zorlukları ile, yenilenebilir enerji teknolojileri, çevre kirliliğinin artmasıyla birlikte gelecekteki güç kaynağında önemli bir rol oynayabilir. Uzak ve izole topluluklara güç kaynağı sistemi durumunda, yenilenebilir enerji tabanlı tek başına bir güç sistemi, ekonomik ve teknik kısıtlamalardan dolayı şebeke uzantısı genellikle pratik olmadığı için özellikle cazip maliyetli bir çözüm olabilir. Daha yüksek enerji elde etmek için farklı nesil kaynaklar birlikte çalışabilir Verimlilik ve sistem performansını artırır. Örnek olarak, rüzgar ve güneş enerjisi günlük olarak birbirini tamamlayabilir. Integration of battery or super-capacitor storage systems can improve transient stability of a fuel cell and wind turbine based hybrid power system in the event of wind and load changes. Yenilenebilir enerji tabanlı hibrit güç sistemi uygulamalarında, enerji depolama sistemi sistemin ayrılmaz bir parçası olarak kabul edilir. Rüzgar ve yük değişimi meydana geldiğinde, enerji depolama sistemin geçici stabilitesini artırabilir. En önemlisi, yük tesviye ve tepe traş uygulamaları için kullanılır. Bununla birlikte, doğru teknoloji seçimi, işletim ve kontrol stratejileri, hibrid güç sisteminin yapısı ve üretim birimi boyutlandırma, aynı zamanda yenilenebilir enerji tabanlı hibrit bir güç kaynağı sistemi oluşturmak için hayati önem taşımaktadır. Microgrids, yenilenebilir enerji ve dağıtılmış depolama sistemlerini barındıran şebekelerin kapasitesini geliştiren modern güç şebekelerinin yeni kilit unsurlarıdır. Aslında, yakın gelecekte, dağıtım ağları, yerel olarak enerji üretecek, tüketecek ve hatta depolayacak birkaç birbirine bağlı mikrogözden oluşacaktır. Mikro ızgaralar, ana ızgaranın bir uzantısı olarak, yani şebekeye bağlı modda ya da şebekeye bağlanmayan bağımsız bir ağ olarak çalışabilirler. Bağımsız sürdürülebilir mikrogrupların, avionik, otomotiv veya denizcilik endüstrilerinde ve uzak kırsal alanlarda bazı farklı uygulamaları vardır. Bu tezde, hibrit güç sistemleri için DC bara geriliminin kararlığına dayanan yeni bir yöntem önerilmiştir. İlk olarak güneş paneli ve rüzgar türbininden oluşan bağımsız bir hibrit güç sistemi için DC bara geriliminin durumu irdelenmiştir. Bu durumda, gerilimin referans değerini regüle etmek için bir PI kontrolör kullanılmıştır. Son olarak da güneş paneli, rüzgar türbini, batarya ve yakıt hücresinden oluşan bağımsız bir hibrit güç sisteminin DC bara geriliminin performansı üzerine çalışılmıştır. İlaveten, bir Fuzzy (Bulanık mantık) kontrolör de enerji yönetimi için kullanılmıştır. Önerilen bağımsız hibrit güç sistemi; MATLAB/Simulink ve SimPower Systems yazılımları kullanılarak modellenmiştir. Simülasyon sonuçları göstermiştir ki önerilen yöntem, hızlı ışık parlaklığı değişimlerinde daha iyi bir performans vermektedir. İlk ünite literatür değerlendirmesi ile ilgilidir. Bu bölüm, güç sistemindeki voltaj kontrol algoritmasını tasarlamak ve geliştirmekle ilgili makaleleri ele almaktadır. İkinci kısımda, açıklanan güç sisteminin kontrolünün iyileştirilmesi için hibrit güç sisteminin şebekedeki kullanımının öneminden ve giriş bölümü yer almaktadır. Üçüncü bölümde, bileşen matematik ve matlab modellemesi açıklanmaktadır. Simülasyonu gerçekleştirmek için kullanılan özellikler ve şebeke parametreleri Bölüm 4'te sunulmuştur. Simulink'in sonuçları beşinci bölümde tartışıldı.

Özet (Çeviri)

Many countries have been faced with danger of energy shortage and many environmentalists have been worried about global warming due effect of CO2 emissions. Furthermore, lack of saving in electrical resources added severe of crisis in these countries. Moreover, many remote areas don't have access to grid. Most of power systems experience a transient mode. In a special case, the operation of solar panel and wind turbine is depended to solar irradiance and wind speed. Also, maintenance DC-link voltage and output AC voltage regardless variations of wind speed and solar irradiation can be a challenging topic. In this thesis, a new strategy based on the stability of DC-bus voltage for a hybrid power system is proposed. Firstly, the operation of DC-bus voltage for a stand-alone hybrid power system consists of solar panel and wind turbine is investigated. In this case, a PI controller is used to regulating at its reference value. Then, the performance of DC-link voltage in a stand-alone hybrid system included a solar PV, wind turbine, battery and the fuel cell is studied. Furthermore, the Fuzzy logic controller is used as a power management energy in this case. Finally, the performance of DC-link voltage in a stand-alone hybrid system under PV system is out of service and when 50% of load is used is studied. The MATLAB/Simulink and SimPowerSystems software packages are used to model a proposed stand-alone hybrid power system. Simulation results show that proposed strategy has better performance under fast variation of irradiance. The first chapter contains literature review. This chapter addresses articles pertaining to design and improve the voltage control algorithm in the power system. In the second chapter, hybrid power system is introduced and the importance of using it in the network to improve the control of the power system is explained. The third chapter describes the componenet mathematic and matlab modeling. The renewable energy conversion systems are used to harvest generated energy in DC busbar and then converted to AC by a three-phase full-bridge inverter. The proposed distributed generation substructure supplies loads with low total harmonic distortion. A new strategy based on stability of DC-bus voltage for a stand alone hybrid power system is proposed in Chapter 4. Finaly the results of Simulink discussed in the fifth chapter.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    276027

    Rüzgar-güneş hibrid güç sistem beslemeli bir mekanın aydınlık düzeyinin LED'li armatürler kullanılarak kontrolü

    Control of illumination level of an area supplied wind-solar hybrid power system by using led armatures

    İSMAİL KIYAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    EnerjiMarmara Üniversitesi

    Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. BÜLENT ORAL

    YRD. DOÇ. DR. VEDAT TOPUZ

  2. Tez No

    450642

    Şebekeden bağımsız fotovoltaik sistemlere yönelik çok girişli çok çıkışlı modelleme ve gürbüz kontrolcü tasarımı

    Multiple-input multiple-output modeling and robust control design for stand-alone photovoltaic systems

    ONUR DEVECİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. COŞKU KASNAKOĞLU

  3. Tez No

    821131

    Design and analysis of high gain non-isolated multi port converter for residential PV-battery hybrid system

    Ev tipi PV-batarya hibrid enerji sistemleri için çoklu bağlantı noktasına sahip, izole olmayan, yüksek kazançlı çevirici tasarım ve analizi

    ABDELSALAM M.I. ELMAKAWI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KAMİL ÇAĞATAY BAYINDIR

  4. Tez No

    691733

    Management and control of distributed energy generation systems via artificial intelligence techniques

    Dağıtık enerji üretim sistemlerinin yapay zeka teknikleri ile yönetim ve kontrolü

    ALPER NABİ AKPOLAT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET EMİN KUZUCUOĞLU

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ERKAN DURSUN

  5. Tez No

    423892

    Modeling and intelligent control of a standalone PV-wind-diesel hybrid system

    Tek başına çalışan hibrit bir PV-rüzgar-dizel sisteminin modellemesi ve akıllı denetimi

    SARDAR ADIL MOHAMMED AL-BARAZANCHI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. AHMET METE VURAL

Geri Dön