Power management strategy of stand-alone microgrid with hydrogen fuel cell and renewable sources
Hidrojen yakıt ünitesi ve yenilenebilir kaynaklar içeren şebekeden bağımsız bir mikroşebeke'nin güç yönetim stratejisi
- Tez No: 518854
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BAYSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Dağıtık üretim sistemlerinin artmasıyla birlikte mikroşebekenin kararlılığı ve güvenilirliği önemli bir konu haline gelmiştir. Ayrıca, güç yönetim stratejisine (GYS) bağlı olan sistem verimliliği de çözülmesi gereken zorluklardan biri haline gelmektedir. Farklı üretim sistemleri farklı özelliklere sahiptir. Bu nedenle yenilenebilir enerji kaynaklarının ve enerji depolama sisteminin koordinasyonununda olduğu gibi birleşme ve koordinasyon konuları sistem verimliliğinin yüksek seviyelere ulaşmasını sağlayabilir. Diğer taraftan, hidrojen üretim ve depolama tekniklerinin geliştirilmesiyle, yakın bir gelecekte hidrojen yakıt üniteleri de mikroeşebekenin bir parçası olacaktır. Bu tez çalışmasında, yenilenebilir enerji ve hidrojen yakıt hücresine sahip mikroşebeke için çevrimiçi (online) Adaptif Model Tahmini Kontrol (AMTK) tabanlı güç yönetimi stratejisi ile enerji tüketimi ve msikroşebeke ömrü arttırılırken, hidrojen tüketimini en aza indirmek amaçlanmıştır. İlk olarak, güneş paneli, rüzgar türbini, proton değişim membranlı yakıt hücresi, batarya ve eletroliz içeren örnek mikroeşebekenin simulink modeli sunulmuştur. Sonrasında güç yönetim strateji problemi, mikroşebeke sisteminin kontrol yapısına göre basitleştirilmiştir ve sistemin tahmini model kontrolü ile maliyet fonksiyonu tasarlanarak standart ikinci derece programlama formatına aktarılarak problemin çözülmesi sağlanmıştır. Ayrıca, farklı hedeflerin ağırlıklarını sistem durumuna göre otomatik olarak ayarlamak için adaptif algoritma kullanılmıştır. Önerilen güç yönetim stratejisinin performansını ölçmek amacıyla, normalde Hibrid Elektrikli Araçlar (HEA) 'da kullanılan, eşdeğer enerji minimizasyon yöntemi (EEMY) durum analizinde uygulanmıştır. MATLAB-Simulink TM 'den alınan çeşitli durum analizi simülasyon sonuçlarına göre, güç yönetim stratejisinin batarya doluluk oranının (SoC) kontrol edilmesinde, hidrojen yakıt ünitesi kullanım ömrünün uzamasında ve batarya şarjı sürdürülebilirliği üzerinde önemli iyileşmeler sağladığı saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
With the distributed generation units increasing, the stability and reliablity of microgrid become an important issue. And the system efficiency, which is related to the power management strategy (PMS), is becoming one of the big challenges. Different generation units have different charateristics. Thus coordination or combination can help each other to reach the highest efficiency of system, such as coordination of the renewable energy resources and energy storage system. Besides, as the development of Hydrogen production and storage technics, the hydrogen fuel cell will also be part of microgrid in the near future. In this thesis, an online Adaptive Model Predictive Control (AMPC) based Power Management Strategy for microgrid with Renewable Energy and Hydrogen Fuel Cell is proposed to increase the energy sources lifetime of microgrid while minimizing hydrogen consumption. Firstly, the simulink model of the studied microgrid is presented, including the solar panel, wind turbine, Proton-exchange Membrane Fuel Cell, battery and electrolyzer. Secondly, The PMS problem is simplified according to the control structure of microgrid system and the MPC cost function of system is built and transferred to standard format of the Quadratic Programming problem to solve. Moreover, adaptive algorithm is used to automatically adjust the weights of different targets according to the states of system. In order to evaluate the performance of proposed PMS, the online classic PMS, Equivalent Consumption Minimum Strategy(ECMS), which is normally applied in Hybrid Electric Vehicles(HEV), is also implemented in the case study. From simulation results for different cases from MATLAB-SimulinkTM, it is shown that proposed PMS has significant effects on controlling State-of-Charge (SoC) of battery and a noticeable improvement on extension of Hydrogen Fuel Cell lifetime and battery charge- sustainability.
Benzer Tezler
- Voltage control of a stand alone hybrid system using fuzzy logic controller
Bulanık mantık algorıtması kullanarak hıbrıt sıstemlerın voltaj kontrolu
ASGAR MOSTAFAZADEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OMER USTA
- Şebekeden bağımsız hibrit enerji sisteminin tekno-ekonomik açıdan incelenmesi ve optimizasyonu
Techno-economic investigation and optimization of the standalone hybrid energy system
AYKUT FATİH GÜVEN
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN YÖRÜKEREN
- Development of volt/var and energy management optimization approach for distribution systems
Dağıtım sistemleri için volt/var ve enerji yönetimi optimizasyonu yaklaşımının geliştirilmesi
ENES BEKTAŞ
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMİL ÇAĞATAY BAYINDIR
- Şebekeden bağımsız hibrit yenilenebilir enerji sistemlerinin tasarımı ve yönetim stratejisi için pareto optimum yaklaşımı
Pareto optimum approach for design and management strategy of stand-alone hybrid renewable energy systems
TUBA TEZER
Doktora
İngilizce
2017
EnerjiBalıkesir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. RAMAZAN YAMAN
- Değişim yönetiminin incelenmesi ve kuramsal bir modelin geliştirilmesi
The study of management of change and the development of an institutional model
ADNAN ERKMENOL